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Kafe 바로가기주관연구기관 | (주)켐옵틱스 |
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연구책임자 | 이학규 |
참여연구자 | 오민철 |
보고서유형 | 최종보고서 |
발행국가 | 대한민국 |
언어 | 한국어 |
발행년월 | 2018-07 |
과제시작연도 | 2017 |
주관부처 | 산업통상자원부 Ministry of Trade, Industry and Energy |
등록번호 | TRKO202200007093 |
과제고유번호 | 1415152190 |
사업명 | 우수기술연구센터(ATC) |
DB 구축일자 | 2022-09-03 |
키워드 | 양방향 트랜시버.엔지폰2.파장가변 송신기.파장가변 필터.bidirectional transceiver.NG-PON2.Tunable Transmitter.Tunable Filter. |
3. 개발결과 요약
□ 최종목표
NG-PON2용 직접변조 방식 10Gbps 급 저가형 파장가변 BOSA 광트랜시버 개발
□ 개발내용 및 결과
1단계 1차년도
ο 직접변조 파장가변 레이저 개발
- 광원소자 및 파장가변부 간 고효율 광결합 기술 개발
- 고속 직접변조 공진기 구도 개발
- 소형 TOSA PKG설계 및 제작
- 고속 전기 배선 광블락설계 및 제작
ο 파장가변 필터 기술 개발
- 최적 필터링 기술 개발
- 패브리패로 공진기 구조 연
3. 개발결과 요약
□ 최종목표
NG-PON2용 직접변조 방식 10Gbps 급 저가형 파장가변 BOSA 광트랜시버 개발
□ 개발내용 및 결과
1단계 1차년도
ο 직접변조 파장가변 레이저 개발
- 광원소자 및 파장가변부 간 고효율 광결합 기술 개발
- 고속 직접변조 공진기 구도 개발
- 소형 TOSA PKG설계 및 제작
- 고속 전기 배선 광블락설계 및 제작
ο 파장가변 필터 기술 개발
- 최적 필터링 기술 개발
- 패브리패로 공진기 구조 연구
- 마이켈슨간섭계 구조 연구
- 파장 가변 필터 제작 공정 기술 개발
1단계 2차년도
ο 직접변조 파장가변 TOSA 개발
- 파장가변 영역확장 연구
- 파장가변 레이저 기반 XMD-TOSA 패키징 기술 개발
ο 파장가변 ROSA 개발
- 파장가변 필터 기반 XMD-ROSA 패키징 기술 개발
- 파장 대역폭 확대 연구
- 파장 투과폭 확대 연구
ο XFP package 개발
- XFP 기구개발
- XFP 구현을 위한 OSA 및 전기회로 실장기술 개발
2단계 1차년도
o 직접변조 파장가변 BOSA 핵심 기술 개발
- 공진기 소형화 연구
- 레이저 변조 속도 고속화(2.5G->6G)
- wavelength locker 연동 파장 안정화
- BOSA PKG 구조 설계
- XFP duplex 제작
- 전송 시현 : 20 km
o 소형 파장 필터를 위한 입출력 분리형 브래그 그레이팅 기술 개발
- 파장 필터 소형화 연구
o 파장가변 필터 기반 TO-ROSA 패키징 기술 개발
2단계 2차년도
o 직접변조 파장가변 BOSA 개발
- BOSA 트랜시버 개발
- 파장 가변 레이저 기반 소형 TOSA 패키징 기술 개발
- 레이저 변조 속도 고속화(6G->10G) 및 파장 안정화 향상
ο SFP+ package 개발
- SFP+ 기구개발 및 SFP+ 구현을 위한 OSA 및 전기회로 실장기술 개발
ο XFP BOSA형 트랜시버 시제품 제작(10G)
ο 파장 필터 소형화 연구
- 파장 대역폭/투과폭 확대 연구
2단계 3차년도
ο 파장가변 트랜시버 상용화 기술 확보
- 레이저 모듈 양산 기술 및 환경 확보
ο SFP+ 광트랜시버 상용화 기술 확보
- 광트랜시버 양산 기술 및 신뢰성 인증 확보
- 광트랜시버 상용화 시제품 시스템 평가 및 인증 확보
ο 광트랜시버 성능 향상
- 파장가변폭 확대 : L-band 추가 확보
ο SFP+ BOSA형 트랜시버 시제품 제작(10G)
o 소형 패키징 채널 드랍 필터 개발
- L_band 필터 개발
- 저 손실 필터 구조 개발
□ 기술개발 배경
- NG-PON2 (Next Generation Passive Optical Network 2) : 차세대 광가입자 기술
- 국제 표준화 기구인 ITU-T (International Telecommunication Union-Telecommunication) 에서는 폭증하는 유선 가입자 트래픽에 대비하기 위하여 NG-PON2 를 차세대 광가입자 기술로 정하고 기술 표준안을 마련하고 있음.
