KR100961819B1 - 광 ｏｆｄｍ 통신을 위한 전광 이산/역 이산 퓨리에 변환장치 및 그 방법과 이를 포함한 송수신장치 - Google Patents

광 ｏｆｄｍ 통신을 위한 전광 이산/역 이산 퓨리에 변환장치 및 그 방법과 이를 포함한 송수신장치 Download PDF

Info

Publication number
KR100961819B1
KR100961819B1 KR1020080088400A KR20080088400A KR100961819B1 KR 100961819 B1 KR100961819 B1 KR 100961819B1 KR 1020080088400 A KR1020080088400 A KR 1020080088400A KR 20080088400 A KR20080088400 A KR 20080088400A KR 100961819 B1 KR100961819 B1 KR 100961819B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
optical
dividing
array module
discrete fourier
phase shift
Prior art date
Application number
KR1020080088400A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20090075614A (ko
Inventor
이준구
이규상
찬 티.디 타이
Original Assignee
한국과학기술원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한국과학기술원 filed Critical 한국과학기술원
Priority to KR1020080088400A priority Critical patent/KR100961819B1/ko
Priority to US12/347,162 priority patent/US8155529B2/en
Publication of KR20090075614A publication Critical patent/KR20090075614A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100961819B1 publication Critical patent/KR100961819B1/ko
Priority to US13/413,413 priority patent/US9002209B2/en

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04J—MULTIPLEX COMMUNICATION
    • H04J14/00—Optical multiplex systems
    • H04J14/005—Optical Code Multiplex
    • H04J14/007—Orthogonal Optical Code Multiplex
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
    • H04B10/50—Transmitters
    • H04B10/516—Details of coding or modulation
    • H04B10/548—Phase or frequency modulation
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
    • H04B10/60—Receivers
    • H04B10/66—Non-coherent receivers, e.g. using direct detection
    • H04B10/67—Optical arrangements in the receiver
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L27/00—Modulated-carrier systems
    • H04L27/18—Phase-modulated carrier systems, i.e. using phase-shift keying
    • H04L27/20—Modulator circuits; Transmitter circuits
    • H04L27/2096—Arrangements for directly or externally modulating an optical carrier
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L27/00—Modulated-carrier systems
    • H04L27/26—Systems using multi-frequency codes
    • H04L27/2601—Multicarrier modulation systems
    • H04L27/2626—Arrangements specific to the transmitter only
    • H04L27/2627—Modulators
    • H04L27/2628—Inverse Fourier transform modulators, e.g. inverse fast Fourier transform [IFFT] or inverse discrete Fourier transform [IDFT] modulators
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L27/00—Modulated-carrier systems
    • H04L27/26—Systems using multi-frequency codes
    • H04L27/2601—Multicarrier modulation systems
    • H04L27/2626—Arrangements specific to the transmitter only
    • H04L27/2627—Modulators
    • H04L27/2637—Modulators with direct modulation of individual subcarriers
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L27/00—Modulated-carrier systems
    • H04L27/26—Systems using multi-frequency codes
    • H04L27/2601—Multicarrier modulation systems
    • H04L27/2647—Arrangements specific to the receiver only
    • H04L27/2649—Demodulators
    • H04L27/265—Fourier transform demodulators, e.g. fast Fourier transform [FFT] or discrete Fourier transform [DFT] demodulators
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L27/00—Modulated-carrier systems
    • H04L27/26—Systems using multi-frequency codes
    • H04L27/2601—Multicarrier modulation systems
    • H04L27/2647—Arrangements specific to the receiver only
    • H04L27/2649—Demodulators
    • H04L27/2653—Demodulators with direct demodulation of individual subcarriers
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L5/00—Arrangements affording multiple use of the transmission path
    • H04L5/0001—Arrangements for dividing the transmission path
    • H04L5/0003—Two-dimensional division
    • H04L5/0005—Time-frequency
    • H04L5/0007—Time-frequency the frequencies being orthogonal, e.g. OFDM(A), DMT

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Discrete Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Optical Communication System (AREA)

Abstract

본 발명은 광 직교 주파수 분할 다중(Orthogonal Frequency Division Multiplexing, 이하 "OFDM"이라고 함) 통신을 위한 전광 이산/역 이산 퓨리에 변환장치 및 그 방법, 그리고 이를 포함한 송수신장치에 관한 것으로, 부반송파의 광 주파수 수에 상응하는 N개의 입력부로부터 전송된 각 부반송파 신호를 각각 분할하기 위한 N개의 1:N 분배기; 각 1:N 분배기로부터 분할된 신호들의 위상 변이를 수행하기 위한 위상 쉬프트 지연 어레이모듈; 상기 위상 쉬프트 지연 어레이모듈로부터 출력된 신호들을 역 분할하기 위한 N개의 N:1 파워커플러; 각 N:1 파워커플러로부터 역 분할된 광 OFDM 심벌의 시간 지연을 수행하기 위한 시간 지연 어레이모듈; 및 상기 시간 지연 어레이모듈로부터 출력된 신호들을 역 분할하기 위한 N:1 파워커플러를 포함함으로써, 기존의 고속 퓨리에 변환(FFT)에서 필요한 광 파장의 전기적 파장 변환, 전기적 파장의 광 파장 변환 단계를 생략할 수 있으며, 광 OFDM 전송을 통해 전자소자, 광전자소자의 속도 한계 이상의 고속 광 전송이 가능한 효과가 있다.
전광 이산 퓨리에 변환, 전광 역 이산 퓨리에 변환, 광 직교 주파수 분할

