In this paper, we propose an efficient dynamic wavelength assignment algorithm in distributed WDM (Wavelength-Division Multiplexing) networks without wavelength conversion. The algorithm tries to assign a locally-most-used wavelength distributedly on a fixed routing path. We first formulate our algorithm by using the concept of a sample space which consists of optical fibers connected to nodes on a routing path of a lightpath to be assigned a wavelength. In particular, we analyze the blocking performance mathematically as compared with that of the most-used (MU) wavelength assignment algorithm previously proposed for WDM networks under centralized control. We also obtain numerical results by simulation on the blocking performance of other centralized/distributed wavelength assignment algorithms as well as our algorithm using the M/M/c/c dynamic traffic model. Consequently, we show that analytical results match simulation results and that our algorithm is efficient in distributed WDM networks in terms of blocking performance, control traffic overhead and computation complexity.
표준 단일모드 광섬유를 전송선으로 사용하고, Raman 중폭기 없이 EDFA 증폭기 만을 사용하여, 각 채 널당 10Gb/s 의 파장다중화된 40 개 채널신호들을 3,000km 전송하는 경제적인 광 링크를 구성 한 뒤, 이 링크의 전송 성능 최적화를 위해 분산 맵 구조의 차이 에 따른 성능 차이를 분석하였다. 이 링크의 분산 맵은 전치분산보상, 구간분산보상 그리고 후치분산보상으로 나누어 지는데 이 들의 다양한 조합을 통해 15 가지의 다양한 분산 맵들을 구성한 뒤 각각의 경우를 분석하여 링크 성능을 크게 향상시키는 최적화된 분산맵 구조를 구하였다. 이 최적화된 분산 조건이, 단일 모드 광섬유와 분산보상 광섬유가 가지 는 파장에 따른 분산 기울기의 불일치로 인해 받게 되는 영향이 조사되었고 이 영향이 링크의 성능에 미치는 효과가 무시될 수 있는 분산 기울기의 허용 가능한불일치 범위를 구하였다.
지난 수 십 년간 통신 기술의 발전과 웹 서비스의 팽창은 인터넷 사용자 수의 폭발적인 증가와 화상회의, 가상 증감 현실, 인터넷 게임 등 실시간 멀티미디어 멀티캐스트 서비스의 급격한 증가를 초래했다. 고밀도 파장분할다중화기술에 기반한 DWDM(Dense-Wavelength Division Multiplexing) 기술은 인터넷 사용자의 증가와 그에 따른 대역폭 요구를 수용하기 위한 방안으로 국가나 글로벌 영역 범위의 차세대 인터넷망 구현을 위한 백본망 기술로 여겨지며, 이러한 DWDM 전달망에서는 멀티캐스트 연결 요구에 대해 최적의 경로를 선택하고 선택된 경로에 효율적으로 파장을 할당하는 멀티캐스트 RWA(Routing and Wavelength Assignment) 문제가 파장 대역폭의 효율적인 활용 측면에서 매우 중요하게 다루어지고 있다. 주어진 파장 수 환경에서 최대한 많은 수의 멀티캐스트 연결을 달성하는 문제는 일반적으로 Non -deterministic Polynomial-time-complete 문제로 여겨지는 데, 본 논문에서는 가상소스를 기반으로 노드의 능력에 따른 차등화로 우선 순위를 적용하여 휴리스틱하게 멀티캐스트 라우팅 경로를 효율적으로 선정하는 DVS-PMIPMR (Differentiated Virtual Source-based Priority Minimum Interference Path Multicast Routing) 알고리즘을 제안한다. 마지막으로 같은 조건에서 더 많은 수의 멀티캐스트 라우팅 패스의 연결이 가능함을 시뮬레이션 및 성능분석 증명한다.
테라비트급 WDM 광전송시스템은 채널당 10Gb/s의 전송속도를 갖는 채널을 파장분할다중하여 하나의 광섬유로 전송하는 시스템이다. 시스템의 주요 영역으로는 광을 송수신하는 광트랜스폰더, 다채널의 광신호를 다중/역다중 하는 광 다중화기/역다중화기, 광신호를 증폭하기 위한 광증폭기, 그리고 광분기 삽입기 등으로. 구성된다. 우리가 구성하는 테라비트급 WDM 광전송시스템은 구조 변경없이 TM 및 ADM 방식을 수용한다. 시스템의 신뢰성을 위해 종속망 절체 및 광학적 계층에서의 보호절체 방식으로 1+1 OCh 및 1+1 OMS 절체 기능을 선택적으로 수용할 수 있어 시스템 운영에 따라 효율적이고 경제적인 망 운영을 할 수 있다. 감시채널은 시스템 유지보수에 필요한 신호(PMI, FDI, BDI 등) 및 시스템 DCC용으로 되어 있으며, WDM 망에 적합한 감시 체계를 설계하였다.
