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.
본 논문에서는 $16{\times}40$ Gbps WDM 시스템에서 모든 채널을 효과적으로 보상할 수 있는 광 위상 공액기의 최적 위치와 광섬유의 최적 분산 계수 값을 도출하는 수치적 방법을 제안하였다. 그리고 이 방법의 유용성을 확인하기 위하여 도출된 두 최적 파라미터를 갖는 시스템에서의 보상 특성을 현재 일반화된 MSSI (Mid-Span Spectral Inversion)에서의 보상 특성과 비교하였다. 우선 눈 열림 패널티와 비트 에러율 특성 분석을 통해 최적화된 파라미터를 사용하면 기존 MSSI를 채택한 시스템에 비해 매우 큰 성능 개선이 이루어지는 것을 확인하였다. 그리고 최적 파라미터들은 그것을 구하는 순서에 크게 관계없지만 두 파라미터가 서로 의존해서 구해져야 한다는 것을 확인할 수 있었다.
MSSI (mid-span spectral inversion)와 결합된 분산 제어 (DM; dispersion management)는 광섬유가 갖는 색 분산과 비선형 효과에 기인하는 신호 왜곡을 줄일 수 있는 기술이다. 이러한 전송 링크의 융통적 구성을 위해 단일 모드 광섬유 (SMF; single mode fiber)의 길이와 중계 구간 당 잉여 분산 (RDPS; residual dispersion per span)이 중계 구간이 증가할수록 점진적으로 증가되거나 감소되는 인위적 분포 링크에서 전체 잉여 분산 (NRD; net residual dispersion) 제어 위치에 따른 왜곡된 WDM 채널의 보상 특성을 살펴보았다. 각 전송 반 구획 중 WDM 채널의 광 펄스 폭이 가장 좁아지는 중계 구간이 NRD 조절 위치가 되도록 SMF 길이와 RDPS를 점진적 증가 또는 감소 분포 패턴으로 링크를 구성해야 최상의 보상 효과를 얻을 수 있는 것을 확인하였다.
파장 분할 다중 신호와 같은 대용량 광 신호를 장거리 전송하기 위하여 사용되는 MSSI (mid-span spectral inversion)와 분산 제어가 결합된 시스템에서의 융통적인 링크 구성을 제안하고 색 분산과 비선형 왜곡 보상 효과를 높일 수 있는 구체적 방법을 살펴보았다. 분산 제어 링크 구성의 융통성을 높이기 위해 제안된 분산 맵은 'random-inverse' 구조를 갖는다. 즉 광 위상 공액기까지의 전반 구획의 각 광성유 스팬의 RDPS는 랜덤하게 분포되고 후반 구획의 RDPS 분포는 전반 구획의 분포 패턴을 반전하는 구성의 분산 맵이다. 제안된 분산 맵은 RDPS의 랜덤 분포를 가지기는 하지만 결과적으로 광 위상 공액기를 중심으로 분산 프로파일이 대칭이 되는 점에 기인하여 왜곡 보상 효과가 개선되는 것을 확인하였다. 'random-inverse' 구조의 분산 맵에서 각 광섬유 스팬에 할당되는 RDPS의 크기가 큰 경우에서왜곡된 파장 분할 다중 신호의 보상 효과가 더욱커지는 것도 동시에 확인하였다.
본 논문에서는 MSSI 보상 기법을 채택한 1,200 km의 WDM 전송 시스템에서의 비트 에러율, 수신 감도, 입사 전력 최소 허용치를 증폭기 간격에 따라 수치적으로 살펴보았다. 변조 파형 형식에 관계없이 수신 감도와 입사 전력 최소 허용치 모두 증폭기 간격이 증가할수록 나빠지는 것을 알 수 있었다. 수신 감도 측면에서는 NRZ 전송보다 RZ 전송을 하는 경우 감도를 개선할 수 있었지만 실제 입사 전력 허용치 면에서는 NRZ가 RZ 전송보다 유리한 것을 확인하였다. 아울러 증폭기 간격을 50 km 이하로 해야만 수신 감도와 입사 전력 최소 허용치 모두 분산 계수, 채널 파장, 펌프광 전력에 비교적 영향을 적게 받는 것을 확인할 수 있었다.
