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중소기업 기술혁신개발사업 최종보고서

플라스틱 광섬유 망 센서를 이용한

창호형 광 보안 시스템 개발

2002년 6월 22일

주 관 기 업 (주)포스컴

개발참여기업 해당없음

위탁연구기관 해당없음

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제 출 문

경기지방중소기업청장 귀하

본 보고서를 “플라스틱 광섬유 망 센서를 이용한 창호형 광보안 시스템 개발에 관

한 기술혁신개발사업” (개발기간: 2001. 8 ~ 2002. 7) 과제의 최종보고서로 제출

합니다.

2002년 6월 22일

주관기업 : 주식회사 포스컴

과제책임자 : 이 완 구

개발참여기업 : 해당 없음

위탁연구기관 : 해당 없음

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요 약 서 (초 록)

과 제 명 플라스틱 광섬유 망 센서를 이용한 창호형 광 보안시스템 개발

주 관 기 업 주식회사 포스컴 총괄책임자 이 완 구

개 발 기 간 2001년8월 ~ 2002년6월 (11개월)

총개발사업비

(천원)

정부출연금 66,000

총개발

사업비100,076

기업부담금현금 15,280

현물 18.796

위탁연구기관

개발참여기업해당 없음

주요기술용어

(6~10개)

플라스틱 광섬유, 광 송신부, 광 수신부, 파장 대역, 분산,

광 수신부 잡음, 광 침입 감지 센서

1. 기술개발목표

플라스틱 광섬유를 이용한 직조한 망을 창호 외부 공간에 설치하여 침입자의

침입 시도 여부를 감지하는 무인 방범 시스템을 구성함

2. 기술개발의 목적 및 중요성

● 신소재 플라스틱 광섬유의 침입 감지 센서로의 적용

● 플라스틱 광섬유 센서에 적합한 광 송수신 부품 선정

● 창호용 보안 센서에 적합한 장착 편의성 및 미관성을 고려한 해체 침투 방

지형 플레임 기구 구조 설계

● 침입 감지 센서의 최적 신호 처리 기법 개발

● 태양광의 잡음 상태에서 정상 동작하는 광학 특성을 고려한 설계

3. 기술개발의 내용 및 범위

● 신소재 플라스틱 광섬유의 센서 적용 기술

● 창호 장착 편의성 및 해체 침투 감지 기능 제공 기술

● 태양광 유입으로 인한 광 수신부 잡음 제거 기술

● 플라스틱 광섬유와 부합하며 신뢰성을 제공하는 광 송수신 부품 선정 기술

● 경제성 및 연동성을 고려한 제품화 기술

● 신호 처리 기법 기술

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4. 기술개발 결과

● 플라스틱 광섬유를 활용한 침입 감지 센서 구현 (절단감지)

● 라인 구조의 광 센서 구조 채택 (장착 편의성 및 미관성 고려)

● 해체 침투 감지 센서 채택 (은밀 침투 방지)

● 광 송수신 부와 광 센서는 창문 외부에 설치하고 컨트롤러는 내부에 설치함

(침입 차단 효과 최대 고려)

● 해킹 방지 코드화 수법 채택

● 센서 라인 수 추가 확장 가능

● 외부 연동 릴레이 채택 (추가 연동성 확장 가능)

5. 기대효과

● 시장 규모: 국내 60억원, 세계 1,800억원 (2002년 기준)

● 매출 목표: 50억원 (2003년; 국내 20억원, 해외 30억원)

200억원 (2005년; 국내 50억원, 해외 150억원)

● 국내 보안 시장 보호 육성 및 해외 시장 개척

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목 차

제 1장 서 론

제 2장 본 론

제 1절 기술 개발 목표 및 내용

제 2절 기술 개발의 목적 및 중요성

1. 신소재 플라스틱 광섬유의 센서 적용 기술

2. 창호 장착 편의성 및 해체 침투 감지 기능 제공 기술

3. 태양광 유입으로 인한 광 수신부 잡음 제거 기술

4. 플라스틱 광섬유와 부합하며 신뢰성을 제공하는 광 송수신 부품 선정 기술

5. 경제성 및 연동성을 고려한 제품화 기술

6. 신호 처리 기법 설계

제 3절 기술 개발의 내용 및 범위

1. 신소재 플라스틱 광섬유의 센서 적용 기술 내용

2. 창호 장착 편의성 및 해체 침투 감지 기능 제공 기술 내용

3. 태양광 유입으로 인한 광 수신부 잡음 제거 기술 내용

4. 플라스틱 광섬유와 부합하며 신뢰성을 제공하는 광 송수신 부품 선정 기술

내용

5. 경제성 및 연동성을 고려한 제품화 기술

6. 신호 처리 기법 기술 내용

제 4절 기술 개발 결과

1. 제품 개념도

2. 제품 상세 구성도

3. 제품 사양 정리 및 사진 모음

제 5절 사업 추진 방향 및 기대 효과

1. 시장 상황 분석

2. 제품 마케팅 및 판매 전략 계획

3. 자금 조달 계획

4. 제품 양산 및 판매 계획

5. 주요 사업화 일정

제 3장 결 론

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제 1장 서 론

전세계를 경악하게 한 9.11 뉴욕 테러 이후 전세계적으로 보안 욕구는 급격히 고조

되고 있다. 국내에서도 대구 탄약사령부 총기 도난 사건, 은행 총기 강도 사건, 그

리고 수방사의 총기 도난 사건 등 연이은 각종 보안 사고로 인력 위주 경비의 취약

성을 절실히 드러내고 있다. 그러나, 대부분의 보안 요원들의 사고 방식은 아직까지

인력 위주의 취약한 보안 경비의 수준에서 머물고 있으며, 기존의 무인 침입 감지

기는 오경보, 오작동, 그리고 은밀 침투 허용이라는 치명적인 약점을 가지고 있어서

고객의 완벽한 보안 욕구를 충분히 만족 시키기에는 아직 요원하다.

