• 제목/요약/키워드: Optical Switch

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광학적 상호연결을 이용한 네트워크-온-칩에서의 스위치 구조와 라우팅 최적화 방법 (Switch Architecture and Routing Optimization Strategy Using Optical Interconnects for Network-on-Chip)

  • 권순태;조준동;한태희
    • 대한전자공학회논문지SD
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    • 제46권9호
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    • pp.25-32
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    • 2009
  • 최근 네트워크-온-칩(Network-on-chip)에 대한 연구가 활발히 진행되고 있는 가운데 반도체 칩 복잡도 증가와 고성능에 대한 요구로 인해 기존 구리 기반의 상호연결(Copper-based interconnects)을 사용할 경우 성능, 전력, 대역폭 등에 대한 설계 한계에 곧 직면할 것으로 보인다. 이 문제에 대한 대안으로 전기적인 상호연결(Electrical Interconnects, EIs)과 광학적 상호연결(Optical Interconnects, OIs)을 상호 보완적으로 사용하는 방법이 제안되고 있다. 이러한 연구 방향의 일환으로, 본 논문에서 광학적 상호연결은 지연 시간을 감안하여 임계 경로에, 전기적인 상호연결은 비 임계 경로에 적용하며, 두 상호연결을 혼용하여 사용하기 위한 효율적인 하이브리드 스위치 구조와 라우팅 최적화 방법을 제안한다. 모의실험 결과 제안한 알고리즘과 구조를 적용할 경우 전기적인 상호연결만을 사용 할 경우보다 최대 25%의 속도 향상과 38%의 소비 전력 감소를 나타냈다.

Switch-and-Stay Combining 기반 Mixed RF/FSO Dual-hop 전송 시스템 성능 분석 (Performance Analysis of Mixed RF/FSO Dual-hop Transmission with Switch-and-Stay Combining)

  • 황규성
    • 한국멀티미디어학회논문지
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    • 제21권4호
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    • pp.493-498
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    • 2018
  • In this paper, we provide the performance analyses of a dual-hop amplify-and-forward(AF) relay transmission composed of asymmetric radio-frequence(RF) and free-space optical(FSO) links. In the mixed RF/FSO system, a relay is equipped with two receive antennas for RF signals and one additional transmit antenna for FSO signals. In order to improve a performance of RF link, a switch-and-stay (SSC) diversity technique is applied at the relay which can provide a proper link performance with a low complexity. Specifically, we offer the performance analyses of the proposed system in terms of outage probability and secrecy outage probability. In numerical examples, we compare the system performances with no diversity and selection combining systems and verify our analytical results via computer-based Monte-Carlo simulations.

$1{\times}2$ 열광학 폴리머 광스위치의 해석에 관한 연구 (A Study on the Analysis of $1{\times}2$ Polymer Waveguide Thermo-optic switch)

  • 곽혁용;김종헌
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 1998년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.247-251
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    • 1998
  • This work presents the analysis of $1\times2$ polymer waveguide thermo-optic switch using asymmetric Y-splitter at the wavelength of 1300nm. Because of the high thermo-optic coefficient of polymeric materials the design of efficient switches were feasible. For the numerical simulation of these switches the finite difference beam propagation method has been employed. Design rules for a $1\times2$ polymeric switch have been defined by using the numerical techniques.

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결합형 광 스위치 제작 및 특성 연구 (A study on fabrication and characterization of coupling optical switch)

  • 강기성;소대화
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 1995년도 추계학술대회 논문집
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    • pp.351-356
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    • 1995
  • A optical switch which on the LiNbO$_3$substrate is fabricated by using proton exchange method and self-alignet method. The annealing at 400[$^{\circ}C$] was carried out to control waveguide width and depth. A self-aligned method, which doesn\`t need the additional mask precesses, was applied to simplify the fabrication processes and to maximize efficiency of electric field application. The depths of the two annealed optical waveguides, which were measured by using ${\alpha}$-step, ware 1.435[K${\AA}$] and 1,380[K${\AA}$]. Using ${\alpha}$-step facility, we examined that the width of waveguides is increased from 5[$\mu\textrm{m}$] to 6.45[$\mu\textrm{m}$] and 6.3[$\mu\textrm{m}$] due to the annealing effects. The process of proton exchange was done at 400[$^{\circ}C$] for 60[min] and annealing process was done at 400[$^{\circ}C$] for 60[min]. The high speed optical modulator has very good figures of merits: the measured voltage of the input waveguide power is 3.5[V], the voltage of the coupling waveguide power is 3.9[mV], and -29.5[dB] crosstalk and 8[V] switching voltage were achieved.

