국내 중소기업이 글로벌 통신장비 업체 노키아솔루션스앤네트웍스(NSN)에 5G 통신장비의 핵심 부품을 공급한다. 기지국용 부품 불모지라 할 수 있는 한국에서 이룬 쾌거다.

국내 중소기업 베렉스가 노키아 솔루션앤네트웍스(NSN)에 5G 기지국용 DVGA를 공급한다.

베렉스(대표 이남욱)는 5G 매시브 MIMO(Masive Multi-input, Multi-output) 기지국용 디지털 증폭 및 감쇠기(DVGA, Digital Variable Gain Amplifier)를 공급했다고 14일 밝혔다. 증폭기(Amplifier)는 구동(Drive)용 증폭기 2개와 4분의1와트(W) 중전력(Medium Power) 증폭기 1개가 포함됐다. 

무선주파수(RF) 디지털 감쇠기(DSA)와 3개의 증폭기(Amplifier)를 시스템인패키지(SiP) 기술을 이용해 하나의 칩으로 구현한 제품이다. 감쇠기(Attenuator)는 신호의 진폭을 줄여주고,  증폭기는 키워주는 역할을 한다. 

5G는 통신 품질을 개선하기 위해 기지국의 안테나가 단말기 한 대를 해바라기처럼 쫓는 '빔포밍(Beam forming)' 기술을 사용하는데, 다수의 지향성 안테나 빔을  1밀리초(msec) 미만으로 제어한다. 이 회사 DVGA는 이를 제어하기 위해 신호 증폭은 물론  시리얼 인터페이스(Serial Interface)를 통해 0.25데시벨(dB) 단계별로 이득 조절을 할 수 있다. 조절 범위는 31.75dB까지 가능하다. 단계별 정확도는  ±(0.25+5%xAtten@3.3GHz-3.8GHz), ±(0.5dB+6%xAtten@4.4-5.0GHz)다. 

특히 특허 기술인 무선주파수 구동칩(RFIC)용 과전압 보호회로(Over Voltage Protection Circuit for RF IC)가 내장돼 기지국에서 이상 전압이 입력되면 외부 전원을 차단해 칩의 손상을 방지한다. 

6GHz 이하 5G 주파수 대역 전부 지원

이 회사가 개발한 DVGA는 'BVA3143(3.3G~3.8GHz)', 'BVA3144(4.4G~5.0GHz)' 2종이다. 이 중 BVA3144는 4GHz 주파수 대역을 지원하는 세계 최초의 5G DVGA 제품이다.

5G의 초기 단계인 뉴라디오(NR) 표준 중 고주파(mmWave)를 제외한 6GHz 이하(Sub-6GHz) 대역은 전세계 국가별 주파수 대역을 모두 지원한다. 한국, 미국, 유럽, 중국, 일본, 러시아 등 올해부터 5G 투자에 들어가는 모든 국가에서 사용할 수 있다.

두 제품은 핀투핀(Pin to Pin) 호환성이 있도록 동일한 28리드 리드그리드어레이(LGA) 패키지를 사용했다. 패키지 크기는 6mmx6mm다. 

이 대역에서 선형성이 좋고, 고 이득(Gain, 수신기 증폭기 등의 입력 대비 출력 비율)을 구현했다. 선형성 기준인 OIP3는 41dBm 이상, OP1dB는 26dBm 이상이다. 이득은 36~40dB 이상이다. 여러 주파수를 동시에 사용하는 5G 통신은 주파수간 간섭 현상이 일어나기 쉬운데, 선형성과 이득이 좋으면 또렷한 신호를 주고 받을 수 있다. 

최상위비트(MSB)를 입력할 때 발생하는 오버슈트(Overshoot, 출력 파형이 꿀렁거리는 현상)를 95% 가량 개선해 글리치(glitch, 불필요한 부분에 간섭 펄스가 생겨 시스템이 오작동을 일으키는 것) 잡음을 없앴다. 글리치 잡음은 무선통신 장비의 고출력 증폭기를 망가뜨릴 수 있는데, 이를 개선해 안정성을 더한 것이다.

DVGA 첫 국산화

DVGA는 미국 기업이 독점하고 있는 시장으로, 베렉스가 신규 진출하면서 국산화는 물론 산업 지형도 변화시키게 됐다. 베렉스는 5G가 본격 상용화되는 내년부터 이 제품을 통해 매출액 100억원 이상을 달성할 수 있을 것으로 기대하고 있다.