ETRI, 세계 최초 '실내 5G 광중계기' 기술 개발

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5㎞ 구간서 5G 무선신호→광신호 변경
32개 대역으로 다중화...구축비용 저렴
공항·역사·대형 쇼핑몰 등 실내 환경서
최대 전송 속도 '20Gbps급' 서비스 이용

실내에서도 끊김 없이 5G 서비스를 원활하게 즐길 수 있는 핵심 네트워크 기술이 개발됐다.

한국전자통신연구원(ETRI·원장 김명준)은 세계 최초로 기지국으로부터 밀리미터파(28㎓) 기반 광대역 5G 신호를 받아 건물 내로 보낼 수 있는 광중계기 기술 개발에 성공했다고 10일 밝혔다.

이 기술을 활용하면 공항, 역사, 대형 쇼핑몰 등 실내 환경에서 5G 최대 전송 속도인 20기가비피에스(Gbps)급 서비스 이용이 가능하다. 기존 방식 대비 전송 용량, 장비 크기, 구축 비용 등을 획기적으로 개선했다.

실내 분산 안테나 시스템 기술 개요
<실내 분산 안테나 시스템 기술 개요>

기술의 핵심은 'RoF 광전송' '5G 기지국 인터페이스' 기술이다. RoF 광전송 기술은 최대 5㎞ 구간에서 5G 무선 신호를 광신호로 바꿔 신호 왜곡 없이 전송한다. 5G 기지국 인터페이스 기술은 실외 5G 기지국과 실내 분산 안테나 시스템을 무선 소프트웨어(SW) 업데이트(OTA) 방식으로 연결한다.

이 기술은 5G 신호를 32개 대역으로 다중화해 전달할 수 있어 전송 용량이 매우 높다. 비교적 단순한 기능만 구현하면 돼 기지국을 설치할 때보다 구축 비용도 5분의 1로 저렴하다.

5G 실내 분산 안테나 시스템 구조
<5G 실내 분산 안테나 시스템 구조>

연구진은 다이어리 정도 크기 만한 RoF 광트랜시버를 개발, 실내 분산 안테나 시스템 호스트 장치와 안테나에 심어 RoF 기술을 구현했다. 5G 기지국 인터페이스 기술도 노트북 크기 독립 모듈 형태로 개발했다.

ETRI는 지난 2018년 2월 평창 동계올림픽에서 세계 최초로 밀리미터파 기반 5G 실내 분산 안테나 시스템 기술을 활용한 5G 시범서비스를 시연한 바 있다. 당시 5G 신호를 2개 대역으로 다중화하는 수준이었지만 이를 고도화하면서 현 수준에 이를 수 있었다.

이는 세계 최고 권위 광통신 관련 학술대회 최우수 논문 선정, 우수 SCI 논문 게재, ITU 국제 표준 제정, 2020년도 국가연구개발 우수성과 100선 선정 등으로 그 우수성을 인정받았다.

김선미 ETRI 네트워크연구본부장은 “실내 환경 음영 지역 해소 및 서비스 품질을 보장하면서 다양한 융합 신산업 생태계 조성과 침체된 국내 광중계기 관련 산업생태계 복원에도 기여하길 바란다”고 말했다.

연구진은 이밖에도 차세대 통신 인프라 구축 기술을 연구 중이다. 초광대역 주파수 대역을 활용하는 차세대 6G 통신 네트워크 기술을 개발하고 있다.

한편 이번 성과는 케이티, 에프알텍, 에치에프알과 공동 연구를 통해 얻었다. SCI급 논문 9편, 국내외 특허 30여 건을 출원했고 에치에프알, 라이트론, 론텍, 제이티 등 광모듈 및 시스템 업체에 기술이전했다.

대전=김영준기자 kyj85@etnews.com