• 대한산업공학회지
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• 제22권2호
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• pp.255-263
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• 1996

Optical fiber systems play an essential role In today's telecommunications networks. The recently standardized SONET technology has made a ring structure the preferred architecture for inter-city communication networks. In designing a SONET with ring structure, we consider inserting optional cites, which are not necessary in constructing the SONET, but cost-effective in connecting essential nodes in the ring. This problem is modeled as Steiner ring problem. Efficient heuristic procedures are developed based on the procedures for the traveling salesman problem. Computational results show that the proposed algorithm is excellent compared to the optimal solution. The error bound by the proposed method is 2 - 6% in experimented problems.

• International Journal of Internet, Broadcasting and Communication
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• 제11권4호
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• pp.43-48
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• 2019

We design a reconfigurable optical node for metropolitan WDM networks, and numerically study the capability of the node in the optical signal level. Unlike a long-haul WDM system, major limitations of metropolitan WDM systems are power loss, fiber dispersion and optical signal-to-noise ratio(OSNR) degradation due to EDFAs. Therefore, we include the behaviors of transmitter and receiver, and fiber, EDFAs, and optical filters(MUX/DeMux) in numerical simulations with varying parameters over wide range. From simulation results, we can identify the maximum span numbers for OC-48 and OC-192 to achieve $BER<10^{-12}$ using the node structure at various received powers and residual dispersions.

• 대한전자공학회논문지TC
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• 제43권1호
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• pp.111-120
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• 2006

본 논문에서는 유무선 통합을 위한 광대역 액세스 망의 연결을 지원하는 파장 분할 다중화 (Wavelength Division Multiplexing; WDM) 메트로(metro) 망을 위한 노드 구조를 제안한다. 또한 노드 구조의 기능과 망 요구 사항을 고려한 매체 접근 제어 (Medium Access Control; MAC) 프로토콜을 제안하고 성능을 비교, 평가한다. 광통신 백본 망과 액세스 망사이의 병목현상을 해결하기 위하여 WDM 서브 캐리어 다중화 기술, 광소자 기술 등을 살펴보고 고비용 자원에 해당하는 파장 채널의 공유를 위한 액세스 노드 구조를 제안한다. 또한 제안된 기능 모델을 이용하여 기존 SS (Source-Stripping) MAC 프로토콜을 분석하고 슬롯 재사용성을 높이기 위한 DS+SS (Destination-Stripping and Source-Stripping)와 DS+IS(Destination-Stripping and Intermediate-Stripping) MAC 프로토콜을 제시한다. 제안된 프로토콜은 다른 파장 그룹의 목적지 노드로 슬롯이 전송되는 경우에 목적지에 따라서 슬롯의 제거를 중간 액세스 노드나 근원지 노드에서 수행한다. 따라서 전송된 슬롯의 불필요한 망 순환을 줄임으로써 슬롯 재사용성이 증가한다. 슬롯 재사용성에 의한 대역 효율성과 노드의 최대 처리율을 예측하기 위하여 수치적 분석을 수행하며 네트워크 시뮬레이션을 통하여 처리율 검증과 전송 지연, 전송 공정성 등의 다양한 성능 파라미터를 기존 프로토콜과 비교 평가한다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제15권4호
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• pp.2382-2392
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• 2014

본 논문에서는 초고속 광인터넷 구축을 위한 광링액세스네트워크(ORAN: Optical Ring Access Network)의 구조에서 파장 라우팅을 위한 새로운 데이터 프레임 구조를 설계하고 각 필드의 기능을 정의하였다. 또한 IP 패킷의 전송을 위하여 필요한 네트워크의 계층별 구조에 대응하는 프로토콜 스택의 구조를 새로이 제시하여 네트워크 프로토콜을 설계하였다. ORAN의 데이터 전송 및 파장 라우팅에 관한 프로토콜 검증을 위하여 서브망 내의 IP 패킷 전송, 서브망 내의 브로드캐스팅 패킷 전송 그리고 다른 서브망으로의 IP 패킷 전달 과정을 예시를 통하여 보여 주었다. 이 과정에서 라우팅을 위한 파장정보가 인캡슐레이션 되는 프레이밍 과정을 기술하였고 각 단계에서 이루어지는 패킷 스위칭 및 패킷의 전달 과정을 자세히 묘사하였다. 이어서 ORAN의 가입자 노드와 두 링의 제어노드에 대하여 데이터 전송 프로토콜의 송/수신 모듈 구조를 자세히 보여주었다. 링 형태의 광액세스 네트워크 프로토콜은 아직 연구되지 않은 분야이다. 본 논문에서는 파장을 이용한 라우팅이 이루어지도록 ORAN의 패킷 전송 프로토콜을 디자인하였다. 그리고 데모 시나리오를 구성한 망에서의 장시간 전송 테스트에서도 안정적으로 파장 라우팅을 통한 패킷 전송이 이루어졌음을 확인하였다. 따라서 이러한 프로토콜의 검증을 통하여 초고속 인터넷 액세스망 구축 설계의 새로운 해법을 제시하였다.

