국내 연구진이 폭증하는 데이터 트래픽을 수용하고, 광통신 시대를 선도할 수 있는 광반도체 핵심 기술을 개발했다.
한국전자통신연구원(ETRI)은 과학기술정보통신부 ‘광클라우드 네트워킹 핵심기술 개발’의 일환으로 차세대 데이터센터, 고성능 컴퓨팅 네트워크에서 1초에 100기가의 데이터를 전송할 수 있는 실리콘 포토닉스 광반도체 칩과 관련 모듈을 개발했다고 21일 밝혔다.
기존의 초고속 광통신 모듈의 경우, 여러 개별 광소자들을 조립·패키징하는 방식으로 제작하기 때문에 채널이 증가할수록 비용이 함께 증가한다는 단점이 있었다. 또 같은 이유로 전송용량을 높이는 것과 장비를 소형화 하는 것에 한계가 있었다.
여기에 전기신호로 데이터를 입·출력을 했기 때문에 ▲과도한 소모전력 ▲채널당 50Gbps 수준의 전송 속도 ▲수십 cm 정도의 전송 거리 등의 한계가 있었다.
이번에 ETRI 연구진은 저비용으로 전송용량과 거리를 크게 높였다. 연구진이 개발한 실리콘 광 송신 칩은 기존의 개별 광소자 조립 방식 대비 20% 수준으로 소형화가 가능하여 전자 반도체 칩의 통신 입·출력 성능 확장 문제를 해결하는 데 도움을 준다. 또한 채널당 100Gbps의 속도로 2km까지 전송할 수 있다. 속도는 두배 늘고, 거리는 수천에서 수만 배까지 늘어난 셈이다
연구진은 광통신 핵심부품인 광트랜시버를 생산하는 오이솔루션과 함께 데이터센터에서 2km 전송이 가능한 100Gbps 광트랜시버 모듈을 개발했다. 또한, 4개 채널을 연계해 400Gbps급 성능을 내는 광인터커넥션 모듈도 개발해 그 활용성을 검증했다.
김선미 ETRI 네트워크연구본부장은 “본 기술은 초고속 대용량 광연결을 이루는 핵심 기술”이라며 ”클라우드, 인공지능 및 초실감 미디어 서비스 등에 필요한 광 기술을 선도적으로 개발해 나가겠다”고 말했다.
이원기 오이솔루션 부사장은 “데이터센터는 초고속 고집적 광통신 기술이 필요하고 기술적 장벽이 높아 국내기업이 진출하기 어려운 시장”이라면서 “본 기술개발을 통해 글로벌 데이터센터 시장에 진출하기 위한 실리콘 포토닉스 원천기술을 확보하게 되어 기쁘다”고 밝혔다.
연구진은 광반도체 칩의 채널당 속도를 200Gbps, 전송용량도 1.6Tbps까지 향상시키는 한편 소모전력은 기존의 절반 이하, 크기는 약 9분의 1로 줄이기 위한 후속 연구를 추진할 예정이다.
한편 이번 연구 결과는 ‘옵팁스 익스프레스’에 5편의 논문으로 게재했으며, 국내외 특허 출원 35여 건, 기술이전 3건 등 광반도체 관련 연구를 주도하는 성과를 보였다.
이성관 기자 busylife12@aitimes.com
