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연세대학교 BTN

연세대학교 전기전자공학부

한상국 교수

Free Space Optics (FSO)

Machine Learning in Optical Networks

Visible Light Communication (VLC)

연세대학교 BTN

전기전자공학부 한상국

연세대학교 광대역전송네트워크 연구실(BTN)은 광통신, 마이크로파 포토닉스, 광-무선 융합 네트워크 등 첨단 정보통신 분야의 핵심 기술을 선도적으로 연구하고 있습니다. 본 연구실은 초고속, 대용량, 저지연 데이터 전송을 실현하기 위한 광통신 디바이스 및 시스템, 마이크로파 포토닉스 기반의 차세대 네트워크, 그리고 광액세스망 및 실내외 가시광통신 등 다양한 응용 분야를 아우르는 폭넓은 연구를 수행하고 있습니다. 특히, 광통신 디바이스 및 시스템 분야에서는 반도체 광증폭기, 마하젠더 변조기, 반사형 반도체 광증폭기 등 첨단 광소자 설계와 최적화, 그리고 이들을 활용한 시스템 통합 기술을 중점적으로 개발하고 있습니다. 이를 통해 광통신 시스템의 선형성, 대역폭, 신호대잡음비 등 성능 한계를 극복하고, 실제 네트워크 환경에서 발생하는 다양한 문제(광비팅 간섭, 색분산, 비선형 왜곡 등)를 해결하는 데 앞장서고 있습니다. 마이크로파 포토닉스 및 광-무선 융합 네트워크 분야에서는 IFoF, RoF, FSO 등 다양한 광-무선 융합 기술을 연구하며, 5G/6G 이동통신, 위성·우주 통신, 도심항공모빌리티(UAM) 등 미래 네트워크의 요구를 만족시키는 핵심 솔루션을 개발하고 있습니다. 또한, 위성 간 광통신, 나노위성 FSO, 수직 자유공간 광통신 등 첨단 응용 분야에서 빔 정렬, 신틸레이션 완화, 빔 발산각 최적화 등 실질적인 문제 해결을 위한 이론적 모델링과 실험적 검증을 병행하고 있습니다. 광액세스 네트워크 및 차세대 광통신망 분야에서는 다중접속 환경에서의 광비팅 간섭, 타이밍 오프셋, 편광 불일치 등 다양한 문제를 해결하기 위한 신호처리 및 네트워크 설계 기술을 선도적으로 개발하고 있습니다. 적응형 비트/파워 로딩, 동적 대역폭 할당, 다중밴드 OFDM, 코히어런트 검파 등 첨단 기술을 적용하여, 기존 광액세스망의 한계를 극복하고, All-optical VPN, 광-무선 융합 액세스, 실내외 가시광통신 등 다양한 응용 분야로 연구를 확장하고 있습니다. 이러한 연구 성과는 국내외 학술지 논문, 특허, 산학협력, 표준화 활동 등 다양한 형태로 축적되고 있으며, 국가 및 글로벌 ICT 경쟁력 강화에 크게 기여하고 있습니다. BTN 연구실은 미래 초연결, 초고속, 초지능 사회를 실현하는 데 필수적인 기반 기술을 개발하는 것을 목표로, 혁신적이고 실용적인 연구를 지속적으로 추진하고 있습니다.

