KR100327925B1 - 손실이 큰 매체를 통한 레이저 통신 방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

펨토 초 펄스 형성 회로(214, 308)와, 200 펨토 초 이하의 폭을 가진 펄스로 이루어진 변조 펄스 스트림을 발생시킬 수 있도록 하는 초고속 광 스위치(218, 304)를 포함하는 레이저 송신기(200, 300)가 개시된다. 전송된 펄스 스트림은 광대역 광 검출기(504)와 펄스 스트레칭 회로(506)를 포함하는 레이저 검출기(500)에 의해 처리되어 변조 펄스 스트림에 포함된 정보가 재생된다.

Description

손실이 큰 매체를 통한 레이저 통신 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR LASER COMMUNICATION THROUGH A LOSSY MEDIUM}

지구 대기를 통하여 통신하는 무선 통신 시스템은 대체로 광학 기술보다는 무선 주파수(RF) 통신 기술을 사용한다. 그 주된 이유는, 광 신호가 흡수 및 산란 때문에 대기 중에서 매우 감쇠하기 때문이다.

이에 반해서, 실질적으로 감쇠의 영향이 없는 환경에서 광 신호는 잘 전파된다. 가령, 위성 간에 레이저 교차 결합을 사용하는 위성 통신 시스템이 발전되고 있다. 광 통신으로 얻을 수 있는 높은 비트 속도 및 진공을 통하는 최소의 감쇠로 인해, 이러한 경우에 대해서 레이저 통신이 선호된다.

대기권을 통한 RF 및 광 통신 링크는 모두 감쇠하게 된다. 그런데, 종래 기술에서는, 비교적 높은 비트 속도에서도 신호 송신 레벨 및 변조 기술을 개선함으로써, RF 감쇠는 용이하게 처리될 수 있다. 이에 반해 종래의 광학 기술은 대기 중에서의 감쇠를 극복하는 데에 성공적이지 못하여, 대기를 통한 높은 비트 속도의 광 통신이 어려웠다.

종래 기술에서, 어떤 경우에 대해, 보다 낮은 비트 속도의 광 통신 신호를 사용했다. 가령, 미국 특허 공보 제5038406은, 공중의 트랜시버가 다운 링크 펄스 변조 레이저 신호(down-link pulse-modulated laser signal)를 해수 표면 아래의 잠수함에 송신하는 쌍방향 잠수함 통신 시스템을 개시하고 있다. 레이저 송신기는 펄스를 최소 폭 (보통 300ns)보다 짧게 필터링하는 고속 펄스 제거 회로(fast-pulse rejection circuit)를 포함한다. 이는 넓은 펄스 폭으로 인해 에어로졸(aerosol) 및 장애물을 통과할 수 있는 능력을 제한한다.

대기 중에서의 레이저 광의 감쇠 (산란 및 흡수)가 종래 기술에서 짧은 펄스 폭 신호로 통신할 수 있는 능력을 제한했기 때문에, 손실이 큰 매체를 통한 고주파 레이저 통신은 실현될 수 없었다. 따라서, 흡수 및 산란에 의한 감쇠 문제를 해결하면서 손실이 큰 매체를 통한 짧은 펄스 폭 레이저 통신을 제공하는 방법 및 장치가 필요하다.

본 발명은 일반적으로 무선 통신, 특히 레이저 신호를 사용하는 무선 통신에 관한 것이다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 통신 시스템을 나타내는 도면.

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 레이저 송신기를 간략하게 나타내는 블럭도.

도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 진폭 변조 레이저 송신기를 간략하게 나타내는 블럭도.

도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 AM 변조 펄스 소스 송신기를 간략하게나타내는 블럭도.

도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 레이저 검출기를 간략하게 나타내는 블럭도.

도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 레이저 통신 신호를 발생시키는 방법을 나타내는 흐름도.

도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따라 레이저 통신 신호를 발생시키는 방법을 나타내는 흐름도.

도 8은 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 레이저 통신 신호를 검출하는 방법을 나타내는 흐름도.

