2005 10 http www keti re kr Korea

광통신 원리 소개 2005. 10 전자부품연구원 http: //www. keti. re. kr Korea Electronics Technology Institute

광통신의 역사 원시적인 광통신방식(봉화, . . . 등) [1880] 광전화(Bell) [1876] 전화발명(bell) [1958] LASER제안 1960 [1962] Ga. As반도체레이저발진성공(GE, IBM, MIT, . ) [1964] GI광섬유제안 1970 [1970] 저손실광섬유개발(Corning, 20 d. B/km, 0. 63 um) 반도체레이저실온발진(Bell Lab. )및 광전송방식 연구시작 [1976] 광통신시험(AT&T/NTT) [1976] 1300 nm LD 개발 [1979] 극저손실광섬유(NTT, 0. 2 d. B/km, 1. 55 um) 1980 [1981] 1550 nm LD 개발 [1984] SONET (Bell Lab. ) [1988] SDH 표준화 및 ISDN연구 1990 초고속통신연구(WDM, 솔리톤) [1993]1. 2 Gbps-HDTV전송(미-일) * LASER(Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation) : 유도방출에 의한 증폭광 * LD(Laser Diode ) : 레이저다이오드 혹은 반도체레이저 * SONET(Synchronous Optical Network) : 동기식 광통신망, SDH(Synchronous Digital Hierarchy) : 동기식디지털계위 * WDM(Wavelength Division Multiplexing): 파장다중화 http: //www. keti. re. kr 2000 ? Korea Electronics Technology Institute

광의 반사와 굴절(4) 광섬유 공기 15. 00 7. 160 î 개구수 NA(Numerical Number) NA = n 1 sin c = (ncore 2 -nclad 2)1/2 (ex) SI Fiber = 0. 3, GI MM Fiber = 0. 2 , SM Fiber = 0. 1 î 광섬유에 최대 입사각 과 광섬유 내 전반사각 광섬유에 최대입사각 : MAX = sin-1(NA) = sin-1(0. 13) = 7. 50 광섬유 내 전반사각 : C = sin-1(1. 46812 -1. 46282)1/2 = 7. 160 http: //www. keti. re. kr Korea Electronics Technology Institute

광섬유에서 광의 전파원리 no=1 27. 80 9. 40 80. 60 Core(n 1=1. 48) Clad (n 2=1. 46) 13. 90 N=1 î SI 광섬유에서 임계각(critical angle) c = sin-1(1. 46/1. 48)=80. 570 î 비굴절율차(fractional refractive index change) = (1. 48 -1. 46)/1. 48= 0. 014 î 개구수(Numerical Aperture) NA = sin 0 = (1. 482 -1. 462)1/2 = 0. 24 0 = sin-1(NA) = 13. 890 î 횡방향의 정상파 전파조건에 의해서 모드는 제약된다. f=4 ga-2 F=4 koan 1 sin -2 F=2 p. N http: //www. keti. re. kr Korea Electronics Technology Institute

광통신 시스템의 기본 구성(1) 광원 (Transmitter) 입력신호 (Input Signals) 광섬유 (Optical Fiber) 수광 (Receiver) O E 출력신호 (Output Signals) î 요구사항 u 광대역, 대용량, 경제성, 신뢰성 u Operating Wavelength : 1550 nm 대역, 1310 nm 대역, 850 nm 대역. u Multiplexing : TDM, WDM, . . . î 전송방식 ; Analog, Digital î 다중화방식 : 공간분할다중화, 주파수분할 다중화, 시간분할다중화, 파장분할다중화 î DATA RATE & SYNCHRONOUS DIGITAL HIERACHY(SDH) SDH DATA RATE SONET DS-1 DS-3 STM-1 155. 52 Mbps OC-8 84 3 STM-4 622. 08 Mbps OC-12 336 12 STM-16 2. 488 Gbps OC-48 1344 48 http: //www. keti. re. kr Korea Electronics Technology Institute

광통신 시스템의 기본 구성(2) 검출기 광원 OTx 1 OTx 2 ORx 1 커플러 증폭기 ORx 2 OTx 3 ORx 3 OTx. N ORx. N System Features q Multi-channel Wavelength Division Multiplexing operation q Data-rate and modulation-format transparent q 80 -100 km repeater spacing q Distortion and noise accumulate q One repeater amplifier q Add & drop channel capability http: //www. keti. re. kr Korea Electronics Technology Institute

광통신 부품 * 적용 예 광필터 광커플러 증폭기 Er+ Doped Fiber Isolator GFF WDM Coupler 1. 48 um LD 광원 1. 48 um LD 검출기 광아이솔레이터 광커넥터 광케이블 광필터 커플러 증폭기 스위치 http: //www. keti. re. kr Korea Electronics Technology Institute

광커넥터 http: //www. keti. re. kr Korea Electronics Technology Institute

광커넥터 î 종류 Air Ga. P Physical Contact Angled(Slanted Endface) î 일반구조 http: //www. keti. re. kr Korea Electronics Technology Institute

광의 방출과 흡수 방출(Radiation) 흡수(Absorption) E=hf 여기서 h=6. 63 X 10 -34 (J. sec) http: //www. keti. re. kr Korea Electronics Technology Institute

광신호의 발생 원리 OP OP LD(CW) S V=0 t OP t V=Vo t http: //www. keti. re. kr Korea Electronics Technology Institute

광아이솔레이터 반사파 검광자(Analyzer) 450 Faraday Rotator(PR) YIG(Y 3 Fe 5 O 2) 진행파 http: //www. keti. re. kr 편광자(Polarizer) Korea Electronics Technology Institute

광커플러 기 능 광의 출력 분배 및 결합 혹은 파장의 분리 및 결합 http: //www. keti. re. kr Korea Electronics Technology Institute

광증폭 원리 WDM COUPLER (980/1550) LIGHT SIGNAL IN ISOLATOR 1550 nm Erbium DOPED FIBER COIL 980 nm PUMP LD http: //www. keti. re. kr LIGHT SIGNAL OUT OPTICAL FIBER FILTER Korea Electronics Technology Institute

광필터 î COLLIMATING LENS ON INPUT/OUTPUT FIBER ENDS îI NSERTION OF OPTICAL FILTER/BLOCK BETWEEN LENSES collimated beam optical filter input fiber output fiber lens http: //www. keti. re. kr lens Korea Electronics Technology Institute

광통신을 이용한 응용시스템 m-PAN FTTH/ mm-LAN mm. WP 기지국 IPv 6 기반 초고속 광인터넷 망 mm. WP 기지국 mm. WP 중계기 공중 무선 LAN (2. 4/5 GHz) UWB Home Gateway Personal Area Network Desktop computer Monitor MBS Camcorder Printer 60 GHz 무선댁내망 DVD mm. WP 중계기 http: //www. keti. re. kr TV Laptop computer Digital Camera PDA ITS Korea Electronics Technology Institute