대용량 근거리 통신망을 위한 광전송 기술 = Optical transmission technology for high-capacity short-reach network

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본 논문에서는 다중모드 광섬유와 단일모드 광섬유를 사용하는 근거리 통신망의 경제적인 전송 성능 향상 방안에 관하여 논의하였다. 다중모드 광섬유는 넓은 코어로 인하여 광 송/수신부와의 패키징이 용이하여 경제적인 근거리 백본망을 구성할 수 있다. 그러나 여기되는 모드 간 지연으로 인하여 대역폭이 제한되며, 또한 전송 거리도 수백 미터로 제한된다. 따라서 본 논문에서는 다중모드 광섬유의 좁은 대역폭을 극복하고 전송 속도를 10 Gb/s급 이상으로 증가시키기 위한 경제적인 기술적 방안들을 제시하고, 구현된 다중모드 광섬유 링크의 물리적 결함에 대한 강인성에 대하여 논의하였다. 또한, 단일모드 광섬유를 사용하는 근거리 통신망의 스펙트럼 효율을 향상시키기 위해 사용되는 편광분할 다중화 기술을 경제적으로 적용하기 위한 최적 수신 방안에 관하여 논의하였다. 근거리 통신망에서 사용되는 다중모드 광섬유 링크의 전송 용량을 향상시킬 수 있는 방안은 크게 다음 몇 가지로 나뉠 수 있다. 먼저, 여러 가닥의 다중모드 광섬유를 동시에 사용하여 각각의 광섬유에 신호를 나누어 보내 전체 전송 용량을 높이는 방안이 있다. 그러나 요구되는 송/수신기의 수가 증가하며, 근본적인 다중모드 광섬유 링크의 대역폭 제한을 해결하진 못한다. 다음으로, 다중모드 광섬유의 평탄한 주파수 응답 특성을 가지는 대역에 symbol rate를 낮추어 여러 개의 subcarrier에 나누어 전송하는 방안이 있다. 그러나 이 방안은 subcarrier를 생성하고 변조하고 수신할 수 있는 장치가 송/수신단에서 추가적으로 요구된다. 또한, 송신단에서 광학적 이퀄라이저를 적용하여 다중모드 광섬유의 모드 간 지연을 최소화 시키는 방법으로 대역폭을 향상시키는 방안과 수신단에서 전기적 이퀄라이저를 적용하여 대역폭이 제한된 신호를 복구하는 방안이 있다. 그러나 이 방안은 고가의 광 소자와 전기 소자들이 추가되어야 하므로, 가격적 경쟁력이 매우 떨어진다. 다음으로, 각 모드들에 독립적인 신호들을 변조하여 모드 다중화하는 방안과 모드 그룹을 다중화하는 방안이 있다. 그러나 이 방안들 역시 고가의 광 소자들과 전기 소자들이 절대적으로 요구된다. 따라서 상기 언급된 방안들은 가격 경쟁력이 뒤쳐지고 시스템의 복잡도를 증가시키는 단점들이 기술 상용화에 큰 걸림돌로 작용한다. 본질적으로, 다중모드 광섬유의 대역폭은 도파되는 모드의 수가 적을수록, 또한 도파되는 모드 간 지연이 작을수록 개선되며 이러한 도파되는 모드의 수와 모드 간 지연은 다중모드 광섬유의 런칭 조건에 따라 크게 좌우되는 관계로, 다중모드 광섬유의 런칭 조건을 개선하기 위하여 center launching 방안과 offset launching 방안이 제시되었다. 그러나 이러한 런칭 방법들을 사용하여도 여전히 많은 수도 모드들이 여기되며, 여기되는 모드들의 모드 간 지연으로 인하여 다중모드 광섬유 링크의 대역폭이 여전히 제한된다. 본 논문에서는 이러한 문제점을 해소하기 위한 새로운 런칭 기술을 제안하였고, 제안된 런칭 기술이 다중모드 광섬유의 전송 대역폭을 크게 증가시킬 수 있음을 검증하였다...
Advisors
정윤철researcherChung, Yun Churresearcher
Description
한국과학기술원 :전기및전자공학부,
Publisher
한국과학기술원
Issue Date
2015
Identifier
325007
Language
kor
Description

학위논문(박사) - 한국과학기술원 : 전기및전자공학부, 2015.8 ,[v, 84 p. :]

Keywords

근거리 통신망; 데이터 센터; 구내 정보 통신망; 다중모드 광섬유; 편광 분할 다중화; 직접 검출; short-reach network; data center; local area network; multimode fiber; polarization-division-multiplexing; direct detection

URI
http://hdl.handle.net/10203/206881
Link
http://library.kaist.ac.kr/search/detail/view.do?bibCtrlNo=628747&flag=dissertation
Appears in Collection
EE-Theses_Ph.D.(박사논문)
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