A novel method to improve SNR of the spectrum-sliced incoherent light source using the four-wave mixing in a dispersion-shifted fiber

4광파 혼합 현상을 이용한 스펙트럼 저미어진 광섬유 증폭 광원의 SNR 개선 방법

  • 한정희 (한국전자통신연구원 광통신연구실) ;
  • 고준원 (광운대학교 전자공학과) ;
  • 이재승 (광운대학교 전자공학과) ;
  • 신상영 (한국과학기술원 전기 및 전자공학과)
  • Published : 1998.02.01

Abstract

We have present an all-optical technique to significantly reduce the dispersion penalty of a spectrum-sliced channel in high-speed and long-distance transmissions. We have reduced the necessary optical bandwidth for the 2.5 Gb/s incoherent light transmission down to 0.1 nm by expanding the optical bandwidth of a received signal. The optical bandwidth expansion was realized using the intra-channel fiber four-wave mixing at the receiver resulting in an improvement of th signal-to-noise ratio of the received light channel. We have successfully demonstrated the transmission of a 2.5 Gb/s NRZ signal with the 0.1 nm bandwidth over a 300 km dispersion-shifted fiber. An error floor occurs at $1{\times}10^{-5}$ BER without the optical bandwidth expansion. With the optical bandwidth expansion, however, the error floor decreases to less than $1{\times}10^{-10}$. The transmission penalty was less than 0.5 dB at $1{\times}10^{-10}$ BER. To our knowledge, the optical bandwidth of 0.1 nm used in our experiment is the narrowest optical bandwidth reported so far.

본 논문에서는 고속 장거리 광전송시스템에서 스펙트럼 저미어진 광섬유 증폭 광원의 분산 패널티를 줄일 수 있는 전 광학적 방법을 새로이 제안하였다. 즉, 수신된 신호의 광 선폭을 확장하므로 잡음광의 2.5 Gb/s 전송에 필요한 송신 채널의 선폭을 0.1 nm까지 줄였다. 선폭 확장은 분산천이 광섬유에서 intra-channel 4광파 혼합현상을 이용하였으며, 그 결과 송신채널의 신호대 잡음비를 개선할 수 있었다. 이 방법을 이용하여 0.1 nm 채널 선폭을 갖는 2.5Gb/s NRZ 변조된 광신호의 분산천이 광섬유 300 km 전송을 성공적으로 수행하였다. 선폭 확대 전에는 비트 에러율이 $1{\times}10^{-5}$이었으나, 선폭 확대 후 비트 에러율이 $1{\times}10^{-10}$ 이하로 개선되었으며, 측정한 전송 패널티는 05. dB 이하였다. 이 결과는 지금까지 보고된 가간섭성이 없는 잡음 광원을 사용한 2.5 Gb/s 전송 실험 중에서 최소의 선폭과 최고의 전송거리 값을 갖는 결과이다.

Keywords

References

  1. J. Lightwave Technol. v.11 100 channel optical FDM technology and its applications to optical FDM channel-based networks K. Nosu(et al.)
  2. Technical Digest on OFC'96 v.TuD6 10 Gbit/s * 10 channel WDM Transmission Experiments over 1200 km with Repeater Spacing of 100 km without Gain Equalization or Pre-emphasis S.Yoshida;S.Kuwano;N.Takachio;K.Iwashita
  3. IEEE Photon. Technol. Lett. v.5 Spectrum-sliced fiber amplifier light source for multi-channel WDM applications J. S. Lee;Y. C. Chung;D. J. DiGiovanni
  4. Electron. Lett. v.31 no.12 2.5 Gbit/s transmission of spectrum-sliced fiber amplifier light source channels over 200 km of dispersion-shifted fiber J. H. Han;J. S. Lee;S. S. Lee;T. Y. Yun;H. K. Kim;C. H. Lee;S. Y. Shin
  5. IEEE Photon. Technol. Lett. v.7 Feedforward noise reduction of incoherent light for spectrum-sliced transmission at 2.5Gb/s A. J. Keating;W. T. Holloway;D. D. Sampson
  6. IEEE Photon. Technol. Lett. v.6 Spectrum-sliced fiber amplifier light source with a polarization-insensitive electro-absorption modulator Lee, J. S.;Chung, Y. C.;Wood, T. H.;Meester, J. P.;Joyner, C. H.;Stone, J.;Presby, H. M.;DiGiovanni D. J.
  7. J. Lightwave Technol. v.9 Effect of Fiber Nonlinearity on Long-Distance Transmission D. Marcuse;A. R. Chraplyvy;R. W. Tkach
  8. J. Lightwave Technol. v.8 Limitations on Lightwave Communications Imposed by Optical-Fiber Nonlinearities A. R. Chraplyvy
  9. J. Appl. Phys. v.49 no.10 CW three-wave mixing in single-mode optical fibers K. O. Hill;D. C. Johnson;B. S. Kawasaki;R. I. MacDonald
  10. J. Lightwave Technol. v.10 Four-wave mixing in optical fiber in the zero dispersion wavelength region K. Inoue
  11. ITU-T draft recommendation G. mcs v.SG-15 Optical interfaces for multi-channel systems with optical amplifiers
  12. 제6회 광자기술학술회의 논문집 분산천이 광섬유 240 km를 이용한 2.5 Gb/s*4 채널 스펙트럼 저미어진 광섬유 증폭 광원의 전송 특성 한정희;김선종;이재승;신상영
  13. OFC'97 Technical Digest Series 6, paper TuN6 Enhancement of four-wave mixing in a tapered core fiber with uniform chromatic dispersion K. Tsujikawa;K. Nakajima;Y. Miyajima;M. Ohasi