ETRI, 테라비트급 광통신용 광증폭 섬유 원천 기술 개발 - 경제성 높은 광대역 광증폭기용 광섬유 기술 확보 -  
초고속 인터넷 보급에 따른 대용량 광통신에 사용되는 광증폭기에 있어서 광증폭기의 수용 밴드 용량을 늘릴 때마다 지금까지의 기술로는 광증폭기용 소요 부품 비용이 몇 배 이상으로 급격하게 증가하게 된다. 이러한 단점을 보완하기 위해 한국전자통신연구원(ETRI, http://www.etri.re.kr) 초고속광소자팀(팀장 이명현)은 정통부 선도기반기술개발사업인 ‘L+밴드대 광증폭용 광섬유 및 소자개발 과제’의 일환으로, 종전과 같은 간단한 광증폭기 구조를 가지고도 2배의 광증폭기 용량을 얻을 수 있고 쉽게 구현이 가능하여 경제성이 높은 새로운 광 증폭기용 광섬유를 개발하였다.
□ 개요
근래에 들어와 대용량 광통신을 위해 광통신 파장 대역의 C 밴드 대역과 L 밴드 대역에 사용되는 광증폭기로서 어븀첨가 광섬유 증폭기 (EDFA)와 라만 증폭기에 의해 실현되었다. 이 2개 파장 대역을 동시에 증폭하는 광증폭기로 이들 광증폭기 각각 또는 연합된 구조 형태들로 구현이 된 바 있다. 그러나 이러한 광증폭기 구조는 기존의 이들 각 파장 밴드 대역의 증폭기 구조들을 단순히 합쳐 놓은 형태를 갖으며 실제 구현비용이 매우 비싼 단점이 있다. 이런 단점을 보완하기위해 근본적으로 새로운 광 증폭기용 광섬유가 개발되었다. 새로 개발된 광섬유는 하나의 광섬유로 기존의 어븀 첨가 광섬유 증폭기와 라만 광섬유 증폭기를 동시에 구현할 수 있는 형태로 광섬유 코어의 어븀 이온 농도의 조절과 동시에 라만 증폭이 용이한 조성으로 C-밴드와 L-밴드 이득 영역에서 광증폭 이득 값이 5dB 이내에서 평탄한 특성을 제공하여 향후 가격 경쟁력에서 유리한 구조를 가지고 있다. 본 기술에 대해서는 광통신 기술 분야의 전문 학술지와 더불어 전문 분야의 국제 잡지인 PHOTONICS SPECTRA 잡지의 최근 11월호에 관련 기사가 게재되어 세계적으로 홍보된 바가 있다.
□ 관련 해외 기술현황
o 기존의 광증폭기 구조: - C-밴드 증폭용 EDFA, L-밴드 EDFA가 각 밴드용 광증폭기로 개발되어 활용되고 있으며, 2개 밴드 동시 사용을 위해서는 두개 밴드 광증폭기를 병렬로 연결한 구조로 활용되나, 각기 다른 증폭기용 광섬유의 사용과 특성이 다양한 광소자들이 필요하여 가격이 비싸지는 점이 있음. - 기존 라만 광증폭기 구조만으로도 C-밴드와 L-밴드 광대역 증폭기를 구현하는 방법이 있으며, 이에는 다 파장 펌핑용 고출력 광원이 필요하고 긴 길이의 비선형 라만 광 증폭용 광섬유가 필요하여 결과적으로 가격이 매우 비싸지는 점이 있음. - EDFA와 라만 광증폭기를 직렬로 연결하여 C-밴드와 L-밴드를 동시에 증폭기하는 광 증폭기를 구현하는 방법도 있으며, 이 방법에도 고출력 다파장 펌핑 광원, 이득 평탄화 필터, 어븀첨가 광섬유 와 고비선형성 광섬유 등이 요구되어 결과적으로 가격이 매우 비싸지는 점이 있음. - 상기 기술들은 이미 여러 연구소 및 산업체에서 개발하여 일부는 실제 시스템에 적용이 되고 있으며, 추가로 개선된 기술 개발에 대해서는 아직도 여러 기관에서 연구 개발이 되고 있는 상황임. (미국: Onetta, Xtera, 일본: NTT)
□ ETRI에서 제시한 광대역 광증폭기의 장점
- C-밴드와 L-밴드를 동시에 증폭기하는 기존 광 증폭기 구도에 비해서 경제성 (1.5 배 이상의 가격 경쟁력, 구성의 간단함에 의한 쉬운 system 관리 등) 을 높이기 위해 어븀 광증폭기 기능과 비선형 라만 광증폭기 기능을 동시에 수행하기가 용이한 광섬유 구조를 확보하였다.
□ 개발 결과의 의미 및 향후 전망
- 광대역 광소자 증폭기로 제시된 본 기술은 동일한 특성을 내는 기존의 광 증폭기들에 비해 1.5배 이상의 가격 경쟁력을 갖으며 소요 광소자들을 줄임 으로써 쉽운 구현 및 시스템 관리를 할수 있다는 장점이 있다.
- 본 기술에 관련하여 산업체와 협력을 통해 상용 제품 기술을 완료하여 시장에 진출을 고려할 계획임.
- 본 기술에 관련되어 국제 학술지 논문은 1편이 발표되었으며, 관련 국내외 특허 1건이 출원된 바 있다. |
