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(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 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.