[오피니언뉴스=김상혁 기자]  4차 산업혁명 시대에서 데이터 사용량이 급증하자 전송 속도와 처리 용량을 향상시킨 광통신 기술 개발이 요구되고 있습니다.

이런 가운데 국내 연구진이 약 10만 명이 동시에 고화질 유튜브 영상을 스트리밍할 수 있는 초고속·저전력·고밀도 광(光) 송·수신 엔진을 국내 독자 기술로 세계 최초로 개발했습니다. 

◆ 국내 독자 기술로 400G 광 송수신 엔진 개발…속도 4배·용량 8배↑

한국전자통신연구원(ETRI)은 '대면적 데이터센터용 400G 광 송·수신 엔진 및 광소자' 기술을 독자 개발에 성공했다고 발표했습니다. 초대형 데이터센터, 이동통신 기지국 등에 활용될 수 있는 장비입니다.

기존 데이터센터에서 사용하는 광 트랜시버(광 송·수신기)는 100Gbps 급으로 네 개의 채널을 이용해 각각 25Gbps씩 전송하는 방식으로 운영됩니다.

그런데 이번에 연구팀이 개발한 광 트랜시버는 전송 속도를 4배 높여 채널 당 100Gbps 급 전송이 가능합니다. 이 광소자 4개와 광 검출기, 광 송신부, 광 수신부 등을 집약해 400Gbps 급으로 데이터를 전송할 수 있는 광 송·수신 엔진을 개발한 것입니다.

이 같은 전송 속도는 세계 최고 수준이라고 ETRI는 설명했다. 특히 어른 손가락 하나 크기의 광트랜시버에 실장이 가능할 정도로 광학 엔진을 소형화했는데요. 이는 한 통신 장비에 엔진을 2개 부착할 수 있어 최대 처리 용량을 기존 3.2TB에서 25.6TB까지 늘릴 수 있습니다.

이번 광학 엔진 개발이 더욱 의미있는 것은 ETRI의 핵심 원천 기술로 제작됐다는 것입니다.

5G 이동통신망을 구축할 때 고속의 신호를 안테나로 전달하는데 사용되는 25G EML(레이저 다이오드 기술)의 경우 일본 수입에 의존하고 있습니다.

그런데 ETRI가 ▲광원을 만드는 EML ▲초고주파 신호선 설계 및 패키징 기술 ▲광 신호 결합기술 및 광 검출 기술 등을 보유했기 때문에 이번 성과가 가능했습니다. ETRI는 특허를 출원하고 국내 광부품업체들에게 이전해 일본 수출 규제에 대비합니다. 더 나아가 데이터센터 시장에서 글로벌 기업들과 경쟁할 수 있도록 지원할 방침입니다.

◆ 곤충 겹눈 닯은 초박형 카메라 개발

곤충의 눈 구조를 본따 만든 초박형 카메라가 등장했습니다. 10원짜리보다 더 얇은 두께면서도 넓은 광시야각을 가지고 있어 모바일기기나 군용·의료용 장비 등 널리 활용될 것으로 기대됩니다.

정기훈 KAIST 바이오 및 뇌공학과 교수 연구팀은 '제노스 페키'라는 독특한 시각 구조를 가진 곤충의 눈을 모사해 얇은 렌즈 두께와 넓은 광시야각의 '초소형 초박형 카메라'를 개발했습니다.

현재 카메라는 물체의 상이 일그러지거나 흐려지는 ‘수차현상’을 줄이기 위해 다층렌즈 구조를 활용합니다. 그런데 이는 구조상 얇은 두께가 어렵습니다. 반면 기존 곤충의 눈을 모사한 미세렌즈 배열기술은 얇게 만들 수 있지만 해상도가 떨어집니다.

연구팀은 말벌에 기생하는 곤충인 제노스 페키에서 힌트를 얻었습니다. 이 곤충은 수백~수천 개의 빛 감각기(낱눈) 각각에 개별 영상이 맺히는 독특한 겹눈을 갖고 있어 넓은 광시야각을 확보할 수 있습니다. 또 빛 차단 색소세포가 있어 눈과 눈 사이의 수차현상도 막아줍니다.

