? “5G 이동 통신 기지국을 위한 디지털 기반 프론트홀 광링크 기술 개발” (협약과제번호: 18MB1100)사업의 결과물인 c-band 대역의 InAlGaAs기반의 “Burst mode tunable 광소자 기술“을 기술 이전 하고자 함.
? 기술이전내용은 Burst mode 동작이 가능한 파장가변 광소자 구현과 관련된 기술을 포함함.
○ 차세대 엑세스 망 진화 동향 및 burst mode 동작이 가능한 파장가변 광소자 개발 필요성
- 국제 표준기구는 유선 엑세스 가입자망 기술로 NG-PON2를 표준방식(G.989.2)으로채택 하여 급증하는 차세대 멀티미디어 서브스 진화에 대응코자함.
- NG-PON2는 하나의 파장을 복수의 가입자가 이용하는 기존의 TDM 방식의 기술에 다수의 파장이 추가되는 WDM 기술이 접목되어 복수의 가입자가 복수의 파장 채널까지 이용이 가능하게 한 기술임
- NG-PON2 규격은 추후 10년 이상의 네트워크 수요를 대상으로 제안되 ㄴ기술로써 파장가변에 의한 서비스 분리, 네트워크 분리, channel bonding 등의 TWDM 기술의 장점을 최대한 활용하기 위해서 최대 8 채널 파장, 파장가변 속도 및 상/하향 10G/10G, 10G/2.5G 데이터 속도에 따라 class3/class2/class1으로 표준화됨
ㅇ 본 기술이전은 “5G 이동 통신 기지국을 위한 디지털 기반 프론트홀 광링크 기술 개발” (협약과제번호: 18MB1100)사업의 결과물인 c-band 대역의 InAlGaAs 기반의 “Burst mode tunable 광소자“ 기술에 관한 내용임.
ㅇ 기술 이전을 하고자하는 ETRI Burst mode tunable 광소자 기술의 특성은 아래와 같음
ㅇ DML (diretly modulated lasers) 소자의 특징
: 전류 주입 변조 방식으로 소자 구조가 단순하며, 고출력 특성에 장점
: 변조 신호의 파장 떨림 (chirp)이 크기 때문에 장거리 전송 시 광섬유 내 분산에 의한 신호왜곡이 큰 단점
ㅇ 파장 가변 기술
: DML 기반의 DFB LD/DBR LD구조 최적화 기술
: DFB 구조의 경우 thermal tuning 방법을 적용하며, 이를 위해서는 고온 특성이 우수한 InAlGaAs 계가 장점이 큼
: DBR구조의 경우 상대적으로 전류 주입방식에의 한 파장 가변 메카니즘으로 class1급 구현이 용이하지만, 복수의 전극 구성으로 다소 복잡해짐
ㅇ InAlGaAs 에피 최적화 기술
: 종래의 InGaAsP 물질계를 InAlGaAs 기반으로 변환
: 고온특성, 고속 동작 대역폭 확보 등의 장점 보유
ㅇ burst mode 동작 및 처프 저감화 기술 개발
: 마이크로 히터 구비를 통한 소자 on/off 동작시 칩 온도 안정화 기술
: DML 동작시 유기되는 local 굴절율 변화를 보상하는 chip operation management 기술
ㅇ cost-effective 광소자 기술
- DWDM 급의 정밀 파장 제어 기술
: e-beam litho.를 활용한 grating 제작 및 이를 통한 Single Mode 수율 향상
: 2-inch stepper 공정을 이용한 파장 균일도 향상
- 고온 특성 향상 기술
: InAlGaAs 기반의 DML 소자 기술 개발을 통하여 충분한 고온 변조 대역폭 확보 기술
ㅇ 본 기술이전을 통해 제공된 “burst mode tunable 광소자 기술” 을 활용하여 NG-PON2 및 유무선 엑세스 광링크 광링크용 트랜시버를 개발함으로써 업체의 트랜시버 개발 시간과 비용을 절감하여, 국산화 달성 및 시장 선점의 기회를 확보하고자 함.
ㅇ ETRI 보유 지적 재산 기술을 활용하여, “burst mode tunable 광소자 기술”과 관련된 feasibility test 환경 (칩을 활용한 구도 테스트, 교육, 개발 연구원 파견 포함) 제공
가. 기술이전의 내용
ㅇ 기술명: Burst mode tunable 광소자 기술
; c-band 대역 (1532 nm ~ 1539 nm)
; Lumped 전극구조, 직접변조 방식에서 10 Gbps 동작
; 파장가변성 > 3.2 nm
; 신호 소광비 > 4dB
; SMSR > 45dB
; 광소자 To > 70K
나. 기술이전의 범위
1) ETRI 개발 Burst mode tunable 광소자 기술 관련 지재권 제공
- 특허 통상 실시권 제공
; “파장가변 반도체 레이저 및 그것의 동작 방법”, 출원번호 2018-0173892, 특허 실시권
; “고출력 위상천이 분포 궤환 레이저”, 출원번호 2018-0171305, 특허 실시권
; “단일모드 분포 궤환 레이저 다이오드”, 출원번호 2017-0162241, 특허 실시권
- 기술문서 제공
; “5GDFH-DEV-직접변조소자 공정 설계서_v2.0” , TDP (3220-2017-03881)
; “5GDFH-DEV-파장가변소자 공정 설계서_v2.0” , TDP (3220-2017-03925)
; “5GDFH-DEV-직접변조소자 Epi 설계서_v1.0”, TDP(3220-2018-03688)
; “5GDFH-DEV-InAlGaAs 에피 특성평가(18_1)_v.3.0”, TDP(3220-2018-03822)
; “5GDFH-DEV-InAlGaAs 에피 특성평가(18_2)_v.3.0”, TDP(3220-2018-03823)
; 기술이전 규격에 대한 시험절차서 및 시험결과서 제공
- Burst mode tunable 광소자 (ETRI 자체개발 구조) 이전 기술 성능 규격 데모
2) Burst mode tunable 광소자 기술 관련 교육
- 주 1회 이상 기술이전 관련 교육
- Burst mode tunable 광소자 기술 개발 연구원 파견 및 교육
; 설계 기술, 공정기술, 성능규격 시험분석 기술 및 광모듈 적용 지원 등
(1) 기술적 측면
- burst mode tunable 광소자 개발 및 생산 능력 보유
- InGaAlAs를 이용한 laser 제품 Product의 다양화
- 1550nm C-band 외 1310nm O-band 대역으로 파장 확장 가능
- NG-PON2 외에 새로운 엑세스 광 링크 기반 기술 초석
(2) 경제적, 산업적 측면
- NG-PON2 및 5G, B5G 무선 통신용 핵심 광원 확보: 국내 산업 경쟁력 확보
- InAlGaAs 기반의 소자/부품 국산화에 따른 해외 수입 의존 탈피
(3) 사회적 측면
- 5세대 무선 통신망에 도입에 따른 4차 산업 활성화
- 유비쿼터스 통신망 구현으로 정보 통신 사업의 활성화
- 국가적 정보 인프라 업그레이드