본 발명의 방법 및 장치는 극초단 펄스 폭을 갖는 레이저 통신 신호를 발생시킴으로써, 흡수 및 산란에 따른 감쇠 문제를 해결한다. 최신 레이저 기술은 좁은 폭의 펄스의 발생을 가능하게 하며, 이 좁은 폭의 펄스가 종래 기술에서 보다 실질적으로 더 적은 감쇠 하에 매체를 통과하는 것을 특징으로 함을 실험으로 알 수 있다.

본 발명의 방법 및 장치는 이 좁은 펄스 폭의 신호의 새로 발견된 특징들을 레이저 통신 분야에 적용한다. 바람직한 실시예에 따라서, 극초단 폭의 변조된 레이저 펄스가 손실이 큰 매체를 통해 현저한 감쇠없이 송신될 수 있다. 따라서, 본 발명의 방법 및 장치는, 고속 레이저 통신에서 쓰이기에 너무 손실이 큰 매체를 통한 초고속 통신을 가능하게 한다. 예를 들어, 본 발명의 방법 및 장치는, 공기, 물, 수증기, 고체 장애물, 특정 서스펜션(suspension), 유리 섬유, 및 다른 매체를 통한 레이저 통신에 사용될 수 있다.

본 발명의 방법 및 장치는 특히, 대기 및 다른 장애물들이 종래 기술의 방법으로 발생된 레이저 신호를 방해하는 위성 통신 시스템에 유용하다. 본 발명의 방법 및 장치에 따른 극초단 펄스의 레이저 통신을 사용하는, 위성에서 지상 및 지상에서 위성으로의 통신은, 종래 기술의 방법에 비해 실질적으로 향상된 통신 품질을 갖게될 것이다. 또한, 본 발명의 방법 및 장치는 지상 준거(ground-based) 통신 시스템 및 위성간의 통신 시스템 또는 우주 공간에서의 통신 시스템에 사용될 수 있다. 지상 준거 통신 시스템의 경우, 저고도 대기에서의 큰 신호 손실 때문에 장점이 클 것이다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 통신 시스템(100)을 나타낸다. 바람직한 실시예에서, 통신 시스템(100)은 레이저 송신기(110) 및 레이저 검출기(120)를 포함한다. 레이저 송신기(110)는 본 발명의 실시예에 따라 레이저 신호를 발생시키고 이 레이저 신호를 링크(130)를 통해 레이저 검출기(120)로 송신한다. 링크(130)는 전술한 것들과 같은 손실이 많은 매체를 연결할 수 있다.

아래에 자세히 설명되겠지만, 발생된 레이저 신호는, 200 펨토 초 이하의 펄스 폭을 갖는 일련의 변조된 광 펄스이다. 이러한 좁은 펄스 폭을 갖는 광 펄스는, 종래 기술에 의한 경우와 같은 정도의 감쇠없이 손실이 큰 매체를 통해 전파한다. 본 발명의 방법 및 장치는 또한 200 펨토 초 보다 큰 짧은 펄스를 사용하는 시스템에 사용될 수 있다. 바람직한 실시예에서, 펄스 폭은 40에서 60 펨토 초 범위에 있다. 이러한 시스템에서, 이 방법 및 장치의 장점은 여전히 유효하겠지만, 감소될 것이다. 레이저 검출기(120)에 수신된 후에, 이 신호에 포함된 정보는 아래에 상세하게 설명된 바와 같이 추출된다.

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 레이저 송신기(200)의 블럭도를 간단하게 도시한다. 바람직한 실시예에서, 레이저 송신기(200)는 정보 소스(210), 변조된 펄스 스트림 발생기(212), 펨토 초 펄스 형성 회로(214), 초고속 광 스위치(218), 레이저 소스(216), 및 텔레스코프(220)를 포함한다.

