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상세정보

25Gbps InAlGaAs o-band DFB 레이저 칩 기술

전수책임자
권오균
참여자
권오균, 김남제, 김태수, 김호성, 박미란, 안신모, 이승철, 한원석
기술이전수
1
이전연도
2020
협약과제
17MB1100, 5G 이동통신 기지국용 디지털기반 프론트홀 광링크기술 개발, 권오균
18MB1100, 5G 이동통신 기지국용 디지털기반 프론트홀 광링크기술 개발, 권오균
19MB1100, 5G 이동통신 기지국용 디지털기반 프론트홀 광링크기술 개발, 권오균
20HB3600, NG-PON2용 high power OLT 광원 기술 개발 , 김남제
20HB3800, 5G 이동통신 RoF 시스템을 위한 28GHz 아날로그 광모듈 개발, 박미란
20HB5100, 언택트서비스용 대용량 트래픽 전송을 위한 5G 프론트홀 광송신 모듈 기술 개발, 권오균
○ 5G 및 5G+ 이동통신 서비스 진화에 따른 이동통신용 광네트워크 망의 용량증대에 따른 고속 광소자 부품 요구 증대 및 기술 개발 필요성 증대
- CPRI 표준규격 기반의 LTE-A기술은 최대 10Gbps급 광소자 부품을 기반으로 하는 이동통신 네트워크기술에 의존하였지만, 5G 서비스를 지원하기 위해 요구되는 트래픽 용량을 감당하기 위해서는 eCPRI/CPRI option10기반의 25Gbps 이상급의 광소자 부품이 요구됨
- 25G InAlGaAs o-band DFB 레이저 칩 및 모듈기술은 광통신 및 응용기기의 핵심 부품으로 이용되며, 국내 산업체 기술이전을 통하여 광통신망 구축에 따른 수입비용을 핵심부품 국산 자체 공급을 담당함으로써 수입대체 효과가 매우 큼
5G 및 5G+ 이동통신 서비스 진화에 따른 이동통신용 광네트워크 망의 용량증대에 따른 고속 광소자 부품 요구 증대 및 기술 개발 필요성 증대
- CPRI 표준규격 기반의 LTE-A기술은 최대 10Gbps급 광소자 부품을 기반으로 하는 이동통신 네트워크기술에 의존하였지만, 5G 서비스를 지원하기 위해 요구되는 트래픽 용량을 감당하기 위해서는 eCPRI/CPRI option10기반의 25Gbps 이상급의 광소자 부품이 요구됨
- 25G InAlGaAs o-band DFB 레이저 칩 및 모듈기술은 광통신 및 응용기기의 핵심 부품으로 이용되며, 국내 산업체 기술이전을 통하여 광통신망 구축에 따른 수입비용을 핵심부품 국산 자체 공급을 담당함으로써 수입대체 효과가 매우 큼
○ DML (diretly modulated lasers) 소자의 특징
: 전류 주입 변조 방식으로 소자 구조가 단순하며, 고출력 특성에 장점
: O-band 대역에서 동작하여 변조 신호의 파장 떨림 (chirp) 때문에 장거리 전송 시 광섬유 내 분산에 의한 신호왜곡이 큰 통상적인 DFB칩의 단점이 매우 적음

○ 25G 직접변조에 의한 고속 소자 기술
: 25G 고속 동작 칩 및 sub-mount 설계 기술
: 고출력 동작 설계 기술
: 파장 수율 향상을 위한 파장제어 기술
: 높은 신호 소광비 설계 기술
: InAlGaAs 기반의 고온 동작 설계 기술

○ 25G 동작 칩 기술
: 재성장 없는 25G 고속 동작 칩 기술
: 열 방출 공정 기술
: 파장제어 공정 기술

○ 광소자 칩 정특성 및 동특성 분석기술
: 소자 동특성 시험 평가 및 분석기술
: 소자 정특성 시험 평가 및 분석기술
○ 기술명: 25Gbps InAlGaAs O-band DFB 레이저 칩 기술
- 변조속도: 25Gbps @ NRZ
- 동작파장: O-band 내 CWDM/DWDM 적용 가능 파장
- 소광비: 5 dB 이상
- 광출력: + 3dBm 이상 @ 50 oC, 60 mA
- 동작온도: -40 ~ +85 oC
- 칩 구조: 칩 단일모드 수율을 고려하여, 양면 AR/AR coating 구조를 채택함
나. 기술이전의 범위

