파장 분할 다중화 시스템의 수신감도 개선

김선엽,박형근,Kim, Sun-Youb,Park, Hyoung-Keun 한국정보통신학회 2006 한국정보통신학회논문지 Vol.10 No.3

In this study, we analysis an optical receivers using the optical preamplifier in a spectrum-sliced WDM systems. The average numbers of photons/bit, for an $10^{-9}$ error probability, counts using the OOK and FSK transmission. As a result, the theoretical sensitivity for PIN receiver and optical preamplifier receiver are approximately $9.2\times10^4\;and\;7.2\times10^2$ in the m=20, respectively. Also, the average numbers of photons/bit, for and given error probability, theoretical receiver sensitivity for Gaussian method and k-square method are approximately $9\times10^2\;and\;2.16\times10^2$ in the m=40, respectively. And the average numbers of photons/bit, for an given error probability, theoretical receiver sensitivity, OOK and FSK transmission are approximately $1.9\times10^2\;and\;3.1\times10^2$ in the m=20, respectively. 본 논문에서는 스펙트럼 분할된 WDM시스템의 성능해석시, 광전치 증폭기를 사용하여 일반적인 핀(PIN) 다이오드를 채용한 수신기를 통해 얻을 수 있는 수신감도를 개선하는 방법에 대해 해석하였다. 또한 온-오프키잉(OOK: On Off Keying)과 주파수 천이키잉(FSK: Frequency Shift Keying) 전송을 이용하여 표준에러 확률을 유지하기 위해 필요로 하는 비트당 광자의 수를 계산한 후 수신기에서 광신호와 전기신호의 다양한 대역폭 비가 변화하는 경우에 대하여 위의 값을 다시 도출함으로써 수신감도를 해석하였다.

고속 데이터 통신을 위한 다중Multi SHA구조를 갖는 ADC설계

김선엽,Kim, Sun-Youb 한국정보통신학회 2007 한국정보통신학회논문지 Vol.11 No.9

본 논문에서는 고속 동작을 위한 다중 SHA(sample and hold amplifier) 구조의 파이프라인 A/D 변환기(analog-to-digital converter)를 제안하였다. 제안된 구조는 변환 속도를 높이기 위해, 동일한 SHA를 병렬로 하는 다중 SHA를 구성하였다. 이를 비중첩 클럭(nonoverlapping clock)에서 동작하도록 하여 셀을 구성하는 SHA의 수와 비례한 빠른 샘플링 속도를 얻을 수 있도록 하였다. 제안된 구조를 적용하여 VDSL(very high-speed digital subscriber line) 모뎀의 아날로그 front-end단의 요구 사항을 만족하는 파이프라인 A/D 변환기를 설계하였다. 설계된 A/D 변환기의 DNL(differential nonlinearity)과 INL(integral nonlinearity)은 각각 $0.52LSB{\sim}-0.50LSB,\;0.80LSB{\sim}-0.76LSB$의 특성을 나타내어 설계 사양을 만족함을 확인하였다. 또한 2048 point 대한 FFT를 수행한 결과 SNR이 약 66dB로 10.7비트의 해상도가 얻어짐을 확인하였으며, 전력 소모는 24.32mW로 측정되었다. In this paper, ADC with multi SHA structure is proposed for high speed operation. The proposed structure incorporates a multi SHA block that consists of multiple SHAs of identical characteristics in parallel to improve the conversion speed. The designed multi SHA is operated by non-overlapping clocks and the sampling speed can be improved by increasing the number of multiplexed SHAs. Pipelined A/D converter, applying the proposed structure, is designed to satisfy requirement of analog front-end of VDSL modem. The measured INL and DNL of designed A/D converter are $0.52LSB{\sim}-0.50LSB$ and $0.80LSB{\sim}-0.76LSB$, respectively. It satisfies the design specifications for VDSL modems. The simulated SNR is about 66dB which corresponds to a 10.7 bit resolution. The power consumption is 24.32mW.

