파장분할 다중화 광통신 선로 상에서, 특정 파장 채널을 임의로 선택하여 분리/첨가 할 수 있는 동적파장가감기(wavelength-division dynamic optical add-drop multiplexer)는 광 네트워크의 효율을 높이는데 핵심 소자라 할 수 있다. 지난 수년간 개발된 수많은 기술들 중에서, LiNbO$_3$ 광도파로 음향광학소자(acousto-optic tunable filter: AOTF)는 몇 가지의 특징적인 장점들을 보여줬는데, 예를 들면 넓은 영역의 파장 선택성, 짧은 스위칭 시간, 다중 채널 동작 가능성 등이다. (중략)
파장 분할 다중화(WDM)기술은 빠른 속도로 발전해 왔으며, 이에 대한 연구는 계속되고 있다. 전송용량의 증가에 의해 전송 채널의 수가 증가하고 이에 따라 이득 대역도 더 넓어져야한다.$^{(1)}$ 파장 분할 다중화(WDM) 시스템의 구성에서 어븀 첨가 광섬유 증폭기(EDFA)는 시스템의 핵심 요소로 각 단계마다 몇 개씩의 EDFA가 사용된다. EDFA에서는 이득의 변화가 10 ms정도로 천천히 일어나므로 입력의 평균값에 의해 이득이 결정된다. 따라서, EDFA는 모든 채널의 입력의 합이 일정할 때 이득의 상호 포화로 인한 채널 간의 누화가 없다는 장점이 있기 때문에 다채널 WDM 시스템의 광섬유 증폭기로 매우 유용하게 이용되고 있다.$^{(2)}$ (중략)
코우히어런트 광전송에 관한 연구의 현황을 간략히 기술하였다. 그 내용은 광원인 단일 주파수 레이저의 안정화 방법, 광의 변조 방식, 국부 발진광의 주파수 변환 방법, 평형 광검파 방법, 수신 광신호와 국부 발진광의 편극 상태를 정합시키는 기법 및 파장 분할 다중화 기술등이다.
대형 구조물의 넓은 영역에 분포된 변형률이나 온도를 모니터링하기 위하여 광섬유 FBG(fiber Bragg grating:브래그 격자) 탐촉자를 사용하는 광섬유 FBG 센서가 사용된다. 본 논문에서는 광섬유 한개의 라인에 다수의 FBG 탐촉자를 사용하기 위하여 시간 분할 다중화와 파장 분할 다중화를 복합화한 다중화 기술을 제안한다. 일반적으로 광섬유 FBG 센서는 기본적으로 파장 분할 다중화 방식으로 작동되므로 본 연구에서는 시간 분할 다중화에 대한 특성을 고찰한다. 광섬유에 직렬로 연결된 FBG 탐촉자들의 반사도에 따른 반사광의 세기와 그 위치를 이론적으로 계산하고 실험결과와 비교한다. 이론적인 계산에 따르면 5개의 FBG 탐촉자의 반사도를 적절하게 선정함에 의하여 한개의 광섬유 라인에 설치하여 각각의 FBG 탐촉자에서 되돌아오는 반사광의 세기를 균일하게 얻을 수 있음을 확인한다. 이러한 결과를 실험으로 확인하기 위하여 반사도가 13%, 16%, 25%, 40%, 80%인 FBG 탐촉자를 제작하고, 시간 영역에서 각각의 FBG 탐촉자에서 되돌아오는 반사 신호를 관찰한다. 실험 결과는 신호잡음의 영향으로 이론적인 결과와 차이가 있지만, 복합 다중화 기법의 사용 가능성을 증명하는 5개의 FBG 탐촉자의 반사 신호를 모두 보인다.
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.
파장분할 다중화 방식(WDM)이 광통신 시스템의 통신 속도를 획기적으로 향상시키는 방법으로 자리잡음에 따라 다파장 발생에 관한 많은 연구가 이어지고 있다. 지금까지의 연구 결과들은 크게 두가지로 나눌 수 있는 데, 넓은 대역의 이득 매질에서 다양한 방식의 파장선택 특성들을 이용하여 여러 개의 파장을 원하는 간격으로 발생시키는 방법$^{(1).(2)}$ 과 하나의 외부레이저 신호입사에 의한 유도산란을 통하여 일정한 파장간격을 가진 연속차수의 스토크스 신호를 발생시키는 방법$^{(3).(4).(5)}$ 이 있다. (중략)
광학 네트워크-온-칩(Optical Network-on-Chip, ONoC) 아키텍처는 향후 폭증하는 칩 내부 커뮤니케이션 병목 현상을 해결 할 새로운 패러다임으로 대두되고 있다. ONoC에 대한 최근의 연구들은 파장 분할 다중화(Wavelength division multiplexing, WDM) 방식을 이용하여 광 신호의 병렬 전송을 지원하고 경로 충돌을 방지하는데 초점을 두었다. 하지만 신호의 간섭 및 감쇄에 의해 하나의 도파관에서 수용할 수 있는 파장 수는 제한되어 있고, 이로 인하여 노드 수 증가에 따라 파장이 다른 광 신호 개수를 증가시키는 기존의 파장 분할 방식 연구들은 구현의 한계를 보일 것이라 전망된다. 이러한 문제를 해결하기 위하여 본 논문에서는 WDM에 시 분할 다중화(Time division multiplexing, TDM) 방식을 접목시켰다. 또한 채널 최적화 기법을 제안함으로써 TDM 방식의 접목으로 인한 여분채널 및 지연시간 문제를 최소화 하였다.
하향신호를 위해서는 반사형 반도체 증폭기를 기반으로 한 광역선폭 광원 기술이 사용되었고 상향신호를 위해서는 파장 재사용 기술이 사용된 양방향 파장분할 다중화 수동 광네트워크 (WDM-PON)가 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 구현되었다. 이 시스템에서 세가지 다른 종류의 광필터들이 비교되어 필터링의 영향이 분석되었고, 광 스펙트럼과 아이 다이어그램 (eye diagram)의 분석을 통해 파장 재변조 기술을 최적화 하였다. 최적화된 시스템 조건을 이용하여 양방향 신호의 전송 성능 곡선을 구하였고 이 시스템에서 반사에 의한 신호 왜곡의 영향을 분석하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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