DOI QR코드

DOI QR Code

NRZ versus RZ Modulation Format in Lumped Dispersion Managed Systems

집중형 분산 제어 시스템에서 NRZ 변조 형식 대 RZ 변조 형식

  • 이성렬 (목포해양대학교 해양전자통신공학부) ;
  • 조성언 (순천대학교 정보통신공학부)
  • Published : 2008.02.29

Abstract

The system performance of NRZ format in WDM transmission system with lumped dispersion management(DM) and optical phase conjugator(OPC) is compared with that of RZ format. It is confirmed that eye opening penalty(EOP) of both NRZ and RZ format in WDM transmission system having lumped DM combined with OPC are greatly improved than those in WDM system with only OPC. The optimal net residual dispersion(NRD) in the case of RZ format is decided to so small value that path-averaged dispersion coefficient become almost zero, while that in the case of NRZ format is decided to larger value, for the best improvement of overall WDM channels. It is also confirmed that EOP in the case of RZ format is more improved than that in the case of NRZ format in lumped DM with optimal NRD. This is resulted from that lumped DM combined with OPC suppress the signal distortion due to intrachannel four-wave mixing(IFWM) and intrachannel cross phase modulation(IXPM). Consequently, lumped DM combined with OPC proposed in this paper is effective technique to mitigate intrachannel nonlinearities in WDM transmitting RZ format.

집중형 분산 제어(DM; dispersion management)와 광 위상 공액기(OPC; optical phase conjugator)가 적용된 WDM 전송 시스템에서 NRZ 형식과 RZ 형식의 시스템 성능을 비교하였다. OPC만 적용된 경우에서보다 OPC와 결합한 집중형 DM 기술이 적용된 WDM 전송 시스템에서 NRZ와 RZ 형식의 눈 열림 패널티(EOP; eye opening penal) 모두 크게 개선되는 것을 알 수 있었다. WDM 채널들의 최상의 성능 개선을 위한 집중형 DM에서 RZ 형식의 경우 최적의 전체 잉여 분산량(NRD; net residual dispersion)은 경로 평균 분산 계수가 0에 가까지도록 매우 작게 결정되어야 하는 반면 NRZ 형식의 경우에는 매우 크게 결정되어야 하는 것을 확인하였다. 그리고 OPC와 결합한 최적의 NRD로 설계된 집중형 DM에서 NRZ 형식의 경우보다 RZ 형식의 경우 더 큰 EOP 개선 효과를 얻을 수 있는 것을 확인하였다. 이는 OPC와 결합한 집중형 DM이 RZ 형식 전송에서 발생되어 성능을 저하시키는 채널 내 4-광파 혼합현상(IFWM; intrachannel four-wave mixing)과 채널 내 상호 위상 변조(IXPM; intrachannel cross phse modulation) 현상에 의한 신호 왜곡을 억제시키기 때문이다. 즉 본 논문에서 제안한 OPC와 결합한 집중형 DM은 RZ 형식의 WDM 전송 시스템에서 채널 내 비선형성 감소에 큰 효과가 있는 것을 알 수 있었다.

