'영화 50편을 1초에' ETRI, 광통신 전송용량 4배 확대 부품 개발...서울-대전 시연 성공
'영화 50편을 1초에' ETRI, 광통신 전송용량 4배 확대 부품 개발...서울-대전 시연 성공
  • 류수근 기자
  • 승인 2018.03.08 09:15
  • 댓글 0
이 기사를 공유합니다

[아이티21 류수근 기자] 국내 연구진이 HD급 영화 50편을 1초에 보낼 수 있는 400Gbps급 공통신 부품을 독자기술로 개발에 성공했다고 밝혀 향후 폭증하는 통신 트래픽에 단비와 같은 역할을 할 것으로 전망된다.

한국전자통신연구원(ETRI)은 5G 이동통신의 근간이 되는 통신망을 위한 부품개발에 성공했다고 6일 전했다. 연구진은 그동안 주로 외국산 부품조립을 통해 광통신 시스템으로 만들어 싸왔는데 이를 국산화하는데 성공했다는 설명이다.

 

[사진= ETRI 제공]
[사진= ETRI 제공]

 

이 기술은 전송거리, 통신품질 등 사용자 요구에 적합한 통신 서비스를 제공하기 위해 전송용량, 변조방식, 파장을 소프트웨어로 제어·관리할 수 있는 차세대 광 네트워크 핵심기술이다. 전송용량을 변경하기 위해 하드웨어를 교체할 필요가 없어 효율성증대 및 비용절감에 큰 효과를 갖을 것으로 전망된다.

연구진은 기존 광통신을 이용할 경우 광케이블을 추가로 깔아 확장해야했다. 하지만 이번 성공으로 수천억 원에 달하는 추가적인 광케이블 포설 없이 기존 광케이블을 이용하되 광 송·수신 장비 교체만으로도 이를 해결할 수 있게 됐다. 그런 만큼 경제적 이익은 물론 시간적, 물리적으로도 가장 효과적일 것이라고 ETRI는 설명했다. '포설'은 케이블을 땅 속이나 관로 또는 해저 등에 시설하는 것을 일컫는다. 

이번에 개발한 부품의 광 송·수신 속도는 기존 전달망(100Gbps)의 4배나 향상된 것이다. 광케이블이 깔린 네트워크 고속도로를 기존 대비 4배나 대폭 확장한 개념이다. ‘전달망’은 국가 간, 대륙 간 등 장거리에 포설된 광케이블을 이용하여 광신호를 전송하는 네트워크 통신망으로, 현재 100G 코히어런트(파의 등간격, 일정함) 광통신 기술이 표준으로 운용 중이다. 

향후 5G 네트워크가 상용화되면 서비스 구현을 위해 데이터 통신 용량이 급격히 증가할 것으로 예측된다. 따라서 트래픽과부하를 해결하기 위해 광통신 기술 또한 수요를 충족시킬 수 있는 데이터 전송용량 확장이 필요하다.

2016년 Cisco VNI & GCI에 따르면, 2020년 전세계 IP 트래픽은 2.3 제타바이트(1021 바이트, 10억 테라바이트)에 이를 것으로 예측된다.

 

[사진= ETRI 제공]
[사진= ETRI 제공]

 

ETRI는 이미 국내 독자 개발한 부품을 사용해 실환경 시연에 성공했다고 발표했다.

연구진은 먼저 전송확인을 위해 지난달, ETRI 연구원내 4동 실험실에서 신호생성기를 통해 400Gbps급 전기신호를 만들었다. 만든 신호를 빛에 실어 광섬유망을 통해 서울까지 보낸 후 다시 대전까지 왕복으로 전송하는데 성공했다. 전송 스피드는 0.00255초가 소요됐다. 빛이 1초에 초당 약 30만km를 이동하므로 전송거리인 510km/30만km=0.0017초다. 여기에 광섬유 굴절률인 1.5를 곱해주면 0.00255초가 된다고 ETRI는 설명했다.

이로써 새로운 네트워크 확장을 위해 현재보다 4배 이상 트래픽이 폭증해도 광케이블의 추가 증설 없이 대용량 데이터 통신 수용이 가능한 기술 시대를 열게 됐다.