정보 소스(210)는 디지털 정보 혹은 디지털화된 아날로그 정보의 임의의 소스일 수 있다. 이 정보는 단일 소스로부터의 정보를 나타낼 수도 있고, 임의의 수의 다중화된 디지털 소스로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 정보 소스(210)는 주파수 분할 다중 접속(frequency-division multiple access; FDMA), 시간 분할 다중 접속(time-division multiple access; TDMA), 코드 분할 다중 접속(code-division multiple access; CDMA), 당업자들에 공지된 다른 접속 기술들, 또는 이들의 임의의 조합을 사용하여 다중화된 디지털 정보를 발생시킬 수 있다.

정보 소스(210)는 디지털 정보 또는 디지털화된 아날로그 정보를 변조된 펄스 스트림 발생기(MPSG)(212)를 제공한다. MPSG(212)는 비교적 넓은 변조된 펄스 스트림을 발생시킨다. 예를 들어, 펄스는 마이크로 초 또는 나노 초 단위의 펄스 폭을 가질 수 있는 일반적인 비디오 펄스 (즉, 캐리어없는 펄스)와 유사할 것이다. MPSG(212)는 당업자들에 공지된 다양한 유형의 변조 혹은 변조 기술의 조합을 사용할 수 있다. 예를 들어, MPSG(212)는 펄스 위치 변조 혹은 주파수 변조를 사용할 수 있다.

바람직한 실시예에서, 변조된 펄스 스트림이 펨토 초 펄스 형성 회로(FPFC)(214)에 제공된다. FPFC(214)는, 200 펨토 초 이하의 폭인, 극초단 펄스를 형성하고, FPFC(214)는 변조된 펄스 스트림의 중 한 펄스의 특정한 에지(edge)를 검출한다. 바람직한 실시예에서, FPFC(214)는 라이징(rising) 에지 상에서 트리거링하지만, FPFC는 폴링(falling) 에지 또는 라이징 및 폴링 에지 상에서 트리거링한다. FPFC(214)는, 가령, 단안정 멀티바이브레이터(monostable multivibrator)일 수 있다.

다른 실시에에서, 블럭(212 및 214)의 기능은 단일한 단계로써 수행될 수 있다. 다시 말해, 극초단 펄스가 직접적으로 형성될 수 있고, 정보 소스(210)에 의해 제공되는 데이터에 기초하여 변조될 수 있다.

FPFC(214)의 출력이 초고속 광 스위치(UHSOS)(218)에 제공된다. UHSOS(218)는 레이저 소스(216)로부터의 실질적으로 일정한 진폭/주파수 레이저에 부가하여, FPFC(214)로부터의 펨토 초 펄스를 수신한다. 레이저 소스(216)는, 가령 810에서 850 나노메터 혹은 1.05에서 1.5 마이크로미터 범위일 수 있는 파장을 갖는 레이저를 제공한다. 하지만 당업자들은 다른 파장들도 사용될 수 있음을 알 수 있을 것이다.

UHSOS(218)가 FPFC(214)로부터 펨토 초 펄스를 수신할 때마다, UHSOS(218)는 레이저 소스(216)를 스위칭하고, 따라서, 일련의 극초단 변조된 광 펄스를 발생시킨다. 일련의 광 펄스들이 텔레스코프(220)에 제공되어, 광 펄스를 검출기로 보낸다.

도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 진폭 변조(AM) 레이저 송신기(300)의 간단한 블럭도를 도시한다. 바람직한 실시예에서, AM 레이저 송신기(300)는 AM 변조된 펄스 소스(302), 초고속 광 스위치(304), 펄스 스트림 발생기(306), 펨토 초 펄스 형성 회로(302), 및 텔레스코프(310)을 포함한다.

바람직한 실시예에서, AM 변조된 펄스 소스(302)는 정보 소스(320), 휘도 변조기(322), 및 레이저(324)를 포함한다. 예를 들어, 정보 소스(320)는 AM 변조된 펄스열 또는 아날로그 파형을 제공할 수 있다. 정보는 단일 채널 또는 다중의 정보일 수 있다.

