ETRI 연구진이 400G 광통신 부품 기술을 코랜(KOREN)망을 통해 시연하고 있는 모습(좌로부터 이서영 연구원, 정현도 선임연구원)

국내 연구진이 HD급 영화 50편을 1초에 보낼 수 있는 400Gbps급 광 송·수신 부품을 국내 독자기술로 개발에 성공했다. 한국전자통신연구원(ETRI)는 5G 이동통신의 근간이 되는 통신망을 위한 부품개발에 성공했다고 6일 밝혔다. 향후 폭증하는 통신 트래픽에 단비와 같은 역할을 할 것으로 보인다.

 

연구진은 그동안 광 송·수신을 위한 부품들은 외국산으로 주로 부품조립을 통해 시스템으로 만들어 써 왔는데 이를 국산화했다고 설명했다. 아울러 기존 전달망이 100G내외였는데 이를 4배 더 확대해 400Gbps로 끌어 올렸다. 즉 광케이블이 깔린 네트워크 고속도로를 기존대비 4배 크게 확장한 개념이다. 향후 5G 등 서비스 구현을 위해선 데이터 통신 용량은 급격히 증가할 것으로 예측된다. 따라서 트래픽 과부하를 해결키 위해 광통신 기술 또한 수요를 만족하는 데이터 전송용량 확장이 요구되고 있다.

ETRI 연구진이 개발한400G 광송신장치

ETRI는 새로운 네트워크 확장을 위해 현재보다 4배 이상 트래픽이 폭증해도 광케이블의 추가 증설 없이 대용량 데이터 통신 수용이 가능한 기술을 국내 독자 개발한 부품을 사용, 실 환경 시연에 성공했다.

ETRI가 개발에 성공한 광 송·수신 부품은 크게 두 가지다. 먼저 400Gbps급광신호를 전기적 신호로 변환, 수신하는 400Gbps급 광수신기 소자와 전기적 신호를 광통신망으로 보내기 위해 전기를 광에 실어야 하는데 필요한 파장가변 광원소자를 개발했다.

연구진은 핵심소자를 직접 개발하고 이를 광 모듈에 집적함으로써 초소형 부품을 개발하는데 성공하였다. 개발한 코히어런트 광 수신소자는 3cm x 1cm이고 광 송신소자는 2cm x 1cm크기다. 이로써 향후 본 기술들은 광 송·수신기로 모듈화되어 광통신을 위해 중계기처럼 활용될 전망이다. 이러한 시스템들은 향후 트래픽이 심한 대도시를 중심으로 각 도시에 설치될 것으로 보인다.

이 시스템들은 향후 이동통신사의 코어망이나 메트로망의 노드에 설치되어 트래픽을 효과적으로 조절케 된다고 설명했다. 향후 본 기술은 광 트랜시버 제조사를 거쳐 광 전송 장비업체에 탑재, 통신 사업자에 의해 본격 사업화가 이뤄질 것으로 보인다.

 

연구진은 먼저 전송확인을 위해 지난달, ETRI 연구원내 4동 실험실에서 신호생성기를 통해 400Gbps급 전기신호를 만들었

ETRI 연구진이 독자 개발한 초소형 광원 모듈

 다. 만든 신호를 빛에 실어 광섬유망을 통해 서울까지 보낸 후 다시 대전까지 왕복으로 전송하는데 성공했다. ETRI가 성공한 왕복전송 시험은 총 510km에 달하며 한국정보화진흥원에서 운용하는 미래네트워크 선도 시험망(KOREN)을 이용했다. 연구진은 본 기술을 개발, 테스트베드를 만들어 실험으로 검증함으로써 바로 상용화가 가능하다고 밝혔다.

         
연구진은 이번 기술개발로 기존 광통신을 이용할 경우 광케이블을 추가로 깔아 확장하는 방식이었는데 ETRI는 수천억 원에 달하는 추가적인 광케이블 포설 없이 기존 광케이블을 이용하되 광 송·수신 장비 교체만으로도 이를 해결하는 부품 기술개발에 성공, 경제적 이익은 물론 시간적, 물리적으로도 가장 효과적이라고 말했다. 또한, 본 기술은 전송거리, 통신품질 등 사용자 요구에 적합한 통신 서비스를 제공하기 위해 전송용량, 변조방식, 파장을 소프트웨어로 제어·관리할 수 있는 차세대 광 네트워크 핵심기술이다. 전송용량을 변경하기 위해 하드웨어를 교체할 필요가 없어 효율성증대 및 비용절감에 큰 효과를 갖는다.

ETRI 김종회 광통신부품연구그룹장은 "개발한 광부품은 실리카, 폴리머 등 저가형 소재를 사용, 가격경쟁력이 있고 400Gbps 이외에도 100Gbps, 200Gbps 등 다양한 데이터 용량 부품 교체 없이 그대로 사용할 수 있어 기존 광통신망에도 적용될 수 있는 장점이 있다”고 말했다.

ETRI는 이 사업을 지난 2014년부터 진행하였으며, 과학기술정보통신부 “소프트웨어 정의 네트워크(SDN) 기반 플렉시블(Flexible) 광노드 핵기술 개발”지원으로 이뤄졌다. 연구진은 성과를 인정받아 『2017년 국가연구개발 우수성과 100선』에 선정되기도 했다. 연구진은 이번 기술을 기반으로 3년내 1T(테라)bps개발을 목표로 하고 있다.

 

ETRI는 본 기술을 통해 국내·외 특허출원 17건, SCI 논문 11편, 광 부품제조업체 등에 기술이전도 7건 하는 등 지적재산권 확보 및 국내 관련 산업계에 기여했다. 특히 기술력을 인정받아 세계최대 광통신 학술회의로서 올해 11일부터 7일간 미국 샌디에고에서 개최되는 OFC 2018에서 관련기술을 발표할 예정이다.