본 논문에서는 분산 천이 광섬유를 전송로로 채택한 10 Gbps, 20 Gbps, 40 Gbps 전송 시스템에서의 전력 대칭 MSSI(mid-span spectral inversion)에 의한 보상 정도를 변조된 광 펄스의 다양한 첩 파라미터에 따라 분석하였다. 우선 각각의 전송 속도에서 입력 전력 변화에 따른 수신단에서의 EOP(eye-opening penalty)를 계산하여 수신 성능을 양호하게 유지할 수 있는 최대 입력 전력의 크기를 첩 파라미터에 따라 살펴보았다. 또한 MSSI의 장거리 광대역 WDM 전송 시스템에의 적용 가능성을 확인해 보기 위하여 송신단부터 광 위상 공액기(OPC; optical phase conjugator)가지의 첫 번째 광섬유의 분산 계수 D$_{11}$ 변동에 따른 EOP의 고찰을 통해 수신 성능이 양호하게 유지될 수 있는 송신 과장의 범위를 살펴보았다. 본 논문에서 제안된 최적 펌프 전력 조건을 유지하는 MSSI 방법은 이상 분산(anomalous dispersion) 영역에서 변조 과정을 통해 광 펄스에 인가된 초기 첩이 up-chirp 인 경우보다 down-chirp인 경우에서 더욱 효과적임을 확인할 수 있었고. 장거리 WDM 전송에서 비트율에 따라 3.5 dBm 이상의 비교적 높은 전력으로 수~수 십 nm 이상의 광대역 전송이 가능하다는 것을 확인할 수 있었다.다.
축적된 분산(dispersion)과 비선형 효과에 의한 광 신호의 왜곡을 보상하기 위해 사용되는 분산 계수가 -125 ps/nm/km인 분산 보상 광섬유의 성능 지수 (figure of merit)에 따른 40 Gbps의 광 펄스의 보상 특성을 살펴보았다. 보상 특성이 광전송 링크를 구성하는 중계 구간 (fiber span)의 수가 많고 광 펄스의 입사 전력이 클수록 DCF의 성능 지수의 영향을 많이 받는 것을 확인할 수 있었다. 또한 광 펄스의 파장이 광섬유의 영 분산 파장으로부터 많이 벗어날수록 DCF의 성능 지수의 영향을 많이 받는 것을 확인하였다. 그러나 광전송 링크의 비선형 효과가 클수록 효과적인 보상을 위한 DCF의 성능 지수는 낮아져야 한다는 것을 동시에 확인하였다.
320 Gbps WDM 시스템의 전송로에 색 분산과 자기 위상 변조 외에 상호 위상 변조 현상(XPM ; Cross Phase modulation)이 존재하는 경우 XPM 현상이 광 펄스 왜곡 보상에 미치는 영향을 광섬유분산 계수와 변조 파형 형식에 따라 분석해 보았다. 본 논문에서 고찰한 WDM 시스템은 전체 전송 링크 중간에 HNL-DSF (Highly Nonlinear Dispersion Shifted Fiber)를 비선형 매질로 이용한 광 위상 공액기를 두어 보상하는 MSSI (Mid-Span Spectral version) 기법에 기초를 두고 있다. MSSI가 적용 된다고 하더라도 WDM 채널간 XPM의 영향이 존재하면 전체적인 보상 정도가 감소하여 최대 전송 채널 전력의 크기가 광섬유 분산 계수에 관계하여 줄어드는 것을 확인할 수 있었고, WDM 시스템의 광섬유 분산 계수가 클수록 임의의 채널에 왜곡을 유도하는 XPM의 영향을 크게 감소시킬 수 있는 것을 알 수 있었다. 아울러 XPM의 영향을 최소화하기 위해 WDM 시스템에 분산 계수가 큰 광섬유를 사용하는 경우 전송 펄스 형식을 RZ보다 오히려 NRZ로 하게 되면 모든 채널을 매우 비슷한 정도로 보상할 수 있다는 것을 확인하였다.
Kim, Min-Su;Ahn, Joon-Tae;Kim, Jong-Bae;Ju, Jung-Jin;Lee, Myung-Hyun
ETRI Journal
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제27권3호
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pp.312-318
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2005
Mid-span spectral inversion (MSSI) has to utilize high optical pump power, for its operation principle is based on a nonlinear optical wavelength conversion. In this paper, a low pump-power operation of MSSI-based chromatic dispersion compensation (CDC) has been achieved successfully, for the first time to our knowledge, by introducing a noise pre-reduction scheme in cascaded wavelength conversions with periodically poled $LiNbO_3$ waveguides at a relatively low operation temperature. As preliminary studies, phase-matching properties and operation-temperature dependence of the wavelength converter (WC) were characterized. The WC pumped at 1549 nm exhibited a wide conversion bandwidth of 59 nm covering the entire C-band and a conversion efficiency of -23.6 dB at 11 dBm pump power. CDC experiments were implemented with 2.5 and 10 Gb/s transmission systems over 100 km single-mode fiber. Although it is well-known that the signal distortion due to chromatic dispersion is not critical at a 2.5 Gb/s transmission, the clear recovery of eye patterns was identified. At 10 Gb/s transmission experiments, eye patterns were retrieved distinctly from seriously distorted ones, and notable improvements in bit-error rates were acquired at a low pump power of 14 dBm.