Description

광 ＯＦＤＭ 통신을 위한 전광 이산/역 이산 퓨리에 변환장치 및 그 방법과 이를 포함한 송수신장치{ALL OPTICAL FORWARD/INVERSE DISCRETE FOURIER TRANSFORM APPARATUS AND METHOD FOR OPTICAL OFDM TRANSMISSION AND TRANSCEIVER HAVING THE SAME}
본 발명은 광 직교 주파수 분할 다중(Orthogonal Frequency Division Multiplexing, 이하 "OFDM"이라고 함) 통신을 위한 전광 이산/역 이산 퓨리에 변환장치 및 그 방법과 이를 포함한 송수신장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 광 OFDM 통신 시스템의 송신단에서 광 OFDM 심벌(Symbol)을 광학적으로(Optically) 생성하고, 수신단에서 역다중화 처리할 수 있도록 한 광 OFDM 통신을 위한 전광 이산/역 이산 퓨리에 변환장치 및 그 방법과 이를 포함한 송수신장치에 관한 것이다.
일반적으로, 고속 퓨리에 변환(Fast Fourier Transform, 이하 "FFT"라고 함)은 N개의 시간 영역의 샘플 포인트를 대응하는 N개의 주파수 영역의 샘플 포인트로 변환하는 디지털 신호 처리에 사용되는 알고리즘이다.
OFDM 방식은 전송하려는 데이터를 여러 개로 나누어 변조하고, 변조된 데이터를 병렬로 전송하는 다중 반송파 기술이다. 부반송파(Subcarrier)는 이산 퓨리에 변환장치(Discrete Fourier Transform, 이하 "DFT"라고 함)를 이용하여 얻어진다.
도 1은 기존 광 통신 시스템에서 OFDM 심벌을 생성 및 처리하는 종래의 시스템을 나타낸 블록 구성도이다.
도 1을 참조하면, OFDM 심벌은 일렉트로닉 인버스(Electronic Inverse) FFT에 의해 생성된다. 인버스(Inverse) FFT는 낮은 속도의 데이터를 직교 주파수 성분으로 정의되는 다중 반송파로 다중화하기 위하여 사용된다.
즉, 수신기(Receiver)에서 포토디텍터(Photodetector)가 수신된 광 OFDM 심벌을 일렉트로닉(Electronic) FFT를 위해 그에 상응하는 일렉트릭 웨이브폼(Electrical waveform)으로 바꾼다. FFT의 결과는 각 반송파에서 전송된 데이터를 나타낸다.
그러나, 기존 시스템의 경우 OFDM 심벌을 처리 및 생성하기 위해서 전기적 신호를 광 신호로 변환하고, 다시 광 신호를 전기적 신호로 변환해야 하는 과정이 필요하다. 이는 광 통신 시스템의 성능을 제한시키는 문제점이 있다.
본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 광 OFDM 심벌의 생성 및 처리를 신호의 광, 전기적 변환이 필요한 일렉트로닉(Electronic) 고속 퓨리에 변환(FFT)을 사용하지 않고, 광 OFDM 통신 시스템의 송신단에서 광 OFDM 심벌을 광학적으로(Optically) 생성하고, 수신단에서 역다중화 처리할 수 있도록 한 광 OFDM 통신을 위한 전광 이산/역 이산 퓨리에 변환장치 및 그 방법, 그리고 이를 포함한 송수신장치를 제공하는데 있다.
본 발명은 다른 목적은 기존의 광 통신 시스템보다 더 높은 주파수 효율성(spectral efficiency)을 얻을 수 있는 광 OFDM 통신을 위한 전광 이산/역 이산 퓨리에 변환장치 및 그 방법과 이를 포함한 송수신장치를 제공하는데 있다.
전술한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 제1 측면은, 부반송파의 광 주파수 수에 상응하는 N개의 입력부로부터 전송된 각 부반송파 신호를 각각 분할하기 위한 N개의 1:N 분배기; 각 1:N 분배기로부터 분할된 신호들의 위상 변이를 수행하기 위한 위상 쉬프트 지연 어레이모듈; 상기 위상 쉬프트 지연 어레이모듈로부터 출력된 신호들을 역 분할하기 위한 N개의 N:1 파워커플러; 각 N:1 파워커플러로부터 역 분할된 광 OFDM 심벌의 시간 지연을 수행하기 위한 시간 지연 어레이모듈; 및 상기 시간 지연 어레이모듈로부터 출력된 신호들을 역 분할하기 위한 N:1 파워커플러를 포함하는 광 OFDM 통신을 위한 전광 역 이산 퓨리에 변환장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 제2 측면은, 입력되는 광 OFDM 심벌을 N개로 분할하기 위한 1:N 분배기; 상기 1:N 분배기로부터 각각 분할된 신호들의 시간 지연을 수행하기 위한 시간 지연 어레이모듈; 상기 시간 지연 어레이모듈로부터 출력된 각각의 신호들을 분할하기 위한 N개의 1:N 분배기; 각 1:N 분배기로부터 분할된 신호들의 위상 변이를 수행하기 위한 위상 쉬프트 지연 어레이모듈; 및 상기 위상 쉬프트 지연 어레이모듈로부터 출력된 신호들을 역 분할하기 위한 N개의 N:1 파워커플러를 포함하는 광 OFDM 통신을 위한 전광 이산 퓨리에 변환장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 제3 측면은, 광 직교 주파수 분할 다중(OFDM) 접속방식 시스템에서 광 데이터 전송을 위한 송신장치에 있어서, 특정의 광 스펙트럼 및 펄스폭을 갖는 광 데이터를 출력하는 펄스 발생기; 상기 펄스 발생기로부터 출력된 광 데이터를 N개로 분할하는 1:N 분배기; 상기 1:N 분배기로부터 분할된 각 광 데이터를 부반송파에 실어 변조하는 N개의 변조기; 및 각 변조기로부터 변조된 부반송파 광 데이터들에 대해 광학적으로 역 이산 퓨리에 변환을 수행하여 광 OFDM 심벌을 생성하는 전광 역 이산 퓨리에 변환장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 광 OFDM 통신을 위한 송신장치를 제공하는 것이다.
여기서, 직렬로 입력되는 광 OFDM 변조 신호를 수신 받아 병렬로 변환하여 각 변조기로 출력하는 직병렬변환기가 더 포함됨이 바람직하다.
바람직하게, 상기 1:N 분배기와 각 변조기 사이에 연결되며, 각 부반송파의 성능을 평활화하기 위해 부반송파의 위상과 진폭을 다르게 조절하기 위한 프리엠퍼시스(pre-emphasis) 제어모듈이 더 포함될 수 있다.
바람직하게, 상기 펄스 발생기로부터 출력된 펄스 스펙트럼의 모양은 가우시안 형태로 이루어질 수 있다.
바람직하게, 상기 전광 역 이산 퓨리에 변환장치는, 부반송파의 광 주파수 수에 상응하는 N개의 입력부로부터 전송된 각 부반송파 신호를 각각 분할하기 위한 N개의 1:N 분배기; 각 1:N 분배기로부터 분할된 신호들의 위상 변이를 수행하기 위 한 위상 쉬프트 지연 어레이모듈; 상기 위상 쉬프트 지연 어레이모듈로부터 출력된 신호들을 역 분할하기 위한 N개의 N:1 파워커플러; 각 N:1 파워커플러로부터 역 분할된 광 OFDM 심벌의 시간 지연을 수행하기 위한 시간 지연 어레이모듈; 및 상기 시간 지연 어레이모듈로부터 출력된 신호들을 역 분할하기 위한 N:1 파워커플러를 포함할 수 있다.
본 발명의 제4 측면은, 광 직교 주파수 분할 다중(OFDM) 접속방식 시스템에서 광 데이터 전송을 위한 수신장치에 있어서, 입력되는 광 OFDM 심벌들에 대해 광학적으로 이산 퓨리에 변환을 수행하여 역 다중화 처리하는 전광 이산 퓨리에 변환장치; 상기 전광 이산 퓨리에 변환장치로부터 역 다중화된 광 OFDM 심벌들에 대해 특정의 광 스펙트럼 및 펄스폭을 갖는 광 데이터로 병렬 출력하는 N개의 펄스 발생기; 각 펄스 발생기로부터 병렬 출력된 광 데이터를 전기적 데이터로 변환하는 N개의 포토다이오드; 및 각 포토다이오드로부터 변환된 전기적 데이터를 병렬로 입력받아 하나의 직렬 데이터로 변환하는 직렬변환기를 포함하는 것을 특징으로 하는 광 OFDM 통신을 위한 수신장치를 제공하는 것이다.
