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보고서 상세정보

광가입자용 Triplexer 개발

  • 사업명

    정보통신산업기술개발(기금)

  • 과제명

    광가입자용 Triplexer 개발

  • 주관연구기관

    (주)휴먼라이트

  • 연구책임자

    박인식

  • 참여연구자

    박윤호   이병규   계광희   이상민  

  • 보고서유형

    최종보고서

  • 발행국가

    대한민국

  • 언어

    한국어

  • 발행년월

    2004-09

  • 과제시작년도

    2003

  • 주관부처

    정보통신부

  • 사업 관리 기관

    정보통신연구진흥원
    Institute for Information Technology Advancement

  • 등록번호

    TRKO201000016631

  • 과제고유번호

    1440001196

  • DB 구축일자

    2013-04-18

  • 초록 


    ...


    Triplexer가 데이터 송신, 수신, 그리고 방송 수신의 기능이 가능하기 위해서는 각각 서로 다른 3개의 파장을 이용하여 송수신 하도록 하여야 한다. 국제 표준 ITU-T G983.3에 의거하여 1310nm 파장은 데이터 상향,...

    Triplexer가 데이터 송신, 수신, 그리고 방송 수신의 기능이 가능하기 위해서는 각각 서로 다른 3개의 파장을 이용하여 송수신 하도록 하여야 한다. 국제 표준 ITU-T G983.3에 의거하여 1310nm 파장은 데이터 상향, 1490nm 파장은 데이터 하향, 그리고 1555nm 파장은 비디오 수신으로 적용하였다. 데이터 통신의 전송속도는 상향속도 OC3 / STM-1급 155Mbps, 하향속도 또한 OC3 / STM-1급 155Mbps를 개발의 목표로 설정하였고 비디오 수신 기능은 CATV방송 수신을 위해 55MHz~870MHz 대역에서 수신이 가능하도록 최소 1GHz 이상의 Bandwidth를 갖도록 설정하였고 아날로그 신호전송을 위해 중요한 특성인 혼변조 왜곡 특성인 IMD3은 85dBc이하로 개발 목표를 잡았다.
    (1) Triplexer 설계
    Triplexer의 광학부 설계는 기존의 Coaxial type의 OSA(Optical Sub-Assembly)나 Diplexer type의 OSA 모듈보다 설계상의 어려운 점이 있다. Coaxial type의 OSA는 LD나 PD 한 개의 능동소자와 광섬유를 정렬시키는 것이고 Diplexer type OSA인 경우는 LD와 PD 두개의 능동소자를 동시에 한 개의 광섬유에 정렬시켜야 하나 Triplexer인 경우에는 데이터 전송용 LD, PD이외에도 비디오 수신기능을 하는 아날로그 PD를 동시에 한 개의 광섬유에 정렬시켜야만 한다. 이때 고려되어야 할 부분은 데이터 전송용 LD, PD와 비디오 수신용 PD의 기구적 상호 간섭이 없이 3개의 파장을 선택적으로 반사 투과시켜 원하는 광 경로를 만들어 주도록 설계해야 한다.
    (2) Triplexer 제작
    앞서 언급한 Triplexer의 광학적 설계를 바탕으로 Triplexer를 제작하였다. 광학적으로 설계된 각 부품을 가공된 metal housing과 조립하고 레이저 용접하면 Triplexer의 제작이 완성 된다. 다음의 그림 1은 Triplexer의 전체 부품도이고 그림 2는 Triplexer 제작을 위한 작업 공정도이다.
    (3) Triplexer 성능 평가
    데이터 송신부의 광 결합 효율(SE; Slope Efficiency)은 SE가 0.0602mW/mA정도 나왔다. 일반적으로 Short haul Tx 모듈을 만드는 경우 필요한 광 결합효율은 대략 0.01W/A 이상이다. 그리고 Long haul Tx 모듈인 경우는 0.05W/A이상이다. 따라서 위 측정결과를 볼 때 제작 측정된 Triplexer 데이터 송신 모듈은 충분한 광결합효율을 갖는 것을 알 수 있다. Triplexer 데이터 송신부 Eye 특성을 측정한 결과 평균 광출력 (average Output power)는 10.57dBm이고 소광비 (Extinction Ratio)는19.11dB가 측정되었다. 이 결과는 ITU-T 957에서 권고하는 표준을 따르는 것이다. 평균 광 출력의 세팅은 short haul 기준으로 맞췄지만 SE가 0.0602mW/mA이므로 Long haul용 세팅도 가능할 것으로 판단된다.
    BERT로 측정 해본 결과 Triplexer 데이터 수신부의 수신감도는 38.6dBm이 나왔다. DCA로 전기적 신호의 파형을 측정해본 결과수신감도 영역 (optical input=38.6dBm) 부분에서 전기적 신호 파형의 Jitter가 두터워 지면서 점점 금지 영역을 침범해 가기 시작하는 것을 알 수 있다. 광 입력 세기가 30dBm인 경우는 전기적 신호가 깨끗하게 잡히는 것을 볼 수 있다. 또한 수신부의 Overload 측정을 하기 위해 광 입력을 2.32dBm까지 높여 보았으나 전기적 신호파형이 깨끗하고 수신감도도 양호하게 측정되었다.
    비디오 수신부의 Responsivity를 측정한 결과 Responsivity가 0.9A/W 정도 나왔다. PIN-PD의 일반적인 Responsivity가 0.85A/W 이상인 것을 고려할 때 최적화 된 위치에서 정렬 및 레이저 용접이 되었음을 알 수 있다.
    다음으로 Triplexer 비디오 수신부의 주파수 응답특성 및 DTB, DSO특성 등 비디오 수신 특성을 측정하였다. 50MHz에서 950MHz 입력 modulation에 대해 RF out이 ±1dB이내 들기 때문에 1GHz 대역 정도까지는 RF out 신호의 Flatness가 아주 좋다. 측정결과에 따르면 3dB Bandwidth는 대략 1.25GHz 정도 인 것을 알수 있다. 따라서 CATV 수신용 PD로는 충분한 주파수 응답 특성을 갖고 있다고 할 수 있다.
    또 하나의 중요한 RF 특성인 2nd/3rd order distortion 특성 측정 결과 최소 65dBc 이상임을 알 수 있었다. 이 결과는 CATV 수신에 충분한 특성을 갖고 있다 할 수 있다.