본 논문에서는 광증폭 전송시스템에서 중요한 성능제한 요소인 modulation instability (MI)에 의한 비선형 왜곡을 보상하기 위해서 그 특성을 이론적으로 분석하고, 이를 토대로 MI를 보상하는 광 링크 구조를 제안한다. MI 보상 광링크 구조는 optical phase conjugators (OPCs)와 dispersion compensating fibers (DCFs)를 이용하여 MI 의한 분산을 보상하도록 설계하였다. 제안된 보상구조는 시뮬레이션 실험에서 500 km 광전송의 경우에 기존의 구조에 비해 그 성능이 크게 향상됨을 확인할 수 있었다.
The 1-D finite-element mehtod is applied for designing double-clad otpical fibers with dispersion-compensation capability. design parameters allowing only a $LP_{01}$ single mode are treated and macro-bending loss are taken into consideration. Design parameters are extracted to have the compensation ratio $(L_{SMF}/L_{DCF})$ of 6.2 for core structure with step-index profile, and of 5.2 for core with triangular-index profile.
본 논문에서는 피드포워드(feedforward) 방식의 2차 편광모드분산 보상에 있어서 보상 장치에서 발생시켜야 할 최적의 보상 벡터를 펄스 폭 증가율을 최소화함으로써 이론적으로 유도하였다. 최적의 2차 보상 벡터는 전송 선로의 편광모드분산 벡터의 단순한 Taylor전개식과는 달리, 편광모드분산 벡터와 출력 신호 편광의 주파수 평균들의 선형 조합으로 표현됨을 밝혔다. 최적의 2차 편광모드분산 보상에서의 펄스 폭 증가율을 해석적으로 계산하였으며, 계산 결과를 전산 모의 실험에 의한 결과와 비교하여 일치함을 확인하였다. 본 논문에서 유도한 최적의 2차 보상 벡터에 관한 공식은 피드포워드 방식의 2차 편광모드분산 보상에 반드시 필요한 정보를 제공한다.
파장 분할 다중 (WDM; wavelength division multiplexed)과 같은 다중 전송 신호의 장거리 전송은 전송 링크에 분산 제어와 광 위상 공액의 적용, 그리고 이 둘의 결합을 통해 색 분산과 비선형성에 의한 왜곡을 보상할 수 있기 때문에 가능해졌다. 광 위상 공액을 광 전송 링크에 적용하는 데 있어 가장 큰 장애 요소는 핵심 소자인 광 위상 공액기의 위치가 전체 전송 라인 중간에만 위치해야 한다는 것이다. 본 논문은 이러한 OPC의 위치 제약성을 비대칭 분산 맵의 적용을 통해 극복할 수 있다는 것을 보이고 있다. 본 논문에서 고려한 OPC의 위치는 전체 48개의 광섬유 스팬 중 8번째와 9번째 광섬유 스팬 사이에 존재한다. 또한 분산 맵은 OPC를 중심으로 비대칭한 누적 분산 프로파일을 갖는다. 시뮬레이션 결과 제안한 비대칭 분산 맵의 누적 분산 프로파일 분포의 전체적 모양과 프로파일 기울기의 선택에 따라 WDM 채널의 왜곡 보상 효과를 전통적 분산 맵이 적용된 링크에서보다 늘릴 수 있는 것을 확인하였다.
단일 모드 광섬유 (SMF; single mode fiber)의 길이와 중계 구간 당 잉여 분산 (RDPS; residual dispersion per span)이 랜덤하게 분포하는 광 위상 공액과 결합된 분산 제어 (DM; dispersion management)가 적용된 장거리 (50 fiber spans ${\times}$ 80 km) 전송 링크에서 SMF와 분산 보상 광섬유 (DCF; dispersion compensating fiber) 배열과 전체 잉여 분산 (NRD; net residual dispersion)을 조절하는 위치에 따른 왜곡된 WDM 채널의 보상 특성을 수치적으로 분석해 보았다.
Journal of information and communication convergence engineering
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제16권2호
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pp.67-71
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2018
The various techniques to compensate for the signal distortion due to the group velocity dispersion (GVD) and nonlinear Kerr effects of optical fibers in the optical links have been proposed in the literature. We propose a flexible dispersion-managed link configuration consisted of single-mode and dispersion-compensating fibers with irregular dispersion coefficients over all fiber spans, and an optical phase conjugator added midway along the optical links. By distributing the lengths of the single mode fibers, we achieve a flexible optical link. The simultaneous ascending and descending distribution of the single-mode fiber lengths before and after the optical phase conjugator, respectively, best compensates the distorted wavelength division multiplexed signals in the optical link with non-fixed coefficients. Our result is consistent with those of our previous work on fixed coefficients. Therefore, to improve the compensation at any magnitude of dispersion coefficient, we must artificially distribute the lengths of the single-mode fibers into a dispersion-managed link.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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