기존보다 전송속도 4배, 데이터 처리 용량 8배 증가해

초대형 데이터센터, 이동통신 기지국 등에 쓰일 수 있는 400Gbps 신호 전송용 광 송·수신 엔진이 개발됐다. 이 기술을 적용하면 10만 명이 동시에 고화질 유튜브 영상을 스트리밍할 수 있는 수준이다.


 
ETRI는 ‘대면적 데이터센터용 400G 광 송·수신 엔진 및 광소자’기술을 독자 개발에 성공했다고 밝혔다. 연구진은 광 송·수신 엔진과 엔진 내 들어가는 광소자를 설계부터 제작 단계까지 모두 국내 기술력으로 개발했다. 데이터센터는 방대한 정보를 저장하고 안정적으로 관리하는 시설로‘컴퓨터 서버들의 호텔’로 불린다.

기존 데이터센터에는 주로 100Gbps용 광트랜시버가 사용되었다. 네 개의 채널을 이용해 25Gbps씩 전송이 가능했다. 레이저 다이오드(EML) 소자 4개가 들어간 방식이다.

ETRI 연구진은 전송 속도를 4배 높여 채널당 100Gbps급 전송이 가능한 EML 소자를 만들었다. 이를 통해 EML 광원 소자 4개와 광 검출기, 광 송신부, 광 수신부 등이 집약되어 총 400Gbps의 데이터 전송이 이뤄지는 광 송·수신 엔진을 개발했다.

광 송·수신 엔진은 기존처럼 광트랜시버에 내장해 사용도 가능하고 통신 장비 라인카드 보드 상단에 부착도 가능하다. 이렇게 채널당 100Gbps 기반의 광 송·수신 엔진을 이용해 표준 규격을 맞춰 400G급 속도를 달성한 것은 연구진이 세계 최초다.

이번 개발한 광학엔진을 어른 손가락 하나 크기의 광트랜시버에 실장이 가능하도록 개발하였다. 향후 상용화가 되면 광학엔진은 라인카드 하나에 64개가 장착될 수 있다. 소형화를 이룬 덕분에 전송 속도뿐 아니라 처리 용량도 늘릴 수 있었다.

기존 통신 장비는 광트랜시버 32개를 전면부에 꼽는 구조로 이뤄져 있었다. 하지만 연구진이 개발한 엔진은 통신 장비의 라인카드 상부에 최대 64개까지 부착할 수 있다. 그 결과, 한 통신 장비에 기존보다 전송 속도가 4배 높아진 광 송·수신 엔진을 2배 더 부착할 수 있어 총 처리 용량이 최대 8배로 늘어났다.

기존 처리 용량은 최대 3.2TB(테라바이트)였으나 연구진의 기술을 적용하면 최대 25.6TB까지 늘어난다. 기존에도 낮은 전송 속도 성능을 지닌 EML을 여럿 붙여 400Gbps급 광트랜시버를 개발한 사례가 있었다. 하지만 채널 수가 많아지면 부품 값이 비싸다는 부담이 있고 설계도 복잡해 소형화가 힘들다.

반면, 연구진의 성과는 한 채널당 전송 속도를 높이면서도 작고 단순하게 만들 수 있다는 장점을 지녔다. 이번 기술개발이 ETRI가 기존 보유한 핵심원천기술 덕분이라고 설명했다.