광굴절 Fe-LiNbO3 결정에서 형성된 홀로그래픽 부피 격자의 협대역 및 파장 역다중화 특성을 이용한 WDM 광통신 시스템용 역다중화 기법을 제안하고, 실험결과를 제시하였다. 홀로그래픽 부피격자의 중심 파장, 채널 간격, 통과대역 특성의 결정 요소에 대해 분석하고, 제안한 역다중화 기법을 입증하기 위해 결정 내에 세 개의 반사형 부피격자를 기록한 후 브래그 회절된 각 채널의 특성을 관찰하였다. 실험결과 1591.35nm, 1590.53nm, 1588.91nm의 중심 파장에서 각각 0.34nm, 0.45nm, 0.43nm의 통과대역 특성을 보였으며, 채널 간격이 0.8nm인 경우 34.95dB의 채널 누화 억제 특성을 관찰하였다.
광 시분할 및 파장분할 다중화에 의한 초고속 광통신 시스템에 적합한 파장 및 반복율 가변 능력을 갖는 초단 펄스열을 고리형 반도체 광섬유 레이저의 광주입 모드잠김에 의해 발생시켰다. 발생된 광 펄스열은 10 GHz, 20 GHz, 30 GHz, 및 40 GHz의 다양한 반복율에서 ${\sim}10$ 피코초 정도의 펄스폭과 30 nm가 넘는 파장 가변능력을 보였다.
저밀도 파장분할다중화 기술을 광 집적 소자에 효율적으로 활용하기 위하여 광섬유와 평면기판 내 광 도파로 사이의 파장 선택적 광 결합기 구조가 효율적인 수단으로 고려될 수 있다. 본 논문에서는 공기 도랑 격자를 지닌 실리콘 도파로와 단일 모드 광섬유 간 결합을 고려하였다. 격자의 깊이에 따른 결합 효율의 경향성과 그 한계점을 조사하였다. 이를 위해 결합 모드 이론에 기반을 둔 모델링을 통하여 설계된 결합기 구조의 결합효율을 예측하고, 유한요소법을 이용한 시뮬레이션 결과와 정량적으로 비교 분석 하였다.
광전달망에서 전송용량의 폭발적인 수요 증가에 대처하기 위한 최적의 솔루션으로 파장분할다중화(WDM: wavelength division multiplexing) 방식이 도입되고 있으며, 그 적용 영역 또한 장거리 시외망, 단거리 시내망부터 인터넷 트래픽 전달용 백본망을 위한 핵심기술로 정착될 것으로 예측하고 있다. WDM 광전송 방식은 기존의 시분할 다중(TDM: time division multiplexing) 방식이 갖는 동기식(SDH: synchronous digital hierarchy) 전송기술의 한계를 보완할 수 있으며, 신호의 다중화 및 역다중화 구성체계가 단순하고, 입력 광신호에 대한 신호속도나 형태등의 제한도 없기 때문에, 기존의 동기식 전송에 비해 전송용량을 쉽게 확장할 수 있다는 장점을 가지고 있다. (중략)
본 논문에서는 저잡음 특성을 지닌 광대역 비간섭성 광원 (BLS: Broadband Light Source)을 제안하고 이를 방송 및 통신의 통합 서비스를 제공하는 파장 분할 다중방식 수동형 광 가입자망 (WDM-PON: Wavelength Division Multiplexing-Passive Optical Network)에 적용함으로써 경제적인 광가입자망의 가능성을 시험하였다. 제안된 BLS는 경제적인 WDM-PON용 광원인 파장 잠김된 패브리 페롯 레이저 다이오드 (wavelength-locked F-P LD: wavelength-locked Fabry-Perot Laser Diode)를 위한 외부 주입 광원으로 사용되어 파장 무의존성 (color-free operation, i.e., wavelength independent operation)을 지닌 고밀도 WDM-PON (DWDM-PON: Dense WDM-PON)의 구현을 가능하게 한다. 또한 오버레이 (overlay) 방식의 방송 서비스를 위한 광원으로 응용되어 영상 및 화상 중심으로 융합된 서비스를 효율적으로 수용할 수 있는 광대역 통합망의 가능성을 시험하였다.
채널당 속도 10 Gb/s 인 8개의 NRZ 포맷을 가지는 파장다중화 광신호를 장거리 전송 링크에 적용시켜 720 km 를 전송하였다. 반복되는 링크구간은 80 km 단일모드광섬유, 완전 구간보상을 위한 분산보상광섬유, 어븀첨가 광섬유 증폭기들로 구성되었다. 전송 링크 구현을 위해 반복루프 실험 방법이 적용되었고 반복루프의 구조에 따른 신호 성능 차이가 조사되었다. 파장별 이득 평탄화는 고가의 평탄화 필터를 사용하지 않고 증폭기들의 이득 기울기를 서로 역으로 배치하여 구현하였다. 720 km 전송 후에 평균적인 OSNR 값은 22 dB 였고, 채널별로 OSNR 값의 최고 편차는 9.7 dB 였다. 이득 편차의 주원인은 Hole burning 효과에 의한 것임을 광스펙트럼 조사를 통해 확인했으며, 이득평탄화 필터 없이도 560 km 전송이 가능함을 확인했다.
파장분할다중방식의 패킷 전송을 하는 광상호연결망에서 노드들 사이에 송수신하는 패킷의 수가 임의로 주어지는 일반적인 교통량의 스케쥴링은 NP-complete 문제이며, 이 경우에 대하여 리스트 스케쥴링이 좋은 성능을 보임이 알려져 있다. 리스트 스케쥴링은 각 시간 단위에 배치할 송신자를 고려하는 순서에 따라서 스케쥴 결과가 달라질 수 있다. 본 논문에서는 송신자를 고려하는 순서를 다양하게 시도하여 효율적인 스케쥴을 구하는 방법을 제시한다. 다양한 순서를 탐색하는 방법으로서 유전자 알고리즘을 이용한다.
We demonstrate an 80km-reach 64-channel DWDM-PON based on wavelength-locked F-P LDs by changing the position of the C-band BLS for upstream channels from the CO to the RN. It mitigates the necessity of the high power C-band BLS and its handling problems. It also reduces back scattering induced penalty. We obtained less than $10^{-6}$ PLRs in all 128channels through 80km SMF. We also demonstrate a 240km-reach DWDM-PON based on wavelength-locked F-P LDs by adding a bidirectional erbium-doped fiber amplifier(EDFA). We show packet-loss-free transmission in all 128channels at 125 Mb/s per channel over 240km SMF We report the detuning effect of arrayed waveguide gratings(AWGs) and crosstalk effect in the implemented system. We Propose an architecture of a next generation defense wire communication system with the demonstrated long-reach DWDM-PON.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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