1) ETRI 개발 “ 25Gbps InAlGaAs O-band DFB 레이저 칩 기술“ 관련 지재권 제공
○ 특허 통상 실시권 제공
- “OPTICAL SIGNAL GENERATING APPARATUS AND OPERATING METHOD THEREOF”, 10,291,327(등록)
- TUNABLE SEMICONDUCTOR LASER AND OPERATION METHOD THEREOF, 16/539,665 (출원)
- HIGH-OUTPUT POWER QUARTER-WAVELENGTH SHIFTED DISTRIBUTED FEEDBACK LASER DIODE, 16/561,420 (출원)
- 고출력 위상 천이 분포 궤환 레이저 다이오드, 2019-0080136(출원)
- 파장가변 반도체 레이저 및 그것의 동작 방법, 2018-0173892(출원)
- 파장 가변 레이저 소자, 2017-0175558(출원)
- 단일모드 분포궤환 레이저 다이오드, 2017-0162241(출원)
- 광 신호 생성 장치 및 그것의 동작 방법, 2017-0178771(출원)

○ 기술문서 제공
- 5GDFH-25GInAlGaAs_DFB(기술이전)-요구사항 정의서_v1.2
- 5GDFH-25GInAlGaAs_DFB(기술이전)-시험절차 및 시험결과서_v1.2
- 5G DFH-DEV-13um_InAlGaAs Strained QW_V.3.0, [3210-2018-02315]
- 5G DFH-DEV-13um DML_LDM_V.3.0, [3210-2018-02316]
- 5G DFH-DEV-직접변조소자 Epi 설계서_v1.0, [3220-2018-03688]
- 5GDFH-DEV-서브마운트설계서_v4.0, [4410-2019-01215]
- 5G DFH-DEV-레이저 DC 특성 측정 셋업_V.1.0, [3204-2016-01645]
- 5G DFH-DEV-직접변조소자 공정 설계서_v2.0, [3220-2017-03881]
- 5G DFH-DEV_O-band직접변조소자 개발 기술문서-V.3.0, [3220-2018-03741]
- 5G DFH-DEV_O-band직접변조소자 개발_V.1.0, [4410-2019-01210]
- 5G DFH-DEV-시험인증절차서-v4.0, [4410-2019-01216]
- 5G DFH-DEV_O-band직접변조소자 측정 기술문서-V.3.0, [3220-2018-03742]
- 5G DFH-DEV-DML 시험 결과서-v4.0, [4410-2019-01224]
- 5G DFH-DEV-C-Band 직접변조소자특성분석_v1.0, [4410-2019-01213]
- 5G DFH-DEV-DML 시험분석서-v2.0, [3220-2017-03929]

- “25Gbps InAlGaAs O-band DFB 레이저 칩” 광소자 (ETRI 자체개발 구조) 이전 기술 성능 규격 데모

2) “25Gbps InAlGaAs O-band DFB 레이저 칩“ 광소자 기술 관련 교육
○ 월 2회 이상 기술이전 관련 교육
○ “25Gbps InAlGaAs O-band DFB 레이저 칩 기술“ 광소자 기술 개발 연구원 파견 및 교육
; 설계 기술, 공정기술, 성능규격 시험분석 기술 및 광 모듈 적용 지원 등

○ 기술이전 일정 계획
* 기간: 2020. 9. 1 ~ 2020.9. 30
(1) 기술적 측면
- 25Gbps InAlGaAs O-band DFB 레이저 광소자 개발 및 생산 능력 보유
- InGaAlAs를 이용한 laser 제품 Product의 다양화
- 1310nm O-band 대역외에 c-band 대역등으로 파장 확장 가능
- 다양한 유.무선 엑세스 망 적용을 위한 광 링크 기반 기술 초석

(2) 경제적, 산업적 측면
- 5G, 5G+ 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