AM 파형이 휘도 변조기(322)에 제공된다. 휘도 변조기(322)는 레이저(324)에 의해 레이저 소스의 구동 특성을 야기함으로써 발생된 레이저 파형의 휘도를 변조하여 정보에 비례하여 변화한다. 휘도 변조기(322)는, 가령, 입력 바이어스 전류량을 조정하고, 전압을 변화시키거나, 당업자들에 공지된 다른 변조 기술을 수행함으로써, 레이저 광 휘도를 변조할 수 있다. 레이저(324)는 정보 소스(320)에 의해 제공되는 정보에 기초하여 휘도가 변화하는 연속적인 레이저 신호를 출력한다.

도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 AM 변조된 펄스 소스(400) 송신기의 간단한 블럭도를 도시한다. AM 펄스 소스(400)는, 가령, 도 3에 도시된 AM 변조된 펄스 소스(302)에 대신하여 사용될 수 있다.

도 3의 AM 변조된 펄스 소스(302)와는 달리, AM 변조된 펄스 소스(400)는 광 선형 감쇠기(optical linear attenuator)(406)에 의해 변조된 일정 휘도레이저(404)를 사용한다. 광 선형 감쇠기(406)는, 가령, 액정 기술을 사용하여 레이저 휘도를 변조할 수 있다. 광 선형 감쇠기(406)는 정보 소스(402) [전술한 정보 소스(320)와 실질적으로 유사함]에 의해 제공된 정보에 비례하여 레이저 광의 휘도를 변화시킨다. 광 선형 감쇠기(406)는 정보 소스(402)에 의해 제공된 정보에 기초하여 휘도를 변화시키는 연속적인 레이저 신호를 출력한다.

도 3을 다시 참조하면, 연속적인 레이저 신호 [AM 변조된 펄스 소스(302, 400)이나 다른 수단에 의해 발생됨]가 초고속 광 스위치(UHSOS)(304)에 입력된다. UHSOS(304)는 또한 펄스 스트림 발생기(306) 및 펨토 초 펄스 형성 회로(FPFC)(308)로부터의 신호를 수신한다.

펄스 스트림 발생기(306)는, 정보 소스(320)에 의해 제공된 정보의 대역 폭보다 더 큰 펄스 속도로, 실질적으로 연속하는 펄스 스트림을 제공한다. 이 펄스 스트림은 FPFC에 의해 검출되어, FPFC(308)가 연속하는 펄스 스트림 중의 한 펄스의 특정 에지를 검출할 때마다, 폭이 200 펨토 초 이하인 극초단 펄스를 형성한다. 바람직한 실시예에서, FPFC(308)는 라이징 에지 상에서 트리거링하지만, FPFC(308)는 폴링 에지 또는 라이징 에지 및 폴링 에지 상에서 트리거링할 수도 있다.

FPFC(308)의 출력이 UHSOS(304)에 제공된다. UHSOS(304)는, AM 변조된 펄스 소스(302 또는 400)로부터 발산된 휘도 변조된 레이저 신호에 부가하여 FPFC(308)로부터의 펨토 초 펄스를 수신한다. UHSOS(304)가 FPFC(308)로부터의 펨토 초 펄스를 수신할 때마다, UHSOS(304)는 AM 변조된 펄스 소스(302 또는 400)를 스위칭하고, 따라서, 극초단의 진폭 변조된 광 펄스열을 생성한다. 광 펄스열이 텔레스코프(220)에 제공되어, 광 펄스를 검출기로 유도한다.

본 발명의 장치가, 펄스 위치, 진폭, 및 주파수 변조 기술을 사용하여 설명되었지만, 본 발명의 방법 및 장치의 장점을 이용하여, 위상 변조 같은 다른 변조 기술들이 또한 사용될 수 있다.

극초단의 펄스 폭을 갖는 변조된 광 신호를 발생시키는 FPFC(214, 308) 및 UHSOS(218, 304)을 채택하여, 본 발명의 방법 및 장치는, 송신기(200, 300)로부터도 5에 도시된 바와 같은 검출기로 손실이 큰 매체를 통하여 고속 레이저 통신하는 것을 가능하게 한다.

