전기전자/정보통신

전자정보통신학회지_2023.6 소특집 (p457)

Beyond 5G를 지원하는 포토닉스 기술과 그 전망

소특집을 편집하며
편집팀 리더 히라키 다쓰로(開 達郎) 씨

스마트폰의 보급과 최근 코로나19 사태가 초래한 라이프스타일의 변화로 인해 우리 생활에서 통신의 역할은 더욱 중요해지고 있다. 앞으로도 통신 인프라의 이용 상황은 다양해질 것으로 예상된다. 한편, 국내 통신 트래픽이 급증하고 있어 통신 인프라의 지속적인 발전을 뒷받침해 나가는 것이 중요한 사회 과제가 되고 있다.

일본에서는 총무성이 책정한 ‘Beyond 5G 추진전략’에 근거해 향후 사회나 산업의 기반이 되는 차세대 통신 인프라(Beyond 5G)의 실현을 목표로 하고 있다.

Beyond 5G의 특징은 기존 5G의 기능 고도화(초고속/대용량, 초저지연, 초다수 동시접속)에 더해 자율성, 확장성, 초안전/신뢰성, 초저소비 전력 등의 기능을 갖는다는 점이다. 이러한 요구를 충족시키기 위해서는 무선 통신망뿐만 아니라 광통신망, 데이터센터, ICT 단말 등을 포함하는 정보통신시스템 전체의 고도화가 필요하다.

본 소특집에서는 Beyond 5G 실현을 위해 포토닉스 기술의 공헌이 기대되는 기술 영역에 주목하고, 시스템 아키텍처부터 디바이스 기술에 걸친 최신 동향을 해설한다. 또한 이러한 실용화를 위한 과제나 향후 기대 등의 미래 전망에 대해 논의한다.

제1장에서는 모바일 프론트홀에서의 Radio over Fiber(RoF) 기술을 해설한다. KDDI 종합연구소의 이노하라(猪原) 씨는 복수의 무선 신호를 IF대에서 주파수 다중한 후에 아날로그 RoF 전송을 실시하는 아날로그 IFoF 방식에 대해 해설하고, 이 기술의 저전력화 기대 등 향후 전망을 소개한다.

제2장에서는 대용량화가 용이한 Digital Coherent 다치(Multivalued) 전송 기술을 모바일 프론트홀에 적용하는 접근법을 해설한다. 도호쿠대학의 가사이(葛西) 교수 등은 전송용 광원과 국부 광원을 1대의 레이저로 담당하게 하여 간편한 구성으로 대용량 전송을 실현하는 광주입 동기 기술을 해설하고, 상기 기술과 FPGA 실시간 송수신 회로를 이용한 양방향 전송을 소개한다.

제3장에서는 광대역 테라헤르츠 무선을 위한 포토닉스 기술을 해설한다. 오사카대학의 나가쓰마(永妻) 교수는 무선 주파수 선택에 대해 전파 전달과 전파 행정의 관점에서 해설하고, 포토닉스 기술을 이용한 테라헤르츠 무선 송수신 시스템의 실현 예를 소개한다.

제4장에서는 대용량화, 저소비 전력화가 요구되는 광트랜시버의 최신 제작 기술에 대해 해설한다. 스미토모전기공업의 야기(八木) 씨 등은 레이저 등을 제작하는데 이용되어 온 III-V족 화합물 반도체와 실리콘 포토닉스의 각각의 이점을 조합한 이종재료 집적기술에 대해 해설한다.

제5장에서는 광트랜시버의 핵심 부품인 반도체 레이저의 저소비 전력화, 고속화 기술에 대해 해설한다. NTT의 마쓰오(松尾) 씨 등은 저소비 전력 직접 변조 멤브레인 레이저의 특징을 설명하고, 광 피드백과 고방열 실리콘카바이드 기판을 이용한 고속화 기술을 소개한다.

마지막으로 바쁘신 와중에도 집필에 도움을 주신 저자 여러분께 깊은 감사를 드리며, 본 소특집의 제안과 조정 등에 도움 주신 편집팀에게도 감사드린다.

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