8.2MHz 대역 미약 전계강도 무선기기의 출력기준에 관한 연구

김선엽,나유찬,Kim, Sun-Youb,Ra, Yoo-Chan 한국정보통신학회 2009 한국정보통신학회논문지 Vol.13 No.12

본 논문에서는 8.2MHz 대역의 국내 미약 전계 강도 무선기기의 출력 제한치를 다른 외국의 기준치와 비교하였다. 이를 통해 국내의 규정이 미국이나 유럽에 비해 낮음을 대략 10-20dB 정도 낮음을 확인하였고, 이를 검증하기 위해 8.2MHz EAS 시스템의 출력을 측정하였다. 측정 결과, 전계 강도값이 각각 $70.6dB{\mu}V/m$와 $68.3dB{\mu}V/m$로 측정되었는데, 이러한 값은 국내의 현재기준인 $59.8dB{\mu}V/m$를 초과하는 값임을 확인하였다. 따라서 8.2MHz 대역의 국내기준의 사향 검토가 필요하다 사료된다. This paper compared the output limit value of the Korean weak electric field strength wireless device in the 8.2MHz band with the standard values of foreign countries. Through this, the study confirmed that the Korean regulation was lower by about 10-20dB than those of the USA or Europe. In order to prove this, the study measured outputs by entrusting the 8.2MHz EAS system to two measuring companies. As a result of these measurements, electric field strengths were shown to be $70.6dB{\mu}V/m$ and $68.3dB{\mu}V/m$ respectively, and these values were confirmed to exceed the current Korean standard of $59.8dB{\mu}V/m$. Accordingly, it is deemed necessary to review the specifications of the Korean standard in the 8.2MHz band.

WDM 시스템에서 OOK와 FSK 전송을 위한 수신기의 동작 특성에 관한 연구

김선엽,나유찬,Kim Sun-youb,Ra Yoo-Chan 한국정보통신학회 2005 한국정보통신학회논문지 Vol.9 No.8

WDM 시스템에서 일반적인 디지털 전송기법인 OOK와 FSK 전송신호를 수신하는 수신기를 해석하였다. 성능평가 방법으로는 다양한 에러확률을 대역폭과 비트수의 함수인 m으로 표현하여 수신기의 성능평가를 수행하였다. 시뮬레이션 결과, $10^{-4}$의 에러확률인 m=10 인 경우 OOK 신호에 대한 수신감도는 $1.7{\times}10^2$, FSK의 경우는 $2.2{\times}10^2$, 그리고 $10^{-9}$의 에러확률인 m=25의 경우, OOK와 FSK의 경우 각각 $2.15{\times}10^2$, $3.07{\times}10^2$의 성능을 갖는 것으로 확인되었다. 이를 통해, 광통신 시스템의 기준에러확률인 $10^{-9}$을 기준으로 할 때, 23Gb/S의 전송이 가능함을 보였고, 코딩이득이 $10^{8}$이고, 코드율이 0.8인 경우에는 75Gb/s의 전송용량이 가능함을 확인하였다. We analyzed of the receiver which received OOK and the FSK transmission signal that were a general digital transmission technique in a WDM system. We expressed various error probability with the m which was bandwidth and a bit numerical function and carried out performance evaluation of a receiver in a performance evaluation way. When error probability was $10^{-4}$ which is m=10, as for the receive sensitivity of OOK, the $1.7{\times}10^2$, FSK got $2.2{\times}10^2$ through simulation. And the receive sensitivity of OOK and FSK was able to get each $2.15{\times}10^2$ and $3.07{\times}10^2$ when it was error probability of $10^{-9}$ which is m = 25. Transmission of 23Gb/S showed that it was possible when we does the $10^{-9}$ that was basis error probability of a light communication system with a basis through this, and a coding profit was with for and transmission capacity of 75Gb/s confirmed that it was possible if a code rate was with 0.8.

섭동 현상을 갖는 광 방향성 결합기의 응답 특성의 해석

김선엽,박형근,Kim Sun-youb,Park Hyoung-keun 한국정보통신학회 2006 한국정보통신학회논문지 Vol.10 No.2

광통신시스템들에서 사용되는 많은 통신용 소자들의 특성은 방향성 결합기(directional coupler)의 구조에 따라 영향을 받게 된다. 본 논문에서는 방향성 결합기 구조에 섭동현상을 일으킬 수 있는 도파로 구조를 포함시켜 그 특성에 대해 연구를 수행하였고, 또한 도파로 구조를 변화시켰을 때, 얻어지는 특성에 대해 시뮬레이션을 수행하였다. 결과로써, 섭동현상을 일으키는 도파로 구조를 첨가한 방향성 결합기가 광 필터로 동작함을 확인 할 수 있었고, 또한 도파로 구조의 듀티 비를 조절하여 보다 우수한 광 필터로 동작함을 확인할 수 있었다. 시뮬레이션 결과, 도파로 구조의 듀티 비가 $50\%$인 경우보다 듀티 비가 변화하는 경우가 -l8dB정도의 우수한 응답특성을 갖게 됨을 확인 할 수 있었다. As for the characteristic of elements for a lot of communication used in light communication systems, it is affected according to structure of directional coupler. We carried out study on a characteristic of the directional coupler which had waveguide structure to have perturbation phenomenon in this paper and ran simulation on the characteristic that we changed structure of directional coupler too, and was got. Confirmation was able to do that it operated with an optical filter, and the directional coupler which added waveguide structure to produce perturbation phenomenon by the results was able to confirm what we adjusted duty ratio of waveguide structure too, and operated with a more excellent optical filter. Through simulation, the case that duty ratio changed than the case that duty ratio of waveguide structure was $50\%$ was able to get an excellent answer characteristic of a -l8dB degree.

