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책소개

21세기 광통신 전문 엔지니어를 꿈꾼다면

광통신 전문 엔지니어는 21세기 유망 직종으로 부가가치가 매우 높다. 이 책은 광통신 전문 엔지니어를 꿈꾸는 전자, 정보통신 공학 전공자를 대상으로 한다. 총 4부로 구성되어 있으며, '광통신이란 무엇인가'부터 기본적인 '광통신 시스템을 시뮬레이션'할 수 있는 실습까지 모두 다루고 있다. 특히 실습하기 어려운 광통신의 특성을 보완하여 저자가 직접 만든 광통신 툴박스(Optical Communication Toolbox)를 제공함으로써 광통신 시스템을 설계할 수 있게 하였다.

생소한 어투와 외래어 대신 가능한 한 우리말로 편안하게 풀어 썼으며 기본 개념에서 중요한 공학적 결론으로 간명하게 도달하도록 하였다. 현재와 가까운 장래에 구현될 광통신 기술의 핵심 분야만 체계적으로 서술하였으며 실제로 실험해보기 어려운 광통신의 특성을 보완하여 MATLAB으로 시뮬레이션할 수 있게 하였다. 약 100여 개의 MATLAB 함수가 제공되며, 현재 주도적 광통신 기술인 파장분할다중화(WDM) 시스템에서 발생하는 대부분의 전송 특성을 시뮬레이션할 수 있다.

목차

저자 소개
저자 머리말
강의 계획
강의 보조 자료 및 참고 자료

PART 1 서론
Chapter 01 광통신 시스템 개론
1.1｜광통신이란
1.1.1 통신과 정보
1.1.2 통신 링크
1.1.3 광섬유 광통신
1.2｜광통신의 필요성
1.2.1 통신량의 급격한 증가
1.2.2 아날로그에서 디지털로
1.2.3 정보 전송 용량
1.3｜광통신의 스펙트럼 대역
1.3.1 반송파 주파수와 변조
1.3.2 광통신의 스펙트럼
1.3.3 파장과 주파수의 관계
1.3.4 대역폭
1.4｜광통신의 주요 구성요소
1.5｜광통신의 진화
1.5.1 광통신 이전 : 암흑시대
1.5.2 제1세대 광통신
1.5.3 제2세대 광통신
1.5.4 제3세대 광통신
1.5.5 제4세대 광통신
1.5.6 제4세대 광통신 이후
1.6｜광통신 네트워크와 응용
1.6.1 광통신 네트워크
1.7｜dB과 dBm
1.7.1 dB의 정의와 활용
1.7.2 dBm의 정의와 활용
1.8｜컴퓨터 시뮬레이션과 MATLAB
1.8.1 MATLAB을 이용한 가우시안 펄스의 표현
1.8.2 적분
1.8.3 표본화와 푸리에 변환
연습문제
MATLAB을 이용한 연습문제

Chapter 02 빛의 성질과 전송 원리
2.1｜빛의 성질
2.1.1 전자기파로서의 빛 - 파동
2.1.2 입자로서의 빛 - 광자
2.1.3 광선으로서의 빛 - 빔
2.1.4 반사율과 투과율
2.2｜광섬유의 구조 및 전송 원리
2.2.1 임계 전파각
2.2.2 수광각
2.2.3 개구수
연습문제

PART 2 광통신의 3가지 구성 요소
Chapter 03 광섬유
3.1｜다중모드 광섬유
3.1.1 다중모드 광섬유란
3.1.2 모드 분산
3.1.3 모드 분산 문제를 해결하기 위한 방안
3.1.4 광섬유의 유형
3.2｜모드 해석 및 단일모드 광섬유
3.2.1 맥스웰 방정식과 헬름홀츠 방정식 ★
3.2.2 모드 해석 ★
3.2.3 단일모드 조건과 약도파 근사
3.2.4 단일모드 광섬유의 복굴절
3.2.5 단일모드 광섬유의 유효 코어 면적
3.3｜단일모드 광섬유의 전송 특성
3.3.1 손실
3.3.2 군속도 분산
3.3.3 편광모드 분산
3.3.4 광섬유의 비선형 특성 ★
3.4｜광섬유의 제조와 광케이블
3.4.1 광섬유의 제조
3.4.2 광케이블
연습문제
MATLAB을 이용한 연습문제

Chapter 04 발광소자와 광송신기
4.1｜광통신용 발광소자의 일반적 특성
4.2｜반도체의 특성과 p-n 접합 다이오드
4.3｜발광다이오드
4.3.1 반도체의 에너지 밴드와 방출된 빛의 스펙트럼
4.3.2 LED의 동작 원리
4.3.3 LED의 구조와 방사 형태
4.3.4 LED의 특성
4.4｜레이저다이오드
4.4.1 레이저 동작의 기본 개념
4.4.2 광공진기와 문턱 조건
4.4.3 레이저다이오드의 변천과 종류
4.4.4 레이저다이오드의 특성
4.5｜외부 변조기와 광송신기
4.5.1 외부 변조기
4.5.2 광송신기
연습문제

