“5기가 HD영화 1초에 5.6편 전송” ETRI, 데이터 폭증해결 ‘광원소자’ 첫 개발

- 광모드 변환기 및 모니터링 광검출기 집적 224G 광원 개발
- 기존보다 변조대역폭, 채널당 데이터 처리용량 두배 증가

. ETRI 연구진이 전계흡수형 광원 소자의 전송특성을 시연하고 있다.[ETRI 제공]

[헤럴드경제=구본혁 기자] 국내 연구진이 초대형 데이터센터, 5G·6G 이동통신 기지국 등에 쓰일 수 있는 광원 소자(Laser diode)를 세계 최초로 개발했다. 5GB 용량 풀HD 영화를 1초에 5.6편을 보낼 수 있다.

한국전자통신연구원(ETRI)은 데이터센터의 내부 네트워크에 사용되어 채널당 224Gbps 광신호를 전송할 수 있는 밀리미터(mm) 크기 이하(0.2mm x 0.85mm)의 전계흡수변조형 광원 소자 기술을 독자 개발에 성공했다고 밝혔다.

연구진은 광모드 변환기 광모드 변환기 및 모니터링 광검출기 모니터링 광검출기가 단일 집적된 전계흡수변조형 광원 소자를 설계부터 제작 단계까지 모두 국내 기술력으로 개발했다.

연구진이 개발에 성공한 광원 소자는 향후 상용화가 되면 대용량 데이터센터 내부의 타워랙에 내장된다. 광원 소자는 광트랜시버(광송수신 모듈) 송신부에 들어간다. 광트랜시버가 타워랙 내부의 라인카드에 꼽히게 되는 셈이다. 일반적으로 224기가 8채널 광트랜시버 32개가 하나의 라인카드를 구성하며, 다수의 라인카드가 타워랙에 장착된다.

연구진은 그동안 모듈 개발 위주에서 벗어나 핵심 원천 기술인 칩 단위의 개발에 큰 의미를 부여했다. 광원 칩의 핵심기술을 개발했기에 향후 광통신 세계시장을 선도할 수 있게 됐다고 설명했다.

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 필요했다.

기존 데이터센터 내부에 사용되는 광트랜시버의 경우, 채널당 최대 100Gbps 광신호를 전송할 수 있는 전계흡수변조형 광원 소자가 사용된다.

ETRI는 변조대역폭 및 데이터 처리용량을 두배 높여 채널당 224Gbps 광신호 전송이 가능한 세계 최고 수준의 전계흡수변조형 광원 소자를 제작했다.

또한 광결합 효율을 증가시킬 수 있는 광모드 변환기와 실시간으로 광원 소자의 광출력 세기를 모니터링할 수 있는 광검출기를 세계 최초로 224Gbps 전계흡수변조형 광원 소자에 단일 집적했다.

광모드 변환기 집적을 통해 광결합 효율을 대폭 개선해 광도파로와의 결합 효율을 기존 50%에서 85%로 증가시켜 에너지 소모 절감도 가능케 됐다.

광출력세기를 모니터링하는 광검출기 단일집적을 통해 기존 별도의 광검출기 사용 구조 대비 단일 채널 광모듈은 물론 800G/1.6Tbps급 광모듈 제작에서 패키징 비용을 크게 절감할 수 있다.

전계흡수형 광원 소자를 구동 및 광결합하는 모습.[ETRI 제공]

이번에 개발한 224Gbps 전계흡수변조형 광원 소자는 세계 최고 수준인 70℃에서 70GHz 이상의 변조대역폭을 보였다. 상온뿐만 아니라 70℃에서도 224Gbps, 2km 광전송이 가능한 우수한 성능인 셈이다.

백용순 ETRI 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.

nbgkoo@heraldcorp.com