광 무선통신시스템에서 대기 교란으로 인한 광 가우시안 펄스의 펄스 퍼짐과 부호 간 간섭에 관한 연구
Pulse Broadening and Intersymbol Interference of the Optical Gaussian Pulse Due to Atmospheric Turbulence in an Optical Wireless Communication System
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초록
광 펄스가 대기 채널을 통해 전송될 때, 광 펄스는 대기 교란에 의해 감쇄되고 퍼지게 된다. 이러한 펄스 퍼짐이 인접 펄스간의 부호 간 간섭을 일으키고, 그 결과 인접한 펄스들은 중첩이 되어 비트전송률 및 무중계 전송거리를 제한하게 된다. 이에, 본 논문에서는 시간적 모멘트 함수를 이용하여 대기 교란상태에서 부호 간 간섭을 교란 상태를 나타내는 굴절률 구조상수로 구하고, SONET 광 전송방식에서 교란상태에 따른 부호 간 간섭을 수치해석하였다. 그 결과, 교란 정도가 심할수록 부호 간 간섭은 OC-192(9.953 Gb/s) 시스템 이하의 전송률에서는 점차적으로 증가하나, OC-768(39.813 Gb/s) 시스템 이상의 전송률에서는 급격히 증가 후 서서히 수렴함을 알 수 있었다. 또한, OC-48(2.488 Gb/s) 시스템에서는 어떠한 교란상태 하에서도 10 [km] 정도까지 정확한 정보 전송이 가능하나, 100 Gb/s 시스템에서는 10-14 [m-2/3] 이상, OC-768 시스템에서는 10-13 [m-2/3]이상, OC-192 시스템에서는 10-12 [m-2/3] 이상의 교란상태에서 심한 부호 간 간섭이 발생하여 정확한 정보 전송이 불가능함을 알 수 있었다.
Abstract
When an optical pulse propagates through the atmospheric channel, it is attenuated and spreaded by the atmospheric turbulence. This pulse broadening produces the intersymbol interference(ISI) between adjacent pulses. Therefore, adjacent pulses are overlapped, and the bit rates and the repeaterless transmission length are limited by the ISI. In this paper, the ISI as a function of the refractive index structure constant that presents the strength of atmospheric turbulence is found using the temporal momentum function, and is numerically analyzed for the basic SONET transmission rates. The numerical results show that ISI is gradually increasing at the lower transmission rate than the OC-192(9.953 Gb/s) system and is slowly converging after rapid increasing at the higher transmission rate than the OC-768(39.813 Gb/s) system as the turbulence is stronger. Also, we know that accurate information transmission is possible to 10[km] at the OC-48(2.488 Gb/s) system under any atmospheric turbulence, but is impossible under the stronger turbulence than 10-14 [m-2/3] at the 100 Gb/s system, 10-13 [m-2/3] at the OC-768 system, and 10-12 [m-2/3] at the OC-192 system, because the ISI is seriously induced.
참고문헌 (16)
- "Measurement of scintillation and link margin for the TerraLinkTM laser communication system Proc..", 3232, pp.100~118 (1998), and Eric Korevaar
- "Free space laser communications", pp.316~ (1999)
- "Mean Fade Time of an Optical Communication Channel Under Moderate-To-Strong Atmospheric Turbulence", 3914, pp.468~476 (2000)
- "The Effect of Atmospheric turbulence on Bit-Error-Rate in an On- Off-Keyed Optical Wireless System", 4489, pp.126~137 (2002)
- "The effects of atmospheric conditions on the performance of free-space infrared communications Proc. of SPIE Free-Space Laser Communication Technologies III", 1417, pp.484~495 (1991)
- "Two-frequency mutual coherence function and pulse propagation in a random medium", 18, pp.1613~1618 (1979)
- "Two- frequency mutual coherence function of a Gaussian beam pulse in weak optical turbulence", 35(33), pp.6522~6526 (1996)
- "Time-of-arrival fluctuations of a space-time Gaussian pulse in weak optical turbulence", 37(33), pp.7655~7660 (1998)
- "Pulse spreading and wandering in random media", pp.925~931 (1979)
- "Propagation of pulsed beam waves through turbulence", 67, pp.1261~1266 (1977)
- "Wave Propagation and Scattering in Random Media", 1-2 (1978), Academic Press Inc.
- "Wave Propagation in a Turbulent Medium" (1961), McGraw-Hill
- "Plane Wave Pulse Propagation Through Random Media", ap-25(6), pp.822~828 (1977)
- "Temporal broadening of ultrashort space-time Gaussian pulses with applications in laser satellite communication", 3266, pp.231~240 (1998)
- "Pulse Broadening due to Higher OrderDispersion and its Transmission Limit", 20(4), pp.591~597 (2002)
- "Modeling and Evaluaㄴtion of Intersymbol Interference Proc. of SPIE Coherent Tech. in Fiber Optic Systems", 568, pp.32~39 (1985), in Coherent Optical Communications