100G는 핵심광전부품의 물리적 속도 한계 영역에 해당하며, 전송용량 증대를 위해서는 스펙트럼 효 율을 높이는 코히어런트 전송 기술 개발 필요 코히어런트 전송 기술은 기존의 세기 변조 이외에, 위상, 편광, 주파수 등의 변조 방법을 사용할 수 있 어 데이터 전송용량을 늘릴 수 있음 향후 가장 큰 시장인 40G 전송망도 코히어런트 기 술이 유망 100G 급 이상에서 코히어런트 전송 기술은 유일한 해결책 OFC 연구동향 10G/40G IM- DD (세기변조) 100G 코히어 런트 광통신 400G/1T 코히어런트 광통신 2015 ~2020 현재 cf) OFC: Optical Fiber Communications 1만명 이상이 참가하는 광통신분야 최대 학회 40G 코히어 런트 광통신 2010 ~ ~

100G는 OIF 표준화 완료(2010.6)로 DP-QPSK 주도 => Ciena(Nortel)은 Verizon의 미국 내 주요 3 루트(Chicago-NY, SA-LA, Minneapolis-Kansas) 에 100G DP-QPSK 장거리망 포설 계획 2015년까지 매년 40% 성장을 보일 40G DWDM 망도 IM/DD 방식에서 위상변조가 필요한 DPSK, DQPSK 및 코히어런트 DP-QPSK 방식으로 진화 => 2010년말 Ciena(Nortel)은 베트남에 코히어런트 방식의 40G DP-QPSK 장거리망 포설 완료

한국 알카텔루슨트는 29 일 서울 삼성동 아셈타워에서 기자 간담회를 갖고 400G 의 전송 속도를 제공하는 자사 네트워 크 프로세서 ‘FP3’ 를 발표 ( 전자신문, )

 “정부가 폭증하는 데이터 트래픽 문제를 해결하기 위해 대대적인 민 관 공동 투자를 통해 인터넷 속도를 현재의 100배 이상(유선 기준) 끌 어올리기로 했다.” (전자신문, )  방송통신위원회, 국가정보화전략위원회의 ‘미래 인터넷 발전 계획’ (청 와대 보고): 현재 가구당 100Mbps급인 유선망을 2012년에는 이보다 10배 빠른 1Gbps, 오는 2020년에는 100배 빠른 10Gbps급으로 상향 조정 스마트 네트워크 분야에서는 2020년 10Gbps급의 세계 최고 네트 워크를 위해 유무선 초광대역화 스마트 인터넷 기술 분야에서는 대용량 콘텐츠를 빠르게 이용할 수 있도록 수십Gbps 가입자망 이를 위해 앞으로 5년 동안 정부가 5389억원을 출원하고 민간에서 37조 6000억원을 분담하는 등 총 38조1000억원을 투입

기존 기술 코히어런트 광통신 기술 세기 변조/직접 검출 시 위상 정보 상실 광 하이브리드 및 밸런스 광검출기 등 광부품의 조합으로 위상 검출 가능 => 위상 및 편광 변조하는 송신부 부품도 필요 공통모드제거율(~20dB), 광 하이브리드 출력단 위상차(5도 이하), 경로간 skew 최소화(10ps 이하) 등 스펙이 확보된 정밀 광부품 개발 필수

Quadrature Phase-Shift Keying (QPSK) 1 symbol에 2bit 할당 (2bits/symbol)

1 symbol에 4bit 할당 (4bits/symbol)

1bits/symbol ~112Gbaud 2bits/symbol ~56Gbaud 4bits/symbol ~28Gbaud 8bits/symbol ~14Gbaud OOK or DPSK DQPSKDP-QPSK16-QAM DPSK Q I OOK Q I Q I Q I Q I Q I 16-QAM X-pol Y-pol

G? : 코히어런트 DP-QPSK OIF : 1998년 시작된 광산업체 국제단체표준 (현재 90여개 회원사) Lessons from 40G 정해진 전송 표준이 없었음 => 부품 업체의 경우 투자 기회 비용이 너무 컸음 ITU-T는 하나의 전송 표준 결정에 어려움이 있음 What about 100G OIF 에서 전송 포맷, electromechanical 스펙 등 표준 결정 => 2010년 6월 완료 낮은 투자 기회 비용(부품/장비 업체) => 낮은 전송 용량 확대 비용 (통신사업자) Tx Rx

Cf) Ovum’s August/Sept 2008 forecast Total Demand Volumes by Modulation Format for 40Gbps Interface Modules, > (cf. Ovum Inc. 2010) Shipping BOM Analysis for 40Gbps Interface Modules (cf. Ovum Inc. 2009) 40G 부품은 년 사이에 가장 높은 성장율(~60%)을 보일 전망 ($1billion 매출(2013)) 40G 전송망은 단순 세기 변조에서 위상 변조 사용망으로 진화 BOM 분석 시 본 과제 결과물의 직접적인 시장 은 2013년 $0.6 billion

G 장비 기술전망 Node 의 50, 100GHz filter 를 고려시 Optoplex는 작은 벤처이지만, 2008년부 터 2009년 3사분기까지 광지연 간섭계를 12,000 개 납품 하였음. (cf. 12,000 x 500 만원(/ea) = 600억) (cf. Ovum Inc. 2009)

코히어런트 광송신 부품코히어런트 광수신 부품 - 고속 전기광학변조기 소자 - PLC 기반의 광분배기 및 위상변환기 - 편광변환기 - 코히어런트 광송신기용 고속 모듈 패키지 - 코히어런트 광송신기 - 밸런스 광검출기 소자 - PLC 기반 편광분리기 및 광 하이브리드 - 코히어런트 광수신기용 고속 모듈 패키지 - 코히어런트 광수신기 집적

PBS & Optical Hybrid module -13- 평가항목단위결과OIF 스펙 PBS module소광비dB1815(상용)  입력: SMF 2채널  출력: PMF 2채널  크기: 55 x 6 x 3 mm 3

TE 2x2-MMI 복굴절 도파로 TE + TM TM 90° Optical Hybrid PBS Input signal (DP-QPSK) LO laser PC ADC TE+TM DSP I TE Q TE I TM Q TM TE TM phase shifter PLC: Planar Lightwave Circuits

15 TE-portTM-port ER ~ 22 ER ~ um-wide waveguide phase shifter 주요연구 결과물 – PBS 모듈

-16- 주요연구 결과물 – PBS 모듈 소광비 > 18dB Cross(TM)Through(TE) 소광비 (dB)23 ~ 3218 ~ 23