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광표백 폴리머 광도파로를 이용한 디지탈 광스위치 (Polymeric digital optical switch based on photobleached waveguides)

  • 이상신;신상영
    • 한국광학회지
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    • 제7권4호
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    • pp.414-418
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    • 1996
  • 광표백 광도파로 자기정렬 전극을 이용하여 전기광학 폴리머 디지탈 광스위치를 제작하였다. 이 광스위치는 파장에 무관하게 동작하고 제작조건에 민감하지 않고 설계가 다양하다는 특성을 갖는다. 또한 광섬유와의 결합 손실이 작고 넓은 대역폭을 갖는 장점이 있다. 스위칭 성능을 향상시킬 목적으로 광표백 시간을 이용하여 광표백 광도파로의 도파모드 분포를 적절하게 조절함으로써 브랜치 영역에서의 모드 결합을 최적화 하였다. 또한 광과 인가 전계의 효과적인 겹침과 점진적으로 테이퍼된 전극을 형성하기 위해 자기정렬전극을 이용하였다. 측정된 누화는 1.32.mu.m와 1.55.mu.m에서 모두 -21dB 이하였고 각 출력포트의 소멸비도 모두 20dB 이상이었다.

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Latch-up 특성을 갖는 평면형의 열구동 마이크로 액츄에이터 (A thermoelastic microactuator with planar latch-up operation)

  • 이종현;권호남;전진철;이선규;이명래;장원익;최창억;김윤태
    • 한국정밀공학회:학술대회논문집
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    • 한국정밀공학회 2001년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.865-868
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    • 2001
  • We designed and fabricated a planner-type thermoelastic microactuator with a latch-up operation for optical switching. Latch-up actuation is prerequisite to implement an optical switch with low power consumption and high reliability. The proposed microactuator consists of four cantilever-shaped thermal actuators, four displacement linkages, two shallow arch-shaped leaf springs, a mobile shuttle mass with a micromirror, and four elastic boundaries. The structural layer of the planar microactuator is phosphorous-doped 12$\mu\textrm{m}$-thick polysilicon, and the sacrificial layer is LTO(Low Temperature Oxide) of 3$\mu\textrm{m}$thickness. The displacement of actuator is as large as 3$\mu\textrm{m}$when the length of actuation bar is 100$\mu\textrm{m}$in length at 5V input voltage. The proposed microactuators have advantages of easy assembly with other optical component by way of fiber alignment in the substrate plane, and its fabrication process features simplicity while retaining batch-fabrication economy.

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Chevron형 bi-stable MEMS 구동기의 모델링 및 실험적 응답특성 분석 (Modeling and Experimental Response Characterization of the Chevron-type Bi-stable Micromachined Actuator)

  • 황일한;심유석;이종현
    • 한국정밀공학회지
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    • 제21권2호
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    • pp.203-209
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    • 2004
  • Compliant bi-stable mechanism allows two stable states within its operation range staying at one of the local minimum states of the potential energy. Energy storage characteristics of the bi-stable mechanism offer two distinct and repeatable stable states, which require no power input to maintain it at each stable state. This paper suggests an equivalent model of the chevron-type bi-stable microactuator using the equivalent spring stiffness in the rectilinear and the rotational directions. From this model the range of spring stiffness where the bi-stable mechanism can be operated is analyzed and compared with the results of the FEA (Finite Element Analysis) using ANSYS for the buckling analysis, both of which show a good agreement. Based on the analysis, a newly designed chevron-type bi-stable MEMS actuator using hinges is suggested for the latch-up operation. It is found that the experimental response characteristics of around 36V for the bi-stable actuation for the 60$mu extrm{m}$ stroke correspond very well to the results of the equivalent model analysis after the change in cross-sectional area by the fabrication process is taken into account. Together with the resonance frequency experiment where 1760Hz is measured, it is shown that the chevron-type bi-stable MEMS actuator using hinges is applicable to the optical switch as an actuator.

