ETRI, 전송속도 4배 빠른 400Gbps 광수신기 개발

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(대전ㆍ충남=뉴스1) 김태진 기자 = 국내 연구진이 전송 속도가 4배 빠른 400Gbps 광수신기를 개발해 인터넷 트래픽 문제 해소에 청신호가 켜졌다.

한국전자통신연구원(ETRI)은 용량과 규모가 큰 메가(Mega) 데이터센터 내 스위칭 시스템에 적용이 가능한 손톱 크기(1.3cm×1.1cm)의 400Gbps 광수신기 모듈 개발에 성공, 관련 업체에 기술 이전했다고 25일 밝혔다.

빅데이터, 클라우드 등 관련 기술의 발전과 함께 정보를 보관하는 데이터센터도 폭발적인 트래픽 증가로 몸살을 앓고 있다.

ETRI는 데이터 빅뱅으로 인한 트래픽 문제 해결을 위해 단위 모듈당 데이터 전송 용량을 기존 100Gbps에서 400Gbps로 4배 늘렸다. 한 번에 1비트(bit)를 보내는 기존의 2단 변조(NRZ) 방식 대신 한 번에 2비트를 보내는 차세대 고효율 전송 방식인 4단 고차변조(PAM-4) 방식을 채택, 전송속도가 4배 빠르게 된 것이다.

이를 통해 연구진은 소자 수를 절반으로 줄이고, 상면적도 40% 이상 감소시키고 소모 전력도 25%이상 절감했다.

또 모듈 비용도 절반으로 줄일 것으로 기대하고 있다.

연구진이 개발한 광수신기 모듈은 Δ광입력단 Δ광역다중화기 Δ광다이오드 Δ전기신호 증폭기 등으로 구성된다.

연구진은 광수신기 모듈 기술의 핵심은 광결합 기술과 고속 전기신호 인터페이스 기술이라고 설명했다.

ETRI는 국내 중소기업과 협력해 광수신기내 평행빔 생성기와 렌즈 등 주요 소자 국산화에 성공했다.

고속 전기신호 인터페이스 기술은 광다이오드의 출력 신호를 증폭하고, 신호의 손실 및 왜곡을 최소화해 외부와 연결시키는 기술로 PAM-4 신호가 진행할 때 신호 크기를 균일하게 유지시켜주는 선형성(線形性) 보장이 중요하다.

연구진은 400Gbps 광수신기 모듈과 더불어 PAM-4 전기신호를 생성하고 복원하는 PAM-4 신호처리 기술도 동시에 개발했다. 이 기술은 ㈜오이솔루션에 이전됐다.

ETRI는 기술을 이전받은 업체들이 해외에서 러브콜을 잇달아 받고 있어 올 하반기에는 외국 수출 계획이 구체화될 것으로 예상하고 있다.

연구진은 이번 기술 개발 과정에서 광결합 효율을 높이는 기술과 PAM-4 변조방식 송수신 기술 실용화 관련 핵심 특허 6건을 국내·외에 출원했다.

또 연내 400Gbps 광송신기도 추가 개발해 글로벌 선도 기업 수준의 기술을 확보하고, 국내 중소기업을 견인할 계획이다.

ETRI는 이번 기술 개발이 과학기술정보통신부의 ‘PAM-4 변조방식 단거리 광트랜시버 개발’과 ‘메트로 액세스 네트워크용 200Gb/s 광트랜시버 기술 개발’과제의 성과라고 밝혔다.

이번 연구 성과는 SCI 저널인 옵틱스 익스프레스(Optics Express)에 지난달 실렸다.

ETRI 네트워크연구본부 양선희 본부장은 “향후 2~3년 내 400Gbps PAM-4 광트랜시버 시장이 열릴 것으로 예상하고 있다”며 “400Gbps PAM-4 광수신기 기술 선점은 고부가가치 창출을 위한 새로운 기회가 될 것”이라고 말했다.
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