초록 ▼

산업통상자원부 SW융합형 부품 기술개발사업으로 추진되는 본 과제는 총 4차년에 걸쳐 광송수신기의 임베디드 소프트웨어, 망운용 인터페이스 소프트웨어, 고속 직접변조 파장가변 레이저 모듈 및 파장가변 광송수신기를 개발하는 것을 최종목표로 하고 있으며, 최종 4차년도의 주요개발목표 및 결과는 다음과 같다.

1. 최종년도 개발목표
5세대 유무선통합망 트래픽 증가 대응 및 망운영의 지능화·효율화를 위한 직접변조 방식 10 Gbps 파장가변 레이저 모듈 기반의 XFP형 파장가변 광송수신기와 auto-tracking 및 인터페

산업통상자원부 SW융합형 부품 기술개발사업으로 추진되는 본 과제는 총 4차년에 걸쳐 광송수신기의 임베디드 소프트웨어, 망운용 인터페이스 소프트웨어, 고속 직접변조 파장가변 레이저 모듈 및 파장가변 광송수신기를 개발하는 것을 최종목표로 하고 있으며, 최종 4차년도의 주요개발목표 및 결과는 다음과 같다.

1. 최종년도 개발목표
5세대 유무선통합망 트래픽 증가 대응 및 망운영의 지능화·효율화를 위한 직접변조 방식 10 Gbps 파장가변 레이저 모듈 기반의 XFP형 파장가변 광송수신기와 auto-tracking 및 인터페이스 SW 개발

ο 레이저 모듈 신뢰성 기술 개발
- 레이저 모듈 양산성 및 신뢰성 확보기술 연구
- 공정기술, 패키징 기술, 구조개선 등

ο 레이저 모듈 상용화 기술 확보
- 레이저 모듈 양산기술 확보 및 환경 확보

ο XFP 광송수신기 상용화 기술 확보
- 광송수신기 양산기술 및 환경 인증 확보
- 광송수신기 상용화 시제품 시스템 평가 및 인증확보
- 표준화 관련 활동 참여

ο 광송수신기 운용 SW 상용화 기술 확보
- 광송수신기 구동 및 제어 ASIC 상용화
- 파장가변 광송수신기 기반 통신망 운용 SW 상용화

2. 개발내용 및 결과
각 세부과제별 개발목표에 따라 4차년도에는 3차년도에 개발한 시제품을 기반으로 각 부품별로 중요 요소기술들을 개발하였으며 양산기술확보 및 신뢰성시험 그리고 시스템에서의 평가를 통하여 상용화를 위한 필요기술들을 확보하는 것을 목표로 하였다.

세부과제별로 4차년도에 Tunable XMD TOSA 부분은 10Gbps, 40nm 가변 가능한 L-band Tunable TOSA 개발을 완료하였다. 또한 열 안정성 및 효율 개선을 위해 TOSA Case의 재질을 Kovar에서 CuW으로 변경하여 고온에서 소비전력 개선을 확인하였으며, Case 변경 후 Mechanical Test를 진행하여 신뢰성도 검증도 완료하였다. Grating 공정 개선을 위해 Stepper 장비를 사용하여 적용 가능함을 확인하였으며,패키지의 단위 공정별 표준화 작업을 진행하여 생산 품질개선 작업을 완료하였다.

파장가변 레이저용 광원 소자에 대해 2inch 공정 양산화 기술, stepper 공정기술, 양산화 설계 최적화 등 양산성 개선 연구와 기생용량 저감공정 최적화, SSC 구조 최적화 등 10Gbps 동작 신뢰성 향상 연구를 수행하였다. 양산용으로 개발한 소자의 동작특성은 요구되는 기준들을 모두 충족하였다.

측면 브래그 격자의 반사율 저하로 인한 적용성 제한 문제 개선을 위해 식각 공정의 문제를 보상할 수 있는 설계 기준을 제시하였다. 또한 XMD TOSA 모듈 신뢰성과 관련하여 박막히터 및 TEC 구동 조건을 고려한 모듈 내부 온도분포 시뮬레이션 연구를 수행하였다

10Gbps Tunable XFP 광송수신기의 양산기술 확보를 위해 기존의 빛과 전자에서 주요생산 제품인 SFP 제품의 양산기술을 접목하여 XFP용 양산 Array-Board를 제작하였으며 제작 지침서를 작성하여 상용화에 따른 양산 준비를 진행하였다. 그리고 XFP 광송수신기의 수요기업 사전평가를 진행하고 성능을 인증 받는 과정을 통해 제품의 완성도를 개선하는 작업을 진행 하였다.

10G급 네트워크 시스템 국제 표준 동향을 연구하고 ITU-T 표준을 고려하여 Tunable관련 x-sub channel CWDM 표준화를 추진하여 국내외 시장변화에 대응하며 빠른 정보수집과 시장의 주도권을 확보하기 위해 활동하였다.

