Transcript Ch 10. 종합정보통신망

전송매체 (cont.)
광섬유(cont.)
전화국간 트렁크, MAN 등 신규 구축
빛의 전파 : 내부반사
• 멀티모드(multimode)/싱글모드(singlemode)
• 1014~1015Hz 대역 사용
흡수막(absorptive jacket)
코어(core)
클래딩(cladding)
다중모드 (multimode)
단일모드 (singlemode)
정보통신세계
Optical Fiber내 전송


광섬유의 기본 구조 및 정보 전송
굴절율에 따른 모드 분산
정보통신세계
Optical Fiber 기술
전송의 예
실험의 예
정보통신세계
Optical Fiber 실험 기기
Optical Fiber Spectrum Analyzer
Monocrometer
Digital Sampling Oscilloscope
Amplifier
정보통신세계
Optical 관련 제품
Optical Coupler
ISDN과 같은 첨단 정보통신망의 실현으로
인하여 초고속 광통신 기간망, CATV등의
가입자망, 이동통신 기지국 망에 있어 한곳
에서 전송된 신호를 여러 곳으로 분배 또는
여러 곳에서 전송된 신호를 한곳으로 결합
할 때 사용
Optical Attenuator
광 계측기, 광통신, CATV등 광의 분배망에
각포트마다 불균일한 광전력으로 맞추는데
사용되고 지나치게 광 전력이 클 때 시스템
에 적합한 광 세기로 조절
정보통신세계
전자기파

전파원리
(V/m)
(A/m)

중요성
전파됨(Propagation): 광자의 흐름
에너지 함유(Energy):
X선 자외선 가시광선 음파
大
小
정보통신세계
신호의 표현

사인파
사인파의 도출
a= Asin(Q)
a는 반지름 A인
원을 따라 움직이는 점이
Y축에 투영되는 값
a를 시간 함수로 표현
T(주기): 점이 한바퀴 도는 시간
f(주파수):1초에 이루어진 회전수
위상: 원주상의 출발점이 다를 경우
정보통신세계
신호의 표현

사인파의 특징
입력(Sign Wave)
신호처리과정
사인파구조의 보존
전송/신호처리과정에서 구조유지
개별신호의 합(입력)
LTI 시스템
각각의 입력개별신호의
출력신호들의 합(출력)
ax1 (t )  bx2 (t )  ay1 (t )  by2 (t )
• 선형성:
• 시불변성:
푸리에 정리
출력(Sign Wave)
x1 (t  t 0 )  y1 (t  t 0 )
시간에 따라 시스템의 속성이 변하지 않고
일정하게 유지
모든 주기신호는 기준주파수를 갖는 파형과 기준주파수의 정수배를 갖
는 파형들의 합으로 표현됨
각 시점에서 사인파들의 크기를 더한것
정보통신세계
푸리에 분석 (1)

여러 사인파 및 코사인파의 합의 효과
예)
x(t ) 
어떤 파형이 주어졌을때
그 파형이 어떤 주파수를 갖는
Sign파의 합으로 구성
되었는가를 분석
3
3
n 1
n 1
 an cos( 2f n t )   bn sin( 2f n t )
함수형태는 fn,, an,, bn 값에 의존
a1=1, a2=2, b3=3
같은 주파수 성분을 가져도 진폭
에 따라 다른 신호로 형성
a1=3, a2=2, b3=1
정보통신세계
푸리에 분석 (2)

푸리에급수 전개
푸리에 정리로부터
합성식

분해식
x(t ) 


n 0
n 1
기준
주파수
 an cos( 2nf 0 t )   bn sin( 2nf 0 t )
분해식
Fourier 급수 전개
1
a0 
T
0
2
an 
T
T
0
x (t ) cos( 2nf 0 t ) dt
2
T
T
x (t ) sin( 2nf 0 t ) dt
bn 
nf0를 n번째
Hamonic
T
0
x (t ) dt
Fourier 급수 계수/ x(t)의 스펙트럼계수
정보통신세계
푸리에 분석 (3)