Chapter 05 광다이오드와 광수신기

5.1｜광검출기와 광수신기의 역할
5.2｜광다이오드의 동작 원리와 특성
5.2.1 역전압이 인가된 p-n 접합 다이오드의 동작
5.2.2 광다이오드의 입출력 특성과 반응도
5.2.3 양자효율과 반응도의 파장 의존성
5.2.4 역방향 전압의 장점 252 5.2.5 상승시간과 대역폭
5.3｜PIN 광다이오드
5.4｜애벌런치 광다이오드
5.5｜광수신기
5.5.1 설계 시 고려사항
5.5.2 디지털 광수신기의 구조와 기능
5.5.3 3R 수신기
5.6｜광수신기의 잡음 특성
5.6.1 광다이오드의 잡음원
5.6.2 광수신기의 신호 대 잡음비
5.7｜성능 평가 방법과 수신 감도
5.7.1 성능 평가 방법
5.7.2 수신 감도
5.8｜수신기의 성능 비교와 전력 페널티
5.8.1 수신기의 성능 비교
5.8.2 전력 페널티
5.8.3 성능 개선 방법
연습문제

PART 3 광통신 링크와 WDM 시스템
Chapter 06 광섬유의 연결과 광통신 링크 설계
6.1｜광섬유의 연결
6.1.1 연결 손실
6.1.2 접속
6.1.3 광커넥터
6.2｜광통신 링크 설계
6.2.1 광통신 링크
6.2.2 설계 지침(Design guideline)
6.2.3 광통신 링크 설계
연습문제

Chapter 07 WDM 시스템 광소자
7.1｜파장분할다중화(WDM) 시스템
7.1.1 WDM 시스템 개요
7.1.2 WDM 시스템의 종류
7.1.3 WDM 시스템의 전송 용량
7.2｜WDM 시스템에서 사용하는 주요 수동소자
7.2.1 광결합기
7.2.2 광감쇠기, 광 단방향기 및 광순환기
7.3｜광필터
7.3.1 다층 박막을 이용한 필터
7.3.2 광섬유 격자 소자
7.3.3 마하젠더 간섭계 광필터
7.4｜파장 다중화기/역다중화기
7.4.1 박막필터를 이용한 Mux/DeMux
7.4.2 광섬유 브래그 격자를 이용한 Mux/DeMux
7.4.3 배열형 도파로 격자
7.5｜광증폭기
7.5.1 어븀첨가 광섬유 증폭기(EDFA)
7.5.2 EDFA의 비이상적인 특성
7.6｜WDM 시스템에서의 분산 관리
7.6.1 DCF를 이용한 분산 보상
7.6.2 DCF를 이용한 분산 보상의 문제점
7.7｜WDM 시스템의 시뮬레이션 필요성
연습문제

PART 4 광통신 시스템의 MATLAB 모델링과 시뮬레이션
Chapter 08 신호 전송과 광소자의 모델링
8.1｜단일모드 광섬유 안에서의 신호 전송
8.1.1 비선형 슈뢰딩거 방정식
8.1.2 분할구간 푸리에 방법 ★
8.1.3 컴퓨터 시뮬레이션의 예
8.2｜단일 채널 광통신 링크의 모델링
8.2.1 광송신기의 모델링
8.2.2 광수신기의 모델링
8.3｜간단한 WDM 시스템의 모델링
8.3.1 WDM Mux/DeMux의 모델링
8.3.2 EDFA의 모델링
8.4｜성능 평가
8.4.1 광신호 대 잡음비
8.4.2 아이 다이어그램
8.4.3 비트오율
MATLAB을 이용한 연습문제

Chapter 09 MATLAB을 이용한 광통신 시스템의 시뮬레이션과 설계
9.1｜시뮬레이션을 하기 전에
9.2｜실습과제 : 손실제한시스템
9.2.1 실습 목적
9.2.2 기본 구성도
9.2.3 주요 함수
9.2.4 시뮬레이션 및 설계
9.3｜실습과제 : 분산제한시스템
9.3.1 실습 목적
9.3.2 기본 구성도
9.3.3 주요 함수
9.3.4 시뮬레이션 및 설계
9.4｜실습과제 : 장거리 40Gb/s 시스템
9.4.1 실습 목적
9.4.2 기본 구성도
9.4.3 주요 함수
9.4.4 시뮬레이션 및 설계
9.5｜실습과제 : N×10Gb/s WDM 시스템
9.5.1 실습 목적
9.5.2 기본 구성도
9.5.3 주요 함수
9.5.4 시뮬레이션 및 설계

부록
Appendix A ｜ 주요 물리 상수, 접두어와 그리스 문자
Appendix B ｜ 매트랩 사용법과 주요 명령어
Appendix C ｜ ITU-T 주파수와 파장 그리드
Appendix D ｜ erf(x), erfc(x)

참고 문헌
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