135kHz 이하 미약 전계강도 무선기기 기술기준 개선 방안 및 제안

김선엽,정찬권,강영진,Kim, Sun-Youb,Jeoung, Chan-Gwoun,Kang, Young-Jin 한국정보통신학회 2010 한국정보통신학회논문지 Vol.14 No.1

본 논문에서는 135kHz 이하 미약 무선국의 전계 강도(기술 기준)에 대한 현재 각국의 동향과 그 기준치를 분석 및 비교를 통하여 해당 대역의 국내기준의 문제점을 분석하였다. 전자파 적합 등록에서 제시하고 있는 각국의 전계 강도 기준치와 연계하여 이에 적합한 국내의 비허가 무선기기(미약 무선기기)의 실질적인 도입 가능한 전계 강도의 기준치를 제시함을 목적으로 한다. 본 논문에서 제시한 전계 강도 허용치를 바탕으로 국내 기준을 상향하면 미약 무선기기 의 보급과 발전에 기여할 것으로 예상되며 국내 통신 시장은 물론 국제 통신 시장에서 경쟁력을 갖출 수 있을 것으로 예상된다. This paper analyzed the problems of the Korean output regulation in the relevant band through an analytic comparison of the current trend of each country and their standard values concerning electric field strength (technical standard) of weak wireless stations with less than 135kHz. In connection with the standard value of electric field strength of each country, which has been proposed in the registration of the appropriate electric wave, the paper aims to propose the standard value of electric field strength that could actually be introduced for suitable unauthorized wireless devices (weak wireless devices) in Korea. Provided that the Korean standard may be upgraded based on the tolerances of electric field strength proposed m this paper, this is expected to be committed to the distribution and advancement of weak wireless devices; and further it is anticipated to be prepared with competitiveness not only in the Korean communications market, but also in the international communications market.

고속 데이터 변환을 위한 ADC에 관한 연구

김선엽(Kim, Sun-Youb),박형근(Park, Hyoung-Keun) 한국산학기술학회 2007 한국산학기술학회논문지 Vol.8 No.3

본 논문에서는 고해상도와 고속의 데이터 변환율을 위해 다중의 S/H 구조를 갖는 파이프라인 A/D 변환기를 제안하였다. 해상도와 동작속도를 개선하기 위하여 샘플링 시간을 증가시키는 구조를 제안하였고, 동작특성을 확인하기위하여 두 개의 S/H 단을 갖는 20MS/s 파이프라인 A/D 컨버터를 설계하였다. 시뮬레이션 결과 INL과 DNL은 각각 0.52LSB~0.63LSB와 0.53LSB와 0.56LSB를 갖음을 보였고, 또한 설계된 아날로그와 디지털 컨버터의 43dB의 SNR과 18.5mW의 전력소비를 갖음을 확인하였다. In this paper, the pipe lined A/D converter with multi S/H stage structure is proposed for high resolution and high-speed data conversion rate. In order to improve a resolution and operational speed, the proposed structure increased the sampling time that is sampled input signal. In order to verify the operation characteristics, 20MS/s pipelined A/D converter is designed with two S/H stage. The simulation result shows that INL and DNL are 0.52LSB~-0.63LSB and 0.53LSB~-0.56LSB, respectively. Also, the designed Analog-to-Digital converter has the SNR of 43dB and power consumption is l8.5㎽.

