Abstract
In this paper, we have shown the gain recovery time of erbium-doped fiber amplifier(EDFA) in WDM add/drop networks can be reduced to less than $3\mu$sec by employing disturbance observer technique with PID controller which is based on 3-level EBFA model. The $3\mu$sec transient time is the fastest one ever reported and it is about $1\%$ of $250\mu$sec previously obtained from disturbance observer technique with PI controller which was based on 2-level EDFA model and it is also less than $200\mu$sec of commercially available EDFAs for WDM networks. We were able to obtain this result by analyzing various system characteristics as we change the parameters of disturbance observer and PID controller. If this result is applied to a commercial product, the product will do an important role in the future dynamic WDM networks.
본 논문에서는 파장분할다중(WDM)망에 적용된 어븀첨가 광섬유증폭기(EBFA)의 이득이 채널의 가감(add/drop)게 따라 변화하는 것을 EDFA의 3-레벨 모델을 기반으로 하는 비례-적분-미분 제어기(PID controller)가 적용된 새로운 외란관측기법을 통해 제어함으로써 이득회복시간을 $3\mu$sec 이하까지 단축시킬 수 있음을 보였다. $3\mu$sec이하의 이득회복 및 안정화 시간은 지금까지 발표된 것들 가운데 가장 빠른 것으로 종전에 2-레벨 EDFA 모델을 기반으로 하는 PI 제어기가 사용된 외란관측기법을 통해 얻었던 $250\mu$sec의 약 $1\%$, 그리고 현재 상용화되어 있는 WDM 망용 EDFA의 가장 빠른 이득회복시간인 $200\mu$sec의 $2\%$도 채 안되는 시간이다. 이러한 결과는 외란관측기의 파라미터와 PI 제어기의 제어 파라미터의 변화에 따른 시스템의 특성 변화를 분석하여 제어기를 최적함으로써 얻어 낼 수 있었으며, 이를 상용화에 적용할 경우, 향후 유동적(dynamic) WDM 망에서 매우 중요한 역할을 할 것으로 전망된다.