예: 네모파형의 도출
Low frequency성분
파형의 전반적 형태
High frequency성분
파형의 세밀한 형태
정보통신세계
신호를 보는 관점

시간영역과 주파수영역
시간에 따라 변화
하는 Energy 변동
신호에 존재하는
주파수 요소를 기준
관점의 차이 (예: 일상생활)
정보통신세계
디지털 정보의 부호화 방법

동일 신호 지속시 식별 어려움
기본적인 디지털정보의 부호화 방법
NRZ(Non Return to Zero): ‘1’양의 전압 값/ ‘0’음의 전압 값
RZ(Return to Zero): Pulse폭을 ½로 감소 다음 신호 시작 전 0 volt로 유지
Biphase: 비트시간 당 최소한 한번의 전압변화
맨체스터 방식: 매 비트시간 중간에 변화
차등적 맨체스터 방식: 비트값 0일때 변화 / 1일때는 무변화
1
0
1
0
1
0
1
0
1
0
1
0
0
1
0
정보통신세계
진폭변조후의 변환된 주파수

주파수변환(Frequency Conversion) 진폭변조과정에 나타나는 현상
주파수혼합(mixing),heterodyning: 기저대신호와 반송신호의 곱
기저대신호
반송신호
x(t )  Am cos  m t  Ac cos  c t

Am Ac
cos( c   m )t  cos( c   m )t
2
기저대신호가 Sign파
기저대신호가 Sign파가 아님
lower
sideband
여과를
통해
fm과
fc는
제거
주파수대역
(f2-f1)
upper
sideband
double
sideband
정보통신세계
(DSB)
진폭변조의 여과 및 복조

기저대신호
여과 및 복조
반송신호
x(t )  m(t ) cos  c t
x(t ) cos  c t  m(t ) cos 2  c t

1
1
m(t )  m(t ) cos 2 c t
2
2
기저대신호

과변조(Overmodulation) 기저대신호가
음의
값을
갖는
경우
기저대신호가
음의
값을
갖는
경우
정보통신세계
진폭변조에서 과변조 방지 대책

과변조
해결방법
기저대신호
기저대 신호에
일정 직류값을
더함
직류값
기저대 신호가 양의 값을 갖도록 함
AM의 변조지수
과변조 방지조건
Max<dc
변조지수  기저대신호의 최대진폭크기
직류값
정보통신세계
각도변조의 수식 표현
위상변조

개념
주파수
반송신호 : Ac cos c t   c 
위상
AM :
A(t )  Ac  k a m(t )
PM :
 (t )   c  k p m(t )
FM :
 (t )   c  k f m(t )
주파수변조
기저대신호에
따라
위상, 주파수를
변조
변조된 신호의 진폭은 기저대신호의 크기와 관계없이 일정
정보통신세계
각도변조의 내용

PM/FM
m(t)=C1
m(t)=C2t
+
C3
C1
Kp(c2t+ C3)
m(t)=0
위상변화
kpc1
위상
변화
기저대 신호가 클수록 주파수가 높아짐
정보통신세계
위상변조와 주파수변조의 차이점

사인파의 위상변조/주파수변조
기저대 신호의 기울기에 비
례순간주파수가 증가
기저대 신호 크기에 비례순
간주파수가 증가
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주파수변조지수

변조지수

Carson의 공식: 주파수 변조 지수로 대역폭 계산
  변조된신호의 순간주파수의 최대변화기저대신호 주파수대역의 크기
 
 mm ax
대역폭
 2 mmax 1     2  2 mmax
정보통신세계
ASK / FSK

ASK(Amplitude Shift Keying)
OOK(On-Off Keying): 비트1일때만 반송파를 흐르게 함
FSK(Frequency Shift Keying):두개의 bit값에 다른 주파수 신호 대응
‘0’과 ‘1’을 정확히 식별 가능/낮은 주파수로 변조 시 ‘0’과’1’ 구분 어려움

두개의
ASK
의합
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