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광통신 모듈용 단일칩 CMOS 트랜시버의 설계
Design of a Single Chip CMOS Transceiver for the Fiber Optic Modules

채상훈   (호서대학교 전자공학과UU0001560  ); 김태련   (호서대학교 전자공학과UU0001560  ); 권광호   (한서대학교 전자공학과UU0001506  );
  • 초록

    STM-1 체계의 광통신용 광모듈 송수신부에 내장하기 위한 155.52 Mbps 트랜시버 ASIC을 0.6 ㎛ 2-poly 3-metal 실리콘 CMOS 기술을 이용하여 설계하였다 설계된 ASIC은 시스템에 의해서 처리된 155.52 Mbps 데이터 신호를 LD를 통하여 광신호로 변환하여 상대 시스템으로 송신하는 트랜스미터의 역할과, 상대 시스템으로부터 전송되어온 155.52 Mbps 광신호를 PD로 수신하여 전기신호로 변환하고 원형으로 복구하는 리시버의 역할을 한다. 트랜스미터와 리시버를 하나의 실리콘 기판에 집적하여 단일칩 형태의 트랜시버를 설계하기 위하여, 잡음 및 상호 간섭 현상을 방지하기 위한 배치 상의 소자 격리 방법뿐만 아니라 전원분리, 가드링, 격리장벽 등을 도입한 새로운 설계 방법을 적용하였다. 설계된 칩의 크기는 4 × 4 ㎟이며, 5 V 전원 공급상태에서 소모전력은 900 ㎽로 예측할 수 있었다.


    This paper describes the design of monolithic optical transceiver circuitry being used as a part of the fiber optic modules. It has been designed in 0.6 ${\mu}{\textrm}{m}$ 2-poly 3 metal silicon CMOS analog technology and operates at 155.52 Mbps(STM-1) data rates. It drives laser diode to transmit intensity modulated optical signal according to 155.52 Mbps electrical data from system. Also, it receives 155.52 Mbps optical data that transmitted from other systems and converts it to electrical data using photo diode and amplifier. To avoid noise and interference between transmitter and receiver on one chip, layout techniques such as special placement, power supply separation, guard ring, and protection wall were used in the design. The die area is 4 ${\times}$ 4 $\textrm{mm}^2$ and the estimated power dissipation is less than 900 ㎽ with a single 5 V supply.


  • 주제어

    CMOS 트랜시버 .   단일칩 .   광통신 모듈 .   ASIC 설계 .   레이아웃.  

  • 참고문헌 (7)

    1. 이흥수, 채상훈, 송원철, 김경수, '155.52 Mbps 광통신용 트랜스미터(Tx) ASIC의 설계', 대한전자공학회 추계학술대회 논문집, 1996년 12월 
    2. 채상훈, 정희범, '광통신 모듈용 155.52 Mbps CMOS 리시버의 설계', 한국통신학회 논문지, 제 24 권, 제 6 호, 1999년 6월 
    3. D.W. Faulkner, 'A wide-band limiting amplifier for optical fiber repeaters,' IEEE J. Solid-State Circuits, vol. SC-18, no. 3, pp. 333-340, June 1983 
    4. 이길재, 채상훈, '광통신 모듈용 155.52 MHz 클럭복원 리시버의 구현' , 한국통신학회 논문지, 제 26 권, 제 12C 호, 2001년 12월     
    5. F. Gardner, 'Charge-pump phase locked loops', IEEE Communication, com-28, No. 11, pp.1848-1858, Nov. 1980 
    6. D. Jeong, G. Borriello, D. Hodges, R. Katz, 'Design of PLL-based clock generation circuits', IEEE JSSC, Vol. sc-22, No. 2, April, 1987 
    7. Z. Wang, U. Langmann, 'Multi-Gb/s silicon bipolar clock recovery IC', IEEE JSSC, Vol. 9, No. 5, pp. 656-663, Jun. 1991 
  • 이 논문을 인용한 문헌 (2)

    1. 2004. "Implementation of a Single Chip CMOS Transceiver for the Fiber Optic Modules" 電子工學會論文誌. Journal of the Institute of Electronics Engineers of Korea. SD, 반도체, 41(9): 11~17     
    2. Chai Sang-Hoon ; Jung Hyun-Chae 2006. "A Study on the Characteristics Comparison of Single Chip and Two Chip Transceiver for the Fiber Optic Modules" 電子工學會論文誌. Journal of the Institute of Electronics Engineers of Korea. SD, 반도체, 43(5): 48~53     

 저자의 다른 논문

  • 채상훈 (25)

    1. 1999 "ATM 교환기용 234.7 MHz 혼합형 주파수 체배분배 ASIC의 설계" 한국통신학회논문지. The journal of Korea Information and Communications Society. 무선통신 24 (a10): 1597~1602    
    2. 1999 "STM-1급 155.52 Mbps 고성능 CMOS 리시버의 구현" 한국통신학회논문지. The Journal of Korea Information and Communications Society. 네트워크 및 서비스 24 (b6): 1074~1079    
    3. 2001 "광통신 모듈용 155.52 MHz 클럭복원 리시버의 구현" 한국통신학회논문지. The Journal of Korea Information and Communications Society. 통신이론 및 시스템 26 (c12): 249~254    
    4. 2002 "Cu 금속과 Si 기판 사이에서 확산방지막으로 사용하기 위한 Zr(Si)N 박막의 특성" 한국결정성장학회지 = Journal of the Korean crystal growth and crystal technology 12 (6): 283~287    
    5. 2003 "234.7 MHz 혼합형 주파수 체배 분배 ASIC의 구현" 한국통신학회논문지. The journal of Korea Information and Communications Society. 무선통신 28 (a11): 929~935    
    6. 2003 "무선 표지병 교통신호기에 관한 연구" 한국통신학회논문지. The journal of Korea Information and Communications Society. 무선통신 28 (a4): 216~223    
    7. 2004 "광통신 모듈용 단일 칩 CMOS트랜시버의 구현" 電子工學會論文誌. Journal of the Institute of Electronics Engineers of Korea. SD, 반도체 41 (9): 11~17    
    8. 2004 "오존수를 이용한 감광막 제거 공정에 관한 연구" 전기전자재료학회논문지 = Journal of the Korean institute of electronic material engineers 17 (11): 1143~1148    
    9. 2004 "PR 제거공정 적용을 위한 오존 수 생성기술 연구" 電子工學會論文誌. Journal of the Institute of Electronics Engineers of Korea. SD, 반도체 41 (12): 13~19    
    10. 2006 "광모듈용 단일 칩 및 2 칩 트랜시버의 특성비교 연구" 電子工學會論文誌. Journal of the Institute of Electronics Engineers of Korea. SD, 반도체 43 (5): 48~53    
  • 김태련 (1)

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