여기서, 상기 전광 이산 퓨리에 변환장치는, 입력되는 광 OFDM 심벌을 N개로 분할하기 위한 1:N 분배기; 상기 1:N 분배기로부터 각각 분할된 신호들의 시간 지연을 수행하기 위한 시간 지연 어레이모듈; 상기 시간 지연 어레이모듈로부터 출력된 각각의 신호들을 분할하기 위한 N개의 1:N 분배기; 각 1:N 분배기로부터 분할된 신호들의 위상 변이를 수행하기 위한 위상 쉬프트 지연 어레이모듈; 및 상기 위상 쉬프트 지연 어레이모듈로부터 출력된 신호들을 역 분할하기 위한 N개의 N:1 파워 커플러를 포함함이 바람직하다.
바람직하게, 각 펄스 발생기로부터 출력된 펄스 스펙트럼의 모양은 가우시안 형태로 이루어질 수 있다.
본 발명의 제5 측면은, 광 직교 주파수 분할 다중(OFDM) 접속방식 시스템에서 광 데이터 전송을 위한 송수신장치에 있어서, 특정의 광 스펙트럼 및 펄스폭을 갖는 광 데이터를 출력하는 제1 펄스 발생기; 상기 제1 펄스 발생기로부터 출력된 광 데이터를 N개로 분할하는 1:N 분배기; 상기 1:N 분배기로부터 분할된 각 광 데이터를 부반송파에 실어 변조하는 N개의 변조기; 각 변조기로부터 변조된 부반송파 광 데이터들에 대해 광학적으로 역 이산 퓨리에 변환을 수행하여 광 OFDM 심벌을 생성하는 전광 역 이산 퓨리에 변환장치; 상기 전광 역 이산 퓨리에 변환장치로부터 생성된 광 OFDM 심벌들에 대해 광학적으로 이산 퓨리에 변환을 수행하여 역 다중화 처리하는 전광 이산 퓨리에 변환장치; 상기 전광 이산 퓨리에 변환장치로부터 역 다중화된 광 OFDM 심벌들에 대해 특정의 광 스펙트럼 및 펄스폭을 갖는 광 데이터로 병렬 출력하는 N개의 제2 펄스 발생기; 각 제2 펄스 발생기로부터 병렬 출력된 광 데이터를 전기적 데이터로 변환하는 N개의 포토다이오드; 및 상기 포토다이오드로부터 변환된 전기적 데이터를 병렬로 입력받아 하나의 직렬 데이터로 변환하는 직렬변환기를 포함하는 것을 특징으로 하는 광 OFDM 통신을 위한 송수신장치를 제공하는 것이다.
여기서, 직렬로 입력되는 광 OFDM 변조 신호를 수신 받아 병렬로 변환하여 각 변조기로 출력하는 직병렬변환기가 더 포함됨이 바람직하다.
바람직하게, 상기 1:N 분배기와 각 변조기 사이에 연결되며, 각 부반송파의 성능을 평활화하기 위해 부반송파의 위상과 진폭을 다르게 조절하기 위한 프리엠퍼시스(pre-emphasis) 제어모듈이 더 포함될 수 있다.
바람직하게, 상기 전광 역 이산 퓨리에 변환장치 및 상기 전광 이산 퓨리에 변환장치의 사이에 연결되며, 상기 전광 역 이산 퓨리에 변환장치로부터 생성된 광 OFDM 심벌들에 대해 불필요한 스펙트럼을 제거하기 위한 광 대역필터가 더 포함될 수 있다.
바람직하게, 상기 제1 및 제2 펄스 발생기로부터 출력된 펄스 스펙트럼의 모양은 가우시안 형태로 이루어질 수 있다.
바람직하게, 상기 전광 역 이산 퓨리에 변환장치는, 부반송파의 광 주파수 수에 상응하는 N개의 입력부로부터 전송된 각 부반송파 신호를 각각 분할하기 위한 N개의 1:N 분배기; 각 1:N 분배기로부터 분할된 신호들의 위상 변이를 수행하기 위한 위상 쉬프트 지연 어레이모듈; 상기 위상 쉬프트 지연 어레이모듈로부터 출력된 신호들을 역 분할하기 위한 N개의 N:1 파워커플러; 각 N:1 파워커플러로부터 역 분할된 광 OFDM 심벌의 시간 지연을 수행하기 위한 시간 지연 어레이모듈; 및 상기 시간 지연 어레이모듈로부터 출력된 신호들을 역 분할하기 위한 N:1 파워커플러를 포함할 수 있다.
바람직하게, 상기 전광 이산 퓨리에 변환장치는, 입력되는 광 OFDM 심벌을 N개로 분할하기 위한 1:N 분배기; 상기 1:N 분배기로부터 각각 분할된 신호들의 시간 지연을 수행하기 위한 시간 지연 어레이모듈; 상기 시간 지연 어레이모듈로부터 출력된 각각의 신호들을 분할하기 위한 N개의 1:N 분배기; 각 1:N 분배기로부터 분할된 신호들의 위상 변이를 수행하기 위한 위상 쉬프트 지연 어레이모듈; 및 상기 위상 쉬프트 지연 어레이모듈로부터 출력된 신호들을 역 분할하기 위한 N개의 N:1 파워커플러를 포함할 수 있다.
본 발명의 제6 측면은, (a) 부반송파의 광 주파수 수에 상응하는 N개의 입력부로부터 전송된 각 부반송파 신호를 각각 1:N으로 분할하는 단계; (b) 상기 각 1:N으로 분할된 신호들의 위상 변이를 수행하여 출력하는 단계; (c) 상기 단계(b)에서 출력된 각각의 신호들을 N:1로 역 분할하는 단계; (d) 상기 단계(c)에서 N:1로 역 분할된 광 OFDM 심벌의 시간 지연을 수행하여 출력하는 단계; 및 (e) 상기 단계(d)에서 출력된 신호들을 N:1로 역 분할하는 단계를 포함하는 광 OFDM 통신을 위한 전광 역 이산 퓨리에 변환방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 제7 측면은, (a') 입력되는 광 OFDM 심벌을 N개로 분할하는 단계; (b') 상기 N개로 분할된 신호들의 시간 지연을 수행하여 출력하는 단계; (c') 상기 단계(b')에서 출력된 각각의 신호들을 1:N으로 분할하는 단계; (d') 상기 단계(c')에서 1:N으로 분할된 신호들의 위상 변이를 수행하여 출력하는 단계; 및 (e') 상기 단계(d')에서 출력된 신호들을 N:1로 역 분할하는 단계를 포함하는 광 OFDM 통신을 위한 전광 이산 퓨리에 변환방법을 제공하는 것이다.
이상에서 설명한 바와 같은 본 발명의 광 OFDM 통신을 위한 전광 이산/역 이산 퓨리에 변환장치 및 그 방법, 그리고 이를 포함한 송수신장치에 따르면, 기존의 고속 퓨리에 변환(FFT)에서 필요한 광 파장의 전기적 파장 변환, 전기적 파장의 광 파장 변환 단계를 생략할 수 있으며, 광 OFDM 전송을 통해 전자소자, 광전자소자의 속도 한계 이상의 고속 광 전송이 가능하다. 일 예로 4x25 Gbps 광 데이터 전송 송신기와 수신기에 이용하면 100 Gbps OFDM에 필요한 전자소자, 광전자소자의 필요 대역폭을 약 25 Gbps로 경감할 수 있는 이점이 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 광 OFDM 4x25 Gbps 전송과 확장된(amplified) 전송 100 Gbps RZ(return to zero) 전송 성능을 비교해 보았을 경우, 광 OFDM 전송 시스템이 높은 스펙트럼 효율(spectral efficiency)을 갖는 이점이 있다.
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명한다. 그러나, 다음에 예시하는 본 발명의 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 다음에 상술하는 실시예에 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 실시예는 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위하여 제공되어지는 것이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전광 역 이산 퓨리에 변환장치를 설명하기 위한 개념도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 전광 역 이산 퓨리에 변환장치는, 크게 N개의 1:N 분배기(Splitter)(100a 내지 100n), 위상 쉬프트 지연 어레이모듈(200), N개의 N:1 파워커플러(Power Coupler)(300a 내지 300n), 시간 지연 어레이모듈(400) 및 N:1 파워커플러(500)를 포함하여 이루어진다.
