국내 연구진이 초대형 데이터센터, 5G·6G 이동통신 기지국 등에 쓸 광원 소자(전기신호를 광신호로 변환시키는 소자)를 상용화 가능 수준으로 처음 구현했다. 5기가바이트 용량 풀HD 영화를 1초에 5.6편을 보낼 수 있는 성능이다.
한국전자통신연구원(ETRI)은 데이터센터 내부 네트워크에 사용돼 채널당 224기가비피에스(Gbps) 광신호를 전송할 수 있는 밀리미터(㎜) 크기 이하 전계흡수변조형 광원 소자(EML) 기술을 독자 개발했다고 24일 밝혔다.
연구진은 EML을 설계~제작 단계까지 국내 기술력으로 개발했다. 핵심 원천인 칩 단위 개발을 이뤄, 향후 광통신 세계시장 선도가 가능하다.
기존 데이터센터 광트랜시버(광신호 변환 송수신 장치)는 채널당 최대 100Gbps 광신호를 전송할 수 있는 EML이 사용된다.
ETRI는 변조대역폭 및 데이터 처리용량을 두배 높여 채널당 224Gbps 광신호 전송이 가능하게 했다.
또 광결합 효율을 증가시킬 수 있는 광모드 변환기와 실시간으로 광원 소자 광출력 세기를 모니터링할 수 있는 광검출기를 세계 최초로 224Gbps EML에 단일 집적했다.
광모드 변환기 집적으로 광결합 효율을 대폭 개선했다. 광도파로(두 개 광케이블을 연결한 신호 통로)와의 결합 효율을 기존 50%에서 85%로 증가시켜 에너지 소모 절감도 가능하다.
아울러 광검출기 단일집적으로 기존 별도 광검출기 사용 구조 대비 단일 채널 광모듈은 물론 800기가, 1.6테라비피에스(Tbps)급 광모듈 제작에서도 패키징 비용을 크게 절감할 수 있다.
개발소자는 세계 최고 수준인 70℃에서 70기가헤르츠(㎓) 이상 변조대역폭을 보였다. 70℃에서도 224Gbps, 2㎞ 광전송이 가능하다.
224Gbps급 EML은 현재 세계에서도 소수 기업만 개발 가능하다. 이번 개발로 해외수입 의존 탈피가 가능하다. 또 광모드 변환기 및 모니터링 광검출기가 단일 집적으로 기술·가격 경쟁력도 높다.
백용순 ETRI 입체통신연구소장은 “빠르게 성장하는 데이터센터 및 5G·6G 시장에 적용할 수 있는 핵심기술을 세계 최초로 개발하면서 국내 광소자 및 부품 산업 경쟁력 확보에 기여할 수 있게 됐다”고 말했다.
한영탁 ETRI 광통신부품연구실 책임연구원도 “공정 변수에 매우 민감한 화합물 광반도체는 원천기술 확보 및 안정적인 파운드리 운영이 최대 관건인데 이중 핵심기술을 개발해 해결한 셈”이라고 밝혔다.
연구진은 개발 기술을 국내·국제 특허 출원했다. 국내 광부품업체에 이전해 글로벌 기업들과 경쟁할 수 있도록 지원할 계획이다.
김영준 기자 kyj85@etnews.com
