인공지능(AI) 기술의 급속한 발전으로 데이터 처리 및 통신 용량에 대한 수요가 전례 없는 수준에 이르렀습니다. 특히 빅데이터 분석, 딥러닝, 클라우드 컴퓨팅과 같은 분야에서 통신 시스템은 고속 및 고대역폭에 대한 요구가 점점 더 높아지고 있습니다. 기존의 단일 모드 광섬유(SMF)는 비선형 섀넌 한계의 영향을 받아 전송 용량에 한계가 있습니다. 다중 코어 광섬유(MCF)로 대표되는 공간 분할 다중화(SDM) 전송 기술은 장거리 코히런트 전송 네트워크와 단거리 광 액세스 네트워크에 널리 사용되어 네트워크의 전체 전송 용량을 크게 향상시키고 있습니다.
다중 코어 광섬유는 여러 개의 독립적인 광섬유 코어를 하나의 광섬유에 통합함으로써 기존 단일 모드 광섬유의 한계를 극복하고 전송 용량을 크게 향상시킵니다. 일반적인 다중 코어 광섬유는 직경이 약 125μm인 보호 외피 내에 4~8개의 단일 모드 광섬유 코어가 고르게 분포되어 있어, 외경을 늘리지 않고도 전체 대역폭을 크게 향상시킬 수 있습니다. 이는 인공지능 분야에서 폭발적으로 증가하는 통신 수요를 충족하는 데 이상적인 해결책을 제공합니다.
다중심 광섬유의 응용에는 다중심 광섬유 연결 및 다중심 광섬유와 기존 광섬유 간의 연결과 같은 일련의 문제 해결이 필요합니다. 이를 위해 다중심 광섬유 커넥터, 다중심 광섬유-단일심 광섬유 변환을 위한 팬인/팬아웃 장치와 같은 관련 주변 부품 제품을 개발해야 하며, 기존 상용 기술과의 호환성 및 범용성을 고려해야 합니다.
다중 코어 광섬유 팬인/팬아웃 장치
다중 코어 광섬유를 기존 단일 코어 광섬유와 연결하는 방법은 무엇일까요? 다중 코어 광섬유의 팬인/팬아웃(FIFO) 장치는 다중 코어 광섬유와 표준 단일 모드 광섬유 간의 효율적인 결합을 구현하는 데 핵심적인 구성 요소입니다. 현재 다중 코어 광섬유 팬인/팬아웃 장치를 구현하는 기술로는 융합 테이퍼 기술, 번들 광섬유 번들 방식, 3D 도파관 기술, 공간 광학 기술 등이 있습니다. 이러한 방법들은 각각 고유의 장점을 가지고 있으며, 적용 분야에 따라 적합한 방식이 다릅니다.
다중 코어 광섬유(MCF) 커넥터
다심 광섬유와 단심 광섬유 간의 연결 문제는 해결되었지만, 다심 광섬유 간의 연결 문제는 여전히 해결해야 할 과제입니다. 현재 다심 광섬유는 주로 융착 접합 방식으로 연결되지만, 이 방식은 시공 난이도가 높고 후속 유지보수가 어렵다는 등의 한계가 있습니다. 또한, 현재 다심 광섬유 생산에 대한 통일된 표준이 없어 각 제조업체가 코어 배열, 코어 크기, 코어 간격 등을 다르게 생산하고 있습니다. 이는 다심 광섬유 융착 접합의 어려움을 간접적으로 증가시키는 요인입니다.
다중 코어 광섬유(MCF) 하이브리드 모듈(EDFA 광 증폭기 시스템에 적용)
공간 분할 다중화(SDM) 광 전송 시스템에서 고용량, 고속, 장거리 전송을 구현하는 핵심은 광섬유 내 신호 전송 손실을 보상하는 데 있으며, 광 증폭기는 이 과정에서 필수적인 핵심 부품입니다. SDM 기술의 실용화를 위한 중요한 원동력인 SDM 광섬유 증폭기의 성능은 전체 시스템의 실현 가능성을 직접적으로 좌우합니다. 그중에서도 다중 코어 에르븀 도핑 광섬유 증폭기(MC-EFA)는 SDM 전송 시스템에서 없어서는 안 될 핵심 부품으로 자리 잡았습니다.
일반적인 EDFA 시스템은 에르븀 도핑 광섬유(EDF), 펌프 광원, 커플러, 아이솔레이터, 광 필터와 같은 핵심 구성 요소로 이루어져 있습니다. MC-EFA 시스템에서는 다중 코어 광섬유(MCF)와 단일 코어 광섬유(SCF) 간의 효율적인 변환을 위해 일반적으로 FIFO(Fan in/Fan out) 장치가 사용됩니다. 향후 다중 코어 광섬유 EDFA 솔루션은 MCF-SCF 변환 기능을 관련 광 구성 요소(예: 980/1550 WDM, 이득 평탄화 필터(GFF))에 직접 통합하여 시스템 아키텍처를 단순화하고 전반적인 성능을 향상시킬 것으로 기대됩니다.
SDM 기술의 지속적인 발전과 함께 MCF 하이브리드 부품은 미래의 고용량 광통신 시스템을 위한 더욱 효율적이고 손실이 적은 증폭기 솔루션을 제공할 것입니다.
이러한 맥락에서 HYC는 LC형, FC형, MC형의 세 가지 인터페이스 유형을 갖춘 다중 코어 광섬유 연결 전용 MCF 광섬유 커넥터를 개발했습니다. LC형 및 FC형 MCF 다중 코어 광섬유 커넥터는 기존 LC/FC 커넥터를 기반으로 부분적으로 수정 및 설계되어 위치 고정 및 유지 기능을 최적화하고, 연삭 결합 공정을 개선하여 여러 번 결합 후에도 삽입 손실 변화를 최소화하고, 고가의 융착 접합 공정을 직접 대체하여 사용 편의성을 높였습니다. 또한, HYC는 기존 인터페이스 유형 커넥터보다 크기가 작아 더욱 밀집된 공간에 적용할 수 있는 전용 MC 커넥터도 설계했습니다.
게시 시간: 2025년 6월 5일
