지난 글에서 Optical Transceiver 시장을 포함하여 사용할 수 있는 무라타 제품 등에 대해서 알아보았는데요.
LINK : [Application guide] #4 Optical Transceiver(광트랜시버) 알아보기 (tistory.com)
[Application guide] #4 Optical Transceiver(광트랜시버) 알아보기
먼저, Optical Transceiver 시장을 설명하기에 앞서 알아두면 좋은 광통신과 광섬유에 대해서 간단히 알아보겠습니다! 여러분 모두 광통신에 대한 이야기는 많이 들어보셨을 거라고 생각이 되는데요.
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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 Transceiver  |
기판 고정 Type : 빼고 꽂기 어려운 고정형 Type으로 해저 케이블이나 도시간 통신에 사용 |
| Pluggable Type : 광섬유, 통신 장치와 연결/해제가 가능하며 Data Center나 기지국에 사용 |
|
| AOC Type : 통신 장치와 연결/해제가 가능하며 Data Center에서 활용 |
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| OBO Type (On Board Optics) : 스위치 기판상의 소켓에 끼움 |
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| CPO Type (Co-Package Optics) : Switch ASIC의 옆에 실장 |
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.
※그림 및 영상 출처 : 무라타 자료
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<About Murata>
Murata Manufacturing Co., Ltd.는 무라타 제작소는 세라믹을 기반으로 전자부품의 개발・생산・판매를 하고 있으며 세계적인 통합전자부품 기업입니다. 독자적인 개발 및 재료 개발, 프로세스 개발, 상품 설계, 생산 기술들을 서포트하는 소프트웨어나 분석 · 평가등의 기술 기반으로 독창적인 제품을 창출해 일렉트로닉스 사회의 발전에 기여해 갈 것입니다.