보안 시스템은 크게 담장 등의 보안을 위한 외곽용, 오피스 및 아파트 등의 보안을

위한 실내용, 그리고 출입 통제용으로 분류된다. 외곽용 감지기는 장력 감지식, 진

동 감지식, 마이크로 웨이브 감지식, 그리고 광 센서 망 감지식으로 구분이 된다.

한국에는 인천 신공항, 포항 제철 등에 장력식 감지기가, 군 공항에는 광 센서 망

감지식이, 그리고 국정원에는 진동 감지식이 도입되어 설치 되어있다. 실내용 감지

기에는 수동 열선 감지식, 복합 감지식, 실내 마이크로웨이브식, 자석 접점식, 유리

파손 감지식 (진동센서식), 그리고 폐쇄 회로 TV로 분류된다. 수동 열선식 감지기

및 자석 접점식 제품은 에스원이나 캡스 등의 경비 용역 업체 등이 중심적으로 도

입하여 공장, 점포, 개인 주택, 아파트, 오피스 등에 광범위하게 사용하고 있다. 폐

쇄회로 TV는 주로 은행, 사무실, 아파트의 주차장 등에 중점적으로 배치 되어 있으

며 보조적인 영상 저장 매체를 사용하고 있다. 기존의 VTR을 이용하던 아날로그

식의 영상 저장 매체에서 디지털 방식의 DVR로의 전환이 최근 급속하게 이루어지

고 있다. 출입 통제용은 주로 오피스 등에서 열쇠 대용으로 쓰이거나, 열쇠를 연 후

에 추가적인 보안 및 전자적인 입 출입 기록으로 쓰이고 있다. 대부분의 기업에서

사용하고 있으며 보조적인 출입 정보 저장 시스템과 연동적으로 사용되고 있다. 출

입 통제 시스템은 주로 실내용 감지기와 같이 사용되어 출입문을 열고 들어와서 움

직임이 감지되면 몇 초 이내에 출입 통제 시스템에 자석식 카드 등으로 Reset을 시

키는 방식이 주로 쓰인다. 하지만, 내부에 인력이 근무하고 있을 때에는 모든 시스

템이 작동 임시 정지 모드에 있어서 창문을 통한 은밀 침투 등에는 취약성을 가지

고 있다.

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창문 부분의 감지기는 실내용의 범주에 들어가며 주로 창문 밖에 감지기를 설치하

는 품목으로 창문을 통해 침입하는 침입자를 감지하는 보안 제품이다. 창문에 대한

보안의 중요성은 아파트, 은행 등 모든 시설이 창문을 함유하고 있고, 대부분의 도

난 등의 보안 사고가 이 창문을 통해서 이루어지고 있는 현실을 고려 할 때, 그 중

요성을 아무리 강조해도 지나치지 않는다고 사료된다. 현재 창호용 보안 제품은 감

지 기능용으로 자석 접점식, 감지방식, 적외선식 감지방식, 진동 감지 센서식 감지

방식 그리고 수동 열선 감지 방식이 주종을 이루고 있으며 물리적인 차단 보안 용

도는 쇠창살 및 유리창 깨짐 보호용 필름 등이 있다. 가장 저가인 자석 접점식 감

지 방식은 유리창을 깨고 그 틈으로 침투하면 침입 감지가 불가하고, 적외선식은

가격 및 미관 그리고 낙엽등에도 반응하는 심각한 오경보 문제가 있다. 또한, 진동

감지 센서는 창유리 은밀 절단 침투 문제와 폭풍우 등에 반응하는 오경보 문제가

있으며, 열선 감지기는 내부에 사람이나 동물이 있으면 안되며 사각 지대가 존재하

는 문제가 있다. 또한 열선 감지 차단 의상을 착용하고 침입하면 감지할 수 없다.

쇠창살은 감옥과 같은 답답한 문제 및 절단하고 직접 침투시에 대안이 없는 문제가

있다. 그리고, 창유리 보호 필름은 필름 주위를 절단하는 방법으로 침투가 가능하

다.

본 과제를 통하여 개발한 창호용 광 보안 제품은 미관이 좋은 얇고 투명한 플라스

틱 광섬유 센서를 사용하여 감옥 같은 답답함을 해결하고, 실제적으로 노출된 센서

부분으로 완벽 보안 경보 기능을 제공하고, 낙엽 등으로 인한 오경보가 없는 획기

적인 제품이다. 그리고, 본 보안 제품은 플라스틱 광섬유의 센서 적용 기술, 광 송

수신부 부품 선정 기술, 해체 침투를 방지하는 해킹 방지 프레임 설계 기술 등 여

러 방면 기술의 총체적인 결합을 통해서 실현이 가능하다. 특히, 신소재인 플라스틱

광섬유를 외부 자연 환경에 노출시킬 때 발생할 수 있는 여러 예상 문제점을 종합

적으로 검토하여 그에 대한 대책을 확보하여 제품 개발을 진행 시키었으며, 기존

경쟁 예상 제품의 가격 부분에 대한 경쟁력 확보도 하여야 되는 부담감을 안고 있

었다.

