100 Gb/s급 광통신 시스템을 위한 면적 효율적인 리드-솔로몬 기반 순방향 오류 정정 구조 설계

Title
100 Gb/s급 광통신 시스템을 위한 면적 효율적인 리드-솔로몬 기반 순방향 오류 정정 구조 설계
Authors
박정인
Keywords
100gbs급광통신시스템을위한면적효율적인리드솔로몬기반순방향오류정정구조설계
Issue Date
2011
Publisher
인하대학교
Abstract
본 논문은 100 Gb/s급 광통신 시스템에 적합한 16-채널 3-병렬 리드-솔로몬(Reed-Solomon, RS) 부호기, 복호기의 연산 회로 및 그 방법을 제안한다. 제안한 부호기, 복호기의 구조는 RS(255,239) 코드 기반의 구조로 구성되며, 고속-저면적의 pTiBM 구조를 적용한 Key Equation Solver (KES) 블록을 사용하여 적은 하드웨어 복잡도를 제공하고, 3-병렬 구조로 설계함으로써 고속 데이터 처리가 가능하다. 제안된 100 Gb/s급 RS 부호기, 복호기 구조는 1.2 V의 공급전압과 90-nm CMOS 기술을 사용하여 구현하였다. 16-채널 3-병렬 RS 부호기는 총 37,300개의 게이트 수와 620 MHz의 클럭 주파수에서 238 Gb/s의 데이터 처리율을 보이며, 복호기는 총 418,000개의 게이트 수와 625 MHz의 클럭 주파수에서 240 Gb/s의 데이터 처리율을 보여준다. 기존의 RS 복호기에서 고속-저면적의 pTiBM 구조를 KES 블록에 적용하고, 신드롬 연산 블록을 홀수 항과 짝수 항으로 나누어 파이프라이닝이 가능하게 함으로써 전체적인 RS 복호기의 성능향상을 가져왔다. 또한 KES 블록의 하드웨어 공유에 있어서, Time-multiplexing 방법을 적용하여 효율적인 하드웨어 공유가 가능하게 하였다. 제안된 RS 기반 FEC 구조는 향후 초고속 광통신 뿐 만 아니라 무선 통신 장비를 위한 차세대 FEC 장치 등에 바로 적용 될 수 있으며, 본 연구결과를 계속 발전시켜 연구를 진행 할 수 있을 것이다.
Description
국문요약 IV Abstract V 목 차 VI 그림 목차 VIII 표 목차 IX 1. 서 론 1 2. Reed-Solomon 부호 3 2.1. Reed-Solomon 부호 3 2.2. Reed-Solomon 부호화 4 2.3. Reed-Solomon 복호화 5 3. RS(255,239) 코덱 시뮬레이터 개발 11 4. 하드웨어 설계 13 4.1. 3-병렬 RS 부호기 13 4.2. 3-병렬 RS 복호기 14 4.2.1. 파이프라인드 3-병렬 신드롬 계산 블록 15 4.2.2. 고속-저면적 KES 블록 17 4.2.2.1. 파이프라인드 GF 곱셈기 18 4.2.2.2. pRiBM 구조를 이용한 KES 블록 21 4.2.2.3. 면적 효율적인 TiBM 구조를 이용한 KES 블록 22 4.2.2.4. pTiBM 구조를 이용한 KES 블록 28 4.2.3. 파이프라인드 3-병렬 친서치, 포니, 오류 정정 블록 29 4.2.4. 오류의 개수 및 정정 불가능한 블록의 감지 32 5. 100 Gb/s급 16-채널 3-병렬 RS 코덱 32 5.1. 100 Gb/s급 16-채널 3-병렬 RS 부호기 32 5.2. 100 Gb/s급 16-채널 3-병렬 RS 복호기 33 5.2.1. 100 Gb/s급 16-채널 3-병렬 RS 복호기 구조 33 5.2.2. KES 블록의 Time Multiplexing 방법 33 6. 기능 검증 37 6.1. 검증 절차 37 6.2. 3-병렬 RS 부호기의 기능검증 38 6.3. 3-병렬 RS 복호기의 기능검증 40 6.4. FPGA를 이용한 기능검증 42 7. 결과 및 비교 44 8. 결 론 48 9. 참고 문헌 49
URI
http://dspace.inha.ac.kr/handle/10505/22705
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College of Engineering(공과대학) > Information and Communication Engineering (정보통신공학) > Theses(정보통신공학 석박사 학위논문)
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