여기서, N개의 1:N 분배기(100a 내지 100n)는 부반송파의 광 주파수(Optical Frequency) 수에 상응하는 N개의 입력부로부터 전송된 각 부반송파 신호를 각각 분할하는 기능을 수행한다.
위상 쉬프트 지연 어레이모듈(Phase Shift Delay Array Module)(200)은 각 1:N 분배기(100a 내지 100n)로부터 분할된 신호들의 위상 변이를 수행하는 역할을 한다.
N개의 N:1 파워커플러(300a 내지 300n)는 위상 쉬프트 지연 어레이모듈(200)로부터 출력된 신호들을 역 분할하는 기능을 수행한다.
시간 지연 어레이모듈(Delay Array Module)(400)은 각 N:1 파워커플러(300a 내지 300n)로부터 역 분할된 광 OFDM 심벌의 시간 지연을 수행하는 역할을 한다.
N:1 파워커플러(500)는 시간 지연 어레이모듈(400)로부터 출력된 신호들을 역 분할하는 기능을 수행한다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 적용된 파워커플러 또는 분배기(Power Coupler or Splitter)는 서로 병행하여 적용가능하다.
그리고, N-포인트 역 이산 퓨리에 변환(Inverse DFT)은 하기의 수학식 1로 정의된다.
Figure 112008063690231-pat00001
여기서, εm은 시간 도메인에서의 m번째 샘플을 나타낸다.
N-포인트 이산 퓨리에 변환(DFT)은 하기의 수학식 2로 정의된다.
Figure 112008063690231-pat00002
여기서, Ek는 주파수 도메인에서의 k번째 샘플을 나타낸다. 정수 값 N은 총 샘플들의 수를 나타내며, k와 m은 0보다 크거나 같고 N보다는 작다(0≤k,m＜N). 상응하는 시간과 주파수 위치(position)는 각각 하기의 수학식 3 및 수학식 4로 정의된다.
tm=mτ
ωk=kδ
여기서, τ, δ는 각각 시간과 주파수 도메인에서 샘플링 스페이스(sampling space)를 나타내며 하기의 수학식 5로 정의된다.
δτ=2π/N
그리고, 광회로 즉, 전광 역 이산 퓨리에 변환장치의 입력 신호인 ωk는 부반송파의 광 주파수이며, 이러한 광회로의 구현은 도 2에 도시된 바와 같이, 파워커플러 또는 분배기(Power Coupler or Splitter)를 통해서 나눠진 파워의 조합으로 인한 광 통로 길이 조정(Optical Path Length Adjustments)을 통한 위상 딜레이를 통해 이뤄진다.
전체적인 회로 구성은 각 통로(Path)마다 적절한 시간 딜레이와 상대적인 위상 조정(Phase Tuning)을 제외하고는 통상의 파장 분할 다중화기(Wavelength Division Multiplexer)와 흡사하다.
따라서, OFDM의 각 반송파들에 상응하는 모든 파장 요소들(Wavelength Components)은 하나의 출력 포트에서 직교하게(orthogonally) 다중화(multiplexed)되며 입력 포트의 주파수와 상응(Matched)되는 단 하나의 광 부반송파만 출력포트에서 보강간섭(constructive interference)을 가지게 된다. 반면에, 다른 모든 부반송파들은 출력포트에서 상쇄간섭(destructive interference)을 가지게 된다.
도 3a와 3b는 본 발명의 일 실시예에 따른 전광 이산 퓨리에 변환장치의 예를 설명하기 위한 개념도이다.
즉, 본 발명의 전광 이산 퓨리에 변환장치(Forward DFT)도 상기와 같은 방식으로 구성될 수 있다. 상기 전광 이산 퓨리에 변환장치(Forward DFT)는 위상 반정합(phase conjugation)을 제외하고는 음수(negative)의 위상 쉬프트 방향, 전광 역 이산 퓨리에 변환장치(Inverse DFT)와는 반대의 딜레이를 필요로 하는 역행불변성(retro-propagation invariant)이 있다.
도 3a를 참조하면, 본 발명의 전광 이산 퓨리에 변환장치(Forward DFT)는, 입력되는 광 OFDM 심벌을 N개로 분할하기 위한 1:N 분배기(Splitter)(500')와, 상기 1:N 분배기(500')로부터 각각 분할된 신호들의 시간 지연을 수행하기 위한 시간 지연 어레이모듈(Delay Array Module)(400')과, 상기 시간 지연 어레이모듈(400')로부터 출력된 각각의 신호들을 분할하기 위한 N개의 1:N 분배기(Splitter)(300a'~300n')와, 각 1:N 분배기(300a'~300n')로부터 분할된 신호들의 위상 변이를 수행하기 위한 위상 쉬프트 지연 어레이모듈(Phase Shift Delay Array Module)(200')과, 상기 위상 쉬프트 지연 어레이모듈(200')로부터 출력된 신호들을 역 분할하기 위한 N개의 N:1 파워커플러(power coupler)(100a'~100n')를 포함하여 구성될 수 있다. 신호 검출을 위한 스위치(SWa~SWn)는 상기 N:1 파워커플러(100a'~100n')와 출력단 사이에 각기 접속되어 신호검출 시 단락(on)되는데, 이들은 전광 이산 퓨리에 변환장치(Forward DFT)에 포함 될 수 있다.
도 3b를 참조하면, 또한 본 발명의 전광 이산 퓨리에 변환장치(Forward DFT)는 입력되는 광 OFDM 심벌을 N개로 분할하기 위한 1:N 분배기(Splitter)(500')와, 상기 1:N 분배기(500')로부터 각각 분할된 신호들의 시간 지연을 수행하기 위한 시간 지연 어레이모듈(Delay Array Module)(400')과, 상기 시간지연 어레이보듈(400')의 출력단에 각기 접속되어 신호 검출시 단락되는 신호 검출을 위한 스위치(SWa~SWn)와, 상기 스위치(SWa~SWn)를 각기 통해 출력되는 신호들을 분할하기 위한 N개의 1:N 분배기(Power Splitter)(300a'~300n')와, 상기 1:N 분배기(300a'~300n')로부터 각기 분할된 신호들의 위상 변이를 수행하기 위한 위상 쉬프트 지연 어레이모듈(200')과, 상기 위상 쉬프트 지연 어레이모듈(200')로부터 출력된 신호들을 역 분할하기 위한 N개의 N:1 파워커플러(power coupler)(100a'~100n')를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 스위치(SWa~SWn)에서 사용되는 검출 신호(detection pulse)의 길이는 입력 타임 도메인 샘플링 스페이스 τ와 비슷한 펄스폭을 갖도록 하는 것이 바람직하다.
한편, 전광 역 이산 퓨리에 변환장치(Inverse DFT)의 입력은 타임 도메인 샘플링 스페이스 τ와 비슷한 펄스폭을 갖는 레이져 펄스들을 통해서 생성된다. 이는 다른 광 반송파 주파수 입력 사이에서 디터미네스틱(deterministic)한 상대적인 위상 관계(phase relationship)을 구하기 위해서이다.
