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5G 상용화 핵심···'데이터 트래픽 폭증' 해결 기술 개발

ETRI, 세계 최소형 광 트랜시버 개발
1초에 200기가비트 데이터 전송 가능
전송 용량 2배 증가, 전력소모 1.5배 줄여
ETRI(한국전자통신연구원)는 모바일 백홀망과 소형 메트로망에서 1초에 200기가비트 데이터를 보낼 수 있는 세계 최소형 크기의 광 트랜시버와 관련 기술을 개발했다. <사진=ETRI 제공>ETRI(한국전자통신연구원)는 모바일 백홀망과 소형 메트로망에서 1초에 200기가비트 데이터를 보낼 수 있는 세계 최소형 크기의 광 트랜시버와 관련 기술을 개발했다. <사진=ETRI 제공>

국내 연구진이 5G 상용화에 핵심이 되는 데이터 트래픽 폭증 문제를 해결할 기술을 개발했다. 

데이터 트래픽이란 통신 장치나 시스템을 통해 전송되는 데이터 양이다. 트래픽이 지나치게 많으면 서버에 과부하가 걸려 전체적인 시스템 기능에 장애를 일으킨다. 이러한 문제를 개선한 점이 이번 기술의 핵심이다. 크기는 같은 통신 장치에서 데이터 흐름을 두 배로 늘릴 수 있어 소모 전력과 장비 크기도 대폭 줄일 수 있을 전망이다.

ETRI(한국전자통신연구원)는 모바일 백홀망과 소형 메트로망에서 1초에 200기가비트 데이터를 보낼 수 있는 세계 최소형 크기의 광 트랜시버와 관련 기술을 개발했다고 26일 밝혔다. 1Gbps는 1초에 보내는 기가비트 단위인데, 그동안 백홀망(전화국사)과 소형 메트로망(市단위 내부 연결)에는 주로 단위 모듈당 1초에 100기가비트 데이터 전송이 이뤄졌다. 연구진이 개발한 기술을 적용하면 전송 용량을 2배 늘려 1초에 200기가비트를 보낼 수 있다. 

ETRI 연구진은 빛의 세기를 바꾸는 변조 방식을 채택했다. 한 번에 1비트씩 보내는 2단 변조(NRZ)하는 기존 방식 대신 한 번에 2비트씩 보내는 4단 고차변조(PAM-4) 방식을 채택했다. 이를 통해 전송 용량을 크게 늘렸다. 

핵심 기술은 1550나노미터 대역의 고밀도 파장 광신호를 다중화할 수 있는 독창적 구조와 광 송신기 집적화 기술, 신호 품질 복구 성능을 갖는 디지털 신호처리 기술이다. 이러한 기술과 관련된 요소 기술로 50Gbps 실리콘 변조기, 50Gbps 프론트홀 광 트랜시버도 개발했다. 50Gbps 프론트홀 광 트랜시버는 일반 사용자가 가장 많이 쓰는 통신망으로 5G 이후 통신 시장을 대비할 인프라 기술로 주목받고 있다. 

이번에 개발한 기술을 적용하면 통신 장비의 전력과 비용 문제를 개선할 수 있다. 기존 방식 대비 소모 전력이 1.5배 낮고 밀도도 4배 높아 장비 투자 비용을 줄일 수 있어서다. 파장, 온도 변화에도 덜 민감하고 제작 공정도 단순해 내년 상반기 상용화가 가능할 수 있을 것으로 보인다. 

김선미 네트워크연구본부장은 "이번 기술은 초고속 대용량 광 연결을 이루는 핵심 기술"이라며 "고품질 영상, 초실감 미디어 서비스 등에 필요한 광 인프라 기술을 선도적으로 개발해 향후 테라비트 속도의 빛으로 연결되는 초실감 인터넷 시대의 주역이 되겠다"고 밝혔다. 

향후 연구진은 포화상태에 이른 100Gbps를 넘어 400Gbps 통신 장비 보급에 집중할 계획이다. 이와 더불어 통신 장비의 광학 집적도를 더욱 높이는 연구를 통해 관련 기술을 선도하고 국내 중소기업과 협업을 진행해나갈 예정이다.

ETRI는 ▲오이솔루션 ▲네온포토닉스 ▲우리로 ▲엠피닉스 등 중소기업에 통신기술을 이전한 바 있다. 해당 중소기업들은 중국, 일본, 미국 시장에 진출해 수출을 구체화하고 있어 매출 증대가 예상된다. 

ETRI 연구진이 개발한 200Gbps 광트랜시버 모습. <사진=ETRI 제공>ETRI 연구진이 개발한 200Gbps 광트랜시버 모습. <사진=ETRI 제공>
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