연구팀은 이런 제노스 페키의 특징을 포토리소그래피 공정에 적용했습니다. 그 결과 만들어진 렌즈의 두께는 10원짜리 동전의 절반 가량인 0.74mm입니다. 또 상용 카메라보다 더욱 향상된 해상도가 가능해졌음을 확인했습니다.

◆ 슈퍼 이온전도성 고체 전해질 신소재, 화재 위험 없는 차세대 배터리

2차 전지에서 전고체전지는 화재 또는 폭발 위험이 없어 차세대 전지로 주목 받고 있습니다. 다만 낮은 이온전도도가 문제인데요. 국내 연구진이 이를 높일 수 있는 고체 전해질 소재를 개발했습니다. 

김형철 KIST 에너지소재 연구단 박사팀은 기존 리튬이온전지에 사용되는 액체 전해질과 동등한 수준의 이온전도도를 갖는 고체 전해질 소재를 개발했습니다. 동시에 이를 짧은 시간에 대량 생산하는 합성법까지 개발했다고 밝혔습니다.

현재 널리 사용되는 리튬이온전지는 가연성 유기 용매가 들어 있는 액체 전해질을 사용해 온도가 높거나 압력이 가해지면 화재 또는 폭발 위험이 있습니다.

이를 해결하기 위해 등장한 것이 전고체전지입니다. 하지만 고체 전해질은 이온 전도도가 액체 전해질의 10분에 1에서 100분의 1 수준으로 낮습니다. 이온은 전자의 운송 수단 같은 것으로 이온전도도가 낮으면 성능도 그만큼 나빠집니다.

이 부분은 전고체전지 기술 개발에서 가장 중요하면서도 어려운 기술로 꼽혔습니다. 그런데 연구팀은 아지로다이트(argyrodite)라고 불리는 황화물 결정 구조를 활용하여 슈퍼 이온전도성이 구현되는 고체 전해질을 개발했습니다. 이 고체 전해질 소재의 이온전도도는 상온에서 기존 액체 전해질과 비슷한 수준인 10.2mS/㎝를 기록했다고 연구팀은 설명했습니다.

이와 함께 연구팀은 나노결정핵을 실시간으로 형성하는 고에너지 공정과 적외선 급속 열처리 기술을 조합한 간단한 합성법으로 이 고체 전해질을 생산하는 기술을 개발, 수일이 걸리는 합성공정을 10시간 이내로 단축하는데 성공했습니다.

김형철 박사는 "전고체전지는 일본 등 외국 연구진이 주도하고 있는데, 우리나라의 원천 기술로 양산 가능한 고성능 배터리 소재 기술을 개발한 것에 큰 의의가 있다"며 "향후 전기자동차와 ESS 등에 폭넓게 활용될 수 있을 것"이라고 말했습니다.

◆ 넷마블의 첫 콘솔 도전, '세븐나이츠-타임원더러'

넷마블이 콘솔 게임 시장에 처음 도전 합니다. 주인공은 넷마블의 IP '세븐나이츠'로 만든 '세븐나이츠-타임원더러'이며, 무대는 닌텐도 스위치입니다.

넷마블은 지난 2018년 NTP(넷마블 투게더 위드 프레스)에서 이 게임을 처음 선보였습니다. 그리고 지난주 닌텐도 다이렉트 온라인 미니방송에서 게임 영상을 공개하며 상세한 내용을 알 수 있었습니다.

'세븐나이츠'의 여덟 번째 멤버인 바네사가 주인공입니다. 궁극의 마법도구인 '샌디'와 함께 시공간의 뒤틀림 속으로 빠져든 뒤 다시 집으로 돌아가고자 모험을 하는 이야기입니다.

실시간 턴제 방식이며, 엔딩이 있는 싱글 플레이 RPG입니다. 닌텐도 스위치 e숍에서 콘텐츠 다운로드 형식으로 판매될 것으로 보이며 발매는 다가오는 여름으로 예정됐습니다.

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