차세대광네트워크 핵심정리

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차세대광네트워크 핵심정리

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문제1. 광전송에서 광원(LD)가 Narrow linewidth를 가져야 하는 이유
광전송에 사용되는 광원으로는 LED(Light Emitting Diode), LD(Laser Diode) 등이 사용된다. 일반적으로 광원이 갖추어야 할 조건으로는 pure spectrum(narrow linewidth(Δλ)), high frequency modulation response, high output power & stability, low power consumption 등이 있다.
일정한 전류로 구동되는 광원으로부터 출력되는 빛은 다음과 같은 식으로 표현할 수 있다. c(t) = ∑Ai cos[ωc.it + φi(t )]
Ai : amplitude, ωc.it : circular frequency, φi(t ) : random phase noise
여기서 광원이 가지는 phase noise로 인해 광 캐리어의 PSD(power spectral density)는 ±ωc 주위에 일정한 폭의 스펙트럼을 가지게 되며 이를 파장영역에서는 linewidth라고 정의한다.
일반적으로 광원에서 출력되는 빛이 더 coherent 할수록 즉 위상잡음이 적을수록 빛의 linewidth는 더 narrow해 진다. 그리고 광전송에서 빛의 linewidth는 pulse dispersion 현상을 일으키기 때문에 가능하면 linewidth가 narrow한 것이 좋다.
광전송에서 광원으로 많이 사용되는 LD의 경우는 LED에 비해 linewidth가 더 narrow한 특성을 가지고 있다. 적용사례를 보면 DFB-LD(distributed feedback-LD)가 있는데 narrow linewidth, single longitudinal mode, less temperature sensitivity, linear P-I curve 특성을 가지는 반면 제조가 어렵고 수율이 낮다는 문제점을 가지고 있다.
참고로 LD로부터 출력되는 빛을 직접 변조할 경우에 frequncy

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