3차년도의 광송수신기의 전송특성 개선과 저전력화를 위해 4차년도에는 Digital eye tuning이 가능한 LD Driver를 적용하였으며 EDC를 추가로 ASIC 설계하여 전송거리 특성을 개선하였다.

3차년도에 1차 개발 완료하였던 FEC는 부분적으로 on-chip화에 성공하여 XFP 광송수신기 내부에 실장이 가능한 size로 설계하였으며 저전력 설계로 상용화 단계의 ASIC 시제품을 구현하였다.

SW을 이용한 파장가변 광송수신기 개발 기술을 상용화하기 위해 시제품 시스템을 개발하였다. 시제품은 해당 광송수신기 개발 기술을 바탕으로 하드웨어로 이루어진 전송장비 및 그것을 운용하기 위한 운용 SW로 구성되어 있다. 또한 상용화 및 사업화의 검증을 위해 국내통신 사업자의 기술요구사항에 맞추어 제작되었으며, 고객사의 공식적인 기술 인증 시험을 통과하고 매출과 함께 초고속 무선 프론트 홀 네트워크에 현장 시범서비스를 진행하고 있어 과제의 기술개발 결과 및 효과를 사업화의 시작으로 검증하였다.

3. 기대효과(기술적 및 경제적 효과)
ο 기술적 기대효과
유무선 통합망의 액세스 속도가 10Gbps로 높아짐에 따라, 현재 이루어지고 있는 문자 기반의 SNS 서비스가 그래픽, 동영상 기반의 서비스로 전환되며 YouTube와 같은 동영상 스트리밍 서비스의 품질이 HD급 또는 3D급으로 발전하면서 새로운 서비스와 부가가치 창출이 가능하게 될 것이다.

ο 경제적 기대효과
과거 5년간의 국내외 시장성장률 (각각 28.7% 및 12.9%)에 기초한 보수적인 계산을 하여 예측해본 결과 광 네트워크가 고도화 됨에 따라 광송수신기 시장의 팽창이 예상보다 빠를 가능성이 예상되며 과제완료 시점인 2016년 시점에 상용화 완료를 통해 시장 경쟁력 있는 제품을 만들어 낸다면, 국내 기반의 기술을 통한 적절한 time-to-market 을 구현할 수 있을 것으로 예상된다.

4. 적용분야
Metro-DWDM 또는 ROADM의 채널카드에 사용되어 네트워크의 자동화가 가능하게 되며 결과적으로 네트워크의 CAPEX 및 OPEX를 현저하게 개선시킬 수 있다. 또 유선 네트워크의 최상위 계층인 OXC의 채널광원으로 사용되어, 지능화된 네트워크 운용이 가능하며, 네트워크의 경제성을 확보할 수 있을 것으로 예상된다.

( 출처: 최종보고서 초록 - 개발목표 및 내용 7p )

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 최종보고서 제출서 ... 2
• 제출문 ... 3
• 부품소재기술개발사업 최종보고서 초록 ... 7
• 목차 ... 11
• 제1장 서론 ... 12
• 제1절 기술개발대상 부품･소재 ... 12
• 1. 부품･소재의 형상 및 명칭 ... 12
• 2. 부품･소재의 기능 ... 13
• 3. 부품･소재의 핵심기술 및 요소기술 ... 16
• 4. 국내․외 제품･기술 및 시장 현황 ... 27
• 제2절 기술 개발 목표 ... 30
• 1. 최종 목표 ... 30
• 2. 연차별 개발 목표 및 개발 내용 ... 32
• 3. 개발기술의 평가방법 및 평가항목 ... 35
• 제3절 기술 개발 내용 ... 40
• 1. 최종목표 ... 40
• 2. 1차년도 ... 41
• 3. 2차년도 ... 43
• 4. 3차년도 ... 44
• 5. 4차년도 ... 45
• 제2장 본론 ... 47
• 제1절 기술개발의 목표 및 내용 ... 47
• 1. 기술개발의 목표 달성여부 ... 47
• 2. 기술개발의 내용 수행실적 ... 57
• 3. 기술적 해결방법 수행실적 ... 360
• 4. 기술개발의 내용에 대한 보호대책 수행실적 ... 366
• 5. 수요기업과의 협력방안 수행실적 ... 367
• 6. 정량적 목표에 대한 공인시험기관의 공인시험 결과 ... 368
• 7. 지식재산권 출원･등록 및 논문 게재･발표 ... 396
• 제2절 수행주체별 담당내용 및 협력 ... 399
• 1. 수행주체별 담당내용 수행실적 ... 399
• 2. 수행주체별 협력 수행실적 ... 408
• 3. 수행주체별 인력 및 연구기자재･시설의 투입 실적 ... 413
• 제3절 기술개발 추진일정 준수여부 ... 415
• 제3장 결론 ... 426
• 끝페이지 ... 430