  • 목차(Contents) 

    1. 표지...1
    2. 제출문...3
    3. 요약문...4
    4. 목차...11
    5. 제1장 개발 배경...13
    6. 제1절 FTTH...13
    7. 1. FTTH 필요성...13
    8. 2. 각국의 FTTH 진행 현황...17
    9. 제2절 FTTH의 구현 방법...26
    10. ...
    1. 표지...1
    2. 제출문...3
    3. 요약문...4
    4. 목차...11
    5. 제1장 개발 배경...13
    6. 제1절 FTTH...13
    7. 1. FTTH 필요성...13
    8. 2. 각국의 FTTH 진행 현황...17
    9. 제2절 FTTH의 구현 방법...26
    10. 1. AON System...26
    11. 2. PON System...28
    12. 제3절 PON 시스템과 Triplexer의 필요성...52
    13. 제4절 광송수신 모듈의 종류 및 발전 동향...55
    14. 1. 광 송수신 모듈의 종류...55
    15. 2. 광송수신 모듈의 발전 동향...63
    16. 제2장 개발 목표...69
    17. 제1절 Triplexer 적용 사례...69
    18. 제2절 개발 규격...70
    19. 1. 메이커별 제품 데이터...70
    20. 2. 개발 목표 스펙...77
    21. 제3절 Laser Welder 기술...80
    22. 1. Pigtailing 공정...80
    23. 2. Solder 공정...90
    24. 3. Laser Welder 운용...93
    25. 제3장 개발 내용...95
    26. 제1절 모듈 분석...95
    27. 제2절 Triplexer 설계...112
    28. 제3절 Triplexer 제작...124
    29. 제4절 Triplexer 특성 이론...141
    30. 1. CATV 개요...141
    31. 2. 아날로그 특성 이론...173
    32. 제5절 Triplexer 성능...180
    33. 1. 데이터 송신부...180
    34. 2. 데이터 수신부...184
    35. 3. 비디오 수신부...192
    36. 4. Optical Isolation 특성...199
    37. 제4장 결과 분석 및 활용 방안...203
  • 참고문헌

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