Keywords

References

  1. N. S. Bergano and C. R. Davidson, "Wavelength division multiplexing in long- haul transmission systems," J. Lightwave Technol., vol. 14, pp. 1229-1308, June 1996
  2. A. Farbert, C. Scheerer, J.-P. Elbers, C. Glingener, and G. Fischer, "Optimized dispersion management scheme for long- haul optical communication systems," Electron. Lett., vol. 35, no. 21, pp. 1865-1866, Oct. 1999 https://doi.org/10.1049/el:19991237
  3. A. Bertaina, et al, "Experimental investigation of dispersion management for an 8x10-Gb/s WDM transmission system over nonzero dispersionshifted fiber," IEEE Photon. Technol. Lett., vol. 11, no. 8, pp. 1045-1047, Aug. 1999 https://doi.org/10.1109/68.775341
  4. A. Yariv, D. Fekete, and D. M. Pepper, "Compensation for channel dispersion by nonlinear optical phase conjugation", Opt. Lett., vol. 4, pp 52-54, 1979 https://doi.org/10.1364/OL.4.000052
  5. D. M. Pepper and A. Yariv, "Compensation for phase distortions in nonlinear media by phase conjugation", Opt. Lett., vol. 5, pp 59-60, 1979 https://doi.org/10.1364/OL.5.000059
  6. S. Watanabe and M. Shirasaki, "Exact compensation for both chromatic dispersion and Kerr effect in a transmission fiber using optical phase conjugation", J. Light­ wave Technol., vol. 14, no. 3, pp. 243-248, 1996 https://doi.org/10.1109/50.485581
  7. 이성렬, "집중형 분산 제어 WDM 전송 시스템에서 Mid-Span Spectral Inversion 기술", 한국통신학회논문지 심사중
  8. M. I. Hayee and A. E. Willner, "NRZ vs RZ in 10-40 Gb/s dispersion managed WDM transmission systems," IEEE Photon. Technol. Lett., vol. 11, pp. 991-993, 1999 https://doi.org/10.1109/68.775323
  9. R. J. Essiambre, B. Mikkelsen, and G. Raybon, "Intrachannel cross phase modu­ lation and four-wave mixing in high- speed TDM systems," Electron. Lett., vol. 35, pp. 1576-1578, 1999 https://doi.org/10.1049/el:19991034
  10. P. V. Mamyshev and N. A. Mamysheva, "Pulse-overlapped dispersion managed data transmission and intrachannel four-wave mixing," Optics Lett., vol. 24, pp. 1454-1456, 1999 https://doi.org/10.1364/OL.24.001454
  11. A. Mecozzi, C. B. Clausen, and M. Shtaif, "Analysis of intrachannel nonlinear effects in highly dispersed optical pulse transmi­ ssion," IEEE Photon. Technol. Lett., vol. 12, pp. 392-394, Apr. 2000 https://doi.org/10.1109/68.839029
  12. R. I. Killey, H. J. Thiele, V. Mikhailov, and P. Bayvel, "Reduction of intrachannel nonlinear distortion in 40-Gb/s-based WDM transmission over standard fiber," IEEE Photon. Technol. Lett., vol. 12, no. 12, pp. 1624-1626, Dec. 2000 https://doi.org/10.1109/68.896328
  13. A. Chowdhury, et al, "Compensation of Intrachannel Nonlinearities in 40-Gb/s Pseudolinear Systems Using Optical-Phase Conjugation", J. Lightwave Technol., vol. 23, no. 5, pp. 172-177, 2005 https://doi.org/10.1109/JLT.2004.840356
  14. G. P. Agrawal, Nonlinear Fiber Optics, Academic Press, 2001
  15. 이성렬, 김지웅, 손성찬, "320 Gbps 강도 변조 직접 검파 WDM 채널 보상에서 상호 위상 변조의 영향", 한국해양정보통신학회논문지, 제 8권 6호, pp. 1134-1140, 2004
  16. G. P. Agrawal, Fiber-optic communication systems, John Wiley & Sons, Inc., 2002
  17. Seong-Real Lee, "Compensation for the Distorted 16x40 Gbps NRZ Channels in 1,000 km NZ-DSF WDM System using MSSI with Optimal Parameters". 한국통신학회논문지, 제31권 11A호, pp 1044-1052, 2006
  18. 이성렬, "WDM 채널수에 따른 최적의 OPC 위치 및 광섬유 분산 계수", 한국항행학회논문지 제 11권 2호, pp. 177-186, 2007
  19. X. Xiao, S. Gao, Y. Tian and C. Yang, "Analytical Optimization of the Net Residual Dispersion in SPM-Limited Dispersion-Managed Systems", J. Light­ wave Technol., vol. 24, no. 5, pp. 2038-2044, 2006 https://doi.org/10.1109/JLT.2006.872278