ETRI가 개발한 초고속 광트랜시버 기술./자료제공=ETRI이 기술은 한 번에 전송할 수 있는 데이터양을 두 배로 늘려 병목현상을 해소하고 소모 전력과 장비 크기도 대폭 줄일 수 있다.
그동안 백홀망(전화국사)과 소형 메트로망(시단위 내부 연결)에는 주로 단위 모듈당 1초에 100기가 데이터 전송이 이뤄졌다.
연구진이 개발한 기술을 적용하면 전송 용량을 2배 늘려 1초에 200기가를 보낼 수 있다.
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연구진은 빛의 세기를 바꾸는 변조방식을 채택했다. 즉 기존 한 번에 1비트씩 보내는 2단 변조(NRZ) 방식 대신 한 번에 2비트씩 보내는 4단 고차변조(PAM-4) 방식을 채택, 전송용량을 크게 늘렸다.
이 기술은 기존 포털 업체의 데이터센터 내부 10㎞ 이내에서만 사용되던 PAM-4 변조 방식을 80㎞ 구간까지 확장해 성과를 낼 수 있었다.
이런 성과에는 1550 나노미터(nm) 대역의 고밀도 파장(DWDM)광신호를 다중화할 수 있는 독창적 구조의 광송신기 집적화 기술과 세계 최고 수준의 신호 품질 복구 성능을 갖는 디지털 신호처리 기술이 핵심 기술이라고 연구진은 설명한다.
연구진은 이 기술과 관련된 요소 기술로 '50Gbps 실리콘 변조기'와 '50Gbps 프론트홀광 트랜시버'도 개발했다. 실리콘 변조기는 국내 파운드리와 협력하며 세계 최고 수준의 성능을 내는데 성공했다.
'50Gbps 프론트홀 광 트랜시버'는 일반 사용자가 가장 많이 쓰는 통신망으로 5G 이후 통신 시장을 대비할 인프라 기술로 주목받고 있다.
연구진은 이미 400Gps 속도를 내기 위해 필요한 요소 기술로 광 송·수신기 개발을 완료했다. 신호처리 기술은 기술 이전을 앞두고 있다.
이를 활용해 향후 ETRI와 ㈜네온포토닉스는 데이터센터 내부 약 2km 범위 통신망에 사용되는 400Gps 광 트랜시버를 1초에 400기가 데이터를 보낼 수 있는 성능으로 공동 개발해 통신 기술의 완성도를 높일 계획이다.
연구진의 기술을 종합해 적용하면 통신장비의 전력 및 비용 문제도 개선할 수 있다.
기존 방식대비 소모전력이 50% 낮추고, 밀도도 4배 높아 장비 투자 비용을 줄일 수 있기 때문이다.
파장, 온도 변화에도 덜 민감하고 제작 공정도 단순해 내년 상반기 상용화가 가능할 전망이다.
이 연구원의 김선미 네트워크연구본부장은 "이 기술은 초고속 대용량 광연결을 이루는 핵심 기술로 고품질 영상, 초실감 미디어 서비스 등에 필요한 광 인프라 기술을 선도적으로 개발해 향후 테라비트 속도의 빛으로 연결되는 초실감 인터넷 시대의 주역이 될 것"이라고 말했다.
한편, 이번 연구성과는 광통신 분야 최고 권위지 '옵팁스 익스프레스'에 게재됐다.
또 ETRI와 공동 협력 및 기술을 이전받은 ㈜오이솔루션, ㈜네온포토닉스, ㈜우리로, ㈜엠피닉스 등은 그동안 사업화를 진행한 결과 내년 상반기 중 중국, 일본, 미국 등과 수출 계획이 구체화되고 있어 매출 증대가 예상된다.
