전자통신연구원, 중소기업과 함께 ‘25Gbps 전계흡수변조형 광원소자 국산화’
“향후 5G망, 데이터센터 등 100Gbps 유선망시장 확대할 것”
[애플경제 김향자 기자]1초당 250억 개 비트(bit)를 광섬유 케이블을 통해 장거리 전송이 가능한 광원소자가 상용화되었다.
한국전자통신연구원(ETRI)이 광통신 전문기업인 ㈜엘디스와 함께 개발, 상용화한 재료는 25Gbps 속도로 30km이상 데이터 전송이 가능한 전계흡수변조형 광원소자다. 이는 “국내 최초”라는 연구원의 얘기다.
연구원은 “이로써 데이터 트래픽 폭증에 대응하고 5G 이동통신 네트워크 수요에 대응할 수 있는 기술 기반을 다졌다”고 의미를 부여했다.
그동안 5G 이동통신 등 대용량 통신서비스를 수용하기 위해서는 전류인가방식으로 광원을 직접 변조하여 온·오프해 왔다. 그러나 이는 광원소자의 전류 충·방전 시간 지연과 이에 따른 변조속도 감소와 신호품질 저하라는 한계가 있었다. “이러한 문제점을 해결하고자 전계흡수변조형 광원소자를 개발해 냈다.”는 설명이다.
개발과정에선 연구진은 일정한 세기로 빛을 방출하는 광원소자의 출력단에 전압인가에 따라 순간적으로 빛을 흡수해 광출력 세기를 조절했다. 이를 통해 광원소자의 출력단에 온·오프 신호를 만들 수 있는 전계흡수 변조기(EAM)가 집적된 형태로 제작했다.
“특히 기존 직접변조 방식의 문제점이던 변조속도 감소와 신호품질 저하 문제의 해결이 가능해졌다”면서 “전계흡수변조형 광원소자는 현재, 전 세계적으로 소수 기업만 시장공급이 가능해 본 기술개발로 향후 해외수입 의존에서 탈피할 수 있게 되었다.”고 강조했다.
연구진은 또 “이를 계기로 그간 연구개발용 파운드리를 통해 축적해온 화합물 반도체 기술과, 국내 화합물 광반도체 전문 기업체의 양산 기술을 성공적으로 융합할 수 있게 되었다”고 평가했다.
연구진에 따르면 기존 고온에서 광출력세기나 변조속도 등 광원소자의 성능 면에서는 유리하지만, 신뢰성이 떨어졌던 In-Al-Ga-As(인듐-알루미늄-갈륨-비소) 화합물 조성을 In-Ga-As-P(인듐-갈륨-비소-인) 조성으로 바꿨다. 또 “향후 기업의 양산공정에서 신속한 사업화 고려와 초기 신뢰성 확보에 유리하게 변경한 전략이 주효했다.”는 설명이다.
이번 연구에 참여한 ㈜엘디스는 양산공정에서 제작된 전계흡수변조형 광원소자는 상온뿐만 아니라 55℃ 고온에서도 25Gbps 전송을 할 수 있다. 또 데이터센터 내부 네트워크에 적용할 수 있는 100Gbps급 변조속도도 확보함으로써 글로벌 경쟁제품과 동등한 수준에 올랐다.
중소기업인 ㈜엘디스는 우선 25Gbps급 제품에 대한 양산 수율을 높여 국내·외 5G 시장에 공급하고, 내년 상반기 목표로 100Gbps급 제품을 출시한다는 목표다. 앞으로 연구원과 함께 전계흡수변조형 광원소자의 성능 향상과 다각화를 통해 제품경쟁력 강화에도 지속적으로 협력할 계획이다. 또 “반도체 공정 이후 특성 및 신뢰성 등 평가기술과 광모듈 적용을 통한 성능 최적화 등에도 노력할 계획”이라고 밝혔다.