Journal of information and communication convergence engineering
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제5권1호
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pp.17-22
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2007
In this paper, the optimal value of optical phase conjugator (OPC) position and the optimal values of dispersion coefficients of fiber sections for the best compensation of the distorted WDM signals with frequency chirp of -1 are induced to alternate with the symmetrical distributions of power and local dispersion with respect to OPC, which is difficult to form in real optical link due to fiber attenuation in mid-span spectral inversion (MSSI) technique. It is confirmed that the Q-factors of total channels of -18.5 dBm launching light power exceed 16.9 dB, which value corresponds to 10-12 BER, by applying the induced optimal parameter values into 16 channels ${\times}$ 40 Gbps WDM system, on the other hand the Q-factors of only 9 channels exceed that value in WDM system with the conventional MSSI technique. Thus, it is expected to expand the availability of OPC in WDM system through the using of the optimal parameter values that are induced by the proposed method in this paper, without the symmetrical distributions of power and local dispersion.
색분산 보상법으로 스펙트럼 반전법을 사용하여 10Gb/s 광신호의 200km 비분산천이 광섬유 전송실험을 수행하였다. 스펙트럼 반전 신호광은 분산천이 광섬유에서의 4광파 혼합 현상에 의해 발생되었다. 스펙트럼 반전 신호광의 반전효율과 신호대 잡음비는 각각 -26.7dB와 23.0dB였다. 수신감도 측정 결과 광섬유를 사용하지 않은 경우 BER $10^{-9}$에서 -28.0dBm이었고, 200km의 비분산천이 광섬유를 사용한 경우에 대해서는 -27.0dBm이었다.
In this paper the optimum position of optical phase conjugator (OPC) and the optimal dispersion coefficients of filler sections in WDM system with the conventional mid-span spectral inversion (MSSI) are numerically induced and then applied into $16{\times}40$ Gbps WDM systems with 1,000km non zero - dispersion shifted fiber(NZ-DSF) in order to efficiently compensate for the distorted overall channels. It is confirmed that the compensation extents of overall WDM channels are more improved by applying the induced optimal parameters into WDM system than those in WDM system with the conventional MSSI. So it is expected to alternate with the forming method of the symmetrical distributions of power and local dispersion by applying these optimal parameters into the real WDM system, which generate a serious problem of applying the OPC into multi-channels WDM system if it is not formed. It is also confirmed that two optimal parameters depend on each other, but less related with the finding procedure. And, it will be possible to realize the flexible system design by applying the methods proposed in this paper into the real WDM system with OPC.
본 논문에서는 광 전송로로 비영 분산 천이 광섬유(NZ-DSF: Non Zero-Dispersion Shifted fiber)를 이용한 $8{\times}40$ Gbps WDM 시스템에서 모든 채널을 효과적으로 보상할 수 있는 광 위상 공액기(OPC: Optical Phase Conjugator)의 최적 위치와 광섬유의 최적 분산 계수 값을 도출하는 수치적 방법을 제안하였다. 이 방법의 유용성을 확인하기 위하여 도출된 두 최적 파라미터를 갖는 시스템에서의 보상 특성을 MSSI(Mid-Span Spectral Inversion)에서의 보상 특성과 비교하였다. 우선 OPC를 이용한 WDM 시스템에서 모든 채널을 효과적으로 보상하는데 있어 본 논문에서 구한 최적 파라미터 값들이 매우 유용하다는 것을 확인하였다. 그리고 이 최적 파라미터들은 구하는 순서에 크게 의존하지 않지만 서로 연관되어 있어야 한다는 것을 알 수 있었다. 본 논문에서 제안한 방법은 WDM 시스템에 OPC를 적용하고자 할 때 발생되는 OPC를 중심으로 한 광 신호 전력과 총 분산 값의 비대칭 문제를 해결할 수 있는 방법을 대체할 것으로 예상된다.
본 논문에서는 비 영 분산 천이 광섬유로 구성된 $8{\times}40$ Gbps WDM 시스템에서 모든 채널을 효과적으로 보상할 수 있는 광 위상 공액기의 최적 위치와 광섬유의 최적 분산 계수 값을 도출하는 수치적 방법을 제안하였다. 그리고 이 방법의 유용성을 확인하기 위하여 도출된 두 최적 파라미터를 갖는 시스템에서의 보상 특성을 현재 일반화된 MSSI (Mid-Span Spectral Inversion)에서의 보상 특성과 비교하였다. 유도된 두 최적 파라미터가 WDM 시스템에 적용되면 왜곡된 8-채널 신호들의 보상을 2 dB 이내의 전력 패널티로 크게 개선시킬 수 있는 것을 확인하였다. 그리고 두 최적 파라미터들은 최적 값을 찾는 순서에 크게 관계없지만 두 파라미터가 서로 의존해서 구해져야 한다는 것을 확인할 수 있었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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