2002년 5월 COEX에서 개최된 국제 보안 전시회 (Security World 2002) 에 본 제

품의 시작품을 시연하기 위하여 당사는 많은 노력을 기울여 왔다. 시작품 전시 결

과는 예상 외로 고객의 높은 호응도 였다. 특히, 전시회에서 행한 마케팅 설문 조사

에 의하면 본 제품은 성능면에서 기존의 적외선 감지 센서에 대한 탁월한 경쟁력을

갖고 있으며 제품의 종합적인 경쟁력을 고려하면 기존 적외선 제품의 1.5배 이상의

가격이라도 문제가 없음이 드러났다. 따라서, 본 제품을 사업화로 바로 추진하여 매

출을 이루고, 세계에 수출하여 많은 외화 획득에 기여하려 한다.

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본 과제는 2001년 8월부터 중기청의 지원으로 개발을 착수 했다. 착수 이전에 몇

몇 기초 실험을 통하여 실현 가능성에 대해서 이론에 대한 연구 및 기초 실험을 행

하여 타진하였고. 동시에 기술혁신과제에 지원, 과제화하여 제품 개발을 시작했다.

초기에는 플라스틱 광섬유를 망의 형태로 완벽하고 해체가 불가능한 구조를 주로

연구 했으나 Optical power budget 등의 문제로 광송수신부의 실현이 난해하여 라

인의 형태로 개발 방향을 수정하였다.

본 보고서는 본 기술혁신과제에 대한 결과 보고서로 본 과제를 통하여 얻고자 하는

기술 개발의 목표 내용에 대하여 설명하고, 본 과제를 통해서 확보하려는 기술 개

발의 구체적인 목적 및 중요성에 대하여 언급한다. 그리고, 본 과제 수행을 통한 기

술 개발의 내용 및 범위에 대하여 기술하고, 기술 개발 결과에 대해서 관련 도면

등을 첨부로 정리하고자 한다. 또한, 본 과제 종료 후의 기대 효과 및 사업 추진 방

향에 대하여 마케팅 면을 포함하여 심도 깊게 논의 하고자 한다. 끝으로 본 보고서

의 내용을 요약 정리한다.

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제 2장. 본 론

본 장에서는 본 과제를 통하여 개발하려는 기술에 대한 상세한 설명과 문제점에 대

한 해결 방안 그리고 향후 사업화 계획에 대해서 상세히 설명한다. 제1절에서는 기

술 개발 목표 및 내용에 대해서 요약 정리를 하고, 제2절에서는 개발 하고자 하는

기술의 목적 및 그 중요성에 대하여 고찰한다. 제3절에서는 주요 개발 기술에 대한

구체적인 내용과 개발 범위를 논의하고, 제4절에서는 제품의 사양 및 도면 등을 포

함한 제품 개발 결과물에 대해서 요약 정리한다. 마지막으로 제5절에서는 본 제품

에 대한 사업화 계획에 대해서 마케팅 계획, 자금 조달을 포함한 제반 요소에 대해

서 심도 깊게 논의한다.

제 1 절 . 기술 개발 목표 및 내용

본 과제의 목표를 요약하면 “신소재인 투명한 플라스틱 광섬유를 창호용 침입 감지

센서에 적용시켜, 미관성을 제고하고, 소재 자체의 투명성을 이용하여 내부의 시야

를 확보하는 무인 침입 감지 시스템을 구현”하는 것이다. 또한, 본 제품은 비, 바

람, 낙엽, 소 동물 등의 외부 환경 변화에 의한 오경보가 없고, 장착이 편리해야 되

며, 적당한 공급 가격을 제공하여야 한다.

그 세부적인 기술 개발 목표 및 내용은 다음과 같다.

● 신소재 플라스틱 광섬유의 침입 감지 센서로의 적용

● 창호에 손쉽게 적용할 수 있는 장착의 편의성 제공

● 태양광 노출, 외부 온도 및 환경 변화 등에 플라스틱 광섬유를 노출 적용시의

신뢰성 및 잡음 유입 등의 제반 문제점 해결

● 해체 침투가 어려운 장착 구조 제공 및 해체 침투 시 감지하는 기능성

● 플라스틱 광섬유와 부합하면서 신뢰성을 제공하는 광 송수신 부품 선정

● 가격면에서 기존의 적외선 감지기의 동등 수준

● 시스템 연동성 및 확장성 제공

● 침입 감지 센서의 최적 신호 처리 기법 개발

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참고적으로, 플라스틱 광섬유는 플라스틱 재료로 빛이 잘 통과하도록 구성되어 있

다. 특히, 가시광선이 잘 통과하는 매체이므로 주로 의료기의 내시경 제품 및 실내

조명용에 응용되고 있으며, 현재 광통신 시스템에 주로 쓰이는 유리 광섬유와는 별

로 관계가 없이 독자적으로 발전되어 왔다. 경량이고 저가이고, 유연하고, 다루기

편리한 장점을 가지고 있지만 통신으로 쓰기에는 너무 큰 손실 및 분산 문제로 오

랜 동안 기피되어 왔다. 근래에 들어서 650nm 의 파장대역에서 50dB/Km의 손실

을 얻어내서 적색 LED를 이용한 저 주파 대역의 근거리 통신이 가능하게 되었다.

