Home Network을 위한 전/광 광/전 변환 시스템의 설계 및 구현

Abstract

본 논문은 Home Network을 위한 Optical Unit의 설계 및 FPGA(Field Programmable Gate Array)를 이용한 구현에 대해 기술한다. 구현된 시스템에서는 Stratix Chip이 장착된 Development Kit을 사용했고, 통신의 구현 방식은 Optical Communication을 사용했다. Optical Module과 FPGA Module의 로직을 각각 구성하였으며, Logic구성을 통해 데이터 전송을 실제로 구현하였다. 하드웨어 디자인에 사용되는 Verilog HDL(Hardware Description Language)과 VHDL(Very High Speed Specific Integrated Circuit Hardware Discription Language)을 사용하였고, Optical Module로 전송되는 Signal은 최대 155.52MHz Clock이고, FPGA에서는 개발보드 내의 Clock에 맞추어 송수신한다. 동작의 전체적인 내용은 FPGA내에서 Data Signal을 scramble하여 송신을 하고, Descramble 하여 수신을 받게 된다. 또한, PC로의 P2P전송을 위해 UART와 RS-232C가 사용이 되었다. 본 논문에서는 Digital기기에서 사용에 맞게 동기를 맞추어 줄 수 있는 Optical Unit과 FPGA chip을 사용하여 대부분의 기능을 하나의 반도체 chip안에 집적 시켜 Computer에 기본적으로 있는 UART와 RS-232c를 이용해 주소를 할당, 상호간의 필요한 고속 그리고 대용량의 통신을 가능하게 하였다. 저비용, 확장성 그리고 망 구성의 효율성 측면에서 기대가 되며, 현재 요구되는 대용량 고속 데이터 전송을 위해서는 사용자까지의 Optical Fiber를 이용하여 넓은 대역폭의 데이터를 전송하는 FTTH(Fiber To The Home)의 구현에 근간이 되는 시스템에 유용하게 활용할 수 있다.; Due to the increasing importance of Home Network related to multimedia, super high speed and mass transmission are needed. As Home Entertainment field connected with Multimedia that is richer and service our lives of several field that compose Home Network is emphasized, smooth transmission of High Speed, High Capacity data is required. However, the existing copper wire transmission line is limited to such a high speed demand. Hence FTTH (Fiber To The Home), which connects OTL (Optical Line Terminator) directly to its subscriber, is extensively studied. Moreover, its interest is extending with the concept of connecting directly to the subscriber. In this paper, in order to supply high speed transmission, electrical-to-Optical(Optical-to-Electrical) conversion system which can be used in directly-connecting Information Electric Home Appliances between optical transmission subscriber and transmission line, and can be on-chiped to the Information Electric Home Appliances is designed and briefly realized. It is expected to apply to IP(internet protocal)TV, Teleco- communication etc. combining with the Local Station of Ring Network which has been planned in our Lab. Home Network System which has recently been in attention with less cost.