The Journal of Korean Institute of Communications and Information Sciences (한국통신학회논문지)

The Korean Institute of Commucations and Information Sciences (한국통신학회)
권호 표지

Asymmetricity of Optical Phase Conjugation in Optical Transmission Links with Dispersion Management

분산 제어가 적용된 광전송 링크에서 광 위상 공액의 비대칭성

  • Lee, Seong-Real (Div. of Marine Electro. and Comm. Eng., Mokpo National Maritime University) ;
  • Yim, Hwang-Bin (Dept. of Information & Comm., Gangwon Provincial College)
  • 이성렬 (국립목포해양대학교 해양전자통신공학부) ;
  • 임황빈 (강원도립대학 정보통신과)
  • Received : 2010.03.24
  • Accepted : 2010.07.12
  • Published : 2010.08.31
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Abstract

Limitation of optical phase conjugation for implementation of wideband and long-haul WDM transmission system is symmetric distribution of optical power and local dispersion with respect to optical phase conjugator (OPC). This limitation forces OPC to place at midway of total transmission length. This paper shows that the limitation of optical phase conjugation is overcame by applying optimal net residual dispersion (NRD) into transmission links based in inline dispersion management (DM). Optimal NRD related with OPC position is decided by combination of precompensation and postcompensation. It is confirmed that optimal NRD depends on launch power of WDM channels and system performance criterion as well as OPC position. That is, in case of 1 dB eye opening penaty (EOP) as a performance criterion for WDM channels with 0 dBm launch power, it is confirmed that OPC is allowed to place at anywhere of 1000 km by applying best NRD related with exact OPC position into transmission links. And, it is confirmed that, under 3 dB EOP criterioin for WDM channels with 3 dBm launch power, OPC is allowed to place at 350~700 km by applying NRD between 100 ps/nm and 200 ps/nm into transmission links, though that NRD value is not best combination of precompensation and postcompensation.

대용량 장거리 WDM 전송 시스템의 구현을 위해 전송 링크에 적용되는 광 위상 공액 (optical phase conjugation) 기술은 광 전력과 국부 분산량이 광 위상 공액기 (OPC; optical phase conjugator)에 대해 대칭적으로 분포되어야 하는 한계를 갖는다. 이러한 한계는 OPC를 전체 전송 링크 중간에 위치시켜야 하는 제한을 갖게 한다. 본 논문에서는 광 위상 공액의 이러한 한계를 최적NRD(net residual dispersion)의 도출을 통한 inline 분산제어 (DM; dispersion management)의 적용으로 극복할 수 있다는 것을 살펴보았다. OPC 위치별 최적 NRD의 도출은 precompensation과 postcompensation의 조합을 통해 이루어진다. 최적 NRD는 OPC 위치 외에 WDM 채널의 입사 전력과 시스템 성능 기준에 따라 달라질 수 있다는 것을 확인하였다. 즉 WDM 채널의 수신 성능 기준을 1 dB 눈 열림 패널티 (EOP; eye opening penalty)로 하는 경우 최상 NRD의 도출과 전송 링크에서의 적용으로 입사 전력이 0 dBm인 채널들에 대해서는 OPC를 1000 km의 어떤 곳에도 위치시킬 수 있고, 수신 성능 기준을 3 dB EOP로 하는 경우 precompensation과 postcompensation의 최상의 조합이 아니더라도 입사 전력이 3 dBm인 채널들에 대해서는 NRD를 100 ps/nm부터 200 ps/nm 사이로 설정하게 되면 OPC를 350 km부터 700 km까지의 범위에 위치시킬 수 있는 것을 확인하였다.

Keywords

References

  1. Shieh, W; Bao, H; Tang, Y, "Coherent optical OFDM: theory and design", Optics Express, Vol. 16 Issue 2, pp.841-859, 2008. https://doi.org/10.1364/OE.16.000841
  2. N. Henmi, T. Saito, and S. Nakaya, "An arrangement of transmission fiber dispersions for increasing the spacing between optical amplifiers in lumped repeater systems," IEEE Photonics Technol. Lett., Vol.5, 1337-1340, 1993. https://doi.org/10.1109/68.250062
  3. H. Taga, S. Yamamoto, N. Edagawa, Y. Yoshida, S. Akiba, and H. Wakabayashi, "Performance evaluation of the different types of fiber chromatic-dispersion equalization for IM-DD ultralong-distance optical communication systems with Er-doped fiber amplifiers," J. Lightwave Technol., Vol.12, 1616-1621, 1994. https://doi.org/10.1109/50.320945
  4. G. P. Agrawal, Nonlinear Fiber Optics, 3rd ed., Academic Press, San Francisco, 2001.
  5. C. C. Chang and A. M. Weiner, "Fiber transmission for sub-500-fs pulses using a dispersion- compensating fiber," IEEE J. Quantum Electron., Vol., 1455-1464, 1997. https://doi.org/10.1109/3.622623
  6. A. M. Vengsarkar, A. E. Miller, M. Haner, A. H. Gnauck, W. A. Reed, and K. L. Walker, "Fundamental-mode dispersion compensating fibers: design consideration and experiments," in Proc. OFC'94, Vol.4, p.225, Optical Society of America, 1994.
  7. X. Xiao, S. Gao, Y. Tian, and C. Yang, "Analytical optimization of the net residual dispersion in SPM-limited dispersion-managed systems," J. Lightwave Technol., Vol.24, No.5, pp.2038-2044, May 2006.
  8. G. P. Agrawal, Nonlinear Fiber Optics, Academic Press, 2001.
  9. 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 제11A호, pp. 1044-1052, 2006.
  10. 이성렬, 도규봉, "광 위상 공액기의 최적 파라미터를 이용한 1,000 km NZ-DSF를 갖는 0.96 Tbps WDM 시스템의 유연한 설계", 한국통신학회논문지, 제32권 제7A호, pp.657-666, 2007. 7. 31
  11. Seong-Real Lee and Young-Gyo Lee, "Compensation of the Distorted 640 Gbps WDM signals using Optical Phase Conjugator", International Journal of KIMICS, Vol.5, No.3, pp.273-280, 2007.
  12. 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
  13. D. M. Pepper and A. Yariv, "Compensation for phase distortions in nonlinear media by phase conjugation", Opt. Lett., Vol.5, pp.59-60, 1979.
  14. 이성렬, "집중형 분산 제어 WDM 전송 시스템에서 Mid-Span Spectral Inversion 기술", 한국통신학회논문지, 제33권 제1A호, pp.7-15, 2008.
  15. 이성렬, 임황빈, "WDM (24x40 Gbps) 전송에서 광 위상 공액기와 분산 제어를 이용한 시스템 성능 개선", 한국통신학회논문지, 제33권 제10호, pp.855-864, 2008.
  16. 이성렬, "분산 제어와 OPC를 갖는 광전송 링크를 이용한 WDM 신호의 Q-factor 개선", 한국항행학회논문지, 제13권 1호, pp.27-34, 2009.