Compensation of Chromatic Dispersion and Self Phase Modulation in Long-haul Optical Transmission System using Mid-span Optical Phase Conjugator

Mid-span Optical Phase Conjugator를 이용한 장거리 광 전송 시스템에서의 색 분산과 자기 위상 변조의 보상에 관한 연구

  • 이성렬 (한국항공대학교 전자·정보통신·컴퓨터공학부) ;
  • 이윤현 (한국항공대학교 전자·정보통신·컴퓨터공학부)
  • Published : 2001.06.01

Abstract

In this paper, we investigated the method of compensation for optical pulse shape distortion due to both chromatic dispersion and SPM(self phase modulation) in a single mode fiber We selected MSSI(mid-span spectral inversion) as compensation method using OPC(optical phase conjugator). We used EOP(eye-opening penalty) parameter in order to evaluate the efficiency of waveform distortion compensation. In this paper, we induced optimum pump power level in optical phase conjugator through analytic method of computer simulation. And we investigated input signal power range being able to maintain stable reception performance under the condition of optimum pump power. We verified the possibility of high performance optical transmission system realization through the inducement and application of optimum pump power, input signal power and in-line amplifier spacing, because power control is important in the compensation for optical pulse distortion.

본 논문에서는 광 전송 링크의 전송 성능 향상 방안으로써 표준 단일 모드 광섬유에 발생되는 색 분산과 자기 위상 변조 (SPM ; self phase modulation)에 의한 광 펄스의 왜곡을 최적으로 보상할 수 있는 광 위상 공액기(OPC ;optical phase conjugator) 에서의펌프 신호의 최적 전력을 시뮬레이션을 통한 분석적인 방법으로도 도출하고, 최적 펌프 전력 조건하에서의 안정된 수신 성능 유지를 위한 초기 입력 광 신호 전력의 범위를 살펴보았다. 본 논문에서 사용한 보상 기법은 전송 링크 중간에 광 위상 공액기를 두어 신호 왜곡을 보상하는 MSSI(mid-span spectral inversion)이고, 보상정도에 대한 평가는 EOP(eye-opening penalty)를 통해 수행하였다. 자기 위상 변조 등의 비선형 현상에 의한 신호 왜곡의 보상에 있어 전력 조절 문제가 매우 중요하기 때문에 본 연구에서 수행한 결과를 바탕으로 한 시스템 전송 거리, 속도 및 성능에 맞는 최적 펌프 전력, 신호파 초기 전력, 증폭기 간격등의 도출과 이의 적용으로 전송 능력이 매우 증대된 시스템 구현이 가능하다는 것을 입증하였다.

Keywords

References

  1. J. Lightwave Technol. v.LT-8 no.10 Single-channel operation in very long nonlinear fibers with optical amplifiers at zero dispersion D. Marcuse
  2. IEEE J. Select. Areas in Comm. v.8 no.6 Transmission limitations due to fiber nonlinearities in optical FDM systems N. Shibata;K. Nosu;K. Iwashita;Y. Azuma
  3. Opt. Lett. v.12 Dispersion cancellation using linearly chirped Bragg grating filters in optical waveguides F. Quellete
  4. J. Lightwave Technol. v.LT-3 Dispersion compensation by active predistorted signal synthesis T. L. Koch;R. C. Alferness
  5. Opt. Lett. v.18 Dispersioncompensating single-mode fibers : Efficient designs for first- and secind-order compensation A. M. Vengsakar;W. A. Reed
  6. Appl. Phys. Lett. v.23 Transmission of stationary nonlinear optical pulses in dispersive dielectric fibers I. Anomalous dispersion A. Hasegawa;F. Tappert
  7. J. Lightwave Technol. v.LT-14 no.3 Exact compensation for both chromatic dispersion and Kerr effect in a transmission fiber using optical phase conjugation S. Watanabe;M. Shirasaki
  8. Opt. Lett. v.4 Compensation for channel dispersion by nonlinear optical phase conjugation A. Yariv;D. Fekete;D. M. Pepper
  9. Nonlinear Fiber Optics G. P. Agrawal
  10. Opt. Lett. v.17 Compensation of phase fluctuation in a transmission line by optical phase conjugation S. Watanabe
  11. IEEE Photon. Technol. Lett. v.5 no.1 Compensation of chromatic dispersion in a single mode fiber by optical phase conjugation S. Watanabe;T. Naito;T. Chikama
  12. IEEE J. Quantum Electron. v.QE-14 no.9 Phase conjugation optics and real time holography A. Yariv
  13. J. Lightwave Technol. v.LT-17 no.5 Bi-end dispersion compensation for ultralong optical communication system S. Wen
  14. J. Lightwave Technol. v.LT-13 no.5 Analytical evolution technique of self phase modulation effect on the performance of cascaded optical amplifier system N. Kikuchi;S. Sasaki
  15. Phys. Review A. v.33 no.3 Nonlinear pulse distortion in single-mode optical fibers at the zero-dispersion wavelength G. P. Agrawal;M. J. Potasek