표제지
목차
국문초록 13
제1장 서론 14
제2장 광송수신기 이론 16
2.1. 광송신기 16
2.1.1. 광송신기의 기본개념 16
2.1.2. 광변조 방식 17
2.1.3. 광원의 특성 22
2.1.4. 광송신기의 파라미터 23
2.2. 광수신기 25
2.2.1. 광검출기 종류 및 특성 25
2.2.2. 광수신기 특성 30
2.2.3. 광수신기 구성 32
2.2.4. 광수신기의 파라미터 34
2.3. 마이크로스트립(microstrip) 36
제3장 광 인터페이스 파라미터 40
3.1. 광 인터페이스의 분류 40
3.2. 광섬유 시스템 인터페이스의 파라미터 42
3.2.1. 광송신기 파라미터 43
3.2.2. 광수신기 파라미터 44
제4장 3.125Gbps 광송수신기 설계 46
4.1. 광송신기 설계 46
4.1.1. 레이저 구동기 특성 46
4.1.2. DFB 레이저다이오드의 특성 48
4.1.3. 광송신기 회로도 설계 49
4.1.4. 임피던스 정합선로 50
4.2. 광수신기 설계 52
4.2.1. 리미팅 증폭기 특성 52
4.2.2. PIN 포토다이오드 특성 54
4.2.3. 광수신기 회로도 설계 56
4.2.4. 임피던스 정합 57
4.3. 광송수신기 제작 59
4.3.1. 광송신기 제작 59
4.3.2. 광수신기 제작 61
제5장 광송수신기 측정 및 결과 64
5.1. 광송신기 파라미터 측정 64
5.2. 광수신기 파라미터 측정 67
5.3. 수신기 감도와 BER 측정 70
5.4. 온도에 따른 광송수신기 파라미터 측정 72
5.4.1. 광송신기 파라미터 측정 72
5.4.2. 광수신기 파라미터 측정 74
제6장 결론 79
참고문헌 80
ABSTRACT 81
감사의 글 82
표 1. 재료에 따른 검출기 동작범위 28
표 2. 반도체 광검출기의 특성 30
표 3. SONET/SDH 전송율과 신호레벨 40
표 4. STM레벨의 광 인터페이스 분류표 40
표 5. STM-16 광 인터페이스 파라미터 41
표 6. 레이저다이오드의 광-전기적인 특성 49
표 7. 포토다이오드 동작 특성 54
표 8. 포토다이오드 광-전기적인 특성 55
표 9. 2.488Gbps BER(bit error rate)결과 70
표 10. 3.125Gbps BER결과 71
표 11. 2.488Gbps에서 온도에 따른 송신기 파라미터 결과 73
표 12. 3.125Gbps에서 온도에 따른 송신기 파라미터 결과 73
표 13. 2.488Gbps에서 온도에 따른 수신기 파라미터 결과 75
표 14. 3.125Gbps에서 온도에 따른 수신기 파라미터 결과 75
표 15. 2.488Gbps 수신기 BER 결과 76
표 16. 3.125Gbps 수신기 BER 결과 77
그림 2.1. 광전송시스템의 블록다이어그램 16
그림 2.2. 레이저다이오드의 직접변조 18
그림 2.3. 아날로그신호의 바이어스 점과 진폭변조 범위 18
그림 2.4. 직접 변조기 블록도 19
그림 2.5. 아날로그신호와 디지털신호의 진폭범위 비교 19
그림 2.6. 외부변조기 구성도 20
그림 2.7. 마흐-젠더 구조 20
그림 2.8. 외부변조기의 출력신호 20
그림 2.9. 시스템 대역폭 21
그림 2.10. 전기 및 광 대역폭의 관계 22
그림 2.11. 레이저다이오드의 온도 의존성 23
그림 2.12. DFB 레이저다이오드의 스펙트럼 24
그림 2.13. 광소자의 선폭비교 24
그림 2.14. PIN 포토다이오드 동작회로 26
그림 2.15. 전자-정공 생성 26
그림 2.16. 광검출기 응답곡선 27
그림 2.17. APD 구조와 동작원리 29
그림 2.18. 광검출기의 잡음원 31
그림 2.19. P-I 곡선응답 32
그림 2.20. 광수신기 블록도 32
그림 2.21. TIA 구성도 33
그림 2.22. 리미팅 증폭기 구성도 34
그림 2.23. 수신 광전력과 BER 관계 35
그림 2.24. 전송거리와 전송률 관계도 36
그림 2.25. 마이크로스트립 전송선로 전자계 형상 37
그림 2.26. 마이크로스트립 전송선로 구조 37
그림 2.27. 전기적인 크기와 물리적인 크기 39
그림 3.1. 광섬유 시스템 인터페이스 구성도 42
그림 3.2. 아이 다이어그램 마스크 44
그림 4.1. M02061G-12의 레이저다이오드 구동회로 47
그림 4.2. M02061G-12의 블록도 48
그림 4.3. 레이저다이오드 PIN 구성 49
그림 4.4. 3.125Gbps 광송신기 회로도 50
그림 4.5. 전송선로 임피던스 정합회로 51
그림 4.6. 반사계수(S₁₁)와 투과계수(S₂₁)의 특성 51
그림 4.7. 스미스 차트 상의 S₁₁ 52
그림 4.8. M02049G-15의 구성회로 53
그림 4.9. M02049G-15의 블록도 54
그림 4.10. 패키지구조 및 PIN 구성 55
그림 4.11. 3.125Gbps 광수신기 회로도 56
그림 4.12. 50Ω 임피던스 정합선로 57
그림 4.13. 반사계수(S₁₁)와 투과계수(S₂₁)의 특성 58
그림 4.14. 스미스 차트 상의 S11과 S22 58
그림 4.15. 광송신기 PCB 설계도 60
그림 4.16. 제작한 3.125Gbps 광송신기 60
그림 4.17. 광수신기 PCB 설계도 62
그림 4.18. 제작한 3.125Gbps 광수신기 62
그림 5.1. 광송신기 측정장비 구성도 64
그림 5.2. 2.488Gbps 아이 다이어그램 65
그림 5.3. 3.125Gbps 아이 다이어그램 66
그림 5.4. 광수신기 측정장비 구성도 67
그림 5.5. 2.488Gbps 수신감도에 대한 아이패턴 측정파형 68
그림 5.6. 3.125Gbps 수신감도에 대한 아이패턴 측정파형 69
그림 5.7. 2.488Gbps에서의 광수신기 수신감도 70
그림 5.8. 3.125Gbps에서의 광수신기 수신감도 71
그림 5.9. 광송수신기 파라미터 측정 72
그림 5.10. 광송신기의 온도에 따른 지터 RMS 74
그림 5.11. 광송신기의 온도에 따른 소광비 74
그림 5.12. 2.488Gbps에서 온도에 따른 광수신기의 수신감도 76
그림 5.13. 3.125Gbps에서 온도에 따른 광수신기의 수신감도 77
그림 5.14. 광송수신기의 온도에 따른 신뢰성 평가 78