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목차

1. Eye Diagram
2. Dark current
3. BER

본문내용

광 또는 전기 신호의 누적ㆍ중첩된 전압 파형을 시간축 상에서 나타낸 것
장기 잔상을 갖는 Oscilloscope로 보면 출력파형의 모양이 눈과 같이 보여진다.

Eye Diagram이란, 데이터 신호의 추이의 상황을 1 비트마다 반복하여 누적하여 아이의 열려진 정도를 보는 일로, 데이터 신호의 품질을 지켜볼 수가 있다.

부호간 간섭(Intersymbol Interference)이나 부가잡음(Additive Noise)에 의해 오염된 수신 신호의 품질을 살펴보는데 유용한 방법으로, 심볼 레이트(Symbol Rate)의 정수배로 디지털 신호를 잘라서 한, 두개의 비트주기(UI)동안 중첩시킨 다이어그램으로 그 모양이 눈과 유사하여 이런 이름이 붙여짐

시리얼 통신에서의 가장 기본적인 측정법은 아이패턴 관측이며, 비트의 품질을 비롯한 지터, 전압 노이즈, 상승 하강 시간 등에 대한 종합적인 판단을 빠르게 관측할 수 있다는 장점이 있다.

출처 : 해피캠퍼스

목차

1. 잡음원의 종류
2. 감쇠
3. 분산
4. 비선형 광학 효과
5. 누화

본문내용

 잡음원의 종류
 감쇠  분산  비선형  누화

 감쇠
= 광신호가 광섬유를 진행하면서 산란, 흡수, 반사 등의 현상으로 신호 전력이 떨어지는 현상
※ 표시단위 : 통상, 거리에 따른 손실 dB/km을 사용.
광섬유 손실
재료 고유의 손실
·레일리 산란
·전자천이흡수(자외흡수)
·분자진동흡수(적외흡수)
불순물에 의한 흡수 손실
·천이금속에 의한 흡수
·OH-1기에 의한 흡수
구조불완전에 의한 손실
·코어 – 클래딩 경계의 불안정성
·마이크로밴딩에 의한 손실
·기포 등에 의한 손실

1. 산란 손실 (Scattering Loss)
= 직진하는 빛이 여러 갈래로 흩어짐. 주로 재료의 불균질성에 기인

광섬유 안에서 일어나는 산란에는 Rayleigh, Mie, Brillouin, Raman 네가지 종류가 있다.
그중에서 가장 큰 영향을 주는 Rayleigh 산란인데, 광섬유 굴절율 변화가 빛의 파장보다 작은 영역에 존재할 때 물질의 성분 또는 밀도의 변화에 의해 생기는 손실로 파장의 4승에 반비례하여 감소하며 모드와 코어의 직경에는 무관하다.

1) Rayleigh 산란
– 레일리 산란은 산란을 유발하는 입자의 크기가 매우 작아 빛의 파장보다도 작을 때 일어나는 산란을 말한다.
– 빛의 파장의 4제곱이 반비례하는데, 즉 파장이 길어질수록 산란되는 빛의 양이 급격히 줄어든다.
– 광이 광섬유 내를 전파할 때, 광이 미소한 입자에 부딪혀 광이 여러 방향으로 방사되는 현상

출처 : 해피캠퍼스

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 PIN 포토다이오드
 APD(어밸런치 다이오드)

본문내용

 PIN 포토다이오드
포토다이오드는 아래 그림의 전류-전압 특성에서 볼 수 있듯이 광기전력 모드(photovoltaic mode)와 광전도 모드(photoconductive mode) 등 두 가지 모드로 사용할 수 있다. 광기전력 모드는 두 단자를 개방하거나 고저항(RL)을 접속하고 양단자의 기전력을 측정하는 모드이며, 이 경우에는 다이오드에 어떠한 외부전압을 가하지 않는다. 광기전력 모드에서는 단자용량(접합용량 + 기타 정전용량)이 매우 크므로 센서의 응답속도를 제한할 수 있기 때문에 회로설계 시 이 점을 고려해야 한다. 광전도 모드는 광기전력 모드에 비해 많이 사용하는 동작모드이다. pn접합에 역 전압(reverse bias)을 인가하고(-VR) 외부회로에 흐르는 전류를 측정한다. 역 전압을 인가하면 응답속도와 직선성이 크게 향상되며, 역 전압에 의해 공핍층 영역이 넓어져 정전용량이 감소하기 때문에 응답속도도 빨라진다. 그러나 역 전압을 가하면 암전류(dark current)와 잡음전류가 증가하는 단점이 있다.