참고로, 과거의 플라스틱 광섬유의 손실은 주로 150dB/Km 이상 이었다. 또한, 최

근에는 다른 플라스틱 재료를 사용한 플라스틱 광섬유의 도입으로 10dB/Km 이내

의 손실이 가능하여 지고 또한 분산 효과를 획기적으로 줄여서 적외선 대역의 고속

통신도 가능하게 되었다. 따라서, 앞으로는 근거리 통신은 모두 플라스틱 광섬유의

제품으로 바뀌어 질 것으로 사료된다.

제 2절. 기술 개발의 목적 및 중요성

1. 신소재 플라스틱 광섬유의 센서 적용 기술

플라스틱 광섬유는 현재 주로 일본의 아사이 시멘트와 미쯔비시 레이온 두 회사가

개발하여 공급하고 있다. 미쯔비시 제품은 온도 및 환경 변화에 강한 구조 이지만

손실 및 분산 특성에 문제가 있으며, 아사이 제품은 손실 및 분산 특성은 뛰어나지

만 기계적인 특성 및 환경 변화에 취약한 문제가 있다. 본 과제를 수행하기 위하여

두 회사의 제품을 모두 구매하여 다양한 시험을 통하여 장, 단점을 비교 분석하여

적용 부품을 결정하여야 한다.

2. 창호 장착 편의성 및 해체 침투 감지 기능 제공 기술

본 침입 감지기를 간단히 장착할 수 있게 장착 기구부를 설계/제공하여 설치 시공

자가 손쉽게 설치하여 인건비를 줄이고, 시공 회피를 방지하여야 한다. 그리고, 침

입자의 감지기 은밀 해체 침투를 방지하는 구조적인 방지책 또는 해체 침투를 감지

하는 성능을 제공하여 은밀 해체 침투를 방지하여야 한다.

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3. 태양광 유입으로 인한 광 수신부 잡음 제거 기술

최초의 실험에 의하면 플라스틱 광섬유를 외부의 태양빛에 노출시키면 광 수신부의

동작 영역이 포화 영역으로 이동하여 광 송신부의 신호가 사라지는 문제가 있었다.

이러한 문제를 해결하기 위해서 광 송신부의 파장을 적절히 선별 사용하고, 플라스

틱 광섬유에 태양빛의 유입을 일부 차단하는 방법을 연구하고, 광 수신부에 가시광

선 차단용 코팅을 추가하는 것을 검토하여야 한다. 또한, 광 송신부를 특수 변조하

여 태양광으로 인한 심한 노이즈 상태에서도 수신 감도가 높아지는 방법을 연구하

여야 한다.

4. 플라스틱 광섬유와 부합하며 신뢰성을 제공하는 광 송수신 부품 선정 기술

플라스틱 광섬유 센서와 같이 광 송수신 부품도 외부에 장착되므로, 작동 온도 조

건이 -30℃ ~ +60℃이고, 고 손실의 플라스틱 광섬유를 통과하려면 최소한 광파

워가 10㎽ 이상의 고출력, 직진성의 광 송신 부품을 필요로 한다. 또한, 광 수신 부

품 또한 상기의 조건, 즉, 파장 응답성 및 주파수 응답성 등과 부합되는 부품으로

수신 감도가 뛰어난 부품이 사용되어야 한다. 특히, 광 송수신 부의 적용 파장은 플

라스틱 광섬유의 손실이 작은 몇몇 저 손실의 영역을 중심으로 집중 검토를 한다.

부품의 신뢰성을 높이기 위해서 광 송신부는 ON-OFF 변조 신호를 사용하고 광 수

신부에서 쉽게 복조 되도록 하는 방법을 연구한다.

5. 경제성 및 연동성을 고려한 제품화 기술

제품 가격은 적외선 감지기 수준인 한 채널 당 5만원의 수준으로 목표를 잡아서 진

행했으며 연동성은 가격 조건에 적당하게 추후 고객의 요청에 의해 확장 가능하게

개발을 진행 시킨다.

6. 신호 처리 기법 설계

송수신 신호에 암호화 기법을 적용하여 해킹 침투를 방지하고 수신감도를 높일 수

있도록 일종의 주파수 변조 방식을 사용하는 방법을 집중 검토한다.

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제 3절. 기술 개발의 내용 및 범위

본 절에서는 제2절에서 설명한 중요한 기술 목표에 대한 개발 내용 및 범위에 대해

서 자세히 설명한다.

1. 신소재 플라스틱 광섬유의 센서 적용 기술 내용

까다로운 외부 환경에 장착되어야 하는 플라스틱 광섬유의 작동 온도 범위는 적어

도 -30℃ ~ +60℃는 되어야 하며, 현장 적용 시 기계적인 특성을 포함한 장착 조

건이 좋아야 하는 조건에 맞는 플라스틱 광섬유는 미쯔비시 제품 밖에 없어서 비교

적 큰 손실과 악조건의 분산 특성에도 불구하고 부품을 선정하였다. 하지만, 손실이

크며, 분산 특성이 까다로워서 연동하는 광 송수신 부품을 선정하는 데 자유도가

극히 낮은 문제는 감수해야 된다.