Blu-ray disc 이후의 차세대 고밀도 광 기록 기술로 주목받는 홀로그래픽 데이터 스토리지 시스템을 설계, 제작하고 기록 재생 test 를 수행하였다. 시스템은 각도 다중화법을 채택하였고, 파장 405nm, NA 0.55 신호광 Fourier 변환 렌즈로 미디어에 defocus 하여 기록하였다. 1 page 용량은 raw bit 로 0.74Mbit 이고, SLM 과 CCD 의 over-sampling 비율은 1:1.5 가 되도록 구성하였다. 얻어진 raw 이미지는 위치 및 distortion 보상등의 신호처리 후, 70page 다중화 조건에서 bER $1{\times}10-2$ 수준으로 재생해 낼 수 있었다. 온도 변화에 의한 신호 열화를 보상하기 위해 External Cavity Tunable Blue LD 를 개발하여 온도 변화 $10^{\circ}C$까지 보상 가능함을 확인하였다.
본 연구는 최근 유행하고 있는 코로나 바이러스(SARS-CoV-2) UV 살균을 위한 1차원 광자 준결정 구조 개념의 광학 필터를 설계하고 시뮬레이션 하였다. 시뮬레이터는 수치해석 프로그램으로 사용되는 MATLAB 프로그램과 직접 코딩한 연산수식을 사용하였다. 비주기(복합구조) 다중층 구조 모델을 설계한 후, 특성 계산을 위하여 다중층 구조 모델의 물성치를 천이 행렬법(TMM, Transfer Matrix Method)으로 설정하였다. 설계된 복합 다중층 구조의 MATLAB을 활용한 전산모사법을 통하여 얻은 행렬값으로부터 반사도와 투과도를 계산하였다. 이 연구의 결과로 인체에 무해하면서 코로나 바이러스 UV 살균이 가능한 253.7 nm 파장만을 투과하는 광학 필터의 제작 및 응용 가능성을 증명하였다.
저조도 환경에서 근적외선은 사람 눈에 보이지 않는 추가적인 정보를 제공하여 물체를 보다 분명하게 구별하고 인식하도록 도움을 준다. 컬러 영상과 근적외선 영상을 동시에 획득하기 위해서 다중 분광 필터 배열을 사용하였다. 그러나 렌즈의 굴절률은 빛의 파장 길이에 따라 다르기 때문에 초점면에 상이 다르게 맺히게 된다. 그 결과 색수차 문제가 발생하고 영상은 흐려지게 되며 영상의 해상도가 떨어지게 된다. 본 논문에서는 이러한 색수차 문제를 고려한 영상 복원 알고리즘을 제안하고자 한다. 다중 분광 필터 배열 영상에 컷오프 주파수가 추정된 저주파 통과 필터를 적용하여 기반 영상을 추정하도록 하였다. 이 영상을 이용하여 다중 분광 영상의 색수차 문제가 해결된 영상을 추정하도록 하였다. 영상 획득 과정에서, 색수차 문제와 기반 영상 형성 과정을 모델링하였다. 이러한 모델을 바탕으로, 기반 영상과 다중 분광 영상 간의 고주파 성분 차이에 대한 최소 자승법을 풀어서 다중 분광 영상을 획득하도록 하였다. 실험 결과는 제안하는 알고리즘이 색수차 문제가 최소화된 고화질의 다중 분광 영상을 추정한 것을 보여준다.
파장당 200 Gb/s급 신호를 전송하는 고속 근거리 광통신 시스템을 비용 효율적으로 구축하기 위한 방안으로서 캐리어 억제 펄스 기반의 2채널 광학적 시분할 다중화 시스템을 제안한다. 캐리어 억제 펄스는 널 바이어스가 인가된 마하 젠더 변조기로 생성되며, 이는 시분할 다중화 신호를 색분산에 강인하게 만든다. 송신부에서는 캐리어 억제 펄스를 둘로 분기하고, 각각을 100 Gb/s의 4레벨 진폭 변조 신호로 변조한 후, 광학적 시분할 다중화를 통해 200 Gb/s의 신호를 생성한다. 다중화된 광 신호는 광섬유로 전송된 후, 반도체 광 증폭기로 증폭되며, 한 개의 광 검출기로 검출된다. 증폭기에 의해 발생한 잡음은 광학 필터로 제거된다. 시분할 다중화 과정에서 발생하는 누화는 다중 입력-다중 출력 이퀄라이저로 보상한다. 본 연구에서는 200 Gb/s의 고속 신호를 40 ps/nm의 색분산을 갖는 광섬유로 전송하여도 3.8×10-3 이하의 비트 오율을 확보할 수 있음을 시뮬레이션으로 확인하였다.