ETRI가 성공한 왕복전송 시험은 총 510km에 달하며 한국정보화진흥원에서 운용하는 미래네트워크 선도 시험망(KOREN)을 이용했다. KOREN(KOrea advanced REsearch Network)은 산업체·학계·연구기관에 국내·외 선도시험망 제공으로 미래 네트워크 선도기술 및 네트워크 장비 연구·시험검증을 통해 상용화를 촉진하고, 국제공동연구 협력기반 조성을 위한 한국 미래네트워크 선도 시험망이다.

연구진은 이 기술을 개발한 뒤 테스트베드를 만들어 실험으로 검증함으로써 바로 상용화가 가능하다고 밝혔다.

 

[사진= ETRI 제공]
[사진= ETRI 제공]

 

ETRI가 개발에 성공한 광 송·수신 부품은 크게 두 가지다. 400Gbps급 광신호를 전기적 신호로 변환하여 수신하는 '400Gbps급 광수신기 소자'와 전기적 신호를 광통신망으로 보내기 위해 전기를 광에 싣는 데 필요한 '파장가변 광원소자'다.

연구진은 핵심소자를 직접 개발하고 이를 광 모듈에 집적함으로써 초소형 부품을 개발하는데 성공하였다고 한다. 개발한 코히어런트 광 수신소자는 3cm×1cm 이고 광 송신소자는 2cm×1cm 크기다. 향후 이 기술들은 광 송·수신기로 모듈화되어 광통신을 위해 중계기처럼 활용될 전망이다. 이러한 시스템들은 향후 트래픽이 심한 대도시를 중심으로 각 도시에 설치될 것으로 보인다.

ETRI는 이 시스템들이 향후 이동통신사의 코어망이나 메트로망의 노드에 설치되어 트래픽을 효과적으로 조절케 된다고 설명했다. 이 기술은 광 트랜시버(광송수신 동시수행 장치) 제조사를 거쳐 광 전송 장비업체에 탑재, 통신 사업자에 의해 본격 사업화가 이뤄질 것으로 전망된다.

ETRI 김종회 광통신부품연구그룹장은 “개발한 광부품은 실리카, 폴리머 등 저가형 소재를 사용, 가격경쟁력이 있고 400Gbps 이외에도 100Gbps, 200Gbps 등 다양한 데이터 용량을 부품 교체 없이 그대로 사용할 수 있어 기존 광통신망에도 적용될 수 있는 장점이 있다”고 말했다.

ETRI는 이 사업을 지난 2014년부터 진행하였으며, 과학기술정보통신부“소프트웨어 정의 네트워크(SDN) 기반 플렉시블(Flexible) 광노드 핵기술 개발”지원으로 이뤄졌다. 연구진은 성과를 인정받아 ‘2017년 국가연구개발 우수성과 100선’에 선정되기도 했다.

 

[사진= ETRI 제공]
[사진= ETRI 제공]

 

연구진은 이번 기술을 기반으로 3년내 1T(테라)bps개발을 목표로 하고 있다. ETRI는 이 기술을 통해 국내·외 특허출원 17건, SCI 논문 11편, 광 부품제조업체 등에 기술이전도 7건 하는 등 지적재산권 확보 및 국내 관련 산업계에 기여했다.

특히 기술력을 인정받아 세계최대 광통신 학술회의로서 올해 11일부터 7일간 미국 샌디에이고에서 개최되는 OFC 2018에서 관련기술을 발표할 예정이다.

OFC(Optical Fiber Communication and Exposition)는 IEEE 및 OSA(The Optical Society) 주관으로 매년 미국에서 개최되는 광통신 관련 학술회의 및 전시회다. 2017년에는 참가인원 1만4500명, 참가업체수 663개 등이 참가했던 세계 최대 규모의 광통신 학술회의다. IEEE(전기전자기술자협회)는 미국표준협회(ANSI)에 의하여 미국국가표준을 개발하도록 인증받는 전문기구로, 전기전자공학 전문가들의 국제조직이다. 미국 뉴욕에 위치하고 있다.

 


댓글삭제
삭제한 댓글은 다시 복구할 수 없습니다.
그래도 삭제하시겠습니까?
댓글 0
댓글쓰기
계정을 선택하시면 로그인·계정인증을 통해
댓글을 남기실 수 있습니다.