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A+ 광통신 - 15. Eye Diagram, Dark current, BER

충북대학교 4학년 과정 광통신 과제 및 보고서 작성본입니다. 보고서 작성부분에서 A+(졸업 학점 4.43)를 놓친적 없습니다! 참고하시고 보고서에 작성하시면 도움이 될 것입니다. :) 15. Eye Diagram, Dark current, BER
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최초등록일 2024.02.05 최종저작일 2023.06
충북대 광통신 과제 정보통신공학부
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    소개

    충북대학교 4학년 과정 광통신 과제 및 보고서 작성본입니다.
    보고서 작성부분에서 A+(졸업 학점 4.43)를 놓친적 없습니다!
    참고하시고 보고서에 작성하시면 도움이 될 것입니다. :)

    15. Eye Diagram, Dark current, BER

    목차

    1. Eye Diagram
    2. Dark current
    3. BER

    본문내용

    광 또는 전기 신호의 누적ㆍ중첩된 전압 파형을 시간축 상에서 나타낸 것
    장기 잔상을 갖는 Oscilloscope로 보면 출력파형의 모양이 눈과 같이 보여진다.

    Eye Diagram이란, 데이터 신호의 추이의 상황을 1 비트마다 반복하여 누적하여 아이의 열려진 정도를 보는 일로, 데이터 신호의 품질을 지켜볼 수가 있다.

    부호간 간섭(Intersymbol Interference)이나 부가잡음(Additive Noise)에 의해 오염된 수신 신호의 품질을 살펴보는데 유용한 방법으로, 심볼 레이트(Symbol Rate)의 정수배로 디지털 신호를 잘라서 한, 두개의 비트주기(UI)동안 중첩시킨 다이어그램으로 그 모양이 눈과 유사하여 이런 이름이 붙여짐

    시리얼 통신에서의 가장 기본적인 측정법은 아이패턴 관측이며, 비트의 품질을 비롯한 지터, 전압 노이즈, 상승 하강 시간 등에 대한 종합적인 판단을 빠르게 관측할 수 있다는 장점이 있다.

    참고자료

    · 없음

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    • 1. Eye Diagram
      An eye diagram is a powerful tool used in digital communications to visualize and analyze the quality of a digital signal. It provides a comprehensive view of the signal's characteristics, including timing, amplitude, and noise, which are crucial for ensuring reliable data transmission. The eye diagram is generated by overlaying multiple instances of the signal waveform, creating a pattern that resembles an open eye. The width of the eye opening represents the timing margin, while the height represents the voltage margin. A wide and tall eye opening indicates a high-quality signal with minimal distortion and noise, making it easier for the receiver to accurately sample the data. Eye diagrams are particularly useful in evaluating the performance of various communication systems, such as fiber optic networks, high-speed digital circuits, and wireless communication links. By analyzing the eye diagram, engineers can identify and troubleshoot issues like intersymbol interference, jitter, and signal-to-noise ratio, which can degrade the overall system performance. Furthermore, eye diagrams are essential in the design and optimization of digital communication systems. They help engineers make informed decisions about the choice of modulation schemes, filtering techniques, and equalization methods to improve the system's reliability and throughput. In conclusion, the eye diagram is a crucial tool in the field of digital communications, providing valuable insights into the quality and integrity of digital signals. Its widespread use in various industries, from telecommunications to electronics, underscores its importance in ensuring reliable and efficient data transmission.
    • 2. Dark current
      Dark current is an important concept in the field of optoelectronics and semiconductor devices, particularly in the context of photodetectors and image sensors. It refers to the small amount of electric current that flows through a photodetector or an image sensor even when no light is incident on the device. The dark current arises from various sources, including thermal generation of electron-hole pairs, leakage currents, and imperfections in the semiconductor material. These factors can contribute to the generation of charge carriers within the device, even in the absence of light, leading to the flow of dark current. The presence of dark current can have significant implications for the performance of optoelectronic devices. It can introduce noise and reduce the signal-to-noise ratio, which can degrade the overall sensitivity and dynamic range of the device. In image sensors, such as charge-coupled devices (CCDs) and complementary metal-oxide-semiconductor (CMOS) image sensors, dark current can lead to the appearance of unwanted artifacts, such as hot pixels or fixed-pattern noise, in the captured images. To mitigate the effects of dark current, various techniques are employed, such as: 1. Cooling the device: Reducing the operating temperature of the photodetector or image sensor can significantly decrease the thermal generation of charge carriers, thereby reducing the dark current. 2. Optimizing the device design: Careful engineering of the semiconductor materials, device structure, and fabrication processes can help minimize the sources of dark current. 3. Implementing compensation and correction algorithms: Software-based techniques can be used to identify and compensate for the effects of dark current in the acquired data or images. Understanding and managing dark current is crucial in the development and optimization of high-performance optoelectronic devices, particularly in applications where low-light detection, high sensitivity, and high image quality are essential, such as in astronomy, medical imaging, and security systems.
    • 3. BER
      BER, or Bit Error Rate, is a fundamental metric used in digital communication systems to evaluate the performance and reliability of data transmission. It represents the ratio of the number of bits received in error to the total number of bits transmitted, and is a crucial parameter in assessing the quality and integrity of a communication link. The BER is a direct indicator of the signal-to-noise ratio (SNR) and the overall signal quality in a communication system. A low BER, typically in the range of 10^-9 or lower, indicates a high-quality signal with minimal errors, while a high BER suggests a degraded signal with a higher probability of errors. The BER is influenced by various factors, including: 1. Noise: Unwanted electrical or electromagnetic interference can introduce errors in the received data, leading to a higher BER. 2. Distortion: Factors such as intersymbol interference, dispersion, and nonlinearities can cause distortion in the transmitted signal, resulting in a higher BER. 3. Synchronization: Timing errors or clock jitter can

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