2. 창호 장착 편의성 및 해체 침투 감지 기능 제공 기술 내용

본 과제 초기에서 중기까지는 은밀 해체 침투 방지 구조를 연구하여 기구적으로 플

라스틱 광섬유 센서 망의 형태를 적용하려고 하였으나, 거의 모든 망 제작 관련 아

이디어들이 설치 시공상의 어려움으로 귀결되었다. 따라서, 시공상의 편의성에 중점

을 두고 해체 침투를 감지하는 센서 부착으로 해체 침투 문제를 해결하였으며, 설

치 시공이 아주 간단하도록 기구설계를 진행시키었다. 따라서, 망의 형태의 센서 구

조를 라인 구조의 센서 구조로 변경시키었다.

3. 태양광 유입으로 인한 광 수신부 잡음 제거 기술 내용

태양광의 유입을 일차적으로 차단하기 위하여 플라스틱 광섬유에 코팅을 실시하였

고, 광 수신부에 이차적 차단을 목적으로 코팅을 실시하였다. 또한, 광신호가 태양

광으로부터 유입된 가시광선 영역 (400nm ~ 700nm) 외의 광 송수신부를 설계에

반영하였다.

4. 플라스틱 광섬유와 부합하며 신뢰성을 제공하는 광 송수신 부품 선정 기술 내용

광섬유 센서 부분이 라인 형태로 선정되어 광 송수신 부분이 외부에 장착되도록 설

계가 진행되어 각 센서 별로 한 세트의 광 송신 및 광 수신부가 배정되었고, 광 송

수신부는 적외선 영역의 광 부품을 사용하였고 보다 많은 양의 광 신호를 플라스틱

광섬유 센서부에 입력시키고, 이 플라스틱 광섬유 센서부로부터 수신하기 위하여

광을 모아주는 렌즈를 추가적으로 사용하였다.

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5. 경제성 및 연동성을 고려한 제품화 기술

경제성 및 연동성을 고려하여 외부 릴레이 한 개를 제공하였으며 고객의 요청 시에

확장이 가능하도록 설계에 반영하였다,

6. 신호 처리 기업 기술 내용

디지털 코드에 의한 변조 기법을 채택하여 송신부에 코드를 전달 즉시 수신부에서

확인하는 방법을 사용하여 예상되는 해킹을 방지하고 디지털 신호 및 주파수 변조

를 사용하여 SNR (신호 잡음 비) 을 향상시켜 플라스틱 광섬유로 인한 손실을 보

전하였다.

제 4절. 기술 개발 결과

본 절에서는 제3절에서 정한 기술 개발의 내용과 범위에 의해 정해진 기술 기반으

로 추진된 제품화 및 기술 개발 결과에 대해서 집중적으로 서술한다. 우선, 제품의

개념도를 설명하고, 제품의 상세한 구성 내용을 서술한다. 마지막으로 제품의 주요

사양을 정리하고 개발된 시제품의 사진을 첨부한다.

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1. 제품 개념도

창호용 광 보안 시스템은 투명한 플라스틱 광섬유 센서를 이용하여 창문 외부에 설

치되어 창문을 통한 침입 시도를 감지하는 보안 제품으로 플라스틱 광섬유 센서,

광 신호처리 컨트롤러, 광 송신부 및 광 수신부로 구성된다. 광 송수신부 및 광섬유

센서 케이블은 주로 창문 외부에 장착되며, 광 신호 처리 컨트롤러는 실내에 장착

된다.

그림 1. 제품 개념도

각 주요 부분의 역할은 다음과 같다.

● 플라스틱 광섬유 센서: 광 신호가 광 송신부로부터 광 수신부로 전승되는 광신

호가 흐르는 통로로 절단 시 광 신호 전송이 중지된다. 플라스틱 광섬유는 내경이

0.5mm 인 ESKA 광섬유를 사용했으며 외부 보호용으로 0.25mm의 버퍼 코팅을 했

다.

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● 광 신호 처리 컨트롤러: 광 송신부에 제어 신호를 전달하고, 광 수신부로부터 신

호를 받아드려 신호 처리를 하여 침입 여부를 판별하는 제어부로 마이크로프로세서

를 사용하여 정밀한 제어를 하였다.

● 광 송수신부: 적외선 LD 및 PD를 장착하고 광 신호처리 컨트롤러로부터 전달

된 제어 신호에 따라 광 신호를 플라스틱 광섬유 센서 케이블에 조사하고 받아들이

는 역할을 한다. 즉, 광 송신부는 광 신호 처리 컨트롤러로부터 전달된 전기적인 신

호를 광신호로 바꿔 플라스틱 광섬유 센서에 입력 시키고, 광 수신부는 광 신호를

전기적 신호로 바꿔서 광 신호 처리 컨트롤러에 전송한다. 광 송수신부는 외부 창

문의 프레임에 장착된다.

그림 2. 제어 신호 흐름도

그림 2에서와 같이 창문의 외부에는 광 송신부와 광 수신부가 장착되어 컨트롤러부

로부터 전달된 전기적인 신호가 광 신호로 변환되어 광 송신부로부터 광 센서부를

통하여 광 수신부로 전송된다. 컨트롤러부는 자신이 전달한 디지털 코드의 내용이

광 수신부에 동일하게 전달되고 있는 지을 실시간 점검하며, 문제가 발생하면 표시

부 및 타 제어기에 릴레이 접점을 통하여 경보 신호를 전달한다.

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2. 제품 상세 구성도

그림 3. 창호 장착도

그림3에는 외부의 창문의 프레임에 장착되는 플라스틱 광섬유에 대한 자세한 창호

장착도가 묘사되어 있다. 창문의 프레임에 창호 고정용 프레임이 장착되고 이속에

광 송신부와 광 수신부가 위치한다. 상기 그림의 위쪽에 위치한 두 그림은 플라스

틱 광 섬유 센서를 광 송신부와 광 수신부에 연결하는 고정용 기구 물로 방수 구조

로 설계 되어 있다.

