ETRI, 전송속도 4배 빠른 광수신기 모듈 개발

4단 고차변조 방식 채택으로 전력 25% 절감

국내 연구진이 데이터센터의 스위치 시스템에 내장되는 광수신기 핵심기술을 개발, 향후 폭발적으로 늘어날 것으로 예상되는 트래픽 문제를 해소할 수 있게 됐다.

한국전자통신연구원(ETRI)은 용량과 규모가 큰 메가 데이터센터 내 스위칭 시스템에 적용이 가능한 손톱 크기(1.3cm×1.1cm)의 400Gbps 광수신기 모듈 개발에 성공했다고 25일 밝혔다.

ETRI는 데이터 빅뱅으로 인한 트래픽 문제해결을 위해 단위 모듈당 데이터 전송 용량을 100Gbps에서 400Gbps로 네 배 늘렸다. 한 번에 1비트를 보내는 기존의 2단 변조(NRZ) 방식 대신 한 번에 2비트를 보내는 차세대 고효율 전송방식인 4단 고차변조(PAM-4) 방식을 채택했다. 전송속도가 4배 빠르게 된 셈이다.

이로써 연구진은 소자 수를 절반으로 줄이고 상면적도 40% 이상 감소시켰으며, 소모 전력을 25%이상 절감했다고 밝혔다.

연구진이 개발한 광수신기 모듈은 ▲광입력단 ▲광역다중화기 ▲광다이오드 ▲전기신호 증폭기 등으로 구성됐다.

연구진은 광수신기 모듈기술의 핵심은 광결합 기술과 고속 전기신호 인터페이스 기술이라고 설명했다.

광결합 기술은 광신호가 광입력단에서부터 광다이오드에 들어가기까지의 과정에서 광학적 성능을 높이는 기술을 의미한다. 광신호 손실을 줄이며 채널간 잡음을 최소화했다. ETRI는 국내 중소기업과 협력하여 광수신기내 평행빔 생성기와 렌즈 등 주요 소자 국산화에 성공했다고 밝혔다.

고속 전기신호 인터페이스 기술은 광다이오드의 출력 신호를 증폭하고 신호의 손실 및 왜곡을 최소화해 외부와 연결시키는 기술이다. PAM-4 신호가 진행할 때 신호 크기를 균일하게 유지시켜주는 선형성(線形性) 보장이 중요하다는 것이 ETRI의 설명이다.

연구진은 400Gbps 광수신기 모듈과 더불어, PAM-4 전기신호를 생성하고 복원하는 PAM-4 신호처리 기술도 동시에 개발했다.

ETRI는 관련업체인 오이솔루션에 기술을 이전했다.

양선희 ETRI 네트워크연구본부 본부장은 "향후 2~3년내 400Gbps PAM-4 광트랜시버 시장이 열릴 것으로 예상하고 있다"며 "400Gbps PAM-4 광수신기 기술 선점은 고부가가치 창출을 위한 새로운 기회가 될 것이다"라고 말했다.