따라서, 프리엠퍼시스(Pre-emphasis), 파워 평활화(Power Equalization)와 같은 기존에 알려진 OFDM의 신호 최적화 기법을 이용하여 색분산누화 보정, 비선형누화 보정 기법을 이용할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 광 OFDM 통신을 위한 송수신장치를 설명하기 위한 개념도로서, 전술한 본 발명의 전광 이산/역 이산 퓨리에 변환장치를 사용한 100 Gbps 전송 응용(Application)을 설명하기 위한 개념도이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 광 OFDM 통신을 위한 송수신장치 즉, 100 Gbps 전송 시스템은 4x25 Gbps전송을 위한 송신기(Transmitter)(600)와 수신기(Receiver)(700)로 구성되어 있다.
여기서, 송신기(600)는 크게, 펄스 발생기(pulse carver)(610), 1:N 분배기(Splitter)(620), N개(N=4)의 변조기(Modulator, MOD)(630a 내지 630d) 및 전광 역 이산 퓨리에 변환장치(640)를 포함하여 이루어진다.
펄스 발생기(610)는 특정의 광 스펙트럼 및 펄스폭을 갖는 광 데이터를 출력 하는 기능을 수행하는 것으로서, 예컨대, cw(continuos-wave) 레이저다이오드(Laser Diode, LD)로부터 전자-흡수(electro-absorption) 변조기를 이용한 펄스 발생기(pulse carver)로는 160 GHz에서 3-dB 전폭(full width)의 광 스펙트럼을 갖고, 2.8 ps 3-dB 너비를 갖는 짧은 펄스를 생성한다. 이때, 펄스 스펙트럼 모양은 실용적인 어플리케이션 모델을 위해 대역폭의 너비가 충분히 큰 가우시안 형태로 이루어짐이 바람직하다.
1:N 분배기(620) 또는 파워커플러(power coupler)는 펄스 발생기(610)로부터 출력된 광 데이터를 N개(N=4)로 분할하는 기능을 수행한다.
N개(N=4)의 변조기(630a 내지 630d)는 1:N 분배기(620)로부터 분할된 각 광 데이터를 부반송파에 실어 변조하는 기능을 수행한다.
전광 역 이산 퓨리에 변환장치(640)는 각 변조기(630a 내지 630d)로부터 변조된 부반송파 광 데이터들에 대해 광학적으로 역 이산 퓨리에 변환을 수행하여 광 OFDM 심벌을 생성하는 기능을 수행하는 것으로서, 이에 대한 상세한 설명은 도 2를 참조하기로 한다.
이와 같이 구성된 송신기(600)에서 출력된 펄스들은 1:N 분배기(620) 또는 파워커플러(power coupler)를 통해 4개의 25 Gbps 변조기(630a 내지 630d)로 입력되며, 변조된 펄스 데이터는 전광 역 이산 퓨리에 변환장치(640)의 반송파 입력 포트에 입력된다.
한편, 광 DFT 내의 위상 변이(phase shift)들은 가장 낮은 광 부반송파가 아닌 광 반송파의 미드 포인트 주파수(midpoint frequency)에 의해 기준 이(referenced) 되어 진다. 즉, 광 반송파의 미드 포인트(midpoint frequency)는 fc로 정의되며, fc는 cw 레이저다이오드(LD)의 파장(wavelength)에 상응한다.
추가적으로, 직렬로 입력되는 광 OFDM 변조 신호(100 Gbps)를 수신 받아 병렬로 변환하여 각 변조기(630a 내지 630d)로 출력하는 직병렬변환기(De-serializer)(650)가 더 포함될 수 있다.
또한, 1:N 분배기(629)와 각 변조기(630a 내지 630d) 사이에 연결되어 있으며, 각 부반송파의 성능을 평활화(equalize)하기 위해 부반송파의 위상(phase)과 진폭(amplitude)을 다르게 조절하기 위한 프리엠퍼시스 제어모듈(pre-emphasis control module)(660)이 더 포함될 수 있다.
그리고, 수신기(700)는 입력되는 광 OFDM 심벌들에 대해 광학적으로 이산 퓨리에 변환을 수행하여 역 다중화 처리하는 전광 이산 퓨리에 변환장치(710)와, 전광 이산 퓨리에 변환장치(710)로부터 역 다중화된 광 OFDM 심벌들에 대해 특정의 광 스펙트럼 및 펄스폭을 갖는 광 데이터로 병렬 출력하는 N개(N=4)의 펄스 발생기(720a 내지 720d)와, 각 펄스 발생기(720a 내지 720d)로부터 병렬 출력된 광 데이터를 전기적 데이터로 변환하는 N개(N=4)의 포토다이오드(Photodiode, PD)(730a 내지 730d)와, 각 포토다이오드(730a 내지 730d)로부터 변환된 전기적 데이터를 병렬로 입력받아 하나의 직렬 데이터로 변환하는 직렬변환기(Serializer)(740)로 구성되어 있다.
더욱이, 전광 역 이산 퓨리에 변환장치(640) 및 전광 이산 퓨리에 변환장 치(710)의 사이에 연결되며, 전광 역 이산 퓨리에 변환장치(640)로부터 생성된 광 OFDM 심벌들에 대해 불필요한 스펙트럼을 제거하기 위한 광 대역필터(Optical bandpass filter)(800)가 더 포함될 수 있다.
도 5a는 본 발명의 일 실시예에 따른 광 OFDM 전송 시스템의 파워 스펙트럼 밀도(power spectral density)를 나타낸 그래프로서, 도 4의 광 OFDM 통신을 위한 송신기(600) 구조에서 광 반송파 주파수들의 파워 스펙트럼 밀도(power spectral density)를 나타낸 그래프이다.
도 4 및 도 5a를 참조하면, OFDM 송신기(600) 구조에서의 파워 스펙트럼 밀도는 각 광 반송파 주파수 25 GHz 중간 부분에서 임펄스(impulse) 특징을 나타내며, 상측 부분의 실선 커브는 전형적인 OFDM 송신기(Transmitter)의 출력 파워 스펙트럼 밀도를 나타낸다.
이 일예에서는 톤 포지션(tone position)들은 부반송파들의 포지션들과 맞지 않으며, 데이터 정보는 하측 부분의 파워 스펙트럼 밀도 데이터가 가리키는 톤(tone)들 중에서 변조(modulated) 된다.
즉, 하측 부분의 굵은 점선과 얇은 점선 커브들은 각 홀수 채널 주파수 f1, f3 나 짝수 채널 주파수 f2, f4 들이 선택적으로 다중화 되었을 때의 파워 스펙트럼 밀도를 나타내며, f1, f2, f3, f4 들은 부반송파 디튜닝 주파수(subcarrier detuning frequency)로 불리우며, -37.5, -12.5, +12.5, 37.5 GHz에 각각 위치한다.
이 일예에서는 모든 부반송파들이 사용될 경우 전광 역 이산 퓨리에 변환장 치(Inverse DFT)(640)에서 광 반송파는 억압(suppressed)되며, 전광 역 이산 퓨리에 변환장치(Inverse DFT)(640)의 출력은 불필요한 스펙트럼을 제거하기 위해 광 대역필터(Optical bandpass filter)(800)에 입력된다. 이 필터의 함수는 일예로 160 GHz 3-dB 전폭 4차 슈퍼 가우시안(forth-order super gaussian with 3-dB full width of 160 GHz)이다.
도 5b는 본 발명의 일 실시예에 따른 광 OFDM 전송 시스템의 광 파형(optical waveform) 나타낸 그래프이다.
도 4 및 도 5b를 참조하면, 상측 부분의 파형은 전광 역 이산 퓨리에 변환장치(Inverse DFT)(640)로부터 출력된 광 OFDM 심벌을 나타낸 것으로, 이 도식(diagram)은 다양한 데이터 변조(modulation) 종류들이 겹쳐진 모습을 나타내며, 광 OFDM 심벌은 심벌 주기(symbol period)가 40 ps인데 반에 10-ps 특성(feature)들로 이루어져 있다.
펄스 분배기(splitter) 즉, 1:N 분배기(620)와 전광 역 이산 퓨리에 변환장치(Inverse DFT)(640)사이의 프리엠퍼시스 제어모듈(pre-emphasis control module)(660)은 수신기(700)에서 각 부반송파의 성능을 평활화(equalize)하기 위해 부반송파의 위상(phase)과 진폭(amplitude)을 다르게 조절할 수 있다.