도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 레이저 검출기(500)의 블럭도를 간단하게 도시한다. 바람직한 실시예에서, 레이저 검출기(500)는 광 텔레스코프(502), 광대역 광 검출기(504), 펄스 스트레칭 회로(506), 아날로그-디지탈(A/D) 변환기(508), 및 디지탈 신호 처리기(DSP)(510)를 포함한다.

광 텔레스코프(502)는 도 2-4에 도시된 레이저 송신기들에 의해 발생된 것과 같은 신호들을 수신한다. 이 신호들이 광대역 광 검출기(504)에 제공되어, 광 신호를 전기적인 펄스열 (가령 캐리어가 없는 비디오 펄스)로 변환한다. 이 펄스들은 실질적으로 도 2, 3의 UHSOS(218, 304)에 의해 발생된 펨토 초 펄스와 유사할 것이다. 광대역 광 검출기(504)는, 가령, 애벌란시 포토다이오드(avalanche photodiode)를 포함할 수 있다.

펄스 스트레칭 회로(506)는 전기 펄스열을 수신하고, 복조하기에 더 도전성인 폭으로 (마이크로 혹은 나노 초 범위) 스트레칭한다. 요컨데, 펄스 스트레칭회로(506)는 도 2, 3의 FPFC(214, 308)의 반대 동작을 수행한다. 따라서, 펄스 스트레칭 회로(506)의 동작은 송신기에 사용된 변조 기술에 따라 다르다.

예를 들어, 도 2에 도시된 것과 같은 송신기를 채택하는 시스템의 다양한 실시예에서, 펄스 스트레칭 회로(506)는, 광대역 광 검출기(504)에 의해 트리거될 때마다 일정 진폭 펄스를 발생시킬 것이다. 일정 진폭 펄스는 바람직하게는 도 2의 MPSG(212)에 의해 발생된 신호 타이밍을 유지할 것이다. 이러한 실시예에서, 펄스 스트레칭 회로(506)는, 예를 들어, 단안정 멀티바이브레이터일 수 있다.

도 3-4에 도시된 것과 같은 송신기를 사용하는 시스템에서, 펄스 스트레칭 회로(506)는 피크 검출 및 유지 회로일 수 있다. 한 실시예에서, 각각의 수신 펄스의 진폭을 가진 신호는 다른 레벨을 가진 펄스가 수신될 때까지 유지된다.

펄스 스트레칭 회로(506)에 의해 사용되는 펄스 스트레칭 방법에 관계 없이, 결과 신호는 A/D 변환기(508)에 의해 샘플링된다. 바람직한 실시예에서, A/D 변환기(508)는 펄스 스트레칭 회로(506)로부터 라인(512)을 통해 A/D 변환기(508)가 펄스 스트레칭된 신호를 언제 샘플링할 것인가를 지시하는 트리거 신호를 수신한다. 다른 실시예에서, A/D 변환기(508)는 광대역 광 검출기(504)로부터 트리거 신호를 수신할 수 있거나, 샘플링 타이밍을 결정하기 위한 몇몇 다른 장치를 사용할 수 있다.

A/D 변환기(508)는 송신기에서 신호를 변조하는 데 사용되는 기술과 양립하는 기술을 사용하여 신호를 변환하도록 구성되어야 한다. A/D 변환기(508)는 샘플링 신호를 DSP(510)로 공급하며, DSP는 신호를 복조하여 최초 전송된 정보를 생성한다. DSP(510)는 송신기 신호 생성 기술과 양립되는 방식으로 디지탈 파형을 처리한다.

도 6-8은 본 발명의 실시예들을 수행하는 방법을 나타낸다. 도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 레이저 통신 신호를 생성하기 위한 방법의 순서도를 나타낸다. 이 방법은 단계 602에서 전송될 정보를 얻음으로써 시작된다. 정보는 예컨대 단일 채널 또는 다중화된 정보일 수 있다. 단계 604에서, 정보가 변조되어 상대적으로 넓은 펄스(예컨대 캐리어 없는 비디오 펄스)의 변조 펄스 스트림이 생성된다. 그 다음, 단계 606에서, 변조 펄스 스트림의 펄스의 특정 에지가 검출되어 200 펨토 초 이하의 펄스 폭을 가진 극초단 펄스의 열이 생성된다.

