본 기술은 "5G 기지국 프론트홀 기술개발” (과제번호: 2020-0-00847)내 “O-band 파장가변 LD칩 기술개발” 과제 (20HH8120, 21HH6620, 22HH7820)과 “400G 코히어런트 광트랜시버 기술개발” (사업번호: 2022-0-00584, 22HB3510) 에서 개발되었으며, 과제결과물 중 하나인 “다채널 PAM4용 DBR-EAM칩 기술“ 이전을 통해 파장가변 광원칩의 핵심기술을 이전하고자 함.
본 기술이전 내용은 업체 요구사항을 만족하는 제작 칩에 대한 설계/공정 기술과 제작 결과를 평가하기 위한 측정평가 기술을 포함한다.
? 국내 이동통신 5G 기지국은 프론트홀 전송용량 절감과 저지연 제공을 위해 기존 RRH(remote radio head)와 BBU(baseband process unit)로 분리된 4G C-RAN (centralized radio access network)에서 BBU를 CU(central unit: 비실시간 처리)과 DU(distribution unit: 실시간 처리)으로 분리시켜 진화시키고, RRH를 RU(radio unit)로 진화시켜 구현
? 프론트홀 시스템 터미널인 RT(remote terminal)와 COT(central office terminal)는 각 unit과 각각 연결되어 WDM (wavelength division multiplexing)망 에서 다수의 서브채널(sub-channel)을 포함한 구성으로 운용 (TTAE.KO-03.0022/R2, TTA standard, 2018.12.9)
? 5G/B5G 서비스 수용을 위해 서브채널수와 채널 변조속도를 증가시켜 네트워크를 대용량화를 시키고 있으며, 기존의 파장고정 대신 인벤토리 저감 및 채널 관리/통제를 위해 파장가변 시스템으로 전환중
? 파장가변 광원으로 활용되는 DBR(LD)-EAM (distributed Bragg reflector (laser diode)- electroabsorption modulator)는 DBR-LD와 EAM이 단일집적된 반도체 칩으로서 DBR-LD의 파장 가변부를 조정해서 동작 파장을 가변 시킬 수 있으며, EAM 에서 신호를 변조시켜 정보를 전송함.
? 튜너블 트랜시버는 상술한 반도체 광원칩이 실장되어 송신부 역할을 하는 TOSA(transmitter optical sub-assembly), 수신부인 ROSA(receiver optical sub-assembly), 제어부인 PCB(printed circuit board)과 외관인 housing으로 구성되며, 소정의 form-factor 내에 모두 실장됨.
? 아래 그림은 반도체 광원 칩부터 TOSA, 트랜시버, 라인카드, 시스템, 네트웍으로 연결되는 계층도를 나타냄.
본 기술은 WDM 시스템내 다채널 동작을 지원하고, 각 채널별로 100Gbps PAM4 신호를 제공할 수 있는 DBR-EAM 형 파장가변 변조광원으로서, 종래의 SG-DBR 구성에 비해 소자구성이 간단하고, 파장가변 동작이 쉬워서 저가격 제공이 가능하고, 종래의 DFB-TEC 구성에 비해서는 고속동작과 광대역 파장가변이 가능한 장점이 있다.
1) 기술명: 다채널 PAM4용 DBR-EAM 칩기술
- 1290nm 파장대역
- 8/16채널 동작
- 50/100Gbps PAM4 operation (채널당)
2) 세부 기술: DBR-EAM 칩 제작품/관련기술
- ETRI에서 개발된 DBR-EAM 반도체 칩 제공
- 요구사항을 반영한 칩 구현 기술 및 솔루션 제공
1) ETRI 파장가변 광원 칩 제공
- 1290nm 파장가변 반도체 광원 칩 (ETRI 자체개발 구조)
- 칩 개수: 조정가능(xx개 이내)
- 적용칩에 대해 업체 사용 허가 및 인증
2) 요구사항 만족 및 반영 DBR-EAM 칩 및 솔루션 제공
- 추가요구사항 반영구조에 대해 제작 (1회)
- 칩 개수: 조정가능 (xx개 이내) * 추가요청시 관련비용 업체부담하에 검토
- 마운트 구성 및 동작형태 솔루션 제공
3) 기술이전 일정 계획
- 기간: 2023. 4. 1 ~ 2023. 6. 30
? 지난 몇 년간 CWDM 망 기반 3G-PP LTE 및 LTE-A의 국내 무선 이동통신 상용 서비스의 시행으로 인해 파장고정 Gb/s급 광원의 수요가 폭발적으로 증가하였으며, 이후 5G 수용을 위한 파장가변 시스템으로의 변화에 맞춰 국내의 광통신 모듈회사가 이를 수용하여 신규로 형성되는 시장에 진입가능성이 높음.
? 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.
? 국내업체의 칩 제작 및 모듈 기술에 대해 ETRI의 개발 기술을 결합하여 요구조건에 만족하는 국내솔루션 개발의 성공 가능성 높음.