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그림 4. 광 신호 처리 컨트롤러 도면

그림 4의 컨트롤러는 두 가닥의 UTP 케이블로 외부에 설치된 광 송신부와 광 수신

부로 연결된다. UTP 케이블은 8가닥의 전선으로 구성되어 광 송신부에 전원을 포

함한, 코드로 된 전기적인 신호를 전달하고, 광 송신부의 개수에 관계없이 확장되도

록 설계되어있다. 마찬가지로, 광 수신부로부터 8가닥의 전선을 통하여 수신된 신

호를 점검한다.

컨트롤러부는 전원부, 제어부 및 외부 연동 릴레이부로 구성되어 있다. 그림 5는

컨트롤러 내부의 상세한 제어 구조를 나타낸다. 마이크로 컨트롤러는 LED표시 장

치, Alarm 장치 및 외부 연동 터미널과 연결 되어 있다.

광 신호처리 관련된 제어 흐름도는 그림 6와 같이 구현된다. 제품이 켜 지면 우선

몇 개의 채널을 제어하여야 하는 지를 점검한다. 그 다음 광 송신부를 작동시킨다.

광 송신부 작동에 따른 응답이 광 수신부에 오면 전달된 정보를 저장한다. 그리고,

계속해서 전달된 정보의 상태가 정상인지를 점검한다. 전달된 정보에 문제가 발생

하면 외부 릴레이 및 표시 판에 경보 신호를 전송한다. 8비트 마이크로 컨트롤러로

제어하며 코드로 이루어진 주파수 신호가 전송되고 수신된다.

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그림 5. 컨트롤러부 상세 블록도

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그림 6. 신호 처리 제어 흐름도

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3. 제품 사양 정리 및 사진 모음

본 제품의 주요 사양은 다음과 같다.

● 플라스틱 광섬유 센서:

내경 0.5mm 또는 0.75mm

외경 0.75mm 또는 1mm (코팅용 플라스틱)

플라스틱 광섬유 주요 사양:

→ Refractive index 1.492 (core), 1.402 (cladding)

→ Temperature range: -55℃ ~ 70℃

→ Maximum Attenuation: 0.2dB/m over 650nm

● 광 송수신부

최대 송수신 지원 거리: 3m

센서 라인 당 간격: 10cm (변경 가능)

장착 프레임 해체 감지 센서 기능

작동온도: -25℃ ~ +55℃

방수 구조

장착 편의성

● 광 신호처리 컨트롤러

전원: 9~24V DC

지원 가능 센서 개수: 1~8개 (확장 가능)

감지 기능: 광 센서 단선 감지

해킹 방지 코드 신호 기능

주파수 변도 기능

8 비트 마이크로 컨트롤러

본 제품의 시작품의 사진은 다음의 그림 7~11과 같다.

그림 7은 광 신호처리 컨트롤러의 사진이고, 그림 8은 광 송수신 모듈의 사진이다.

이 광 송수신 모듈은 그림 3의 창호 고정용 프레임 내부에 장착된다. 그림 9와 그

림 10은 플라스틱 광섬유 센서의 사진으로 재킷 작업된 플라스틱 광섬유 케이블과

코팅 작업된 플라스틱 광섬유를 각각 나타낸다. 그림 11은 실제 창호에 본 과제의

결과 물인 플라스틱 광섬유 센서가 장착된 시제품 사진이다.

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그림 7. 신호 처리 컨트롤러 사진

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그림 8. 광 송신부 모듈 사진

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그림 9. 플라스틱 광섬유 센서 케이블 사진(투명 재킷 처리)

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그림 10. 플라스틱 광섬유 센서 케이블 사진 (코팅 처리)

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그림 11. 창호 실 장착 플라스틱 광섬유 센서로 구성된 침입 감지 시스템

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제 5절. 사업 추진 방향 및 기대 효과

본 절에서는 본 과제로부터 얻어진 과제 결과물을 이용하여 사업화 추진 방향에 대

하여 언급한 후 사업화로부터 얻어지는 기대효과에 대해 상세히 논의한다. 먼저 본

과제로 개발한 제품에 대한 시장 상황에 대해서 분석하고 마케팅 및 판매 전략에

대해서 논의한다. 그리고 자금 조달 방안 및 제품 양산 및 판매 계획을 서술한다.

마지막으로 주요 사업화 일정에 대하여 논의한다.

1. 시장 상황 분석

Frost & Sullivan의 보안 장비 시장 자료에 의하면 실내용 보안 장비의 시장 규모는

미국의 경우 2002년도 기준으로 1억5천만달러 (2,000억원) 이며, 연 성장률이

11%이다. 전체 시장 부분 중 약30%가 창문 보안용이라고 예상하고 세계 시장이

미국의 3배로 추정하고, 한국 시장은 미국 시장의 10%로 추정하고, 세계 시장의

성장률을 10%로 추정하면 다음과 같은 표 1의 년도별 창호용 보안 제품의 국 내외

시장 규모를 얻을 수 있다.

