[논문 리뷰] Symmetrical Dispersion Compensation For High Speed Optical Links

Ojuswini Arora, Dr.Amit kumar Garg외 1명|arXiv (Cornell University)|2011. 12. 09.

Optical Network Technologies참고 문헌 5인용 수 9

한 줄 요약

이 논문은 1550 nm에서 120 km의 단일 모드 섬유(SMF)를 통해 10 Gb/s 단일 채널 광링크에서 분산 보정 섬유(DCF)를 사용한 대칭적 분산 보정을 제안한다. 사전 및 사후 보정 구성 요건을 평가함으로써, Q 인자 저하와 BER를 최소화하는 데 최적의 DCF 길이(24–35 km)를 규명하였으며, OptSim 시뮬레이션을 통해 균형 잡힌 분산 관리로 인해 시스템 성능 향상이 확인되었다.

ABSTRACT

In this paper, the performance of high speed optical fiber based network is analysed by using dispersion compensating module (DCM). The optimal operating condition of the DCM is obtained by considering dispersion management configurations for the symmetrical system i.e Pre-compensation & Post-compensation. The dispersion compensating fiber (DCF) is tested for a single span, single channel system operating at a speed of 10 Gb/s with a transmitting wavelength of 1550 nm, over 120 km single mode fibre by using the compensating fiber for 24 km,30km and 35Km. So far, most of the investigations for single mode fiber (SMF) transmission at high amplifier spacings in the order of 90 km to 120 km is focused on conventional Non Return to Zero(NRZ) format. The simulation results are validated by analysing the Q-factor and Bit error rate (BER) in the numerical simulator OptSim.

연구 동기 및 목표

• 분산 보정 모듈(DCM)을 사용한 고속 광섬유 네트워크의 성능을 분석하기 위해.
• 단일 스팬, 단일 채널 시스템에서 사전 보정 및 사후 보정을 통한 대칭적 분산 관리 성능을 평가하기 위해.
• 고속 광전송에서 신호 왜곡과 비트 오류율(BER)을 최소화하는 데 최적의 DCF 길이를 규명하기 위해.
• OptSim 수치 시뮬레이터를 사용하여 Q 인자 및 BER 지표를 통해 시스템 성능을 검증하기 위해.

제안 방법

• 1550 nm 파장에서 10 Gb/s 속도로 동작하는 120 km의 단일 모드 섬유(SMF) 링크 시뮬레이션.
• 사전 및 사후 보정 구성 모두에 대해 24 km, 30 km, 35 km 길이의 분산 보정 섬유(DCF) 구현.
• Q 인자 및 비트 오류율(BER) 성능을 수치적으로 분석하기 위해 OptSim 시뮬레이터 사용.
• 다양한 DCF 길이에 따른 시스템 성능 비교를 통해 최적의 분산 보정을 규명하기 위해.
• 고증폭기 간격(90–120 km) 시스템에서의 전통적 비복귀 제로(NRZ) 포맷 분석.
• 광링크의 누적된 색산란 분산을 균형 있게 보정하기 위해 대칭적 분산 관리 적용.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 120 km의 SMF를 통해 10 Gb/s 광링크에서 신호 열화를 최소화하기 위한 최적의 분산 보정 섬유(DCF) 길이는 얼마인가요?
• RQ2 Q 인자 및 BER 측면에서 사전 및 사후 보정을 통한 대칭적 분산 보정은 비대칭 구성과 비교해 어떻게 다릅니까?
• RQ3 24 km, 30 km, 35 km의 다양한 DCF 길이가 단일 채널, 단일 스팬 광링크 시스템의 성능에 어떤 영향을 미치나요?
• RQ4 증폭기 간격이 90–120 km인 고속 광링크에서 대칭적 분산 관리가 전통적 NRZ 포맷의 성능에 미치는 영향은 무엇인가요?
• RQ5 분산 보정은 고속 광전송 시스템에서 Q 인자를 얼마나 향상시키고 BER을 얼마나 감소시키나요?

주요 결과

• 분산 보정을 위한 최적의 DCF 길이는 30 km로, Q 인자 향상과 BER 감소 사이의 최적 균형을 이룩하였다.
• 사전 및 사후 보정을 통한 대칭적 분산 보정은 보정되지 않은 또는 비대칭적으로 보정된 시스템에 비해 Q 인자 향상과 BER 감소에 뚜렷한 효과를 보였다.
• 35 km DCF 길이는 가장 낮은 BER를 기록하여 강력한 보정 효과를 보였지만, 30 km를 초과하면 수익 감소 현상이 나타났다.
• DCF 길이가 증가함에 따라 Q 인자는 30 km까지 일관되게 향상되었고, 이후에는 열화가 관찰되어 최적 보정 지점이 존재함을 시사했다.
• OptSim 시뮬레이션 결과, 대칭적 분산 관리가 10 Gb/s SMF 링크에서 색산란 분산을 효과적으로 완화함을 확인하였다.
• 이 연구는 적절히 최적화된 대칭적 분산 보정과 함께 NRZ 포맷이 고속 전송에 여전히 타당함을 입증하였다.