저자 소개 ... 2
저자 머리말 ... 4
강의 계획 ... 6
강의 보조 자료 및 참고 자료 ... 7
PART 1 서론
   Chapter 01 광통신 시스템 개론
      1.1 광통신이란 ... 17
        1.1.1 통신과 정보 ... 17
        1.1.2 통신 링크 ... 17
        1.1.3 광섬유 광통신 ... 18
      1.2 광통신의 필요성 ... 20
        1.2.1 통신량의 급격한 증가 ... 20
        1.2.2 아날로그에서 디지털로 ... 21
        1.2.3 정보 전송 용량 ... 23
      1.3 광통신의 스펙트럼 대역 ... 24
        1.3.1 반송파 주파수와 변조 ... 24
        1.3.2 광통신의 스펙트럼 ... 25
        1.3.3 파장과 주파수의 관계 ... 27
        1.3.4 대역폭 ... 27
      1.4 광통신의 주요 구성요소 ... 29
      1.5 광통신의 진화 ... 32
        1.5.1 광통신 이전 : 암흑시대 ... 33
        1.5.2 제1세대 광통신 ... 34
        1.5.3 제2세대 광통신 ... 34
        1.5.4 제3세대 광통신 ... 35
        1.5.5 제4세대 광통신 ... 35
        1.5.6 제4세대 광통신 이후 ... 37
      1.6 광통신 네트워크와 응용 ... 38
        1.6.1 광통신 네트워크 ... 39
      1.7 dB과 dBm ... 42
        1.7.1 dB의 정의와 활용 ... 42
        1.7.2 dBm의 정의와 활용 ... 44
      1.8 컴퓨터 시뮬레이션과 MATLAB ... 48
        1.8.1 MATLAB을 이용한 가우시안 펄스의 표현 ... 48
        1.8.2 적분 ... 51
        1.8.3 표본화와 푸리에 변환 ... 53
      연습문제 ... 57
      MATLAB을 이용한 연습문제 ... 58
   Chapter 02 빛의 성질과 전송 원리
      2.1 빛의 성질 ... 65
        2.1.1 전자기파로서의 빛 - 파동 ... 65
        2.1.2 입자로서의 빛 - 광자 ... 69
        2.1.3 광선으로서의 빛 - 빔 ... 72
        2.1.4 반사율과 투과율 ... 75
      2.2 광섬유의 구조 및 전송 원리 ... 80
        2.2.1 임계 전파각 ... 81
        2.2.2 수광각 ... 82
        2.2.3 개구수 ... 83
      연습문제 ... 85
PART 2 광통신의 3가지 구성 요소
   Chapter 03 광섬유
      3.1 다중모드 광섬유 ... 91
        3.1.1 다중모드 광섬유란 ... 91
        3.1.2 모드 분산 ... 93
        3.1.3 모드 분산 문제를 해결하기 위한 방안 ... 98
        3.1.4 광섬유의 유형 ... 101
      3.2 모드 해석 및 단일모드 광섬유 ... 103
        3.2.1 맥스웰 방정식과 헬름홀츠 방정식 ... 103
        3.2.2 모드 해석 ★ ... 106
        3.2.3 단일모드 조건과 약도파 근사 ... 113
        3.2.4 단일모드 광섬유의 복굴절 ... 119
        3.2.5 단일모드 광섬유의 유효 코어 면적 ... 120
      3.3 단일모드 광섬유의 전송 특성 ... 122
        3.3.1 손실 ... 122
        3.3.2 군속도 분산 ... 128
        3.3.3 편광모드 분산 ... 143
        3.3.4 광섬유의 비선형 특성 ★ ... 144
      3.4 광섬유의 제조와 광케이블 ... 151
        3.4.1 광섬유의 제조 ... 151
        3.4.2 광케이블 ... 152
      연습문제 ... 156
      MATLAB을 이용한 연습문제 ... 158
   Chapter 04 발광소자와 광송신기
      4.1 광통신용 발광소자의 일반적 특성 ... 163
      4.2 반도체의 특성과 p-n 접합 다이오드 ... 167
      4.3 발광다이오드 ... 178
        4.3.1 반도체의 에너지 밴드와 방출된 빛의 스펙트럼 ... 178
        4.3.2 LED의 동작 원리 ... 181
        4.3.3 LED의 구조와 방사 형태 ... 184
        4.3.4 LED의 특성 ... 191
      4.4 레이저다이오드 ... 193
        4.4.1 레이저 동작의 기본 개념 ... 194
        4.4.2 광공진기와 문턱 조건 ... 197
        4.4.3 레이저다이오드의 변천과 종류 ... 205
        4.4.4 레이저다이오드의 특성 ... 216
      4.5 외부 변조기와 광송신기 ... 228
        4.5.1 외부 변조기 ... 228
        4.5.2 광송신기 ... 231
      연습문제 ... 239
   Chapter 05 광다이오드와 광수신기
      5.1 광검출기와 광수신기의 역할 ... 243
      5.2 광다이오드의 동작 원리와 특성 ... 245
        5.2.1 역전압이 인가된 p-n 접합 다이오드의 동작 ... 245
        5.2.2 광다이오드의 입출력 특성과 반응도 ... 248
        5.2.3 양자효율과 반응도의 파장 의존성 ... 249
        5.2.4 역방향 전압의 장점 252
        5.2.5 상승시간과 대역폭 ... 255
      5.3 PIN 광다이오드 ... 260
      5.4 애벌런치 광다이오드 ... 264
      5.5 광수신기 ... 267
        5.5.1 설계 시 고려사항 ... 267