그 다음, 단계 608에서 펄스열은 초고속 광 스위치에 의해 레이저 소스로 스위치되어 극초단 변조 광 펄스의 열이 생성된다. 그 다음, 단계 610에서 광 펄스열은 레이저 검출기로 전송되고 방법이 종료된다.

도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따라 레이저 통신 신호를 생성하는 방법의 순서도이다. 도 7의 방법은 AM 변조 신호의 레이저 통신에 특히 유용하다. 이 방법은 단계 602에서 전송될 정보를 얻음으로써 시작된다. 이 정보는 예컨대 단일 채널 또는 다중화된 정보일 수 있다. 단계 604에서, 레이저의 강도가 변조되어 상기 정보에 기초하여 강도가 변하는 레이저 신호가 생성된다.

강도 변조된 레이저 펄스는 단계 606에서 펨토 초 펄스 신호로 스위칭되어 극초단 진폭 변조 광 펄스의 열이 생성된다. 단계 608에서, 광 펄스 열은 레이저 검출기로 전송되고 방법이 종료된다.

도 8은 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 레이저 통신 신호를 검출하기 위한 순서도이다. 이 방법은 단계 802에서 펨토 초 펄스의 광 신호가 수신될 때에 시작된다. 단계 804에서 펄스가 광학적으로 검출되어 전기 펄스의 열이 생성된다. 그 다음, 단계 806에서 전기 펄스는 변조에 더욱 유용한 펄스 폭으로 펄스 스트레칭된다. 펄스 스트레칭 방법은 송신기에 의해 사용되는 변조 기술의 종류에 의존한다. 단계 808에서 결과 신호는 디지탈화되며, 단계 810에서 수신 신호에 포함된 정보가 재생되도록 처리된다. 그 다음, 방법이 종료된다.

요컨대, 본 발명의 방법 및 장치는 큰 감쇠 없이 손실이 많은 매체를 통해 전송될 수 있는 극초단 변조 레이저 펄스를 생성한다. 따라서, 본 발명의 방법 및 장치는 손실이 심하여 고속 레이저 통신에 도움이 되지 않는 것으로 예전에 고려된 매체를 통해 초고속 통신을 가능하게 한다.

본 발명은 바람직한 실시예를 참조하여 설명되었지만, 이 기술 분야의 전문가는 본 발명의 영역을 벗어나지 않고도 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 수정 및 변형이 가능하다는 것을 알 것이다. 예컨대, 여기서 설명된 공정 및 단계는 동일한 결과를 얻으면서 전술한 것과 다르게 구성될 수 있다. 당업자에게 자명한 모든 수정 및 변경은 본 발명의 청구 범위에 포함될 것이다.

Claims (10)

1. 손실이 큰 매체를 통해 정보를 전송하는 방법에 있어서,

   적어도 하나의 정보 소스에서 입력 데이타를 나타내는 변조 신호를 생성하는 단계;

   펄스 스트림을 상기 정보 신호로 변조하는 단계;