아래 그림은 실리콘 포토다이오드의 조도에 따른 출력전류 및 출력전압의 관계를 나타낸다. 포토다이오드에 발생되는 광전류는 넓은 범위에 걸쳐 조도에 비례하기 때문에 직선성이 매우 우수하다. 반면 출력전압은 광량변화에 대해 지수 함수적으로 변하기 때문에 온도 변화가 큰 광량측정에는 부적합하다.
pn 포토다이오드의 감도를 증가시키고 응답속도를 향상시키기 위해서는 다이오드 내의 정전용량을 최소화해야 한다.

출처 : 해피캠퍼스

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 감도란?
 수신 감도
 민감도
 검출 감도 (미소량 검출 등 센싱 능력)
 디지털 통신시스템에서 Eb/No의 의미
 수신기 감도 — 비트 오류율 (BER)

본문내용

 감도란?
1. 감도
– 대상물의 작은 차이(농도,신호등)를 식별할 수 있는 능력

2. 민감도
– 변동성을 감응하는 정도/능력

3. 통신시스템 등에서의 감도
– 미약한 신호도 수신/검출할 수 있는 능력

 수신 감도
1. 광통신에서 수신기의 수광 소자의 특성이나 성능에 따라서 수광 가능한 최소의 광입력 레벨. 수신 감도는 비트 오류율(BER)에 기준해서 결정되고 수신기 성능을 대별할 수 있는 중요한 척도이다. 시스템에 따라서 약간의 차이는 있으나 90Mb/s 광전송 시스템의 경우 수신 감도는 BER 에서 -40dBm 이하를 기준치로 한다.

2. 수신기의 성능을 나타내는 것으로서, 얼마만큼의 세기로 전파를 수신할 수 있는지의 능력을 표시하는 것. 따라서 입력단의 전압이 낮으면 감도가 높다고 한다.

출처 : 해피캠퍼스

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 NEP(Noise equivalent Power)란? – 수신기 감도 척도
 SNR(Signal Noise Ratio)란?

본문내용

 NEP(Noise equivalent Power)란? – 수신기 감도 척도
– 광검출기 또는 검출기의 시스템의 감도를 측정한 것으로, 신호에 의한 신호전압과 잡음에 의한 잡음전압이 동일할 때의 입사 광 파워를 의미한다.

– 잡음에는 크게 외부잡음과 내부 잡음으로 구분할 수 있는데, 외부잡음이란 60Hz에 의한 전원 노이즈 등을 의미하며, 내부 잡음은 시험 검출기의 내부의 열, 증폭회로의 잡음 등을 의미하며 NEP에서의 잡음은 이 내부 잡음을 의미한다.
위 그림은 시간에 따른 어떤 순간의 전압을 나타낸 것으로, 잡음의 불규칙한 특성 때문에 평균 전압인 를 기준으로 변하고 있다. 이때의 변동전압은 T 시간 동안 를 기준으로 변동한 rms로 계산하며, 잡음전압 는 아래의 식으로 계산한다.

출처 : 해피캠퍼스

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 잡음이란?
 잡음의 분류
 내부잡음
 외부 잡음
 잡음 지수 F (Noise Factor), Noise Figure(NF)
 잡음 방해의 일반적인 개선 작업
 전파 잡음의 원인과 해결책

본문내용

 잡음이란?
– 무선 전파의 전송과정에서 발생하는 잡음이란 송신 안테나에 복사된 전파가 수신안테나에 도달할 때 수신안테나에 원치 않게 혼입되는 불규칙적이며 예측 할 수 없는 전자기적인 신호임.
– 잡음은 원천적으로 제어가 불가능ㅎ며 크게 인공적인 잡음과 자연적인 잡음으로 나눌 수 있다.

 잡음의 분류

구분
내용
내부 잡음
AWGN
시간, 주파수 축 상에서 균일한 분포를 갖으며, 모든 주파수대역에서의 일정한 잡음
열잡음
도체 내의 전자가 불규칙하게 움직임에 따라 발생
산탄잡음
반도체 소자에서 불규칙적으로 방출되는 전자에 의한 잡음
플리커 잡음
저주파 가청 주파수에서 플리커 변조 잡음
전류 잡음
저항 성분 소자에 직류 전류가 존재하는 경우의 잡음
외부 잡음
자연잡음
우주잡음
태양잡음 : 태양활동에 수반해서 발생하여 지구에 도달하는 잡음 전파로 코로나와 같은 고온부에서의 열 교란에 기인함