• 정보처리학회논문지C
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• 제12C권6호
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• pp.891-900
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• 2005

본 논문에서는 대용량 WDM 광통신망에서 장애가 발생하였을 경우 이를 효율적으로 복구할 수 있는 기법에 대해 연구하며, 특히 보다 적은 통신망 자원을 이용해 높은 복구율을 얻을 수 있도록 복구 기술의 효율성을 극대화하는 것을 연구의 중점 목표로 한다. 복구 방법의 효율성은 목표로 하는 복구율을 얻기위해 필요한 예비 자원의 양에 의해 결정되며, 효율성을 높이기 위한 기본적인 방법은 예비 자원의 공유이다. 이를 위해서 복구용 대역폭의 공유뿐만 아니라 복구 경로의 공유를 통해 자원 이응의 효율성을 증가시킬 수 있는 기법을 제안한다. 제안된 기법은 논리적인 다중 링 구조에 의한 통신망 복구 기법으로 링 토폴로지의 특성을 이용해 빠르고 간단한 복구 동작을 제공하며, 동시에 다중 링 구성을 통하여 대체 경로의 분산과 공유 정도를 높이고 단위 링크당 예약되어야 하는 예비 광파장의 수를 줄임으로써 전체 통신망 자원 이용의 효율성을 높일 수 있다. 성능 분석 결과 제안된 기법은 목표로 하는 복구율을 보장하는 동시에 통신망 자원 이용의 효율성을 크게 증가시킴을 확인할 수 있었다.

• 한국경영과학회지
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• 제26권1호
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• pp.33-44
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• 2001

In this paper, we address a problem of traffic grooming and wavelength routing in all optical WDM ring networks. Given a traffic demand for each node pair, we should aggregate the traffic onto lightpaths between pairs of nodes to transport the demand, and set up the routing path for each lightpath with minimum number of wavelengths to be assigned to lightpaths. In this paper, we formulate our problem as a mixed Integer Programming model. Owing to the problem complexity, it is hard to find an optimal solution for our problem. hence, we develop a heuristic algorithm to solve our problem efficiently. From the computational experiments, we can find the proposed heuristic is very satisfactory in both the computation time and the solution quality generated.

• ETRI Journal
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• 제28권5호
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• pp.631-637
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• 2006

In this paper we study the optimization issues of ring networks employing novel parallel multi-granularity hierarchical optical add-drop multiplexers (OADMs). In particular, we attempt to minimize the number of control elements for the off-line case. We present an integer linear programming formulation to obtain the lower bound in optimization, and propose an efficient heuristic algorithm called global bandwidth resource assignment that is suitable for the design of large-scale OADM networks.

• Journal of the Optical Society of Korea
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• 제8권2호
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• pp.83-89
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• 2004

A variable optical attenuator with a bending-sensitive fiber (BSF) that can be used in optical networks is developed. The refractive index profile of the BSF is divided into four regions which are inner core, center dip of inner core, outer core and clad. The 3-dimensional finite difference beam propagation method (3D FD-BPM) is utilized to find the characteristics of the BSF, so the mode profile of the BSF and optical power attenuation according to the bending are investigated, and the equivalent model of the BSF is made. By using this equivalent model of the BSF, the BSF is fabricated, and the refractive index profile of the BSF is measured, which is similar to refractive index profile of the proposed BSF. The fabricated variable optical fiber attenuator (VOFA) consists of the BSF in a rectangular rubber ring with a fixed bend radius (BR) in a steady state. The VOFA using the proposed BSF was able to attenuate the optical power by more than about －38 ㏈ at certain wavelengths (1540∼1560 nm) based on adjusting the mechanical pressure applied to the upper surface of the rectangular rubber ring with the bent BSF. In addition, the proposed VOFA produced an insertion loss of 0.68 ㏈, polarization dependent loss (PDL) of about 0.5 ㏈, and return loss of less than －60 ㏈.

• 한국통신학회논문지
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• 제32권9B호
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• pp.589-597
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• 2007

In this paper, a WDM metro ring consisting of access nodes with $FT-FR^n$ (Fixed Transmitter - n Fixed Receivers) is considered. A trade-off exists between node throughput and transmission fairness because the access nodes share wavelength channels. In order to eliminate the transmission unfairness and to increase throughput, the p-persistent medium access control (MAC) protocol is proposed: each node uses an empty optical slot to transmit a packet and make it available with the extraction of a transferred packet at the source access node, called source-stripping. The local empty slot can be used to transfer a head-of-line packet in the local buffer with probability p or it is used for the next downstream nodes with 1-p. The proposed MAC protocol provides better node throughput than the non-persistent protocol and exhibits better fairness index than the 1-persistent protocol in WDM ring networks. In addition, numerical analysis shows that the proposed MAC protocol maximizes the node throughput under uniform traffic conditions. For more detailed results, we use the network simulation under Poisson and self-similar traffic. Furthermore, unpredictable traffic constructed by the combination of the former and the latter is also considered. The reasonable probability of the p-persistent protocol for a given architecture can be determined through simulation.

• 한국통신학회논문지
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• 제32권11B호
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• pp.663-672
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• 2007

본 논문에서는 WDM 기술을 사용하는 광전달망에서 멀티플-링 구조를 임의의 토폴로지에 적용하는 설계 알고리즘을 제안한다. 특히, ROADM 기반의 노드를 이용하여, 노드 비용 최소화를 목적함수로 갖는 정수선형계획법(ILP)을 제시하고, 선형문제의 복잡성 완화를 위한 휴리스틱 알고리즘을 제안하였다. 설계 알고리즘의 타당성과 성능 측정을 위해, NSFnet 토폴로지의 망 설계 결과를 제시하고, 정적/동적 트래픽 상황 각각에 대해 비용적인 측면과 요청 트래픽 수용 측면에서 그물망 구조와 비교 분석하였다.