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지난 글에서 Optical Transceiver 시장을 포함하여 사용할 수 있는 무라타 제품 등에 대해서 알아보았는데요.

LINK : [Application guide] #4 Optical Transceiver(광트랜시버) 알아보기 (tistory.com)

이번 시간에는 광통신의 범위에서부터, 광통신에 사용되는 Optical Transceiver의 사용 영역 & 분류까지의 내용에 대해 알아보는 시간을 가져보겠습니다.

 

시작하기에 앞서 간단하게 광통신 관련 내용을 정리해 보겠습니다.

• 광통신 : 광섬유를 이용한 빛으로 데이터를 주고 받는 통신을 의미.
• Optical Transceiver(광트랜시버) : 전기적 신호 ⇔ 빛으로 신호를 바꿔주는 역할을 하는 모듈.
• 활용분야 : 통신망 중계전송, 장거리 시외전송, 대륙간 해저통신 및 근거리 지역 통신망 등
• 장점 : 넓은 대역폭과 저손실, 우수한 보안성, EMI Noise 등 전자기 간섭에 강함
• 단점 : 구부림 등 외부적인 변형에 취약함, 손상된 광섬유의 보수가 어려움, 고비용

 

 

<광통신의 범위>

 

광통신은 Data를 사용하여 유/무선 통신을 하고 실생활에서 다양한 정보를 얻기 위해 꼭 필요한 인프라 요소라고 할 수 있는데요.

핸드폰이나 자동차, 사물 등 통신을 하는 개체들이 점점 늘어남에 따라 Data traffic도 폭발적으로 증가하게 되었습니다.

이러한 Data의 과부하에 맞춰서 광통신도 점차적인 속도의 증가 및 범위의 세분화 등으로 발전을 해왔습니다.

• 1980s ~ : 대륙간 통신
• 1990s ~ : 도시간 통신
• 2000s ~ : 빌딩, 건물간 통신
• 2000s 중반 ~ : 빌딩, 건물, Datacenter 내 통신
• 2010s 중반 ~ : Rack 내 통신
• 2020s 중반 ~ : 기기내, IC간 통신

대륙간 통신을 하기위해 사용되던 광통신이 도시간, 빌딩간, 빌딩내 등으로 점차 그 대상이 세분화되면서 점점 많은 수요가 생겼습니다. 빌딩이나 내부의 Rack과 같이 통신 거리가 짧은 구간에서도 광통신의 수요가 점점 늘어나고 있으며, 현재는 IC 간의 통신을 위한 사용까지도 검토되고 있습니다.

 

 

<Optical Transceiver의 사용 영역>

 

우리는 전체적인 Network 개념도에서 각 부분을 Datacom, Telecom으로 분류를 할 수 있습니다. Datacom, Telecom에 대해서 광통신은 필수적이기에 Optical Transceiver도 수많은 영역에 사용되고 있습니다.

 

• Datacom : Datacenter 중심으로 구성되어 있는 부분을 말하며, 인터넷 Traffic 증가로 Optical Transceiver의 수요도 급격하게 증가하고 있으며 초대형 기업들의 투자도 늘고 있음.
• Telecom：Metro Network, Core Network, Wireless Network, Access Network등이 해당하는 구간으로, 현재까지 5G의 추가적인 수요는 정체되어 있지만, O-RAN, 6G에 대한 규격화가 진행되고 있어, 200Gbps, 400Gbps 이상 급의 수요 증가도 전망.

이처럼 Optical Transceiver는 Data center나 여러 Network뿐만 아니라 무선 기지국의 Backhaul, Fronthaul까지 광범위한 영역에서 사용되고 있습니다.

 

＜Optical Transceiver의 분류＞

위는 Optical Transceiver의 한 예시를 나타낸 그림인데요. 이러한 모듈은 하기와 같이 분류할 수 있습니다.

 

① 송수신 방향

 

1) TOSA(Transmitter Optical Sub Assembly) : 송신을 위한 광 모듈 디바이스로, 렌즈나 LD(Laser Diode) 등으로 구성

2) ROSA(Receiver Optical Sub Assembly) : 수신을 위한 광 모듈 디바이스로, 렌즈나 PD(Photo Diode) 등으로 구성

3) BOSA(Bidirectional Optical Sub Assembly) : TOSA, ROSA가 하나로 결합되어 단일 광섬유를 통해 신호를 송수신 하는 양방향 모듈

 

② 사용 형태

Optical Transceiver는 위와 같이 송수신 방향에 따른 종류도 있으며, 사용 형태에 따라서도 다양한 Type이 존재하고 있습니다. 또한 하기와 같이 Form factor에 따라서도 구분을 짓고 있습니다.

 

 ③ Form factor

• GBIC(Giga Bit Interface Converter) : Single Fiber, Dual Fiber, CWDM 등의 종류를 가지고, 약 1Gbps의 속도를 지원
• SFP(Small Form-factor Pluggable) : 향상된 GBIC라고도 할 수 있는 소형(GBIC의 약 1/2)의 모듈이고 동일한 Line card에 더 많은 인터페이스를 가질 수 있으며, 기능은 GBIC와 거의 동일함. 약 1.25Gbps ~ 4.25Gbps 지원
• SFP+ : SFP의 향상된 버전으로 최대 10Gbps의 데이터 속도를 지원
• XFP(10Giga bit Form-factor Pluggable) : 10Gbps의 data rate를 지원하며, SFP보다는 조금 큰 크기의 모이며 SFP+보다는 이전에 등장한 모듈
• QSFP, QSFP+ :  기존의 SFP, SFP+가 4채널로 있는 형태이며 Q는 Quad의 약자로, 특히 QSFP+는 더욱 높은 대역폭을 제공할 수 있기에 널리 사용되고 있음. QSFP+ 기준 최대 40Gbps 지원
• CFP(Centum Form-factor Pluggable) : 100Gbps 까지 지원 가능한 모듈로, 크기가 큰 특징이 있으며 크기에 따라 CFP2, CFP4 등으로도 불림

 

④ 거리에 따른 구분

• SR(Short Reach) = 100m로, SR4는 SR의 4 Channel을 의미함.
• AOC = 30m
• DR = 500m
• FR = 2km
• LR(Long Reach) = 10km
• ER(Extended Reach) = 40km
• ZR = 80km, Backbone network 등에 사용.    *ZR+ = 120km

 이상, 지금까지 광통신의 범위와 광통신 모듈의 사용영역, 구분에 대해서 알아보았습니다.

 

* 출처  

- 한국무라타전자 매거진, https://koreamuratablog.tistory.com

- 무라타, https://murata.com

      

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