년도 구분 국내 시장 규모 미국 시장 규모 세계 시장 규모

2002 60억원 600억원 1,800억원

2003 66억원 660억원 1,980억원

2004 72.6억원 726억원 2,178억원

2005 79.8억원 798억원 2,395억원

표 1. 창호용 보안 제품의 시장 규모

본 과제를 통해 개발한 창호용 광 보안 시스템의 주요 경쟁 제품으로는 서론 부분

에서 언급한 자계형 감지 방식, 적외선 방식, 진동 감지 센서식 및 수동 열선 감지

방식이 있으며 자세한 비교 분석자료는 다음의 표 2와 같다. 대부분의 경쟁 제품은

취약한 보안 구조를 가지고 있으며, 은밀 침투가 가능하고, 오경보, 오작동 등의 문

제점으로 보안 요원으로부터 많은 불만을 사고 있다. 또한, 성능이 좋은 제품은 대

부분 수입 제품으로 많은 외화가 빠져나가고 있으며, 하지만, 국산 제품은 그 취약

성으로 에스원, 캡스 등의 주요 보안 경비 업체는 주로 일본, 미국, 이스라엘 등의

선진 제품을 수입하여 시공 운영하고 있다.

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제품 방식 제품 내용 설명 장, 단점 분석

자계형 감지 방식 창문 내부 틀 및 창문 외부

틀에 각각 자석을 장착하여

창문이 열릴 때 감지하는 제

품

가격이 싸고 내구성이 높

지만 창문을 깨고 침투하

거나 자석 접합부를 유지

한 체 침투가 가능함

적외선식 감지 방식 창문의 외부 벽에 적외선 송

신부 및 수신부를 각각 설치

하여 어떠한 물체가 광선을

끊고 지나갈 때를 감지하는

제품

감지 성능은 뛰어나지만

가격이 고가이며, 낙엽 또

는 새, 고양이 등의 소 동

물에 의한 오경보 문제가

심각하고 미관이 좋지 않

음

진동 감지 방식 유리 창에 음향 탐지 센서를

부착하여 유리창 파손 시 이

를 감지하는 제품

유리창에 테이프 등을 부

착한 후에 창을 은밀하게

절단하고 침투가 가능하며

주위의 진동 등으로 인한

오경보의 가능성이 높음

수동 열선 감지 방식 실내에 설치된 센서가 움직

이는 생물체로부터 나오는

열선의 변화량을 감지하는

제품

단순히 열의 방출을 차단

하는 복장을 입으면 감지

할 수 있으며 사각지대를

없애기 위해 많은 대수를

설치해야 되는 번거로움이

있으며 열의 발생이 많은

곳에서는 사용할 수 없는

단점이 있음

표 2. 경쟁 제품 비교 분석 자료

2. 제품 마케팅 및 판매 전략 계획

가. 경쟁력 강화를 위한 핵심 전략 이슈

● 제품 인지도 제고

● 차별적 경재 우의 조기 확보 및 제품 신뢰성 제고

● 시장 접점 및 진입 마케팅 강화 전략 개발

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나. 시장 개발, 시장 접근 및 제품 포지셔닝 전략

1) 시장 세분화 및 세분 시장별 특성

● 개인 소유 부분: 아파트, 상가, 단독 주택 등 ➜ 개인별 성향

● 기업 및 관공서 부분: 은행, 정부 빌딩 등 ➜ 집단적 성향

2) 목표 시장 선정

● 제1단계: 당사와 거래하고 있는 은행에 주안점

● 제2단계: 개인 소유 부분 공략

● 제3단계: 관공서 부분 공략

3) 목표 시장 내 포지셔닝 전략 개념

● 주 개념: 미관성과 오경보 없는 첨단 센서 제품

● 부 개념: 기존 보안 제품의 문제점을 완벽하게 보완함 제품

다. 세부 실행 전략

1) 제품 전략

● 제품 개념: 투명한 광섬유 자체가 센서로 어떠한 침투 시도도 감지 가능 (기존

제품은 침투 허용 가능함)

● 제품 믹스 (중장기): 전략 제품 도입 (최고 성능 제품) 및 보급형 도입

● 브랜드 전략: Ray (섬세한 빛) + Fort (강인한 요새)

2) 가격 전략

● 초기: 적외선 감지기의 동수준 ~ 1.5배 수준으로 가격 책정함

● 중기: 적외선 감지기의 동 수준 또는 이하의 보급형과 1.5배 이상 수준의 고급

형으로 세분화함

3) 유통 및 영업 전략

● 주요 Concept: 제품 정보 제공 + 당사 마케팅 전략 축 유지 + 영업 활동

● 국내 시장: 직판 시장 구축, 보안 업계에 제품 공급, 최종 소비자인 건설 회사와

전략적 제휴 추진

● 국외 시장: 해외 전시회를 통한 바이어 연결 판매 및 해외 보안 업체에 제품 공

급하여 판매함

4) 프로모션 전략

● 광고 전략: 전문 잡지, 인터넷을 통한 광고

● 홍보 전략: 국내외 보안 전시회 참가 및 국내외 보안 경비 문화 선도 화제성 개

발, 개발자 개인의 화제성 인물 부각

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3. 자금 조달 계획

가. 소요 자금

예상 사업화 소요 자금: 6억원

(양산 설비 및 제품 개발비: 2억원, 양산 운영 자금: 3억원; 마케팅 비용: 1억원)

나. 자금 조달 계획

조달 방법: 기술 혁신 과제 종료 후 중기청 사업화 지원 자금 활용

4. 제품 양산 및 판매 계획

● 제품 양산 준비 기간: 3개월 (2002. 7 ~2002. 8) ➜ 금형 개발 및 양산 준비

● 제품 양산 및 판매 개시 시점: 2002년 9월초

● 제품 판매 예정 가격: 한 채널 당 5만원

본 제품은 양산 개시 시점인 2002년9월초부터 판매를 개시하여 국내의 보안 업체

및 은행 그리고 아파트 등에 광고를 실시하여 매출을 이루고 금년 9월의 세계 보안

전시회에 제품을 전시하여 적극적인 해외 판매를 개시 하려한다. 구체적인 판매 계

획은 다음의 표와 같다.

