- “6G 핵심기술 개발 사업”의 일환으로 수행되는 “Tbps급 광통신 인프라 기술 개발” 과제의 결과물인 '광액세스용 코히어런트 광전송 디지털 신호처리 기술'을 활용한 ‘코히어런트 광전송 성능 측정 및 평가 기술’로 이를 수요업체에 기술이전 하고자 함.
- 본 기술은 신호 수집 장비와 연동한 광부품/모듈 시험 환경에서 디지털 신호처리 (DSP: Digital Signal Processing) 시뮬레이터를 기동하여 코히어런트 광전송 신호의 품질을 분석하는 것으로, 해당 정보를 통해 코히어런트 광부품/모듈의 성능 판단하고자 하는데 목적이 있음.
- 본 기술은 코히어런트 광전송 성능 분석용 디지털 신호처리 기술과 이와 연동된 코히어런트 광전송 성능측정 기술로 구분할 수 있음.
- 본 기술은 고가의 분석 장비 (예: Optical Modulation Signal Analyzer)가 필요한 코히어런트 광전송 성능 시험환경 구축 비용을 절감할 수 있으며, 이를 통해 코히어런트 광트랜시버 및 모듈 개발 업체의 개발 역량 및 시장 개척을 하고자 함.
- 현재의 직접수신에 기반한 광액세스 광전송 기술은 스마트기기, 데이터 센터등 유무선 트래픽의 증가로 인해 수십 Gbps의 초고속 데이터 트래픽 수요를 요구하는 5G/6G 등 차세대 광액세스 인프라를 충족하는데 한계에 도달하여 이를 극복하기 위한 코히어런트 광전송 기술이 필요함
- 현재 광액세스망은 최대 파장 당 전송 속도가 10/25Gbps이고 NRZ NRZ: Non-Return-to-Zero, 신호 전송 시, 이진 레벨을 전송하는 포맷을 의미
/PAM4 PAM-4: 4-레벨 Pulse Amplitude Modulation, 신호 전송 시, 2 비트에 해당하는 정보를 4개의 레벨 중 하나로 전송
방식을 사용하며, 6G를 대비한 많은 전송용량, 높은 스펙트럼 효율, 광액세스망 전송을 위한 수신감도 등의 문제점을 해결하기 위해 코히어런트 기술의 도입을 추진하고 있는 추세
- 국내 광모듈 및 광트랜시버 업체는 코히어런트 광모듈 및 광트랜시버를 개발 진행 중에 있으며, 개발물의 성능 측정 및 분석을 위해 코히어런트 디지털 신호처리 기술 확보가 필요함.
- 코히어런트 광모듈 및 광트랜시버 업체의 코히어런트 신호 품질 및 분석을 위한 기술 역량 확보에 필요함.
○ 코히어런트 광전송 성능 분석용 디지털 신호처리 기술은 성능 분석을 위한 신호처리 알고리즘들을 적용한 것으로 다음과 같은 주요 신호처리 기술을 포함하고 있음
- 단일캐리어 기반 코히어런트 MIMO 광전송 변·복조 기술
● 기존 직접수신 방식 대비, 스펙트럼 효율이 우수하여 6G시대의 광액세스망을 위한 코히어런트 광트랜시버 및 모듈 개발에 활용 가능
● 전송된 코히어런트 광신호의 변조 및 복조 포맷의 분석 및 EVM (Error Vector Magnitude), BER (Bit Error Rate) 등과 같은 성능 지표 평가 가능
- 단일캐리어 기반 코히어런트 광선로 장애 요소 보상 기술
● 초고속 광전송으로 인한 광선로의 색분산 등과 같은 장애 요소를 보상하여 기존 직접수신 방식보다 우수한 방식 제공
● 광선로에서 발생하는 주파수 왜곡, 색분산의 등화효과 등의 분석 및 평가가 가능
- 단일캐리어 기반 코히어런트 신호 동기 기술
● 코히어런트 신호의 정상적인 수신을 위해 광전송 채널에서 발생하는 주파수, 위상, 타이밍 등의 에러를 추정하고 복구하는 기술
● 수신 신호의 주파수, 위상, 프레임 동기에 대한 성능 지표를 분석
○ GUI 기반으로 디지털 신호처리 분석 파라미터 및 적용 알고리즘을 선택할 수 있는 제어 및 분석툴을 제공함으로서 성능 분석의 용이성을 높임
본 기술이전은 “Tbps급 광통신 인프라 기술 개발” 과제의 결과물인 '광액세스용 코히어런트 광전송 디지털 신호처리 기술'을 활용한 ‘코히어런트 광전송 성능 측정 및 평가 기술’ 이다.
(세부기술1)
기술명: 코히어런트 광전송 성능분석용 디지털 신호처리 기술
기술부분: 신호처리
기술결과물: 신호분석용 시뮬레이터 (matlab 프로그램), 기술문서
(세부기술2)
기술명: 코히어런트 광전송 성능 측정 기술
기술부분: 시험
기술결과물: 기술문서
■ 코히어런트 광전송 성능분석용 디지털 신호 처리 기술
● 디지털 신호처리 기능 설계서 등 (기술문서)
● 성능분석용 디지털 신호처리 시뮬레이터 (matlab)
● 디지털 신호처리 설정용 GUI (matlab)
■ 코히어런트 광전송 성능 측정 기술
● 코히어런트 광전송 측정 지원 및 시험환경 구성 자문
● 코히어런트 모듈 성능 분석 지원
5G/6G등 차세대 통신을 위한 광액세스/프론트홀/백홀 등 광통신 기반 인프라 구축을 위한 코히어런트 광트랜시버 시장에 해외 선두업체 시장지배형 제품을 공략 할 수 있는 선도형 제품 기술 확보에 필요한 성능 분석 및 평가 기술 확보