- 차세대 엑세스 망으로써의 NG-PON2 (Next Generation Passive Optical Network 2)의 전개와 함께 ONU용 C-Band Burst mode 10Gbps DFB LD, OLT용 L-Band 10Gbps 광원의 필요성 대두됨.
- NG-PON2 OLT용 광원은 국사에 사용되는 광원으로, 10Gbps동작과 함께 PON의 특성상 고출력을 요구함. 또한 전송선로인 광섬유의 분산이 큰 L-Band 대역을 이용하기 때문에 저가의 DML (Directly Modulated Laser)을 활용하여 20km의 전송 거리를 확보하는 것이 어려움.
- CRL 기술은 DML의 출력에서 ISI (inter-symbol interference)를 발생시킬 수 있는 0-level 신호를 집적된 광필터를 이용하여 제거하여 모듈의 ER (Extinction ratio)를 증가시켜 전송거리를 확대하는 기술임.
- 이전신청 기술은 NG-PON2 OLT에 사용가능한 CRL용 고출력 L-Band 10Gbps DFB LD 칩 기술로, 이를 이용하여 CRL 제작/구동하여 20km 전송이 가능한 것을 확인하였음.
○ 차세대 엑세스 망으로써의 NG-PON2 (Next Generation Passive Optical Network 2)의 전개와 함께 ONU용 C-Band Burst mode 10Gbps DFB LD, OLT용 L-Band 10Gbps 광원의 필요성 대두
- 국제 표준기구는 유선 엑세스 가입자망 기술로 NG-PON2를 표준방식(G.989.2)으로 채택하여 급증하는 차세대 멀티미디어 서비스 진화에 대응하고자함.
- 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 제안된 기술로서 파장 가변에 의한 서비스 분리, 네트워크 분리, channel bonding 등의 TWDM 기술의 장점을 최대한 활용하기 위해서 최대 8채널 파장, 파장 가변 속도 및 상/하향 10G/10G, 10G/2.5G 데이터 속도에 따라 class3/class2/class1으로 표준화됨
○ DML (diretly modulated lasers) 소자의 특징
- 전류 주입/직접 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
- CRL 기술과 결합하여 20km이상 장거리 전송이 가능.
○ InAlGaAs 에피 최적화 기술
- 종래의 InGaAsP 물질계를 InAlGaAs 기반으로 변환
- 고온 특성, 고속 동작 대역폭 확보 등의 장점 확보로 L-Band 대역 소자에 적합
○ cost-effective 광소자 기술
- DWDM 급의 정밀 파장 제어 기술
- e-beam lithography를 활용한 grating 제작 및 이를 통한 단일모드 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
○ 기술명: NG-PON2 OLT용 L-Band DFB LD 칩 기술
- 변조 대역폭: >10GHz c-band 대역
- 동작파장: L-Band 대역 (1596~1600nm)
- 문턱전류: < 20mA
- 칩출력: >20mW@120mA, 30oC
- SMSR: > 35dB
- 칩 특성온도 (T0): > 70K (25~55 oC)
(1) 기술문서 제공
- “L-Band DFB LD Epi 설계” , TDP (4410-2020-01872)
- “L-Band DFB LD 공정/측정 결과” , TDP (4410-2021-00570)
- L-Band DFB LD 소자 공정 runsheet
- L-Band DFB LD용 Epi. 성장 MOCVD runsheet
(1) 기술적 측면
- 10Gbps L-Band 광소자 개발 및 생산 능력 보유
- InAlGaAs를 이용한 laser 제품의 다양화
- 단순화된 소자구도를 기반으로 C/O-Band 등 동작파장 확장 가능
- NG-PON2 외에 새로운 엑세스 광링크 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 통신망 도입에 따른 4차 산업 활성화
- 유비쿼터스 통신망 구현으로 정보 통신 사업의 활성화
- 국가적 정보 인프라 업그레이드