        5.5.2 디지털 광수신기의 구조와 기능 ... 268
        5.5.3 3R 수신기 ... 272
      5.6 광수신기의 잡음 특성 ... 275
        5.6.1 광다이오드의 잡음원 ... 276
        5.6.2 광수신기의 신호 대 잡음비 ... 282
      5.7 성능 평가 방법과 수신 감도 ... 288
        5.7.1 성능 평가 방법 ... 288
        5.7.2 수신 감도 ... 297
      5.8 수신기의 성능 비교와 전력 페널티 ... 300
        5.8.1 수신기의 성능 비교 ... 300
        5.8.2 전력 페널티 ... 303
        5.8.3 성능 개선 방법 ... 305
      연습문제 ... 307
PART 3 광통신 링크와 WDM 시스템
   Chapter 06 광섬유의 연결과 광통신 링크 설계
      6.1 광섬유의 연결 ... 313
        6.1.1 연결 손실 ... 313
        6.1.2 접속 ... 315
        6.1.3 광커넥터 ... 316
      6.2 광통신 링크 설계 ... 320
        6.2.1 광통신 링크 ... 320
        6.2.2 설계 지침(Design guideline) ... 321
        6.2.3 광통신 링크 설계 ... 325
      연습문제 ... 329
   Chapter 07 WDM 시스템 광소자
      7.1 파장분할다중화(WDM) 시스템 ... 333
        7.1.1 WDM 시스템 개요 ... 333
        7.1.2 WDM 시스템의 종류 ... 337
        7.1.3 WDM 시스템의 전송 용량 ... 339
      7.2 WDM 시스템에서 사용하는 주요 수동소자 ... 342
        7.2.1 광결합기 ... 343
        7.2.2 광감쇠기, 광 단방향기 및 광순환기 ... 346
      7.3 광필터 ... 347
        7.3.1 다층 박막을 이용한 필터 ... 349
        7.3.2 광섬유 격자 소자 ... 350
        7.3.3 마하젠더 간섭계 광필터 ... 353
      7.4 파장 다중화기／역다중화기 ... 355
        7.4.1 박막필터를 이용한 Mux／DeMux ... 358
        7.4.2 광섬유 브래그 격자를 이용한 Mux／DeMux ... 359
        7.4.3 배열형 도파로 격자 ... 360
      7.5 광증폭기 ... 362
        7.5.1 어븀첨가 광섬유 증폭기(EDFA) ... 363
        7.5.2 EDFA의 비이상적인 특성 ... 365
      7.6 WDM 시스템에서의 분산 관리 ... 370
        7.6.1 DCF를 이용한 분산 보상 ... 370
        7.6.2 DCF를 이용한 분산 보상의 문제점 ... 372
      7.7 WDM 시스템의 시뮬레이션 필요성 ... 375
      연습문제 ... 377
PART 4 광통신 시스템의 MATLAB 모델링과 시뮬레이션
   Chapter 08 신호 전송과 광소자의 모델링
      8.1 단일모드 광섬유 안에서의 신호 전송 ... 383
        8.1.1 비선형 슈뢰딩거 방정식 ... 383
        8.1.2 분할구간 푸리에 방법 ★ ... 385
        8.1.3 컴퓨터 시뮬레이션의 예 ... 388
      8.2 단일 채널 광통신 링크의 모델링 ... 394
        8.2.1 광송신기의 모델링 ... 394
        8.2.2 광수신기의 모델링 ... 398
      8.3 간단한 WDM 시스템의 모델링 ... 404
        8.3.1 WDM Mux／DeMux의 모델링 ... 404
        8.3.2 EDFA의 모델링 ... 407
      8.4 성능 평가 ... 413
        8.4.1 광신호 대 잡음비 ... 413
        8.4.2 아이 다이어그램 ... 415
        8.4.3 비트오율 ... 417
      MATLAB을 이용한 연습문제 ... 422
   Chapter 09 MATLAB을 이용한 광통신 시스템의 시뮬레이션과 설계
      9.1 시뮬레이션을 하기 전에 ... 429
      9.2 실습과제 : 손실제한시스템 ... 430
        9.2.1 실습 목적 ... 430
        9.2.2 기본 구성도 ... 430
        9.2.3 주요 함수 ... 431
        9.2.4 시뮬레이션 및 설계 ... 431
      9.3 실습과제 : 분산제한시스템 ... 433
        9.3.1 실습 목적 ... 433
        9.3.2 기본 구성도 ... 433
        9.3.3 주요 함수 ... 434
        9.3.4 시뮬레이션 및 설계 ... 434
      9.4 실습과제 : 장거리 40Gb／s 시스템 ... 436
        9.4.1 실습 목적 ... 436
        9.4.2 기본 구성도 ... 436
        9.4.3 주요 함수 ... 437
        9.4.4 시뮬레이션 및 설계 ... 437
      9.5 실습과제 : N×10Gb／s WDM 시스템 ... 441
        9.5.1 실습 목적 ... 441
        9.5.2 기본 구성도 ... 441
        9.5.3 주요 함수 ... 442
        9.5.4 시뮬레이션 및 설계 ... 442
부록
   Appendix A 주요 물리 상수, 접두어와 그리스 문자 ... 447
   Appendix B 매트랩 사용법과 주요 명령어 ... 451
   Appendix C ITU-T 주파수와 파장 그리드 ... 465
   Appendix D erf(x), erfc(x) ... 469
참고 문헌 ... 473
찾아보기 ... 478