스위치 칩과 서버 안에서는 데이터가 전기신호로 움직이지만, 랙과 랙 사이의 긴 거리를 빠르게 건너려면 빛이 유리합니다. 광트랜시버는 전기와 광의 경계에서 신호를 변환하는 작은 장치이며, AI 클러스터가 커질수록 그 역할과 전력 소비가 함께 커집니다.
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광트랜시버 안에는 무엇이 있을까?
송신부의 레이저와 변조기는 디지털 데이터를 빛의 변화로 바꾸고, 수신부의 광검출기는 빛을 다시 전기신호로 바꿉니다. DSP는 왜곡된 신호를 보정하고 SerDes는 스위치 칩과 모듈 사이의 고속 직렬 통신을 담당합니다.
구리는 왜 멀리 가기 어려울까?
전기신호는 속도가 높고 거리가 길어질수록 PCB와 구리 케이블에서 손실·반사·간섭이 커집니다. 짧은 랙 내부에는 DAC와 AEC가 경제적일 수 있지만, 랙 간 연결에서는 낮은 손실과 긴 도달거리를 가진 광섬유가 유리합니다.
400G에서 800G·1.6T로
총 전송량을 높이려면 채널 수를 늘리거나 채널당 속도를 높여야 합니다. PAM4는 한 번의 심볼에 2비트를 담아 전송 효율을 높이고, 1.6T 세대는 200G급 lane과 더 정교한 DSP·광부품을 요구합니다. OSFP와 QSFP-DD는 이 부품을 담는 대표적인 폼팩터입니다.
광통신은 하나의 공급망이다
모듈 성능은 DSP만으로 결정되지 않습니다. 레이저, 변조기, 수광기, 실리콘 포토닉스 PIC, 광섬유, 커넥터와 정밀 조립·검사가 모두 맞아야 합니다. 800G에서 1.6T로의 전환은 이 공급망 전체의 세대교체입니다.
광트랜시버는 실제로 어떻게 신호를 바꿀까?
스위치 ASIC에서 나온 데이터는 SerDes를 통해 매우 빠른 직렬 전기신호가 됩니다. 모듈 내부의 DSP는 채널 손실과 잡음을 보정하고 여러 전기 lane을 광 lane에 맞게 재구성합니다. 드라이버가 레이저나 변조기를 움직이면 0과 1의 정보가 빛의 세기 변화에 실립니다. 반대편 모듈에서는 광검출기와 TIA가 미세한 빛의 변화를 전기신호로 복원합니다.
이 변환 과정에서는 전력이 소모되고 열이 발생합니다. 포트 수가 수십 개에 이르는 고밀도 스위치에서는 광모듈의 전력이 시스템 전체에서 큰 비중을 차지할 수 있습니다. 따라서 같은 전송속도라도 모듈당 전력, 포트 밀도, 냉각 방식과 오류율이 데이터센터의 운영비와 신뢰성을 좌우합니다.
PAM4와 200G/lane은 무엇을 의미할까?
NRZ가 한 심볼에 두 상태를 사용해 1비트를 보낸다면 PAM4는 네 단계의 신호 레벨로 한 심볼에 2비트를 담습니다. 같은 주파수 대역에서 더 많은 데이터를 보낼 수 있지만 각 레벨 사이의 간격이 좁아져 잡음과 왜곡에 더 민감합니다. 그래서 고성능 DSP의 보정 능력과 광소자의 선형성, 정밀한 테스트가 중요해집니다.
800G 모듈은 여러 개의 100G급 광 lane을 조합하는 방식이 널리 사용됐고, 1.6T 세대는 200G급 lane을 통해 같은 폼팩터에서 두 배의 용량을 목표로 합니다. 이는 단순히 숫자를 두 배로 올리는 일이 아닙니다. 전기 I/O, DSP, 레이저, 변조기, 수광기와 패키징이 모두 더 높은 신호 품질을 제공해야 합니다.
모듈을 비교할 때 무엇을 봐야 할까?
전송 거리와 광 방식부터 확인해야 합니다. 같은 800G라도 데이터센터 내부의 짧은 연결과 수십 킬로미터 연결은 사용하는 광학 구조와 비용이 다릅니다. 모듈의 폼팩터, 파장 수, 광섬유 종류, 소비전력, 온도 범위와 호스트 스위치 호환성도 함께 봐야 합니다.
