네트워크산업종합포탈

기술명(영문)

400G Micro Intradyne Coherent Receiver

활용분야

400G 코히어런트 광수신기 모듈

기술번호

TI2019-01311

기술성숙도 - 개발전

3단계:연구실 규모의 기본성능 검증

기술성숙도 - 개발후

6단계:파일롯 규모 시작품 제작 및 성능평가

외부기술요소

100%개발기술

개발목표시기

2020-06-30

결과물 형태

HW-Module

검증방법

자체검증 품질보증

시장성

□ 국내외 시장동향 및 전망

○ 코히어런트 광트랜시버 시장
- 코히어런트 100G 확산이 지속되고, 코히어런트 400G는 2018년 시장 출시 후 급격한 증가 예상
- 특히, 코히어런트 400ZR는 2020년 출시 후 시장점유율 상승 예상

[코히어런트 트랜시버 시장 전망]

- 광통신 시장규모는 지난 4년간 매년 3%의 꾸준한 성장으로 2018년, 약 145억 달러(약 17조)에 도달(Bloomberg Intelligence, 2019)
- 2016년, 4% 성장으로 106억 달러(약 12조 4,000억원)에 도달하고, 장거리/메트로 분야가 52% 비중으로 절반 이상 차지(Ovum, 2017)
- 100Gbps 코히어런트 전송이 메트로 WDM 매출을 가속화시키고, 2016년부터 메트로 200Gbps 기술 수요가 메트로 분야에서 증가하기 시작할 것으로 예측

○ 제품화 및 활용가능 분야

활용분야(제품/서비스)		제품 및 활용분야 세부내용
1	400G 코히어런트 광수신기 모듈	400Gbps 메트로/장거리 전달망용 코히어런트 광트랜시버용 광수신기 모듈

□ 기대효과

○ 기술도입으로 인한 경제적 효과
- 예상 제품/서비스의 예상매출액(생산/판매부터 향후 매 5년 간 추정)

※ 예상매출액 = (나)관련 제품/서비스의 국내외 시장규모×(다)예상 제품/서비스의 국내외 시장점유율
(단위 : 백만 달러, 억원)

관련 제품 /서비스	시장	2019	2020	2021	2022	2023	합계
400G PDM-16-QAM Recevier	해외	0	0	1.1	2.4	6.5	10.1
400G PDM-16-QAM Recevier	국내	0	0	10.2	18.3	23.6	52.1

○ 기술사업화로 인한 파급효과
- 장거리 전달망 및 메트로망에서 사용되는 400G PDM-16-QAM 코히어런트 트랜시버에 적용
- 메트로망에서 사용되는 QAM 변조방식 기반의 400G 이상의 코히어런트 트랜시버에 적용
- 차세대 대용량 NG-PON3의 광수신기에 적용
- 400G TOSA 기술 확보를 통해 400G 클라이언트 트랜시버 초기 시장 진입을 통한 수익률 향상 및 국내 부품업체의 세계 시장 진출
- 400G TOSA 모듈의 생산을 통해 국내 트랜시버 업체의 가격 경쟁력 향상 및 시스템 업체의 경쟁력 및 유연성 확보

시장성 -제품화 및 활용분야

시장성 -제품화 및 활용분야
활용분야(제품/서비스)	제품 및 활용분야 세부내용
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400G 코히어런트 광수신기 모듈	400Gbps 메트로/장거리 전달망용 코히어런트 광트랜시버용 광수신기 모듈

기술개요(영문)

기술개요(영문)
기술개요(영문) 내용
Title 400G Micro Intradyne Coherent Receiver Concept A cost-effective and compact optical component that have the ability to receive high-order modulation formats such as polarization division multiplexed 16 quadrature amplitude modulation (PDM 16-QAM) Service Offering ● Available for data rate of 400Gbps based on coherent detection Comparative Advantage ● Cost effective package with low cost package and flexible PCB ● Compact size suitable for a smaller form factor up to CFP2 Patents(Domestics) Application( ) Registration( O ) Patents(International) Application( ) Registration( O )

기술개요 및 개념도

□ 기술의 개념 및 내용

○ 기술의 개념
- 장거리 전달망 및 메트로망에서 100G DP-QPSK, 200G 16-QAM 코히어런트 트랜시버용 광신호를 수신하기 위한 OIF 규격(OIF-DPC-MRX-01.0)의 100G/200G 코히어런트 광수신 모듈의 제작을 위한 설계, 제작, 특성분석 기술

