5G 보다 20배 빠른 광수신기 개발

5G 보다 20배 빠른 광수신기 개발

 

국내 연구진이 5세대(G) 보다 20배 빠른 이동통신을 구현할 수 있는 광수신기를 개발했다. 임베디드 광집적 기술을 사용해 세계 최소형으로 개발, 데이터 센터 통신 속도 개선에 기여할 전망이다. 광통신 부품 제조업체 네온 포토닉스(Neon photonics)는 한국전자통신연구원(ETRI) 광네트워크 연구그룹, 에이알텍, 전남대 산학 협력단과 공동으로 400G 펄스 진폭 변조(PAM)-4 광수신기를 개발했다고 2018년 12월 11일 밝혔다.

 

이번에 개발한 광수신기는 한 비트를 0과 1로 구분하는 변조 기술(NRZ)을 사용하는 기존 신호 변조 방식의 광통신과 달리 한 비트를 0, 1, 2, 3으로 구분하는 변조 기술(PAM-4)을 사용해 기존 방식 대비 2배의 정보를 송수신 할 수 있다. PAM-4는 4 단계의 시그널링을 사용해 대역폭은 유지하면서 채널당 비트 속도를 높이는 방식이다. 이 기술은 단위 시간당 송수신할 수 있는 비트 수도 기존 광연결의 통신 기술 대비 2배로 증가시켰다. 현재 주로 사용하는 데이터 센터 광연결 최대 통신 속도인 100Gb/s (1초에 100 기가비트) 보다 통신 속도가 4배 빠른 400Gb/s (1초에 400기가비트)에 달한다. 400Gb/s는 상용화 무선 통신의 5G 서비스 대비 20배의 속도에 해당한다.

 

네온 포토닉스(Neon photonics)는 기존에 사용하던 전형적인 패키징 기술을 과감히 탈피하고, 독자적으로 개발한 임베디드 광집적 기술을 사용했다. 패키징 관점에서 기존에는 골드 박스라는 작은 박스에 부품을 배치하는 방법을 사용함으로써 골드 박스 자체 가격과 골드 박스와 패키징용 지그와의 간섭으로 인한 장비와 시간 비용이 발생해 제품 가격을 줄이는 데 한계가 있다.

 

임베디드 광집적 기술은 패키징을 위한 매개 부품 없는 광트랜시버 일체형이다. 패키징용 지그와의 간섭을 최소화하는 디자인을 사용해 부품을 빠르고 고밀도로 패키징할 수 있게 함으로 가격 경쟁력을 확보했다. 크기는 기존 기술 대비 23% 부피만 차지하는 수준으로 400G 쿼드 소형 폼 팩터 플러그 가능 이중 밀도(QSFP-DD) 광트랜시버의 한정적인 공간 활용을 최대화할 수 있는 장점이 있다.

 

또한, 임베디드 광집적 기반 기술은 공간 집적도를 높여 더욱 많은 채널 확장에 유리해 급증하는 트래픽과 관련된 광통신 시장의 요구사항을 만족하기에 적합한 기술로 평가받고 있다. 이 회사는 내년에 광송신기를 비롯해 광트랜시버 시제품을 개발해 글로벌 마케팅을 통한 해외 시장 진입을 계획하고 있다. 오는 2024년 이후 표준화가 완료될 1테라비트 이더넷(TbE)급 차세대 대용량 광연결 기술로 활용할 수 있을 것으로 예상하고 있다. 문종하 대표는 “2018년 6개월간의 시장 조사, 기술 조사를 통한 제품 콘셉트 정립과 과학기술 정보통신부 연구 개발 과제 지원으로 비교적 짧은 시간 안에 완성도 높은 결과물을 얻었다”며, “2020년에는 400Gb/s PAM-4 기술 시장이 본격적으로 열릴 것”이라고 말했다.