   변조된 펄스 스트림을 레이저에 인가하여 레이저 광 펄스를 생성하는 단계 -상기 펄스 스트림의 각 펄스의 펄스 폭은 200 펨토 초 이하임-; 및

   상기 레이저 광 펄스를 상기 손실이 큰 매체를 통해 검출기로 전송하는 단계

   를 포함하는 방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 펄스 스트림을 변조하는 단계는 상기 펄스 스트림을 펄스 위치 변조하는 단계를 포함하는 방법.
3. 제1항에 있어서, 상기 펄스 스트림을 변조하는 단계는 상기 펄스 스트림을 진폭 변조하는 단계를 포함하는 방법.
4. 제1항에 있어서, 상기 펄스 스트림을 변조하는 단계는 상기 펄스 스트림을 주파수 변조하는 단계를 포함하는 방법.
5. 제1항에 있어서, 상기 펄스 스트림을 변조하는 단계는 상기 펄스 스트림을 위상 변조하는 단계를 포함하는 방법.
6. 제1항에 있어서, 상기 펄스 스트림을 변조하는 단계는 펄스 위치 변조, 진폭 변조, 주파수 변조 및 위상 변조를 포함하는 그룹에서 임의의 변조 방법의 조합을 이용하여 상기 펄스 스트림을 변조하는 단계를 포함하는 방법.
7. 손실이 큰 매체를 통해 정보를 전송하는 방법에 있어서,

   적어도 하나의 정보 소스에서 도출된 정보 신호를 생성하는 단계;

   상기 정보 신호를 이용하여 레이저의 강도를 변조함으로써 강도 변조된 레이저 신호를 생성하는 단계;

   일정 속도의 펄스 스트림을 생성하는 단계;

   상기 강도 변조된 레이저 신호를 상기 펄스 스트림으로 변조하여 200 펨토 초 이하의 폭을 가진 레이저 광 펄스를 생성하는 단계; 및

   상기 레이저 광 펄스를 상기 손실이 큰 매체를 통해 검출기로 전송하는 단계

   를 방법.
8. 레이저 송신기에 있어서,

   전송될 정보를 나타내는 다수의 디지탈 입력 데이타 펄스를 포함하는 펄스 스트림을 생성하는 변조 펄스 스트림 발생기;

   상기 펄스 스트림 발생기에 결합되어, 200 펨토 초 이하의 펄스 폭을 각각 가진 펄스로 된 펄스 스트림을 생성하는 펄스 형성 회로;

   레이저 빔을 생성하기 위한 레이저;

   상기 펄스 형성 회로 및 상기 레이저에 결합되어, 상기 펄스 스트림을 상기 레이저로 변조함으로써 레이저 광 펄스를 생성하는 광 스위치; 및

   상기 광 스위치에 결합되어, 상기 레이저 광 펄스를 검출기로 전송하는 광 텔레스코프

   를 포함하는 레이저 송신기.
9. 레이저 송신기에 있어서,

   전송될 정보를 나타내는 다수의 디지탈 입력 데이타 펄스를 포함하는 펄스 스트림을 생성하는 변조 펄스 스트림 발생기;

   상기 펄스 스트림 발생기에 결합되어, 펄스 스트림을 생성하는 극초단 펄스 형성 회로 -각 펄스의 펄스 폭은 상기 펄스 스트림이 손실이 큰 매체를 통해 전송될 때 최소 감쇠 특성을 갖게 함-; 및

   상기 펄스 형성 회로 및 레이저에 결합되어, 상기 펄스 스트림을 상기 레이저로 변조함으로서 상기 손실이 큰 매체를 통해 광 텔레스코프에 의해 전송되는 레이저 광 펄스를 생성하는 초고속 광 스위치

   를 포함하는 레이저 송신기.
10. 레이저 검출기에 있어서,

    200 펨토 초 이하의 펄스 폭을 가진 펄스를 포함하는 변조 펄스 스트림을 포함하는 레이저 광 펄스를 수신하기 위한 광 텔레스코프;

    상기 광 텔레스코프에 결합되어, 상기 레이저 광 펄스를 검출하고 상기 광 펄스를 전기 펄스로 변환하는 광대역 광 검출기;

    상기 광대역 광 검출기에 결합되어, 상기 전기 펄스를 복조에 도움이 되는 폭을 가진 펄스 스트림으로 스트레칭하는 펄스 스트레칭 회로;

    상기 펄스 스트레칭 회로에 결합되어, 아날로그 신호를 디지탈 신호로 변환하기 위한 아날로그/디지탈 변환기; 및

    상기 아날로그/디지탈 변환기에 결합되어, 디지탈 펄스 스트림으로부터 정보를 추출하기 위한 프로세서

    를 포함하는 레이저 검출기.