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Detail

optical transceiver for RoF system

Manager
Chung Hwan Seok
Participants
Kang Tae Kyu, Ko Je Soo, Kim Sun Me, Minkyu Sung, Youn Ji Wook, Lee Jong Hyun, Chung Hyun Kyu, Chung Hwan Seok, Cho-Seung-Hyun, Han Changyo
Transaction Count
1
Year
2015
Project Code
15ZI1300, 광 기반 Compact Radio & Dense Digital 이동통신 기지국 핵심기술 개발, Lee Jong Hyun
- 이동통신망은 디지털유닛(DU)와 무선 유닛(RU)으로 분리되는 CPRI 기반 클라우드 기지국으로 빠르게 전환하고 있으나, LTE-Adv., 5G에서 기존의 광 전송 기술 활용 시, 망 구축 비용이 과다하여 상용망 구축에 어려움이 예상됨
- 모바일 프론트홀에서 RoF 기반 아날로그 광 전송기술을 이용함으로써, 분리형 기지국 RU는 단순화 및 저가화하고 DU는 대용량화하여, 현재 대비 1/15 비용으로 LTE-Adv. 기지국 구축이 가능함
- RoF 기술은 광-전 변환 소자(Light Source & Photo Detector)와 광섬유를 이용해 모바일 신호를 부가적인 처리 과정 없이 원하는 곳까지 전송 가능한 기술임
- 따라서 RoF 기술을 적용하기 위해서는 아날로그 광 변복조 및 광선로 전송시 신호 왜곡을 최소화하여 전송 특성을 극대화하는 RoF 기반의 아날로그 광트랜시버 기술이 필요함
- 전세계 모바일 네트워크 평균 속도는 2012년 0.5 Mbps에서 2017년 3.9 Mbps로 7배 가량 증가할 전망. 한편 한국의 경우 2012년 2Mbps에서 17.4Mbps로 9배 가량 증가할 것으로 예상
- 현재의 CPRI 기반 클라우드 기지국의 경우 구조가 복잡하고 운영 비용이 고가이므로 차세대 클라우드 이동통신 기지국 구현 기술로는 부적합
- 기존 매크로 셀의 스몰 셀 화로 인한 백홀/프론트 홀 관련 인프라의 추가 구현 및 운용 비용이 증가
- 따라서, 보다 단순하고 경제적인 무선 프론트홀 구축을 위한 새로운 형태의 광통신 기술이 요구되고 있음
- 현재 상용 LTE 서비스는 하나의 RU 당 2.5Gbps(CPRI Option 3) 1채널이 필요하며, 광 파장 절감을 위해 CPRI MUX(2.5G x 4채널)를 사용
- LTE-Adv. 적용 시 하나의 Antenna에 20.65Gbps의 대역폭이 필요하므로, 2.46G(CPRI Option 3)급 12채널이 소요되어, 현재 인프라(CWDM core 망)로는 단 1개의 RU만 서비스 가능
- 기존 기술로 16 RU 수용 시 광섬유 16심이 필요하며, 이때 소요되는 금액은 장비 비용 2.0억원 + 광섬유 비용 128억원 (= 총 130억원) 소요
- 본 이전기술 적용 시 하나의 RU 당 하나의 파장(광 송수신기 모듈, IF=24)가 소요되어, 현재 인프라(CWDM core 망) 로 RU 16개 수용 가능
- DML (directly modulated laser diode) 사용, RF link gain variation 범위 개선 10~30 dB (기존 방식은 고정)
- 20km 전송 후 36개의 IF 채널에서 8%이하의 EVM 성능 달성
- 10 MHz 대역 주파수 동기 신호 + 링크 제어 신호 전송을 위한 경로 제공
- 광 송수신기 모듈 자체 성능 감시를 위한 인터페이스 제공 (GUI)
- 비선형 왜곡에 의한 전송 성능 보상을 위한 등화기 인터페이스 제공
기술명 : RoF 광트랜시버 기술
A. RoF 광트랜시버 PCB 설계, 제작 기술
B. RoF 광트랜시버 광송수신 기술
C. RoF 광트랜시버 운용, 제어 기술
A. RoF 광트랜시버 PCB 설계, 제작 기술
- DU형 RoF 광트랜시버 PCB 설계 및 제작 기술
- RU형 RoF 광트랜시버 PCB 설계 및 제작 기술

B. RoF 광트랜시버용 광송수신기 기술
- 광송신기 구동 회로 기술
- 광출력 및 온도 안정화 기술
- 광변조 지수 제어 기술
- 광수신기 구동 회로 기술
- 광학적/전기적 신호접속 기술

C. RoF 광트랜시버 운용 및 제어 기술
- 마이크로 컨트롤러(MCU) 기능 설계 및 구현 기술
- DU/RU형 RoF 광트랜시버 감시제어 기술
- RoF 광트랜시버 evaluation board 운용 기술
- GUI 설계 및 구현 기술
o 적용분야
- 본 이전기술은 LTE-Adv/5G 이동통신을 위한 기지국에 적용함
- LTE-Adv/5G, WiBro, WCDMA, GSM 복합신호 수용 기지국 기술로 활용함
- LTE-Adv Rel12에서 논의 중인 Macro와 Small Cell을 결합하여 가상화하는 Super Cell 기지국(대규모 스몰셀 구축)에 활용 가능함
- 본 기술의 주요 수요처는 이동통신 기지국 장비 제조업체, 통신 장비/모듈 개발업체 등임

o 기대효과
- 모바일 프론트홀 링크 및 디지털 처리부의 대용량화를 통한 모바일 트래픽 빅뱅 해결
- 기지국의 소형화를 통한 CAPEX/OPEX 절감으로 모바일 프론트홀 구축과 운용 비용 절감
- 모바일 신호 처리부의 단순화로 고속, 저지연 특성을 갖는 차세대 이동통신 서비스 활성화에 기여