년도 구분 생산 계획 국내 판매 계획 해외 판매 계획

2002 10억원 8억원 2억원

2003 50억원 20억원 30억원

2004 100억원 30억원 70억원

2005 200억원 50억원 150억원

표3. 년도별 제품 생산 및 판매 계획

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5. 주요 사업화 일정

2002.6월: 기술 혁신 과제 완료 및 보고서 제출

2002. 7월: 자금 조달 및 양산 설계 및 금형 개발 착수

2002. 8월: 금형 개발 및 양산 준비 완료

2002. 8월: 주요 은행에 제품 공급

2002. 9월: 세계 전시회 참여 및 양산 및 판매 개시

2002. 10월: 아파트 건설회사 등과 전략적 제휴 추진

2002. 11월: 주요 보안 업체와 전략적 제휴 추진

2002. 12월: 양산 시설 확충

2003. 1월: 해외 마케팅 본격 착수

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제 3장. 결 론

최근 발생하고 있는 빈번한 도난, 강도 등의 보안관련 사건으로 국 내외적으로 보

안 욕구는 점차 증가 추세에 있다. 특히, 기존의 인력 위주의 경비 방법의 인건비

증가와 취약한 보안 구조로 점차 설득력을 잃어 가고 있다. 따라서, 보다 과학적이

며, 철저한 무인 경비 시스템의 수요가 사회 전반적으로 급격하게 늘고 있다.

이러한 무인 경비 시스템의 증가 추세에 부응하게 위해 여러 종류의 무인 경비 시

스템이 출현하여 전 세계적으로 경합을 벌이고 있다. 하지만, 국내에서는 주로 외국

제품을 수입하여 사용하거나 외국 제품을 모방한 제품을 생산하여 사용하고 있다.

이러한 취약한 보안 산업 구조 속에서 정부 차원의 지원이 절실하지만 정부는 주로

소프트웨어의 보안에 치중하는 분위기 이다. 따라서 앞으로 몇 년간 보안 제품의

독립 선언은 요원하게 느껴진다.

무인 경비 시스템에는 외곽용, 실내용, 그리고 출입관리용이 있는데 그 중 가장 큰

시장을 차지하고 있는 분야는 실내용 부분으로 미국의 시장 규모만으로도 1.5

billion dollar 이다. 그 중 창호용은 대략 30% 정도로 자계형 감지 방식, 적외선 방

식, 진동 감지 센서식 및 수동 열선 감지 방식이 경합을 벌이고 있다, 하지만 설치

를 해본 보안 업체와 상담을 통해서 조사한 바에 의하면 오경보 문제와 은밀 침투

문제로 신뢰성에 많은 문제점을 대다수 제품이 가지고 있다 한다. 이에 착안해서

본 과제를 통해 개발한 제품은 첨단 플라스틱 광섬유 센서를 사용한 창호용 보안

시스템으로 깔끔한 미관과 투명성 그리고 오경보 없는 완벽한 침입 감지 성능으로

국내의 IT 보안 산업을 이끌어 갈 수 있는 유망한 제품이다. 특히 설치 방법이 단

순하며 해체 은밀 침투가 불가하게 구성 되어있어 여러 보안 회사로부터 많은 문의

가 쇄도하고 있다. 특히 전시회에 참여한 한 일본의 회사에서는 제품 예상 가격의

10배 정도의 가격에도 구매할 의사가 있음을 표시했다.

본 보고서에서는 제품을 개발하게 된 동기를 포함한 기술 목표 및 중요성을 언급하

였고, 개발 기술의 내용을 정리하고, 개발 결과물을 자세히 설명하였다. 끝으로, 사

업화 계획을 마케팅, 자금 등을 포함하여 요약하였다. 한국은 분단 상황과 그 지정

학적인 위치로 보안 산업이 발전할 수 있는 모든 여건이 갖추어진 나라이다. 그리

고, 세계에서 유례없이 IT산업의 붐이 조성되고 있다. 이제는 소프트웨어의 보안에

서 탈피하여 물리적인 보안 시스템에도 많은 관심을 가지고 세계의 보안 기술 및

보안 문화를 선도하여 내부적으로는 안정된 사회를 이루고 세계적으로는 제품 수출

로 외화를 벌어들여 나라의 발전에 기여를 할 때이라고 생각한다.

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9.11 테러 사태 이후 전 세계적으로 보안 시장이 출렁이고 있다. 또한, 국내에서도

빈번한 보안 사고 등으로 인력 위주의 경비 시스템이 과학화 첨단화된 기계 장비

보안 경비로의 전환 추세에 있다. 이러한 유례없는 보안 운위기는 앞으로도 많지는

않을 것이다. 드디어, 한국이 보안을 선도할 수 있는 기회가 온 것이다. 내재된 한

국의 IT 잠재력을 이용하여 보안 제품의 개발에 치중하여 이번 기회를 놓치지 말고

보안 강국으로 우뚝 서기를 진심으로 기대한다.