상기의 송신기(600) 모델에서 프리엠페시스의 일례로 부반송파 디튜닝 주파수(subcarrier detuning frequency) f1, f2, f3, f4를 위해 {-1.3, -1, +1, +1.3}의 프리엠퍼시스(pre-emphasis) 값이 선택되었다. 이 값들은 광 증폭기 잡음(optical amplifier noise)과 부반송파들의 누화 페널티(crosstalk penalty)로부터 수신기(700)의 성능을 평활화(equalize)시킨다.
상기 프리엠퍼시스(pre-emphasis) 값들의 부호들을 다르게 할 수록 OFDM 심벌 파형(waveform)은 바뀌며 같은 부호들의 프리엠퍼시스(pre-pmphasis) 값들은 OFDM 심벌 파형의 중간에 싱글 스트롱 피크(single strong peak)를 생성한다.
도 5b의 OFDM 심벌 디아그램은 20과 60 ps 위치한 곳에서 널(null)값과 인접 10 ps 부분에서 피크 파워(peak power)가 펴지는(spreading) 것을 보여준다. 최적화된(optimized) 프리엠퍼시스(pre-emphasis) 값은 비선형 임페어먼트(nonlinearity impairment)를 줄인다.
도 5b의 하측 부분은 수신기(700)에서 전광 이산 퓨리에 변환장치(Forward DFT)(710)에 의해서 역 다중화(demultiplexed)된 광 OFDM 심벌을 나타내는 그래프이다.
도 5b의 하측 부분을 참조하면, 선명한 눈 열림(eye-opening)들이 심벌 주기(period) 중간에서 나타나며, 데이터 정보가 작은 윈도우 시간인(narrow time window) 10 ps 내에서 받아진다.
또한 수신기(700)에서 전광 이산 퓨리에 변환장치(Forward DFT)는 도 3b와 같이 구성될 수 있다.
도 5c는 본 발명의 일 실시예에 따른 도 3b로 구성된 전광 이산 퓨리에 변환장치(Forward DFT)에 의해서 역 다중화(demultiplexed)된 광 OFDM 심벌을 나타내는 그래프이다.
도 5c를 참조하면, 상측 부분의 파형은 전광 역 이산 퓨리에 변환장치(Inverse DFT)(640)로부터 출력된 광 OFDM 심벌을 나타낸 것으로, 도 5a와 같은 특성을 나타낸다.
도 5c의 하측 부분을 참조하면, 20과 60 ps 위치한 곳에서 검출(detection)된 광 OFDM 심벌들이 나타난다. 도 3b의 전광 이산 퓨리에 변환장치(Forward FDT) 내의 검출기는(detector)는 광 OFDM 심벌의 검출을 수행한다.
이산 퓨리에 변환장치(Forward DFT)(710)에서 시간 도메인 파형(time domain waveform)들은 샘플링 포인트(sampling points)에서만 의미 있는 값을 갖는다. 이를 이용하기 위해서 25 GHz에서 반복(repeating)하는 전자-흡수(electro-absorption) 변조기 펄스 발생기(electro-absorption modulator pulse carver) 즉, 펄스 발생기(pulse carver)(720a 내지 720d)가 파형(waveform)을 RZ(Return to Zero)로 바꾸기 위해 모든 부반송파 출력에서 사용된다.
펄스 발생기(720a 내지 720d)의 너비(width)는 8.8ps이다. RZ 광 데이터(data)들은 18 GHz 3-dB 대역폭(bandwidth)을 갖는 포토다이오드(Photodiode)(730a 내지 730d)에 의해 전기적(electrical) 데이터로 변환된다. 이 어플리케이션에서 사용되는 일렉트로닉 요소들은(electronic components)들은 25 GHz 미만의 대역폭을 갖는다.
도 6a는 본 발명의 일 실시예에 따른 4x25 Gbps 광 OFDM 전송 시스템과 싱글 채널(single-channel) 100 Gbps RZ 시스템의 파워 스펙트럼 밀도(power spectral density)의 비교를 위한 그래프로서, 프리엠퍼시스(pre-emphasis)를 사용한 OFDM 전송의 PSD 스펙트럼의 슬로프(slope)는 상대적으로 평평(flat)하며, 약 50 GHz 내외에서는 급격한 감소한다. 약 30％ 듀티비(duty ratio)를 갖는 RZ 전송의 데이터 스펙트럼은 완만하게 감소하여 ㅁ50 GHz 보다 더 멀리 뻗는다.
도 6a를 참조하면, 광 OFDM 전송은 두 배 혹은 더 높은 스펙트럼 효율성(spectral efficiency)을 가지고 있다. 스펙트럼 데이터에는 0.1nm 리솔루션(resolution), 20dB 광신호대잡음비(Optical Signal To Noise Ratio)에 상응하는 자연증폭방출(mplified spontaneous emission, ASE)값이 사용되었다.
도 6b는 본 발명의 일 실시예에 따른 4x25 Gbps 광 OFDM 전송 시스템과 싱글 채널 100 Gbps RZ 시스템의 Q factor 성능 대비 OSNR 비교를 위한 그래프이다.
도 6b를 참조하면, "OSNR-limited performace regime"이라 불리는 낮은 OSNR 리미트(lower OSNR limit)에서는 OFDM과 RZ 전송 모두 비슷한 성능을 보인다. 자연증폭방출로부터 임팩트(impact)가 적을수록, OFDM 부반송파 사이의 누수 페널티(crosstalk penalty)는 같은 싱글 채널 RZ 전송보다 명백해진다. 8.5dB의 Q factor에서, 광 OFDM는 1.4dB OSNR 페널티가 있다. 인접 부반송파들이 없어질수록 패널티는 감소한다.
전술한 본 발명에 따른 광 OFDM 통신을 위한 전광 이산/역 이산 퓨리에 변환장치 및 그 방법, 그리고 이를 포함한 송수신장치에 대한 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명에 속한다.
도 1은 기존 광 통신 시스템에서 OFDM 심벌을 생성 및 처리하는 종래의 시스템을 나타낸 블록 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전광 역 이산 퓨리에 변환장치를 설명하기 위한 개념도이다
도 3a는 본 발명의 일 실시예에 따른 전광 이산 퓨리에 변환장치의 예를 설명하기 위한 개념도이다.
도 3b는 본 발명의 일 실시예에 따른 전광 이산 퓨리에 변환장치의 예를 설명하기 위한 개념도이다.
도 4은 본 발명의 일 실시예에 따른 광 OFDM 통신을 위한 송수신장치를 설명하기 위한 개념도이다.
도 5a는 본 발명의 일 실시예에 따른 광 OFDM 전송 시스템의 파워 스펙트럼 밀도(power spectral density)를 나타낸 그래프이다.
도 5b는 본 발명의 일 실시예에 따른 광 OFDM 전송 시스템의 광 파형(optical waveform)을 나타낸 그래프이다.
도 5c는 본 발명의 일 실시예에 따른 광 OFDM 정손 시스템의 광 파형(optical waveform)을 나타낸 그래프이다.
도 6a는 본 발명의 일 실시예에 따른 4x25 Gbps 광 OFDM 전송 시스템과 싱글 채널 100 Gbps RZ 시스템의 파워 스펙트럼 밀도(power spectral density)의 비교를 위한 그래프이다.
도 6b는 본 발명의 일 실시예에 따른 4x25 Gbps 광 OFDM 전송 시스템과 싱글 채널 100 Gbps RZ 시스템의 Q factor 성능 대비 OSNR 비교를 위한 그래프이다.

