'풀HD 영화 1초에 5.6편 전송'…ETRI, '광원 소자' 개발

광모드 변환기 및 모니터링 광검출기 집적 224G 광원 개발
기존 대비 변조대역폭, 채널당 데이터 처리용량 두배 증가
광모듈 저가화, 국내외에 특허 출원…기술 이전 나서

[대전=뉴시스] ETRI 연구진이 전계흡수형 광원 소자의 전송특성을 시연하고 있는 모습.(사진=ETRI 제공) *재판매 및 DB 금지

[대전=뉴시스] 김양수 기자 = 국내 연구진이 초대형 데이터센터나 5G/6G 이동통신 기지국 등에 쓰일 수 있는 광원 소자를 개발했다. 이 기술은 5GB(기기바이트) 용량 풀HD 영화를 1초에 5.6편을 보낼 수 있다.

한국전자통신연구원(ETRI)은 데이터센터의 내부 네트워크에 사용돼 채널당 224Gbps 광신호를 전송할 수 있는 밀리미터(㎜) 크기 이하(0.2㎜x0.85㎜)의 초소형 전계흡수변조형 광원 소자(EML) 기술을 개발하는데 성공했다고 24일 밝혔다.

광원소자(Laser diode)는 전기신호를 광신호로 변환시키는 소자로 화합물 반도체 공정으로 제작된다.

연구진은 광모드변환기(SSC)와 모니터링광검출기(MPD)가 단일 집적된 전계흡수변조형 광원 소자를 설계부터 제작까지 모두 국내 기술력으로 완성됐다.

새 광원 소자는 광트랜시버(전기신호를 광신호로 변환해 송·수신하는 장치) 송신부에 들어가 대용량 데이터센터 내부의 타워랙에 내장된다. 일반적으로 224기가(G) 8채널 광트랜시버 32개가 하나의 라인카드를 구성하며 다수의 라인카드가 타워랙에 장착된다.

기존 모듈 개발 위주에서 벗어나 칩 단위의 개발로 향후 광통신 세계시장을 선도할 수 있을 것으로 기대하고 있다.

최근 가상현실(VR), 증강현실(AR), OTT, 인공지능 등 데이터 사용량이 증가함에 따라 변조대역폭과 데이터 처리용량이 더욱 크고 저가의 광모듈 구현이 가능한 데이터센터 내부 전송용 초고속 광원 기술이 필요하다.

현재 데이터센터 내부에 사용되는 광트랜시버는 채널당 최대 100Gbps 광신호를 전송할 수 있는 전계흡수변조형 광원 소자가 사용됐다.

ETRI의 기술은 변조대역폭 및 데이터 처리용량을 두배 높여 채널당 224Gbps 광신호 전송이 가능한 세계 최고 수준의 전계흡수변조형 광원 소자다.

연구진은 "광결합 효율을 증가시킬 수 있는 광모드변환기와 실시간으로 광원 소자의 광출력 세기를 모니터링할 수 있는 광검출기를 세계 처음으로 224Gbps 전계흡수변조형 광원 소자에 단일 집적했다"며 "광모드변환기 집적으로 광결합 효율을 대폭 개선, 광도파로(빛이 지나가는 길)와의 결합 효율을 기존 50%에서 85%로 증가시켜 에너지절감도 가능하다"고 설명했다.

연구진의 224Gbps 전계흡수변조형 광원 소자는 세계 최고 수준인 70℃에서 70㎓ 이상의 변조대역폭을 보였고 상온뿐만 아니라 70℃에서도 224Gbps, 2㎞ 광전송이 가능한 성능을 갖고 있다.

224Gbps급 전계흡수변조형 광원 소자는 전 세계적으로 소수 기업만이 보유하고 있어 수입대체는 물론 광모드변환기 및 모티터링 광검출기가 단일 집적돼 있어 기술 경쟁력 및 가격 경쟁력이 높다.

연구진은 개발한 광원기술을 활용해 국내·국제 특허를 출원했고 우수 국제 SCI 학술지에 발표했다. 국내 광부품업체에 기술이전해 데이터센터 및 5G/6G 시장에서 글로벌 기업들과 경쟁할 수 있도록 지원할 계획이다.

ETRI 백용순 입체통신연구소장은 "빠르게 성장하는 데이터센터 및 5G/6G 시장에 적용할 수 있는 핵심기술을 세계 최초로 개발하면서 국내 광소자 및 부품 산업의 경쟁력 확보에 기여할 수 있게 됐다"고 말했다.

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