한상국 연구실은 자유공간 광통신(FSO)을 기반으로 초고속 무선 백홀, 수직 이동통신 네트워크, 나노위성 및 위성 간 광링크와 같은 차세대 통신 인프라를 연구한다. 이 분야는 전파 자원의 혼잡과 대역폭 한계를 극복할 수 있는 대안으로 주목받고 있으며, 특히 6G 환경에서 초고속·초저지연·대규모 연결성을 구현하기 위한 핵심 기술로 평가된다. 연구실은 장거리 대기 채널에서 광신호를 안정적으로 전송하기 위해 링크 구조, 송수신기 설계, 채널 모델링, 실시간 프로토타입 검증을 포괄하는 체계적인 연구를 수행하고 있다. 주요 연구 내용은 대기 난류, 신틸레이션, 태양광 배경잡음, 바람과 진동에 따른 정렬 오차, 포인팅·획득·추적(PAT) 문제를 동시에 고려한 FSO 시스템 최적화에 있다. 실제로 FPGA 기반 실시간 시험장치와 채널 에뮬레이터를 활용하여 장거리 영상 전송 가능성을 검증하고, spatial selective filtering, 빔 발산각 최적화, 적응형 전력 보상, 광 릴레이 구조 등을 통해 링크 품질을 높이는 접근을 발전시켜 왔다. 또한 무인항공기, 수직 프론트홀/백홀, 나노위성 환경처럼 채널 조건이 급변하는 응용 상황을 상정하여 채널 강인성과 연결성 확보 기술을 중점적으로 다룬다. 이 연구는 미래 이동통신망과 우주통신을 연결하는 핵심 기반기술이라는 점에서 의미가 크다. 초고해상도 영상, 대용량 센서 데이터, 위성 관측 정보의 실시간 전송 수요가 증가하는 가운데, 연구실의 FSO 기술은 지상-공중-우주를 잇는 통합 네트워크 구현에 직접 기여할 수 있다. 나아가 장거리 고속 링크의 안정성 향상, 전력 효율 개선, 저비용·고성능 송수신 구조 개발을 통해 차세대 통신시스템의 실용화를 앞당기는 데 중요한 역할을 할 것으로 기대된다.

연구실의 또 다른 핵심 축은 광섬유 기반 유선 광통신과 광액세스망의 전송 효율 향상이다. 수동형 광가입자망(PON), 다중거리 광액세스망, intermediate-frequency-over-fiber(IFoF), 유무선 융합 전송 구조 등은 연구실이 오랫동안 축적해 온 대표 분야다. 이러한 연구는 가입자망의 대역폭 확대와 서비스 다양화, 그리고 차세대 통신망의 경제적 구축을 위한 필수 기술로 연결된다. 특히 색분산, 광 비팅 간섭, 비선형 왜곡, 다중접속 간섭 등 실제 광전송 환경에서 빈번하게 나타나는 문제를 물리계층 수준에서 해결하는 데 강점을 보인다. 최근 연구에서는 OFDM-NOMA 광전송, 디지털-아날로그 비직교 융합 광전송, 편광 다중화, 직접 검파 기반 저복잡도 수신 구조, 색분산 유도 전력 페이딩의 역이용 등 매우 독창적인 접근이 나타난다. 이는 기존에 성능 저하 요인으로만 여겨지던 광섬유 채널 특성을 오히려 간섭 억제와 다중화 효율 향상에 활용하려는 시도다. 또한 OFDM-MDPSK, QAM 기반 다차원 변조, 성상도 쉐이핑, 선왜곡 및 후처리 왜곡 보상 기술을 통해 광전송 용량을 높이면서도 구현 복잡도와 오류율을 동시에 관리하는 연구를 수행한다. 이와 같은 연구는 미래 초고속 유선망과 유무선 통합망의 기반 기술로 높은 파급력을 가진다. 가입자망과 백홀 구간의 전송 효율을 높이면 대용량 멀티미디어 서비스, 클라우드 연결, 산업용 네트워크, 차세대 모바일 프론트홀의 성능을 크게 향상시킬 수 있다. 연구실은 이론, 실험, 특허, 국제학술 발표를 통해 광전송 기술의 학문적 확장과 산업적 적용 가능성을 동시에 보여주고 있으며, 장기적으로는 차세대 통신 인프라의 핵심 광계층 기술을 선도하는 역할을 수행하고 있다.

한상국 연구실은 가시광통신(VLC)과 광무선 융합 시스템 분야에서도 폭넓은 연구를 수행해 왔다. 초기의 실내 가시광 무선전송과 위치추정 연구에서 출발하여, 최근에는 마이크로 LED 디스플레이와 고속 다중채널 가시광통신의 결합까지 연구 범위를 확장하고 있다. 이 분야는 조명, 디스플레이, 통신을 하나의 플랫폼으로 통합할 수 있다는 점에서 스마트 공간, 웨어러블 디바이스, 실내 초정밀 서비스에 매우 적합하다. 연구실은 광원 특성, 수신 구조, 다중접속, 간섭 제어를 함께 고려한 시스템 수준 연구에 강점을 보인다. 특히 flexible micro-LED display를 이용한 Gbps급 다중채널 VLC 연구는 광전자 소자와 통신 시스템을 유기적으로 연결한 대표 사례다. 양자점 기반 색변환, WDM-OFDM 방식, 다채널 전송 구조를 통해 높은 데이터율을 달성했으며, 곡면 유리·섬유·피부와 같은 비정형 기판에 적용 가능한 유연성을 확보했다. 또한 이미지센서 기반 수신, 실내 위치추정, 셀 간 간섭 완화, 편광 및 다중입출력 기반 전송 등 다양한 가시광통신 요소기술을 연구해 실제 서비스 환경에서의 확장 가능성을 높이고 있다. 이 연구는 단순한 광전송을 넘어 스마트 조명, 실내 측위, 디스플레이-통신 융합, 저전력 근거리 통신 등 다양한 응용으로 이어질 수 있다. 향후 사물인터넷, 스마트팩토리, 차량·실내 네비게이션, 웨어러블 헬스케어와 같은 분야에서 가시광 기반 통신의 활용성이 더욱 커질 가능성이 높다. 연구실의 성과는 미래 광무선 환경에서 디스플레이와 조명 인프라를 통신 네트워크의 일부로 전환하는 데 중요한 기술적 토대를 제공한다.