Claims (21)

  1. 부반송파의 광 주파수 수에 상응하는 N개의 입력부로부터 전송된 각 부반송파 신호를 각각 분할하기 위한 N개의 1:N 분배기;
    각 1:N 분배기로부터 분할된 신호들의 위상 변이를 수행하기 위한 위상 쉬프트 지연 어레이모듈;
    상기 위상 쉬프트 지연 어레이모듈로부터 출력된 신호들을 역 분할하기 위한 N개의 N:1 파워커플러;
    각 N:1 파워커플러로부터 역 분할된 광 OFDM 심벌의 시간 지연을 수행하기 위한 시간 지연 어레이모듈; 및
    상기 시간 지연 어레이모듈로부터 출력된 신호들을 역 분할하기 위한 N:1 파워커플러를 포함하여 구성한 것을 특징으로 하는 광 OFDM 통신을 위한 전광 역 이산 퓨리에 변환장치.
  2. 입력되는 광 OFDM 심벌을 N개로 분할하기 위한 1:N 분배기;
    상기 1:N 분배기로부터 각각 분할된 신호들의 시간 지연을 수행하기 위한 시간 지연 어레이모듈;
    상기 시간 지연 어레이모듈로부터 출력된 각각의 신호들을 분할하기 위한 N개의 1:N 분배기;
    각 1:N 분배기로부터 분할된 신호들의 위상 변이를 수행하기 위한 위상 쉬프 트 지연 어레이모듈; 및
    상기 위상 쉬프트 지연 어레이모듈로부터 출력된 신호들을 역 분할하기 위한 N개의 N:1 파워커플러를 포함하여 구성한 것을 특징으로 하는 광 OFDM 통신을 위한 전광 이산 퓨리에 변환장치.
  3. 제2항에 있어서, 시간 지연 어레이모듈의 출력단과 1:N 분배기의 사이 또는 N:1 파워커플러의 출력단과 최종 출력단의 사이에 복수개의 스위치들을 각각 포함시켜 구성된 것을 특징으로 하는 광 OFDM 통신을 위한 전광 이산 퓨리에 변환장치.
  4. 제3항에 있어서, N:1 파워커플러의 출력단과 최종 출력단의 사이에 설치된 스위치들은 신호 검출시 입력 타임 도메인 샘플링 스페이스(τ) 동안 단락되도록 구성된 것을 특징으로 하는 광 OFDM 통신을 위한 전광 이산 퓨리에 변환장치.
  5. 광 직교 주파수 분할 다중(OFDM) 접속방식 시스템에서 광 데이터 전송을 위한 송신장치에 있어서,
    특정의 광 스펙트럼 및 펄스폭을 갖는 광 데이터를 출력하는 펄스 발생기;
    상기 펄스 발생기로부터 출력된 광 데이터를 N개로 분할하는 1:N 분배기;
    상기 1:N 분배기로부터 분할된 각 광 데이터를 부반송파에 실어 변조하는 N개의 변조기; 및
    각 변조기로부터 변조된 부반송파 광 데이터들에 대해 광학적으로 역 이산 퓨리에 변환을 수행하여 광 OFDM 심벌을 생성하는 전광 역 이산 퓨리에 변환장치를 포함하여 구성한 것을 특징으로 하는 광 OFDM 통신을 위한 송신장치.
  6. 제5 항에 있어서,
    직렬로 입력되는 광 OFDM 변조 신호를 수신 받아 병렬로 변환하여 각 변조기로 출력하는 직병렬변환기가 더 포함되어 구성된 것을 특징으로 하는 광 OFDM 통신을 위한 송신장치.
  7. 제5 항에 있어서,
    상기 1:N 분배기와 각 변조기 사이에 연결되며, 각 부반송파의 성능을 평활화하기 위해 부반송파의 위상과 진폭을 다르게 조절하기 위한 프리엠퍼시스(pre-emphasis) 제어모듈이 더 포함되어 구성된 것을 특징으로 하는 광 OFDM 통신을 위한 송신장치.
  8. 제5 항에 있어서,
    상기 펄스 발생기로부터 출력된 펄스 스펙트럼의 모양은 가우시안 형태로 이루어진 것을 특징으로 하는 광 OFDM 통신을 위한 송신장치.
  9. 제5 항에 있어서,
    상기 전광 역 이산 퓨리에 변환장치는,
    부반송파의 광 주파수 수에 상응하는 N개의 입력부로부터 전송된 각 부반송파 신호를 각각 분할하기 위한 N개의 1:N 분배기;
    각 1:N 분배기로부터 분할된 신호들의 위상 변이를 수행하기 위한 위상 쉬프트 지연 어레이모듈;
    상기 위상 쉬프트 지연 어레이모듈로부터 출력된 신호들을 역 분할하기 위한 N개의 N:1 파워커플러;
    각 N:1 파워커플러로부터 역 분할된 광 OFDM 심벌의 시간 지연을 수행하기 위한 시간 지연 어레이모듈; 및
    상기 시간 지연 어레이모듈로부터 출력된 신호들을 역 분할하기 위한 N:1 파워커플러를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 광 OFDM 통신을 위한 송신장치.
  10. 광 직교 주파수 분할 다중(OFDM) 접속방식 시스템에서 광 데이터 전송을 위한 수신장치에 있어서,
    입력되는 광 OFDM 심벌들에 대해 광학적으로 이산 퓨리에 변환을 수행하여 역 다중화 처리하는 전광 이산 퓨리에 변환장치;
    상기 전광 이산 퓨리에 변환장치로부터 역 다중화된 광 OFDM 심벌들에 대해 특정의 광 스펙트럼 및 펄스폭을 갖는 광 데이터로 병렬 출력하는 N개의 펄스 발생기;
    각 펄스 발생기로부터 병렬 출력된 광 데이터를 전기적 데이터로 변환하는 N개의 포토다이오드; 및
    각 포토다이오드로부터 변환된 전기적 데이터를 병렬로 입력받아 하나의 직렬 데이터로 변환하는 직렬변환기를 포함하여 구성한 것을 특징으로 하는 광 OFDM 통신을 위한 수신장치.
  11. 제10 항에 있어서,
    상기 전광 이산 퓨리에 변환장치는,
    입력되는 광 OFDM 심벌을 N개로 분할하기 위한 1:N 분배기;
    상기 1:N 분배기로부터 각각 분할된 신호들의 시간 지연을 수행하기 위한 시간 지연 어레이모듈;
    상기 시간 지연 어레이모듈로부터 출력된 각각의 신호들을 분할하기 위한 N개의 1:N 분배기;
    각 1:N 분배기로부터 분할된 신호들의 위상 변이를 수행하기 위한 위상 쉬프트 지연 어레이모듈; 및
    상기 위상 쉬프트 지연 어레이모듈로부터 출력된 신호들을 역 분할하기 위한 N개의 N:1 파워커플러를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 광 OFDM 통신을 위한 수신장치.
  12. 제11 항에 있어서,
    각 펄스 발생기로부터 출력된 펄스 스펙트럼의 모양은 가우시안 형태로 이루어진 것을 특징으로 하는 광 OFDM 통신을 위한 수신장치.
  13. 광 직교 주파수 분할 다중(OFDM) 접속방식 시스템에서 광 데이터 전송을 위한 송수신장치에 있어서,
    특정의 광 스펙트럼 및 펄스폭을 갖는 광 데이터를 출력하는 제1 펄스 발생기;
    상기 제1 펄스 발생기로부터 출력된 광 데이터를 N개로 분할하는 1:N 분배기;
    상기 1:N 분배기로부터 분할된 각 광 데이터를 부반송파에 실어 변조하는 N개의 변조기;
    각 변조기로부터 변조된 부반송파 광 데이터들에 대해 광학적으로 역 이산 퓨리에 변환을 수행하여 광 OFDM 심벌을 생성하는 전광 역 이산 퓨리에 변환장치;
    상기 전광 역 이산 퓨리에 변환장치로부터 생성된 광 OFDM 심벌들에 대해 광학적으로 이산 퓨리에 변환을 수행하여 역 다중화 처리하는 전광 이산 퓨리에 변환장치;
    상기 전광 이산 퓨리에 변환장치로부터 역 다중화된 광 OFDM 심벌들에 대해 특정의 광 스펙트럼 및 펄스폭을 갖는 광 데이터로 병렬 출력하는 N개의 제2 펄스 발생기;
    각 제2 펄스 발생기로부터 병렬 출력된 광 데이터를 전기적 데이터로 변환하는 N개의 포토다이오드; 및
    상기 포토다이오드로부터 변환된 전기적 데이터를 병렬로 입력받아 하나의 직렬 데이터로 변환하는 직렬변환기를 포함하여 구성한 것을 특징으로 하는 광 OFDM 통신을 위한 송수신장치.
  14. 제13 항에 있어서,
    직렬로 입력되는 광 OFDM 변조 신호를 수신 받아 병렬로 변환하여 각 변조기로 출력하는 직병렬변환기가 더 포함되어 구성된 것을 특징으로 하는 광 OFDM 통신을 위한 송수신장치.
  15. 제13 항에 있어서,
    상기 1:N 분배기와 각 변조기 사이에 연결되며, 각 부반송파의 성능을 평활화하기 위해 부반송파의 위상과 진폭을 다르게 조절하기 위한 프리엠퍼시스(pre-emphasis) 제어모듈이 더 포함되어 구성된 것을 특징으로 하는 광 OFDM 통신을 위한 송수신장치.
  16. 제13 항에 있어서,
    상기 전광 역 이산 퓨리에 변환장치 및 상기 전광 이산 퓨리에 변환장치의 사이에 연결되며, 상기 전광 역 이산 퓨리에 변환장치로부터 생성된 광 OFDM 심벌들에 대해 불필요한 스펙트럼을 제거하기 위한 광 대역필터가 더 포함되어 구성된 것을 특징으로 하는 광 OFDM 통신을 위한 송수신장치.
  17. 제13 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 펄스 발생기로부터 출력된 펄스 스펙트럼의 모양은 가우시안 형태로 이루어진 것을 특징으로 하는 광 OFDM 통신을 위한 송수신장치.
  18. 제13 항에 있어서,
    상기 전광 역 이산 퓨리에 변환장치는,
    부반송파의 광 주파수 수에 상응하는 N개의 입력부로부터 전송된 각 부반송파 신호를 각각 분할하기 위한 N개의 1:N 분배기;
    각 1:N 분배기로부터 분할된 신호들의 위상 변이를 수행하기 위한 위상 쉬프트 지연 어레이모듈;
    상기 위상 쉬프트 지연 어레이모듈로부터 출력된 신호들을 역 분할하기 위한 N개의 N:1 파워커플러;
    각 N:1 파워커플러로부터 역 분할된 광 OFDM 심벌의 시간 지연을 수행하기 위한 시간 지연 어레이모듈; 및
    상기 시간 지연 어레이모듈로부터 출력된 신호들을 역 분할하기 위한 N:1 파워커플러를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 광 OFDM 통신을 위한 송수신장치.
  19. 제13 항에 있어서,
    상기 전광 이산 퓨리에 변환장치는,
    입력되는 광 OFDM 심벌을 N개로 분할하기 위한 1:N 분배기;
    상기 1:N 분배기로부터 각각 분할된 신호들의 시간 지연을 수행하기 위한 시간 지연 어레이모듈;
    상기 시간 지연 어레이모듈로부터 출력된 각각의 신호들을 분할하기 위한 N개의 1:N 분배기;
    각 1:N 분배기로부터 분할된 신호들의 위상 변이를 수행하기 위한 위상 쉬프트 지연 어레이모듈; 및
    상기 위상 쉬프트 지연 어레이모듈로부터 출력된 신호들을 역 분할하기 위한 N개의 N:1 파워커플러를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 광 OFDM 통신을 위한 송수신장치.
  20. (a) 부반송파의 광 주파수 수에 상응하는 N개의 입력부로부터 전송된 각 부반송파 신호를 각각 1:N으로 분할하는 단계;
    (b) 상기 각 1:N으로 분할된 신호들의 위상 변이를 수행하여 출력하는 단계;
    (c) 상기 단계(b)에서 출력된 각각의 신호들을 N:1로 역 분할하는 단계;
    (d) 상기 단계(c)에서 N:1로 역 분할된 광 OFDM 심벌의 시간 지연을 수행하여 출력하는 단계; 및
    (e) 상기 단계(d)에서 출력된 신호들을 N:1로 역 분할하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 광 OFDM 통신을 위한 전광 역 이산 퓨리에 변환방법.
  21. (a') 입력되는 광 OFDM 심벌을 N개로 분할하는 단계;
    (b') 상기 N개로 분할된 신호들의 시간 지연을 수행하여 출력하는 단계;
    (c') 상기 단계(b')에서 출력된 각각의 신호들을 1:N으로 분할하는 단계;
    (d') 상기 단계(c')에서 1:N으로 분할된 신호들의 위상 변이를 수행하여 출력하는 단계; 및
    (e') 상기 단계(d')에서 출력된 신호들을 N:1로 역 분할하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 광 OFDM 통신을 위한 전광 이산 퓨리에 변환방법.
KR1020080088400A 2008-01-04 2008-09-08 광 ｏｆｄｍ 통신을 위한 전광 이산/역 이산 퓨리에 변환장치 및 그 방법과 이를 포함한 송수신장치 KR100961819B1 (ko)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020080088400A KR100961819B1 (ko) 2008-01-04 2008-09-08 광 ｏｆｄｍ 통신을 위한 전광 이산/역 이산 퓨리에 변환장치 및 그 방법과 이를 포함한 송수신장치
US12/347,162 US8155529B2 (en) 2008-01-04 2008-12-31 Forward discrete/inverse-discrete Fourier transform device and method for optical OFDM communication and transmitting and receiving apparatus comprising the device
US13/413,413 US9002209B2 (en) 2008-01-04 2012-03-06 Forward discrete/inverse-discrete Fourier transform device and method for optical OFDM communication and transmitting and receiving apparatus comprising the device