- NG-PON2 조기 상용화에 가장 큰 장애요인은 고가의 광소자에 있으며, 그 중에서도 핵심 광소자인 10 Gbps 파장가변 광트랜시버의 저가화가 필수적임.
- NG-PON2는 국사와 가입자 구간인 ODN (Optical Distribution Network)에 스플리터(splitter) 만을 사용케 되어 있어, 다파장 WDM 채널의 하향 신호들 중에 특정 가입자에 해당하는 파장을 필터링하는 기능을 지닌 파장가변 ROSA가 ONU에 반드시 필요함.
- 가입자 당 1개의 광섬유만을 사용하는 망 구조를 고려하고, 저가화와 작은 모듈 크기를 위해서는 TOSA와 ROSA가 함께 직접화된 BOSA 구조의 파장 가변 트랜시버는 경쟁력확보 차원에서 반드시 개발 되어야함.
□ 핵심개발 기술의 의의
- 현재까지 파장 가변 수신기능을 지닌 파장가변 광트랜시버는 아직 상용화가 이루어 지지 않았으며, 가입자망은 성능 보다는 가격에 더 민감한 응용 분야로서, 저가의 파장가변 광트랜시버는 기존의 메트로망에서 사용하는 파장 가변 송신기 보다 적용거리는 짧지만 가격은 상당한 저가화를 해야만 함.
- 전 세계 광트랜시버 시장의 5% 시장 점유율을 지니고 있는 국내 광트랜시버 업체 들은 아직 까지 이러한 시장에 진입할 수 있는 기술을 지니고 있지 못함.
- 켐옵틱스는 수년전부터 파장가변 레이저를 상용화한 국내 유일한 업체이며, 저가의 2.5 Gbps 급 파장가변 송신기를 PtP(point-to-point) WDM-PON 시스템용으로 공급하는 세계 유일한 기업임.
- NG-PON2 TWDM-PON용 파장가변 Duplex를 개발함으로서 NG-PON2 파장 가변 트랜시버 시장을 선점할 것으로 예상됨.
- 또한 대부분의 자재 및 기술을 국내의 광 부품업체에서 공급받음으로서 광통신 부품업체에 기술력을 한단계 업그레이드하였음.
□ 적용 분야
ο 파장가변 광트랜시버의 무선망에의 적용
- 기존 2G 및 3G 망에서는 기지국(BTS) 내에서 이더넷(디지탈) 신호를 RF 신호로 변환하여 안테나를 거쳐 무선단말기와 통신을 함.
- 4G, 5G 무선망에서는 BTS 장비중에 디지탈 파트(DU : digital unit)와 라디오파트 (RU : radio unit)를 분리하여, DU 장비들은 기존 무선 기지국이 아닌 이동 전화국에 집중화 시켜 관리하고자함. 이때 DU와 RU 사이는 10 Gbps 속도로 연결하여 셀 당 1Gbps에 달하는 고속 무선망 구축이 가능함.
- 2G, 3G 망의 네트워크 토폴로지를 훼손하지 않고 4G, 5G 무선망으로 업그레이드가 용이하기 때문에 CAPEX를 절감하는 기술임.
ο 기타 적용 분야: 파장가변 BOSA 광트랜시버의 응용 분야는 다양함.
- ROADM, Long-haul/Metro DWDM 광통신 분야에 국한되는 것이 아니라 WDM-PON, 광 센서, 광 부품 측정 및 생산, 의료 분야 등 다양한 산업에서 다양한 응용 분야를 가지고 있음.
(출처 : 최종보고서 초록 4p)
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