은하잡음 : 태양 이외의 행성에서 발생하는 잡음
공전잡음
– 대기의 천둥 등의 방전에 의해 발생
– 클릭잡음, Grinder, Hissing 잡음 등이 있음
– Grinder : 긴 연속음이 포함된 연속적 잡음, 원거리에서 강하게 일어나는 번개방전이 주원인이다. 수신장애를 매우 크게 일으킨다.
– 클릭(Click) : 짧고 날카롭게 음이 혼입되는 충격성 잡음, 근거리에어 약하게 일어나는 번개 방전이 주원인, 큰 수신 장애를 일으키지는 않는다.
– 히싱(Hissing) : 마찰 시 일어나는 비슷한 소리의 잡음
인공잡음
– 인간이 사용하는 기계 기구에 의해 발생하는 일체의 잡음
– 전가기기로부터 발생되는 잡음

출처 : 해피캠퍼스

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1. 개념
2. PCM 블록도
3. 표본화(샘플링)
4. 양자화(Quantization, 정량화)
5. 부호화(인코딩)
6. PCM transmitter 블록도
7. PCM receiver 블록도
8. PCM 동작 정
9. PCM 장점 및 단점

본문내용

 개념
– 펄스 코드 변조(PCM, Pulse Code Modulation)는 화상, 음성, 동영상 비디오, 가상현실 등과 같이 연속적인 시간과 진폭을 가진 아날로그 데이터를 디지털 신호로 변환하는 것으로, 코덱(CODEC)을 이용한다.

즉, PCM이란 음성신호와 같은 아날로그 신호를 PAM 신호로 변조한 후 양자화(Quantization) 및 부호화(Encoding)을 거쳐 Digital code로 전송하는 방식이다.

 PCM 블록도

 표본화(샘플링)
– 음성과 같은 안날로그 신호를 디지털화하기 위해 일정한 간격으로 샘플링을 하여야 한다.
– PAM (Pulse Amplitude Modulation)을 이용한다.
– 주어진 아날로그 신호를 나이퀴스트 기준에 따라 표본화 한다.
– 아날로그 음성신호의 주파수 300 ~　3,400 Hz로 표본 채집률은 8k로 초당 8000번 이다.
– 표본화 간격은 1/8000로 125㎛이다.

⟶125㎛ 간격으로 나누어진 8000개의 표본치 각각 8bit의 2진 부화되기 때문에 8,000 * 8bit = 64kbps의 부호정보가 된다.

※ 표본채집률(sampling rate)
– 나이퀴스트 정리(Nyquist Theorem) : 표본화된 이산신호로부터 원신호인 아날로그 신호를 완벽하게 복원하기 위해서는 아래의 조건을 만족해야 한다.
 표본화 주파수(율) : fs = 2fm (fm = 아날로그 신호의 최고 주파수)
 표본화 간격 : T <= 1/fs
출처 : 해피캠퍼스

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1. 개념
2. 특징
3. 주요 특수광섬유의 특성
4. 특수 광섬유 : 몇 가지 예

본문내용

 개념
– 광섬유는 유리(실리카)나 플라스틱으로 만들어지며 빛을 전달하는 광소자로 손실이 적고 전자기파 간섭이 없어 흔히 장거리 초고속 광통신에 널리 사용됨. 그 외에도 조명이나 이미지 전송용으로도 사용되며, 광자결정광섬유, 희토류첨가 광섬유, 다중코어 광섬유 등 특수하게 설계된 광섬유는 센서나 광섬유 레이저, 초대용량 전송 등 다양한 분야에 활용되고 있다.

 특징
① 특수 광섬유는 광신호의 전송을 목적으로 하는 기존의 일반 전송용 광섬유와는 달리 코어와 클래드의 구조 및 조성을 다르게 하여 특수한 용도로 사용될 목적으로 제조되는 광섬유로서 광자결정광섬유, 비선형 광섬유, 광민감성 광섬유, 다중코어 광섬유, 광섬유레이저발진용 광섬유 등이 있다.

② 특수 광섬유는 일반 전송용 광섬유에 비해서 시장규모는 작지만, 일반 광섬유에 비해 고부가 가치 상품이며, 다양한 기능의 부여를 통해 새로운 광소자 개발에 필수적인 재료로 광산업 발전과 함께 매년 꾸준한 성장을 하고 있다.

③ 광자결정광섬유는 클래딩이 작은 공기구멍의 주기적인 배열로 이루어진 구조로 이루어진 광섬유로 구멍의 크기나 패턴을 다양하게 변화시킴으로서 독특한 특성을 갖게 할 수 있어 비선형소자, 센서, 양자광학, 고에너지 광원전달 등 다양한 분야에 응용이 가능하다.

④ 광섬유 레이저용 특수 광섬유는 광섬유 재료의 흡수 영역에 강한 펌프광을 가하여 발진특성을 갖게 한 광섬유로 반도체 양자점이나 희토류 이온을 첨가하여 만든다. 최근 나노크기의 반도체 양자점이 함유 되거나 Yb 이나 Tm 등이 첨가된 광섬유가 많이 연구되고 있다.

출처 : 해피캠퍼스