An Analysis of FSK Transmission Characteristics of Spectrum Sliced Optical Signals

스펙트럼 분할된 광신호의 FSK 전송 특성 해석

Since transmissions of large amounts of data are frequent, users require more bandwidth, and the need for communications networks having greater bandwidth is increasing. One communications network satisfying this need is an optical communications network. Therefore, studies to increase the transmission capacity of optical communications systems have been carried out. However, in a general optical communications system, a signal transmitted through optical fiber (a transmission medium) is detected through direct detection in the receiving system. This method has a disadvantage in that the entire bandwidth of the optical signal cannot be utilized. Also, when transmitting an optical signal, there is a problem where the signal-to-noise ratio is affected by neighboring channels. To overcome this situation, various studies are being conducted to minimize the influence of external interference and noise. This paper overcomes the situation by transmitting spectrum-sliced signals using the digital transmission system, FSK. Analyzing the characteristics of the signals detected in the receiver of the optical communications system, Gaussian distribution is used for the PDF of the spectrum-sliced signal, and the signal at the receiving end of the optical communications system is assumed to have a k-square distribution. The results of the analysis confirmed it is better to transmit the spectrally divided signal rather than transmit the laser source.

고용량의 데이터의 전송이 빈번해지기 때문에 사용자들은 더 많은 대역폭을 필요로 하고, 더 큰 대역폭을 갖는 통신망의 필요성이 증대되고 있다. 이러한 필요성을 만족하는 통신망으로는 광통신망이 있다. 따라서 광통신시스템의 전송 용량을 증대하는 연구가 선행되고 있다. 그러나 일반적인 광통신시스템에서 전송매체인 광섬유를 통해 전송된 신호는 수신시스템에서 직접 검출방식을 통해 신호를 검출한다. 이런 방법은 광신호가 갖는 대역폭의 전체를 이용할 수 없다는 단점을 갖는다. 또한 광신호의 전송할 때, 이웃한 채널로부터의 영향을 받아 신호 대 잡음비가 나빠진다는 문제점도 갖는다. 이러한 상황을 극복하기 위해 외부의 간섭과 잡음의 영향을 최소화하기 위한 다양한 연구가 진행되고 있다. 본 논문에서는 앞에서 언급한 상황을 극복하기 위해, 스펙트럼 분할된 신호를 디지털 전송방식인 FSK를 이용하여 전송하였다. 그리고 광통신 시스템의 수신기에서 검출된 신호의 특성을 해석하였다. 스펙트럼 분할된 신호의 PDF로는 가우시안 분포를 사용하였고, 광통신시스템의 수신단에서의 신호는 k-자승 분포를 갖는 것으로 가정하였다. 해석한 결과 레이저 소스를 전송하는 것보다 스펙트럼 분할된 신호를 전송하는 것이 보다 우수함을 확인할 수 있었다.