                                     <기술개념도>

○ 기술의 상세내용 및 사업화 제약사항
    ▷ 기술의 상세내용
- 코히어런트 광전송 기술이 메트로망으로 확대되고 데이터센터에도 활용될 전망에 따라 전송효율 증대 및 대규모 보급을 위하여 동작 속도 향상 이외에도 집적화를 통한 소형화 기술
- 파장당 1Tbps급 데이터 수신을 위한 80GHz급 광검출기 어레이 기반 코히어런트 광수신기 기술
- 코히어런트 광트랜시버를 위한 고출력, 저잡음의 광대역 파장 가변의 광송수신 Local Oscillator 광원 기술
- 전송용량, 전송거리, 통신품질 등 사용자 요구에 적합한 통신 서비스를 제공하기 위한 차세대 대용량 광전송 소자·부품 기술
- 사용자 요구에 적합한 전송 대역폭, 변조방식, 파장을 소프트웨어로 유연하게 제어할 수 있는 1Tbps급 Flexible 광트랜시버용 핵심부품 기술

    ▷ 기술이전 범위
- 400G 코히어런트 광수신 모듈 기술. 코히어런트 광수신 모듈 제작용 개별 부품 설계 기술. 코히어런트 광수신 모듈 구조 설계 및 배치 기술. 코히어런트 광수신 모듈 패키징 기술. 400G 코히어런트 광수신 모듈 평가 기술

    ▷ 사업화 제약사항
      - 해당사항 없음

□ 국내외 기술동향 및 경쟁력

○ 국내기술 동향
- 해당 모듈 및 요구되는 칩/부품의 경우 거의 대부분 수입에 의존하고 있으며 일부업체에서 칩 기술의 상용화가 진행 중이며 100G용으로 코히어런트 광수신 모듈이 ETRI에서 개발

○ 해외기술 동향
- Verizon, AT&T, NTT 등 통신 서비스 사업자와 Cisco, Ciena 등 광통신 시스템 장비 공급 업체들은 코히어런트 검출방식을 이용한 100G 광트랜시버 및 이를 기반으로 한 네트워크 장비를 개발
- 일본 기업인 NTT는 2개의 렌즈, 45도 반사경 등 개별적인 광학 부품을 조립하여 PLC 기반의 DP-QPSK 복조기 칩과 광검출기 칩을 결합하는 광모듈 기술을 사용한 모듈을 발표. 본 기술은 NTT에서 사용한 개별적인 광학 부품이 전혀 필요치 않음
- 일본 기업인 FUJITSU는 개별적인 렌즈를 사용하여 PLC 기반의 DP-QPSK 복조기 칩과 개별적인 BPD 칩 결합하는 광모듈 기술을 사용. 본 기술은 개별적인 렌즈가 전혀 필요치 않고 BPD도 어레이 형태의 단일 칩으로 제작되므로 각 BPD 칩과 렌즈를 정렬하는 어려움이 없음
- 독일 기업인 u2t는 광 하이브리드와 BPD를 반도체 기반의 단일집적 기술을 개발하여 이들 소자의 정렬이 필요치 않는 유리한 점이 있으나 핵심소자 중 하나인 편광 분리기(PBS)를 개별적인 광학부품을 사용함으로써 이것과 반도체 칩을 정렬하는 과정이 필요. 본 사업을 통하여 개발되는 광모듈은 편광 분리기가 PLC 칩에 집적되어 있어 이 부분을 정렬하는 과정이 필요치 않음

○ 표준화 동향
- 2015년 OIF 규격(OIF-DPC-MRX-01.0)의 코히어런트 광수신 모듈 규격 제정
- 2017년 OIF 규격(OIF-DPC-MRX-02.0)의 메트로 코히어런트 광수신 모듈 규격 제정

○ 보유특허

No.	국가	출원번호(출원일)	상태	명칭
1	한국	2012-0136140	출원	다채널 광수신 모듈
2	미국	13/839013	등록	Multi-channel optical receiver module

○ 기술의 경쟁력(우수성 및 차별성)

경쟁기술	본 기술의 우수성 및 차별성
Micro-optics 기반 코히어런트 광수신기	저가의 대량생산이 가능하고 실리카 기반의 평판형 광집적 회로 기술로 제작된 편광분할 위상복조 칩을 사용하고 렌즈나 반사면이 없이 반도체 기반으로 제작된 광검출기 어레이 칩과 직접 결합되는 집적화 기술을 사용하여 저가화 구현
Micro-optics 기반 코히어런트 광수신기	FPCB를 이용한 고주파 신호 전송 기술 확보 및 고주파 신호 경로 일체화를 통한 신호 품질 향상 및 저가화 동시 구현
Micro-optics 기반 코히어런트 광수신기	편광분할 위상복조 칩과 4채널 광검출기 어레이 칩 2개를 chip-to-chip bonding 기술을 사용하여 패키징 수율 향상 및 소형화 구현
Micro-optics 기반 코히어런트 광수신기	MOB/SiOB 마운트와 FPCB의 조합을 이용하여 고가의 세라믹 서브마운트 대체가 가능하여 저가 모듈 제작 가능

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