2019년 4월, 우리나라는 세계 최초로 5G 이동통신 상용 서비스를 개시했다. 2021년 11월 기준으로 가입자 수는 벌써 2000만명을 넘어섰다. 이제 우리는 일상생활에서 날씨, 뉴스에서부터 유튜브 동영상에 이르기까지 대부분의 정보를 스마트폰을 통해 얻고 있다. 하지만 우리가 스마트폰으로 접하는 거의 모든 정보가 광통신 기술에 의해 우리에게 전달된다. 정보를 검색하거나 동영상을 볼 때 대부분의 정보는 구글, 네이버 등이 운영하는 데이터센터에서 출발한다. 정보의 전송 경로를 살펴보면 스마트폰과 기지국 안테나 사이의 정보 전달만 무선으로 일어날 뿐 나머지 구간의 정보 전달은 광통신망, 즉 광섬유를 통한 정보 전달로 이루어진다. 이렇듯 우리가 알지 못하는 사이에 광통신은 우리 생활에 없어서는 안 되는 핵심 인프라 역할을 하고 있다.

광통신 기술은 애초 장거리 신호 전송을 위해 탄생하였다. 구리선을 통한 신호의 전송은 전송 속도가 증가할수록 전송 거리가 급격히 줄어들기 때문에 장거리 전송에는 적합하지 않다. 하지만 광섬유를 통한 신호의 전송은 낮은 전송 손실과 높은 전송 속도로 도시 그리고 대륙 간 장거리 전송에 활용돼왔다.

그러나 데이터 전송 용량, 특히 고화질 비디오 서비스가 폭발적으로 증가하면서 광통신 기술은 이제 장거리 전송뿐 아니라 거리가 짧은 인터넷 및 모바일 서비스에도 활용되고 있다. 또한 클라우드 및 멀티미디어 서비스 등으로 급격히 성장하고 있는 데이터센터에서는 엄청난 양의 데이터가 광통신 기술을 통해 전달되고 있다. 광통신 장비업체인 시스코에 따르면 2021년 데이터센터 내부에서 이루어지는 통신은 21.6제타바이트(1제타바이트는 10억테라바이트)로, 이는 전 세계 인터넷 통신량보다 무려 6배가 넘는 정보가 전달되고 있는 셈이다.

이처럼 광통신 기술은 대규모 데이터 전송 수요의 발생으로 빠르게 발전하고 있다. 이를 구성하는 핵심 부품 기술 또한 급속도로 진보 중이다. 최근 데이터 전송에 사용되는 광통신 부품의 경우 100Gbps의 전송 속도를 가지며 이는 일반 가정에서 사용하는 100Mbps급 인터넷 속도의 1000배에 해당하는 속도다. 가장 핵심이 되는 광부품의 경우 기술적 난이도로 미국, 일본 등 일부 국가에서만 상용화가 이뤄지고 있다. 여기서 한 발 더 나아가 광통신 기술은 CPU-메모리 간 통신, 양자 컴퓨터, 뉴로모픽 컴퓨팅, 라이다 등 다양한 분야로 응용 범위를 넓혀가고 있다. 이러한 응용 분야에서는 특히 집적도가 높은 광소자 기술 개발은 매우 중요하다. 미국, 유럽 등은 이미 이를 위해 정부 차원의 대규모 투자를 진행하고 있다.

이처럼 광통신 기술의 빠른 발전은 근간이 되는 핵심 부품의 확보가 무엇보다 중요하다. 그러나 지금까지 우리나라는 통신 강국에 위상에 걸맞지 않게 이를 해외 기술에 의존해왔다. 최근 공급망 이슈에서 보듯이 첨단 부품의 확보는 갈수록 어려워지고 있다. 다행히 우리나라도 올해부터 첨단 통신 부품 연구 및 상용화 지원을 위한 화합물반도체 연구시설에 대한 투자를 시작하였다. 하지만 광통신에 사용되는 부품은 기술적 난이도가 매우 높다. 중소·중견 기업 중심의 산업 구조에서 독자적인 기술력 축적이 어려운 이유다. 따라서 정부 차원의 투자와 정부 출연연구원 중심의 오픈 플랫폼의 구축을 통한 기술 개발과 조기 상용화를 위한 건강한 생태계 확보가 무엇보다도 중요하며 시급하다.

강성원 ETRI ICT창의연구소장


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