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR20080001467 2008-01-04
KR1020080001467 2008-01-04
KR1020080088400A KR100961819B1 (ko) 2008-01-04 2008-09-08 광 ｏｆｄｍ 통신을 위한 전광 이산/역 이산 퓨리에 변환장치 및 그 방법과 이를 포함한 송수신장치

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20090075614A KR20090075614A (ko) 2009-07-08
KR100961819B1 true KR100961819B1 (ko) 2010-06-08

Family

ID=40850723

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020080088400A KR100961819B1 (ko) 2008-01-04 2008-09-08 광 ｏｆｄｍ 통신을 위한 전광 이산/역 이산 퓨리에 변환장치 및 그 방법과 이를 포함한 송수신장치

Country Status (2)

Country Link
US (2) US8155529B2 (ko)
KR (1) KR100961819B1 (ko)

Families Citing this family (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100961819B1 (ko) * 2008-01-04 2010-06-08 한국과학기술원 광 ｏｆｄｍ 통신을 위한 전광 이산/역 이산 퓨리에 변환장치 및 그 방법과 이를 포함한 송수신장치
US8503878B2 (en) * 2009-03-10 2013-08-06 Nec Laboratories America, Inc. Flow-subcarrier mapping in optical orthogonal frequency division multiplexing
US8218969B2 (en) * 2009-03-18 2012-07-10 Cisco Technology, Inc. OFDM transponder interface with variable bit transfer rate in optical communications systems
US9762323B2 (en) * 2010-03-19 2017-09-12 Ofidium Pty. Ltd. Method and apparatus for fiber non-linearity mitigation
WO2011134006A1 (en) * 2010-04-27 2011-11-03 Monash University All-optical discrete fourier transform processor
JP5583788B2 (ja) * 2010-11-29 2014-09-03 株式会社日立製作所 光通信システム、光送信器及びトランスポンダ
US8787762B2 (en) * 2011-02-22 2014-07-22 Nec Laboratories America, Inc. Optical-layer traffic grooming at an OFDM subcarrier level with photodetection conversion of an input optical OFDM to an electrical signal
JP5767327B2 (ja) 2011-07-19 2015-08-19 日本電信電話株式会社 マルチフロー光トランシーバ、マルチフロー光トランスポンダ及びマルチフロー光ノード
WO2013188349A2 (en) * 2012-06-11 2013-12-19 The Regents Of The University Of Michigan N2 times pulse energy enhancement using coherent addition of n orthogonally phase modulated periodic signals
CN104854569B (zh) * 2012-11-06 2018-01-05 加利福尼亚大学董事会 用于多频带串行器解串器i/o电路的自跟踪方案
WO2015087448A1 (ja) * 2013-12-13 2015-06-18 富士通株式会社 マルチキャリア光伝送システム、マルチキャリア光伝送方法、光送信器、及び、光受信器
WO2015134437A1 (en) * 2014-03-07 2015-09-11 Trustees Of Boston University System and method for embedding phase and amplitude into a real-valued unipolar signal
WO2017031072A1 (en) * 2015-08-14 2017-02-23 Skorpios Technologies, Inc. Broadband high-speed wavelength-division multiplexed receiver using multiple photodetectors per channel
GB201609025D0 (en) * 2016-05-23 2016-07-06 Univ Edinburgh Communication scheme for intensity modulated systems
WO2020125966A1 (en) * 2018-12-19 2020-06-25 Huawei Technologies Co., Ltd. Transmitter device and receiver device and methods thereof
CN110289886A (zh) * 2019-06-13 2019-09-27 华侨大学 使用dft扩频技术降低papr的ofdm-wdm-pon方法及***
CN112769538B (zh) * 2020-12-29 2022-06-10 杭州电子科技大学 一种时间延迟签名隐藏的安全通信***

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7113702B2 (en) 2001-08-06 2006-09-26 Nippon Telegraph And Telephone Corporation Wavelength division multiplexing optical transmission system and transmission method

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7170849B1 (en) * 2001-03-19 2007-01-30 Cisco Systems Wireless Networking (Australia) Pty Limited Interleaver, deinterleaver, interleaving method, and deinterleaving method for OFDM data
US7020218B2 (en) * 2001-06-18 2006-03-28 Arnesen David M Sliding-window transform with integrated windowing
EP1392004B1 (en) * 2002-08-22 2009-01-21 Interuniversitair Microelektronica Centrum Vzw Method for multi-user MIMO transmission and apparatuses suited therefore
US7634020B2 (en) * 2003-03-11 2009-12-15 Texas Instruments Incorporated Preamble for a TFI-OFDM communications system
KR100772504B1 (ko) * 2005-12-01 2007-11-01 한국전자통신연구원 높은 전송 전력 효율을 가지는 ｏｆｄｍ 세기 변조 /직접검파방식의 유/무선 통신 시스템 변조/복조 장치와 방법
US8484277B2 (en) * 2007-12-07 2013-07-09 Rambus Inc. Transforming signals using passive circuits
KR100961819B1 (ko) * 2008-01-04 2010-06-08 한국과학기술원 광 ｏｆｄｍ 통신을 위한 전광 이산/역 이산 퓨리에 변환장치 및 그 방법과 이를 포함한 송수신장치
US7701842B2 (en) * 2008-02-13 2010-04-20 Nortel Networks Limited Low conversion rate digital dispersion compensation

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7113702B2 (en) 2001-08-06 2006-09-26 Nippon Telegraph And Telephone Corporation Wavelength division multiplexing optical transmission system and transmission method

Also Published As

Publication number Publication date
US20120163824A1 (en) 2012-06-28
US9002209B2 (en) 2015-04-07
US20090180778A1 (en) 2009-07-16
US8155529B2 (en) 2012-04-10
KR20090075614A (ko) 2009-07-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100961819B1 (ko) 광 ｏｆｄｍ 통신을 위한 전광 이산/역 이산 퓨리에 변환장치 및 그 방법과 이를 포함한 송수신장치
US9270379B2 (en) Optical nyquist superchannel generation using microwave low-pass filtering and optical equalization
EP2995021B1 (en) Optical channel sounder
US9294216B2 (en) Optical OFDM transmission
JPH0779198A (ja) 光通信システムおよび光送信装置
US20070206898A1 (en) Optical equalization filtering of dwdm channels
EP1716648B1 (en) System for generating optical return-to-zero signals with alternating bi-phase shift and frequency chirp
US20020063928A1 (en) Filtering of data-encoded optical signals
US10348407B2 (en) Receiving device and receiving method
US10256907B2 (en) System and method for coherent detection with digital signal procession
US10256934B2 (en) Chirp managed laser generation for next generation passive optical networks
US10763970B2 (en) Encoding for optical transmission
Kareem Design and Comprehensive Investigation of High Capacity Communication System Based on All Optical Orthogonal Frequency Division Multiplexing Processing.
JP6031565B1 (ja) コヒーレント光通信システム及び通信方法
EP1347589A1 (en) A wavelength division multiplex transmission system or a polarisation division multiplex system which means for measuring dispersion characteristics, an optical transmitter, an optical receiver and a method therefore
KR20060013542A (ko) Ｏｔｄｍ 전송방법 및 장치
Shahpari et al. Fully coherent self-homodyne bi-directional enhanced performance PON
Du et al. Optical inverse Fourier transform generated 11.2-Tbit/s no-guard-interval all-optical OFDM transmission
Moscoso-Mártir et al. Silicon photonics DWDM NLFT soliton transmitter implementation and link budget assessment
Browning et al. Single lane 168 Gb/s PAM-8 short reach transmission using an EAM with receiver skew compensation
Salgals et al. Research of M-PAM and duobinary modulation formats for use in high-speed WDM-PON systems
Paskov Algorithms and subsystems for next generation optical networks
Du et al. Mitigation of dispersion penalty for short-cyclic-prefix coherent optical OFDM systems
Othman et al. Spectrally-sliced coherent receiver utilizing a gain-switched optical frequency comb
Hillerkuss et al. Low-complexity optical FFT scheme enabling Tbit/s all-optical OFDM communication

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
N231 Notification of change of applicant
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20130429

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20140422

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20150429

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170112

Year of fee payment: 7

R401 Registration of restoration
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180129

Year of fee payment: 8

R401 Registration of restoration
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20191217

Year of fee payment: 10

R401 Registration of restoration