능동형 광 링 네트워크의 특징 및 요구 대역폭에 따른 성능 분석 (Characteristics of active optical ring network and performance evaluation in Bandwidth on Demand)

  • 이상화;송해상
    • 한국컴퓨터정보학회논문지
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    • 제10권6호
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    • pp.209-218
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    • 2005
  • 링형 광 액세스망에서 능동형 광네트워크(AON: Active Optical Network)는 DWDM(Dense Wavelength Division Multiplexing)을 이용하여 요구대역폭(BoD: Bandwidth on Demand)에 따라서 가입자에게 원활한 서비스를 제공할 수 있다. 이를 위하여 기존의 광 기가비트 이더넷 스위치에서 다수개의 파장 및 서브캐리어(Sub-Carrier) 접속을 지원하며, 특정 파장을 분기하는 WADM (Wavelength Add Drop Multiplexer)과 링의 형태로 연결된다. WADM에서 분기된 특정 파장은 가입자단에 이르러 서브캐리어별로 역다중화 되어 가입자에게 분배되므로 가입자망의 분배가 시작되는 광 기가비트 이더넷 스위치와 가입자 단말 접속 장치간의 능동적인 연결이 가능한 구조를 가진다 본 논문에서는 이러한 AON 구조에서 BoD에 따라서 달라지는 버퍼의 크기를 비교 분석하고 또한 비트의 지체시간을 서버의 처리율과 비교 분석한다. 이러한 실험을 통하여 소요 시간의 한계를 결정함으로써 가입자에게 요구 대역폭에 따른 원활한 서비스를 제공할 수 있는 네트워크의 동적 운용 프로토콜 및 효율적인 알고리즘 구현을 위한 기준을 제시한다.

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제한된 수의 튜닝 가능한 파장변환기와 내부파장을 갖는 하이브리드 버퍼 구조의 광 패킷 스위치 (Hybrid Buffer Structured Optical Packet Switch with the Limited Numbers of Tunable Wavelength Converters and Internal Wavelengths)

  • 임헌국
    • 인터넷정보학회논문지
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    • 제10권2호
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    • pp.171-177
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    • 2009
  • 광 패킷 스위칭 기술은 대용량 인터넷 트래픽을 패킷레벨에서 보다 유동적인 대역폭으로 전송해 줄 수 있으며, WDM 계층과 I P 계층을 유연하게 통합 해 줄 수 있기 때문에 차세대 광 인터넷을 위한 가장 강력한 스위칭 기술 중 하나이다. 광 패킷 스위칭 기술의 연구는 동기식 망 안에서의 연구와 비동기식 망 안에서의 연구로 나뉘며 본 논문에서는 인터넷 트래픽과 같은 비동기 가변길이 패킷들을 위한 광 패킷 스위치 내부에 경합해결 이슈에 초점이 맞추어져 있다. 하이브리드 버퍼는 광 지연 선로 버퍼와 전자 버퍼로 구성 되어 비동기 가변길이 패킷들의 경합 해결을 위한 하나의 대체 버퍼로서 패킷 손실 확률을 감소시키기 위해 소개된바 있다. 그런데 스위치 내부의 자원 중 튜닝 가능한 파장 변환기의 개수와 내부 파장 개수를 고려한 광 패킷 스위치의 디자인은 스위치 비용과 자원 이용 효율을 결정짓는 매우 중대한 이슈이다. 따라서 본 논문에서는 한정된 수의 튜닝 가능한 파장 변환기와 내부 파장 개수를 고려한 하이브리드 버퍼 구조형 광 패킷 스위치를 설계하고 그것의 스케쥴링 알고리즘을 소개하고자 한다. 제안한 스케쥴링 알고리즘은 광 지연 선로 버퍼만을 갖는 기존의 LAUC-VF 알고리즘과 비교하여 더 나은 패킷 손실 확률을 제공해 줄 수 있었다.

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