파일럿 톤 변조는 파장 분할 다중화 시스템에서 각 파장에 약간의 저주파 사인 또는 코사인 변조를 추가하여 신호를 인코딩하는 것입니다. 파장마다 다른 변조 주파수를 사용하여 신호를 표시합니다. 이러한 저주파 신호가 광 파장에 추가되면 파일럿 톤 변조 신호로 알려진 광 신호의 피크에서 변조 진폭을 생성합니다.

이러한 신호는 광 네트워크를 통해 원래 신호와 함께 전송되며, 그 주파수는 메시지 채널의 대역폭 내에 있습니다. 데이터 신호와의 간섭을 방지하려면 해당 신호의 주파수가 데이터 채널의 최소 차단 주파수보다 낮아야 합니다. 그러나 EDFA(에르븀 도핑 광섬유 증폭기)의 동적 이득 특성에 영향을 주지 않기 위해 주파수를 너무 낮게 설정할 수 없습니다. 따라서 파일럿 톤 변조 신호는 일반적으로 저주파 미세 방해 신호로 분류되는 10kHz~1MHz 사이에서 작동합니다. 이러한 신호는 맨체스터 코딩을 사용하여 송신과 수신 간의 동기화를 보장하는 방식으로 전송됩니다. 광 모듈은 맨체스터 코드를 생성하고 디코딩하기 위해 통합 맨체스터 코덱이 필요하므로 파일럿 톤 변조 광 모듈과 일반 광 모듈을 구분합니다(그림 1은 광 모듈에 내장된 맨체스터 코덱을 보여 줍니다).

Figure 1: Manchester Codec

누보톤 테크놀로지는 세계 최초의 하드웨어 파일럿 톤 변조 MCU인 선구적인 누보톤 M031G 시리즈를 공개했습니다. 이 시리즈는 전용 하드웨어 맨체스터 코덱을 통합하여 파일럿 톤 변조 신호에 특별히 맞춤화된 맨체스터 코드의 신속한 변조 및 복조를 가능하게 합니다. 진폭 변조(AM) 및 주파수 변조(FM) 모드를 지원하여 통신 사업자 및 장비 제조업체의 요구 사항을 포괄적으로 충족합니다.

Figure 2: Pilot Tone Modulation Module MCU

NuMicro M031G 시리즈는 저주파 미세 방해 신호를 변조 및 복조하기 위해 CRC를 지원하는 하드웨어 맨체스터 코덱을 통합합니다. 또한 자동 데이터 생성을 지원하는 DAC가 포함되어 있어 주파수 변조를 위해 500kHz에서 사인파를 생성할 수 있습니다(그림 3은 사인파 변조 신호 생성을 보여줍니다). 테스트 결과 500kHz에서 부드러운 사인파 변조 신호를 안정적으로 생성하는 DAC의 기능이 입증되었습니다(그림 4는 DAC0에서 측정된 MANCH_TX 출력을 보여줍니다).

Figure 3: Sine Wave Modulation Signal Generation

Figure 4: MANCH_TX Output Measured from DAC0

NuMicro M031G 시리즈 특징:

• 하드웨어 맨체스터 코덱(M031G 시리즈): 저주파 미세 방해 신호를 변조 및 복조하는 데에 사용.
• 자동 데이터 생성 기능이 있는 DAC(M031G 시리즈): 파일럿 톤 변조 애플리케이션을 위해 500kHz에서 32포인트의 부드러운 사인파 생성 가능.
• 온도 센서 내장: 0°C~70°C 범위 내에서 ±1.6°C의 정확도, -40°C~105°C 범위 내에서 ±2°C의 정확도.
• 컴팩트한 패키지: QFN24 3x3 mm; QFN33 4x4 mm.
• I²C: 사전 레코딩된 I2C 부트로더를 통해 SCL을 유지하지 않고 1MHz 슬레이브 모드를 지원.

NuMicro M029G/M030G/M031G series 는 광학 모듈 애플리케이션을 위한 포괄적인 솔루션을 제공하며, 특히 M031G 시리즈는 세계 최초의 하드웨어 파일럿 톤 변조 광학 모듈입니다. 따라서 일반 광학 모듈과 파일럿 톤 변조 모듈 애플리케이션의 요구 사항을 모두 충족합니다.