가입자 지역의 데이터 통신 용량의 증가로 기존 국간에서 병목현상을 피하기 위해 도입된 파장분할다중화(WDM) 기술이 도심(Metro) 지역에도 적용되고 있다. 100km 미만의 단거리 지역은 경제성을 고려할 때 장거리 전송에 사용되는 외부변조 방식보다는 저가로 구현이 가능한 직접변조 방식의 송신기가 주로 사용되고 있다. 반도체 레이저를 이용한 직접변조 방식을 채택한 시스템에 있어 소광비와 처핑은 시스템의 전송성능을 결정하는 중요한 요소이다. (중략)
본 논문에서는 파장분할다중화 방식을 사용하는 광상호연결망에서 송신기의 지연시간과 수신노드에서의 광/전(光/電) 시간을 동시에 고려하여 각 노드의 패킷 수신 간격이 일정하면서도 전체 방송 주기를 최적화 할 수 있는 송수신 스케쥴링 알고리즘을 제안하고자 한다. 즉, Nro의 노드로 구성된 스타(star)형 구조에서 K개의 파장을 사용하여 일정한 간격으로 패킷을 수신할 경우에 최적의 방송주기를 제시하고 그에 따른 스케쥴링 알고리즘을 설명하고 있다.
오늘날 급속한 인터넷 사용량 증가로 인해 광통신 시스템의 고속화와 대용량화의 필요성은 점점 커지고 있다. 이에 광신호 처리에 있어서 초고속 광 스위칭과 파장분할 다중화 방식이 활발히 연구되고있으며, 특히 주기적으로 분극 반전된 리튬나오베이트(LiNbO$_3$:PPLN)를 이용한 스위칭 소자나 파장 변환기에 대한 연구가 많이 진행되고 있다. PPLN 제작을 위하여 최근에는 고압의 전계를 리튬나오베이트(LiNbO$_3$)에 인가하는 방법이 우수한 특성으로 인하여 주로 사용되고 있다. (중략)
본 논문에서는 광 이중 측파대역 변조 방식과 16 QAM(Quadrature Amplitude Modulation) 신호를 이용한 부반송파/파장 분할 다중화 시스템의 성능을 부반송파 채널 간격, 누화 전력 량(crosstalk power), BER(Bit-Error Rate) 특성을 통해 연구하고 있다. 광 전송 링크에서 분산 특성과 자기 위상 변조, 상호 위상 변조와 같은 비선형 현상을 고려하였을 때 BER특성을 살펴보았다. 컴퓨터 시뮬레이션 결과, 부반송파/파장 분할 다중화 시스템의 성능을 결정짓는 주도적인 인자는 마흐-젠더 변조기의 비선형 특성과 부반송파 채널 간격으로 관찰되었다. 광섬유의 분산에 의한 영향만 고려했을 때는 전송거리가 증가함에 따라 높은 주파수에 있는 부반송파 채널의 BER 성능이 나빠졌으나, 분산과 비선형 효과를 함께 고려되었을 경우 광섬유에 입사하는 전력이 클 때 높은 주파수에 있는 부반송파 채널에서 약간의 BER 성능 향상을 확인할 수 있었다.
파장 분할 다중화 방식 (WDM)의 광통신은 중앙 기지국에서 각 가입자에게 서로 다른 파장을 할당하여 동시에 데이터를 전송하는 방식으로서 각 가입자는 할당된 파장을 이용하여 항상 데이터를 송/수신할 수 있고 각 가입자에게 대용량의 데이터를 전송할 수 있을 뿐만 아니라 통신의 보안성이 뛰어나고 성능 향상이 용이하다 따라서 상, 하향(양방향, bidirectional) 3 파장 WDM-필터 소자(Flat band-path filter)는 광 가입자망 구축에서 통신 방송을 융합한 양방향 고화질 멀티미디어 서비스 사업에 반드시 필요로 하는 원천 부품이다. 본 연구에서는 1차원 광자결정을 이용한 저 손실 양방향 3 파장 WDM-필터를 얻을 수 있는 이론적 모델을 설계하고 그에 따라 2-cavity $Ta_2O_5/SiO_2$ 1차원 광자결정체를 제작하고 그 특성을 고찰 하였다. 파장에 따른 투과도 측정 결과 1550nm파장에서 투과되고 1310nm 및 1490nm파장에 대한 차단이 이론값과 일치하였다. 1550nm 파장 대에서 손실이 매우 낮은 flat-투과 밴드가 생성되었다. 특히 입사각도에 따라 flat-band 중심 파장의 변화를 이용하므로 새로운 개념의 WDM 소자로의 응용이 가능하다.
다중 광접속 방법 중 CDMA는 많은 수의 주소(개별 사용자를 위한 채널)를 제공하고 광 패킷 전송 방법에 있어서는 패킷들의 충돌을 피하기 위한 복잡한 장치를 필요로 하지 않는다는 장점을 가지고 있다. LED와 같은 Incoherent 광원을 이용하는 광 CDMA를 위한 여러 가지 광 코드와 암호화 방식이 제안되어 왔으며, 파장/시간 이차원 광 코드를 이용하는 방식은 AWG mux/demux 또는 AWG 라우터를 이용하여 광 코드가 용이하게 구현될 수 있음이 보고된 바 있다. (중략)
파장분할다중화방식 전광통신망에서는 신호가 먼 거리를 진행할 경우, ASE(Amplified Spontaneous Emission) 잡음이나 누화(Crosstalk)와 같은 물리적 제약으로 인해 신호가 손상된다. 소낫ㅇ된 신호를 회복시키기 위해서는 광신호를 중간 노드에서 재생(signal regeneration)해야 하지만, 신호 재생은 추가의 네트워크 자원을 필요로 하기 때문에 재생 노드(Signal Regeneration Node, SRN)는 다른 광경로의 블록킹을 최소화하도록 신중히 선택해야 한다. 이 논문에서는 물리적인 제약 하에서 다중홉 방식으로 광경로를 설정하는 문제에 대해 최소비용 알고리즘(Minimal-Cost Placement Algorithm, MCPA)과 휴리스틱 알고리즘들을 제안하다. 최소비용 위치선정 알고리즘은 다이내믹 프로그래밍을 이용하여 송수신기나 파장의 부족으로 인한 다른 광경로들의 블록킹을 최소화하도록 공식화하였다.
파장다중분할 방식의 광통신소자는 단일파장 뿐만 아니라 이웃하는 여러 파장대에서도 동작 할 수 있는 유연성을 갖는 소자가 요구된다. 이를 해결하는 하나의 방법이 파장제어(다중채널)광자결정(Photonic crystal)소자이다. 본 연구에서는 결함층으로 광자결정체 배열구조를 가지는 다중주기 일차원광자결정을 이용하므로 투과광 파장제어가 가능한 가변형 다중채널 투과필터를 얻을 수 있는 이론적 모델과 그에 따라 제작된 $Si/SI_)2$의 광자결정체를 제작하고 그 특성을 고찰하였다. 반사밴드 갭내에 생성된 다중투과-dip의 파장 위치는 이론값과 정착하게 일치하였다. 특히, 결함층 수(N)에 따라 광자 에너지갭내에 2N개의 투과-dip 모드를 생성할 수 있으며, 이들은 주파수범위에 대해 대칭 분포됨을 알 수 있다. 여기에 제안하는 다중채널 투과필터는 외부 전원 없이 입사각도를 미세 조절하므로 파장을 tuning할 수 있다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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