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광 NRZ 송신기의 전송 특성에 관한 연구
A Study on Transmission Performance for Optical NRZ Transmitters 원문보기

The journal of the institute of internet, broadcasting and communication : JIIBC, v.15 no.5, 2015년, pp.119 - 123  

이동수 (김포대학교 항공전자제어과)

초록
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본 논문은 마크-젠더 변조기를 사용하여 광 신호를 생성하는 광 NRZ(nonreturn-to-zero) 송신기의 전송 특성을 이론적으로 분석하였다. 특히 단일 모드 광섬유를 통하여 분산 보상 방법 없이 1550nm 파장에서 25Gbps 광 NRZ 신호를 전송하고 그 성능을 chirp을 나타내는 ${\alpha}$-계수와 마크-젠더 변조기의 구동 전압비(=구동 전압/스위칭 전압)의 영향을 고려하여 평가하였다. 분산을 개선하기 위하여 음의 값을 가진 ${\alpha}$-계수를 사용하고 그 값들과 함께 구동 전압비의 크기를 적절히 조정하여 최적화된 상태에서 성능 개선을 시험하였다. 개선된 전송 성능은 비트 오류율(Bit Error Rate)과 광 아이 다이어그램으로 확인되었다.

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

This paper presents a theoretical study of transmission performance for an optical NRZ (nonreturn-to-zero) transmitter employed a Mach-Zehnder modulator. Especially, we have investigated the effects of the ${\alpha}$-parameters that represents the chirps and the driving voltage ratios(=dr...

주제어

#optical NRZ transmitter   #Mach-Zehnder modulator   # ${\alpha}$-parameter   #driving voltage ratios   #dispersion tolerance   #BER   #optical eye diagram  

AI 본문요약
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* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

문제 정의

  • 본 논문에서는 색 분산에 영향을 주는 α-계수와 마크-젠더 변조기의 구동 전압비를 함께 고려하여 분석함으로써 색 분산의 문제점을 개선하려고 시도하였다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
현재 단일 모드 광섬유를 통해 25Gbps 광신호를 전송하는 것의 문제점은? 요즈음에는 25Gbps의 광신호에 기반을 둔 고속 광통신이 급속한 발전 양상을 보이고 있는데 100GB 이더넷(Ehternet)에 포함 된 100GBASE-LR4 와 100GBASE-ER4가 단일 모드 광섬유(SMF: Single Mode Fiber)를 통한 4채널 25Gbps 광신호 WDM(Wavelength Division Multiplexing)에 근간을 이루고 있다[1]. 그러나 단일 모드 광섬유를 통한 1550nm 파장대의 25Gbps 광 신호 전송은 GVD(Group Velocity Dispersion)에 의하여 심각한 신호 왜곡(distortion) 영향을 받는다. 이러한 색 분산(chromatic dispersion)의 신호 왜곡은 광섬유를 따라 진행하는 고속 광 신호의 성능 저하(degradation)를 초래하고 결국 광통신 시스템의 데이터율과 전송 거리를 제한한다. 그러므로 색 분산을 보상하여 제한 요소를 극복하는 방법이 꾸준히 연구 되고 있는데 그 중 한 방법은 광 듀오바이너리 송신기와 같은 분산 내성이 큰 광 송신기를 사용하는 것이다[2].
광 NRZ 송신기를 사용하는 광전송 시스템은 α-계수와 구동 전압비를 어떻게 해야 성능이 최적화가 되었는가? 마크-젠더 변조기를 사용하여 25Gbps 광 NRZ 신호를 전송하는 송신기로 구성된 광전송 시스템의 성능을 α-계수와 구동 전압비의 관점에서 살펴보았다. 광 NRZ 전송 시스템의 경우 분산 내성을 증대시키기 위해서는 negative chirp을 사용하므로 음의 값을 가진 α-계수를 고려해야할 뿐만 아니라 동시에 구동 전압비를 α-계수에 부합되도록 해야 한다. 즉 α-계수의 음의 값 크기가 커지면 그에 따라 증가된 구동 전압비를 사용하여 최적화함으로써 수신 감도를 개선하여 분산 내성이 증대된광 신호를 단일모드 광섬유를 통하여 보낼 수 있다.
광 듀오바이너리 송신기의 문제점은? 그러므로 색 분산을 보상하여 제한 요소를 극복하는 방법이 꾸준히 연구 되고 있는데 그 중 한 방법은 광 듀오바이너리 송신기와 같은 분산 내성이 큰 광 송신기를 사용하는 것이다[2]. 그러나 광 듀오바이너리 송신기에서는 추가적인 전기 부품인 프리코더(precoder)와 저역 통과 필터(Low Pass Filter) 등이 필요하고 높은 구동 전압 운용에 필요한 전력 증폭기 등을 사용해야하므로 비용 증가와 복잡성이 요구된다. 또 다른 방법으로는 광 NRZ 송신기를 사용하여 chirp을 이용하는 방법이다.
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참고문헌 (6)

  1. Beomsoo Shin, Jichai Jeong, Jaehoon Lee, "25-Gb/s optical NRZ transmission over 40km of single-mode fiber at 1550nm without dispersion compensation," Optical Fiber Technology 20(2014) 461-466 

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  2. Yu Chang Lu, Chia Chien Wei, Jason Chen, Kai Ming Feng, Pao Chai Yeh, Tzu Yen Huang, Ching Cheng Chang, Cheng Tsao, Sien Chi, "Effects of filter bandwidth and driving voltage on optical duobinary transmission systems," Optical Fiber Technology 13(2007) 231-235 

    상세보기 crossref

  3. Jichai Jeong and Y. K .Park,"Accurate determination of transient chirp parameter in high speed digital lightwave transmitters," Electronics Letters(1997) Vol.33 No.7 605-606 

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  4. Hyunwoo Yoo, Junhyop Song, Yonghoon Kim, Jichai Jeong, Jaehoon Lee, "Improved dispersion tolerance of Mach-Zehnder modulator by optimizing the modulator voltage and time delay," Optics Communications 283(2010) 1316-1319 

    상세보기 crossref

  5. Debabrata Sikdar, Vinita Tiwari, V.K. Chaubey, "Investigation of RZ and NRZ pulse shape for optimum Duobinary transmission at 40 Gbp," Optik 124 (2013) pp. 1148-1151 

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  6. G. P. Agrawal, Fiber-Optic Communication Systems, Wiley, New York 2010. 

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