AI 광통신 시장을 판단할 때 발표된 최고 속도만 보면 실제 수요를 과대평가할 수 있습니다. 고객 인증과 양산 수율, 불량률, 장기 공급계약, 모듈 가격 하락 속도를 함께 확인해야 합니다. 다음 편의 실리콘 포토닉스는 이런 고속 광기능을 더 작은 칩 안에 집적하려는 기반 기술입니다.
거리별로 연결 방식이 달라지는 이유
같은 데이터센터 안에서도 칩 간, 서버 내부, 같은 랙, 랙과 랙 사이, 건물 간 연결은 요구 조건이 다릅니다. 수 미터 이내에는 전력과 가격이 낮은 수동 구리 케이블이 유리할 수 있고, 거리가 늘어나면 신호를 보강하는 AEC나 광모듈이 필요합니다. 광모듈도 수백 미터용 DR, 수 킬로미터용 FR·LR처럼 도달거리와 광학 구조가 나뉩니다.
따라서 1.6T 시장 규모를 추정할 때 전체 포트가 한 번에 교체된다고 가정하면 안 됩니다. 가장 높은 속도가 필요한 Spine 구간과 대규모 GPU 패브릭이 먼저 전환되고, 짧은 연결은 비용 효율적인 구리나 기존 세대 광모듈을 계속 사용할 수 있습니다. 제품 믹스와 거리별 채택률이 매출과 수익성을 결정합니다.
열과 신뢰성은 왜 함께 봐야 할까?
광모듈은 좁은 전면 패널에 밀집하므로 주변 온도가 올라가면 레이저 출력과 수신 감도, 수명이 영향을 받을 수 있습니다. 스위치 제조사는 방열판과 공기 흐름을 설계하고 운영자는 포트 온도와 오류율을 감시합니다. 속도가 높아질수록 단순한 연결 성공보다 장시간 부하에서 안정적인 BER과 교체율을 유지하는 능력이 중요해집니다.
또한 전송속도가 높아질수록 테스트 장비와 생산 공정의 난도도 상승합니다. 모듈 업체의 경쟁력은 설계도뿐 아니라 대량생산 과정에서 동일한 광출력과 신호 품질을 반복적으로 확보하고, 고객별 호환성 검증을 빠르게 끝내는 제조 역량에서 갈립니다.
핵심 정리
- 400G은 AI 네트워크의 성능과 확장성을 판단하는 핵심 요소입니다.
- 800G은 AI 네트워크의 성능과 확장성을 판단하는 핵심 요소입니다.
- 1.6T은 AI 네트워크의 성능과 확장성을 판단하는 핵심 요소입니다.
- 200G/lane은 AI 네트워크의 성능과 확장성을 판단하는 핵심 요소입니다.
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800G와 1.6T는 무엇을 뜻할까
광트랜시버의 800G·1.6T는 보통 모듈 전체의 집계 회선 속도를 뜻합니다. 한 GPU나 한 애플리케이션이 그 숫자를 그대로 사용하는 의미는 아닙니다. 모듈 내부에서는 여러 전기·광 레인이 병렬로 동작하며, 변조 방식과 레인 수, FEC, 이더넷 프레이밍 등의 오버헤드에 따라 실제 애플리케이션 처리량은 표기값과 달라집니다.
또 같은 800G라도 도달 거리와 광섬유 종류, 커넥터 수, 송수신 광출력에 따라 비용과 전력, 안정성이 달라집니다. 링크를 설계할 때는 송신 출력에서 광섬유·커넥터·분배 과정의 손실을 뺀 뒤 수신 감도와 여유분을 확보하는 광예산을 확인해야 합니다. 속도 숫자만 비교하면 실제 구축 난이도를 놓치기 쉽습니다.
규격표를 읽는 순서
- 집계 속도와 전기·광 레인 구성을 구분합니다.
- 도달 거리와 단일모드·다중모드 광섬유 조건을 확인합니다.
- 모듈 전력과 포트 밀도가 냉각 설계에 미치는 영향을 봅니다.
- FEC를 포함한 지연과 오류율, 상호운용 인증 여부를 확인합니다.
참고자료
※ 본 글은 산업 기술을 설명하기 위한 정보형 콘텐츠이며 특정 종목의 매수·매도 권유가 아닙니다.