LiNbO₃ 광도파로 제작에 관한 연구

김선엽(Kim, Sun-Youb) 한국산학기술학회 2015 한국산학기술학회논문지 Vol.16 No.9

광통신시스템에서 효율적인 광전송을 위해서는 광섬유와 필름 도파로사이에 효율적인 결합이 필요하다. 광섬유와 필름 도파로를 직접연결하면 광섬유와 필름 도파로간의 크기 및 모양의 차이로 인한 필드 프로필의 불일치로 인하여 연결부 위에서 많은 광손실이 발생하기 때문에 광효율이 저하된다는 문제점이 존재한다. 이에 본 논문에서는 광섬유와 광도파로의 직접 연결 시 발생하는 효율의 저하를 막기 위해 광섬유와 광도파로를 연결하는 Y-branch를 설계하고 제작하였다. Y-branch 의 해석방법으로는 많은 광도파로의 해석법 중 가장 간단하고 적용이 쉬운 섭동궤환방법을 사용하였다. 해석된 결과를 이용 하여 LiNbO₃ 에 Ti를 확산시키는 방법을 통하여 Y-branch를 제작하여 측정을 실시하였다. 측정은 1550㎛ LD레이저 광원을 이용하여 커플러를 통하여 광이 입사하도록 구성한 후 출련단에서 광신호의 near field mode를 측정하였다. 이를 통하여 Y-branch를 통해 입사하는 광의 입사조건을 변화시켜도 고차모드들은 모두 제거되고 기본 모드만 유지되고 있는 특성을 확인하였다. In this paper, waveguide analysis was interpreted as an optical waveguide using the feedback perturbation method simple and easy to apply compared to the analysis method, while the other almost identical to the numerical calculation method. In addition, efficient coupling with an optical transmission line of optical fiber and the waveguide form the thin film of different functional elements is required in order to achieve the full optical communication system. However, problems arise, such as the light field (field) and the decrease of the access efficiency due to inconsistency in the distribution characteristics of the connection surface by the difference in size of the cross section thereof when connecting the optical fiber and the waveguide directly to the combination of a thin film. Therefore propose a new type of connector structure to increase the efficiency of the connection when connecting the optical fiber waveguide and the thin film was analyzed by applying a coupled mode theory, the binding efficiency of the modified contactor. And by diffusing Ti on the LiNbO₃ substrate and a wide range of applications in the manufacture of integrated optical material made of a current low-loss Ti: LiNbO₃ optical waveguide and making the Y-branch waveguide, and the properties were confirmed.

900MHz 대역 RFID 리더 플랫폼에 관한 연구

김선엽(Kim, Sun-Youb) 한국산학기술학회 2013 한국산학기술학회논문지 Vol.14 No.3

RFID 시장에서 성장률이 가장 높은 물류/유통 분야를 볼 때 물류/유통 분야 또는 소규모 작업장에서 여러 스텝의 체계가 필요하다. 이러한 환경에서 RFID READER의 제품의 성능은 가장 중요한 FACTOR 가 된다. 이는 RFID READER에서의 주파수 운용의 지원이 이루어지지 않으면, RFID를 적용하는데 있어 많은 어려움이 있을 수 있 으며, 좁은 공간의 많은 리더 사용으로 인한 관리에서도 많은 어려움이 있을 수 있다. 본 연구를 통해 복수 리더 환 경 및 전체 업그레이드 상황 보고 등은 매우 중요한 기능이라고 할 수 있다. 본 논문에서는 자가 진단 기능을 갖는 RFID 리더 플랫폼에 대한 연구를 수행하였다. he RFID market seems to grow mostly in the logistics and distribution areas. The areas and small sized work places requires multi-steps based system. In the environment, the performance of RFID READER is the most important factor. If RFID READER fails to operate frequency well, it will be difficult to apply RFID technology to work places and manage multi-readers used in a narrow place. This work reveals that making possible multiple readers environment and reporting the state of the entire upgrade are of significant in terms of the system's functions. This thesis studied RFID reader platform with self-diagnosis function.

광전치증폭기의 수신감도에 관한 연구

김선엽(Kim, Sun-Youb),박형근(Park, Hyeong-Geun) 한국산학기술학회 2008 한국산학기술학회 학술대회 Vol.- No.-

본 논문에서는 WDM시스템에서 사용될 수 있는 광전치증폭기의 수신감도를 해석하였다. 10^-9의 에 러확률에 대하여 FSK전송을 이용하여 비트당 광자수를 계산하여다. 결과로 일반적인 PIN 수신기의 수신감도는 9.2×104 photon/bit이고, 광전치증폭수신기의 경우는 7×102의 phton/bit를 갖음을 확인하였다. 또한 FSK전송의 경우에는 표준에러확률인 10-9을 유지하기 위해 필요 로 하는 비트당 광자의 수를 계산하였는데, 가우시안 근사해석법을 사용한 경우와 정확한 해석법(κ자 승법)을 이용한 결과 m=30 인 경우 κ자승법의 경우는 2.36×102 photon/bit, 가우시안 근사법의 경우 에는 4.01×102 photon/bit을 얻었다. 이를 통해 동일한 BER의 경우에 광전치증폭수신기가 PIN수신기에 비해 우수함을 확인하였다.