가정 내에 방송과 총신을 통합하여 제공하기 위한 방법으로서 수동광가입자망(Passive Optical Network)이 제안되고 있다 이를 구현하기 위해 여러 방식들이 연구되고 있는데 크게는 방송과 통신에 각기 다른 파장을 이용하는 방식과, 이들을 시간 다중화 하여 한 개의 과장으로 송신하는 방식으로 나눌 수 있다. 또한 동신에 이용하는 과장의 경우 각 가입자에게 다른 파장을 적용하는 WPON 방식과 모든 가입자에게 한 개의 파장만을 이용하되 시간영역에서 다중화하고 이터넷 프로토콜을 적용하는 EPON 방식으로 구분할 수 있다. WPON의 경우 EPON에 비해 수월하게 광대역 서비스를 할 수 있는 장점이 있으나, 각 가입자 과장의 제어 및 관리가 복잡하며, 고비용을 요구한다. 반면 EPON의 경우 채널의 효율성은 극대화할 수 있으나, 동시 이용자가 많을 경우 전송 속도가 하락한다. 한편, 방송과 통신을 통합한 채널의 특성을 살펴보면 가입자 방향으로의 하향 신호의 양이 중양국 방향으로의 상향 신호의 양에 비해 훨씬 많은 비대칭 구조이다. 따라서 본 연구에서는 이러한 채널 특성에 맞도록 하향 전송에는 WPON의 구조를 이용하고, 상향 전송에는 EPON의 구조를 적용하는 새로운 구조의 광가입자망을 제안하였다. 제안된 구조에 적합한 MPCP (Multi-Point Control Protocol) 프로토콜을 제시하고, 가입자 장치의 여러 종속 신호를 다중화하고 전송할 수 있는 ONU (Optical Network Unit)의 구조를 제안하였다. 또한 이러한 구조를 갖는 W-EPON 테스트베드를 구현하고 전송 시험을 통해 제시된 구조의 적합성을 측정한 결과를 보인다.4 Textual format) 파일을 생성한다. 또한, 콘텐츠 전송 및 저장의 효율성을 위해 이진 포멧인 IPMP화된 MP4 파일을 생성할 수 있다.으로써, 에러 이미지가 가지고 있는 엔트로피에 좀 근접하게 코딩을 할 수 있게 되었다. 이 방법은 실제로 Arithmetic Coder를 이용하는 다른 압축 방법에 그리고 적용할 수 있다. 실험 결과 압축효율은 JPEG-LS보다 약 $5\%$의 압축 성능 개선이 있었으며, CALIC과는 대등한 압축률을 보이며, 부호화/복호화 속도는 CALIC보다 우수한 것으로 나타났다.우 $23.87\%$($18.00\~30.91\%$), 갑폭 $23.99\%$($17.82\~30.48\%$), 체중 $91.51\%$($58.86\~129.14\%$)이였으며 성장율은 사육 온도구간별 차는 없었다.20 km 까지의 지점들(지점 2에서 지점 6)에서 매우 높은 값을 보이며 이는 조석작용으로 해수와 담수가 강제혼합되면서 표층퇴적물이 재부유하기 때문이라고 판단된다. 영양염류는 월별로 다소의 차이는 있으나, 대체적으로 지점 1과 2에서 가장 낮고, 상류로 갈수록 점차 증가하며 지점 7 상류역이 하류역에 비해 높은 농도이다. 월별로는 7월에 규산염, 용존무기태질소 및 암모니아의 농도가 가장 높은 반면에 용존산소포화도는 가장 낮다. 그러나 지점 14 상류역에서는 5월에 측정한 용존무기태질소, 암모니아, 인산염 및 COD 값이 7월보다 다소 높거나 비슷하다. 한편 영양염류와 COD값은 대체적으로 8월에 가장 낮으나
인터넷을 비롯한 광대역 멀티미디어 수요가 폭발적으로 증가함에 따라 스마트폰, IPTV, VoIP, VOD, 클라우드 등의 새로운 서비스의 등장으로 유발된 데이터 통신량의 폭주로 가입자망의 고도화가 통신 산업에서 가장 큰 이슈가 되고 있다. 본 연구에서는 파장분할다중방식(Wavelength Division Multiplexing, WDM) 수동형 광가입자망(Passive Optical Network, PON)의 국사 광역화와 광코어 절감을 위한 1기가급 Reach Extender(RE) 기술에 대한 개발을 시도하였다. 특히, 시장 경쟁력을 강화하기 위하여 광부품의 저가화와 소형화, 집적화, 소비 전력 폭주를 대처하기 위한 저전력화 등을 고려하였다. 또한, 기존 PON망에 RE 기술을 이용하여 전송 거리 확장 기술 개발 및 광선로의 용량 증가 기술 개발을 통한 신뢰성 기술, 원격관리 기술을 통합하여 일괄 시스템 개발을 완료하였다. 개발 시스템을 이용하여 기존 상용 1G PON 장비들과의 시스템 연동을 기반으로 개발 시스템을 이용한 국사 광역화와 광코어 절감을 이룬 것에 그 가치를 둘 수 있다. 본 연구를 기반으로 10G PON 기술 개발에 대한 연구를 진행 중이다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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