Free Space Optics (FSO)
Machine Learning in Optical Networks
Visible Light Communication (VLC)
광통신 디바이스 및 시스템
광통신 디바이스 및 시스템 연구는 초고속, 대용량 데이터 전송을 실현하기 위한 핵심 기술로, 본 연구실은 다양한 광소자와 시스템 아키텍처를 개발하고 있습니다. 광통신의 기본이 되는 광 송수신기, 광 증폭기, 광 변조기 등 다양한 광소자에 대한 설계와 최적화, 그리고 이들을 활용한 시스템 통합 기술을 중점적으로 다루고 있습니다. 특히, 반도체 광증폭기(SOA), 마하젠더 변조기(MZM), 반사형 반도체 광증폭기(RSOA) 등 첨단 광소자 기반의 송수신기술을 통해 광통신 시스템의 선형성, 대역폭, 신호대잡음비(SNR) 등 성능 한계를 극복하고 있습니다. 이러한 연구는 단순히 소자 단위의 성능 향상에 그치지 않고, 실제 광통신망 환경에서 발생하는 다양한 문제(예: 광비팅 간섭, 색분산, 비선형 왜곡 등)를 해결하기 위한 시스템적 접근을 포함합니다. 예를 들어, 다중파장(WDM), 다중부반송파(OFDM), 다차원 변조 등 첨단 변조 및 다중화 기술을 적용하여, 네트워크의 용량과 유연성을 극대화하고, 실시간 동적 자원 할당 및 네트워크 안정성 확보를 위한 알고리즘 개발에도 집중하고 있습니다. 또한, 광통신 시스템의 실시간 모니터링 및 장애 예측을 위한 빅데이터 기반 분석 및 머신러닝 기법도 적극적으로 도입하고 있습니다. 본 연구실의 광통신 디바이스 및 시스템 연구는 차세대 유무선 통합 네트워크, 6G/차세대 이동통신, 위성·우주 통신, 데이터센터 네트워크 등 다양한 응용 분야에 직접적으로 기여하고 있습니다. 이를 통해 초연결 사회의 핵심 인프라를 뒷받침하는 혁신적 광통신 기술의 선도적 개발을 목표로 하고 있습니다.
마이크로파 포토닉스 및 광-무선 융합 네트워크
마이크로파 포토닉스(Microwave Photonics)는 광기술과 무선통신 기술을 융합하여, 초고주파 대역의 신호를 광신호로 변환·전송·처리하는 첨단 융합 분야입니다. 본 연구실은 마이크로파 포토닉스 기반의 IFoF(Intermediate Frequency over Fiber), RoF(Radio over Fiber), FSO(Free Space Optics) 등 다양한 광-무선 융합 네트워크 기술을 연구하고 있습니다. 이를 통해 5G/6G 이동통신, 위성통신, 도심항공모빌리티(UAM) 등 차세대 네트워크의 초고속·초저지연·초연결 요구를 만족시키는 핵심 솔루션을 개발하고 있습니다. 특히, 광섬유 기반의 마이크로파 신호 전송에서 발생하는 색분산, 비선형 왜곡, 자기 간섭 등 다양한 문제를 해결하기 위한 광학적 신호처리 기법(예: 디지털/아날로그 선보상, 위상/편광 다중화, 스펙트럼 분할 사전왜곡 등)을 선도적으로 개발하고 있습니다. 또한, 위성 간 광통신, 나노위성 FSO, 수직 자유공간 광통신 등 미래 우주·항공 통신 분야에서 요구되는 빔 정렬, 신틸레이션 완화, 빔 발산각 최적화 등 실질적인 문제 해결을 위한 이론적 모델링과 실험적 검증을 병행하고 있습니다. 이와 더불어, 마이크로파 포토닉스 기술은 광대역 아날로그/디지털 신호의 동시 전송, 비직교 다중접속(NOMA), 다차원 변조, 머신러닝 기반 신호처리 등 다양한 혁신적 응용으로 확장되고 있습니다. 본 연구실은 이러한 광-무선 융합 네트워크의 실현을 위해, 광소자 설계부터 시스템 통합, 실환경 실증까지 전주기적 연구를 수행하며, 미래 초연결 사회의 기반이 될 차세대 통신 인프라 구축에 기여하고 있습니다.
광액세스 네트워크 및 차세대 광통신망
광액세스 네트워크는 초고속 인터넷, 클라우드, 사물인터넷(IoT) 등 현대 정보사회의 핵심 인프라로 자리잡고 있습니다. 본 연구실은 차세대 광액세스망(PON, OFDMA-PON, Coherent-PON 등)에서 요구되는 대용량, 저지연, 고신뢰성 전송을 실현하기 위한 다양한 기술을 연구하고 있습니다. 특히, 다중접속 환경에서 발생하는 광비팅 간섭(OBI), 타이밍 오프셋, 편광 불일치 등 실질적 문제를 해결하기 위한 신호처리 및 네트워크 설계 기술을 선도적으로 개발하고 있습니다. 본 연구실은 적응형 비트/파워 로딩, 동적 대역폭 할당(DBA), 다중밴드 OFDM, 필터뱅크 기반 다중화, 코히어런트 검파 등 첨단 기술을 적용하여, 기존 광액세스망의 한계를 극복하고 있습니다. 또한, All-optical VPN, 광-무선 융합 액세스, 실내외 가시광통신(VLC) 등 다양한 응용 분야로 연구를 확장하고 있습니다. 실시간 네트워크 상태 모니터링, 장애 예측, 자원 최적화 등 지능형 네트워크 운영을 위한 머신러닝 기반 기술도 적극적으로 도입하고 있습니다. 이러한 연구는 실제 산업 현장과의 긴밀한 협력을 통해 실증 및 상용화로 이어지고 있으며, 국내외 표준화 활동, 특허 출원, 기술이전 등 다양한 성과로 이어지고 있습니다. 본 연구실의 광액세스 네트워크 및 차세대 광통신망 연구는 미래 초고속, 초연결, 초지능 사회를 실현하는 데 필수적인 기반 기술로서, 국가 및 글로벌 ICT 경쟁력 강화에 크게 기여하고 있습니다.
1
Dispersion–induced power fading mitigation in intermediate frequency–over–fiber transmission using phase–time block coding
, 1970
2
Beam Divergence Angle Optimization for the Compensation of the Elliptical Pointing Error in Nanosatellite Optical Communication
Hye-Min Park, Young-Jin Hyun, Sang-Kook Han
Optics Communications, 2025.03
3
OFDM-NOMA Optical Transmission Utilizing Dispersion-Induced Power Fading of SMF for Multi-Distance PON
Joungmoon Lee, Jinwoo Park, and Sang-Kook Han
Journal of Lightwave Technology, 2025.02
1
[통합이지바로][(위탁)/주관 ETRI]차세대 저궤도 군집 위성 간 광통신 기술 개발[1/2단계](1/3)
정보통신기획평가원(한국연구재단부설)
2024년 04월 ~ 2024년 12월
2
[통합이지바로] 무선광통신 기반 수직 이동통신 네트워크 기술 개발 (5/5)
정보통신기획평가원(한국연구재단부설)
2023년 ~ 2023년 12월
3
[IITP/외주용역] 6G 인도어망을 위한 광대역 다중밴드 광전송 시뮬레이터 개발
정보통신기획평가원(한국연구재단부설)
2022년 05월 ~ 2022년 11월