- 본 기술은 “5G+ 기지국 프런트홀 기술개발” (2020-0-00847)와 “400G 코히어런트 광트랜시버 기술개발” (2022-0-00584) 과제에서 개발었으며, 과제 결과물 중 하나인 “고효율 파장가변부 구현기술“ 이전을 통해 파장가변 광원칩의 핵심기술을 이전하고자 함.
- 기술이전 내용은 업체 요구사항을 만족하는 소자에 대한 구현기술들을 포함한다.
- 대상기술은 5G 이동통신 프론트홀 및 코히어런트 네트워크 용 파장가변 광원으로 활용되는 소자인 DBR-LD (distributed Bragg reflector-laser diode, 분포반사형 레이저 다이오드) 기반 레이저 다이오드에서 고효율 파장가변부 구현 기술임.
- 제안기술은 칩 제작시 구현되며, 적용된 칩은 송신모듈 (TOSA, transmitter optical sub-assembly, 칩 동작/제어와 고속신호선을 포함하는 마운트와 온도 제어 포함)에 장착되어 저에너지 구동에 기여
- TOSA는 트랜시버(Transceiver, TOSA와 ROSA(receiver opertical sub-assembly) 동작 및 구동회로 포함)에 장착되며, 구동 트랜시버는 라인카드에 포함되고, 시스템 장비 slot에 꽂혀 사용됨.
- 현재 프론트홀 네트워크는 4G-LTE 서비스를 위한 Ring-Mux 망에서 5G의 다양한 응용 서비스 지원을 위해 5G PON(passive optical network)로 진화되었으며, SKT 등 망 사업자 및 장비 사업자들이 5G의 선도적인 인프라 구축과 효율적 운영을 위해서 파장가변 광원 개발을 독려하는 상황
- 특히 망 운용시 광원의 재고관리 비용 절감과 운영 비용 감소를 위해서 파장고정(wavelength-fixed)에서 파장가변(wavelength-tunable) 광원으로의 진화가 필요한 상황이며, 저가형 Tunable LD 모듈이 매우 중요한 위치를 차지하는 것으로 인식
- 개정된 eCPRI 기반에서 25Gbps NRZ(non-return-to-zero) (CPRI opt. 10)와 50Gbps PAM4(pulse amplitude modulation level4) 동작과 CWDM 채널내에 최대 8 서브채널 동작을 위해 6nm 이상의 파장가변 범위 요구
현재 ETRI에서 개발한 마이크로 히터 기반의 Tunable DBR-LD 구성이 파장가변 범위, 소자 크기, 가격에 있어 높은 경쟁력을 가지고 있고, 직접/간접 변조 통한 고속변조 기술로 25/50Gbps 동작을 지원할 수 있어, 다른 종류에 비해 가장 우수한 형태로 평가받고 있음.
기술명 : 고효율 파장가변부 구동기술
- O-band 내에서 동작
- 100mA 전류에서 10mW 이상의 출력
- 6nm 이상 가변 범위
- 3V 이내 히터동작 전압 구동
A. 기술명 : ETRI DBR-EAM 칩 제공
- 마이크로 히터 기술이 반영된 O-밴드 DBR-LD 칩 (ETRI 자체개발 구조
- 칩 개수: xx개 내에서 조정가능
- 이전기술에 대해 업체 사용허가 및 인증
B. 기술명 : 기술문서
- 마이크로 히터 DBR-LD 기술 요구사항정의서
- 마이크로 히터 DBR-LD 기술 시험절차 및 결과서
? 5G 도래로 국내 이동통신 프런트홀망의 대용량화를 위한 증설계획으로 관련 광부품/모듈의 수요가 폭발적으로 증가할 것으로 예상되며, 본 개발품이 상용시장에 출시될 경우, 현재 5G 이동통신 망(특히, SKT 링먹스/직결망)에 바로 활용 가능하므로 빠른 시장지원과 점유가 가능
? 파장 분할 다중화 시스템에서 파장가변 광원은 네트워크 성숙도에 따라 다양하게 활용될 수 있음.
· 활용용도: 여분(sparing), 긴급 백업(hot-backup), 파장고정 광원의 대체, ROADM (reconfigurable optical add/drop multiplexing) 광원, 전광 네트워크망에서 고속 패킷 스위치용 광원, 파장변환/라우팅용 광원 등
· 향후 네트워크 및 장비 사업자는 파장가변 광원을 활용해서 소프트웨어만으로 네트워크 원격 재구성이 가능한 SDN(software defined network) 구축을 목표로 함.
? 5G 이동통신망 뿐만 아니라 다양한 분야에서 적용 가능
· DWDM(dense WDM, 고밀도 파장분할 다중)망과 NG-PON2(next generation-passive optical network, 차세대 수동 광 가입자망)에 적용 가능
· 전통적인 광계측 및 측량분야, 광단층촬영과 같은 바이오 및 의료분야, 중적외선 파장가변 센서와 폭발물 감지 등과 같은 환경 가스센싱 및 감지분야에 적용 가능
? 세계적으로 수직계열 인수합병을 통해 칩 수급이 어려워지고 있는 상황에서 상용화 경험을 보유한 업체에서 이를 수행해서 시장요구에 대응하는 제품개발시 국내시장 활성화 뿐 아니라, 세계시장 진입도 가능할 것으로 판단됨.
? 국내업체에서 기보유하고 있는 제작기술과 ETRI의 성능평가기술과 결합하여 요구조건에 만족하는 국내솔루션 개발의 성공 가능성 높음.