L 대역 EDFA 특성의 펌프 파장 의존성에 관한 연구

최보훈,Choi, Bo-Hun 한국정보통신학회 2008 한국정보통신학회논문지 Vol.12 No.7

1530nm band has been studied as pump wavelength for long-wavelength-band erbium-doped fiber amplifier (L-band EDFA). The pump source is built using a tunable light source and cascaded conventional-band (C-band) EDFA. The L-band EDFA uses a forward pumping scheme. Within the 1530nm band, 1545nm pump demonstrates 0.45dB/mW gain coefficient, which is twice better than that of conventional 1480nm pumped EDFA. The noise figure of 1530nm pump is at worst 6.36dB, which is 0.75dB higher than that of 1480nm pumped EDFA. Such high gain coefficient indicates that the L-band EDFA consumes low power. 1530nm 파장 대역이 L밴드 (long-wavelength-band) EDFA(erbium-doped fiber amplifler)를 위한 펌프 파장으로 연구되었다. 이 펌프 광원은 파장 가변 광원과 직렬 연결된 C 밴드 (conventional-band) EDFA로 제작되었다. 이 L밴드 EDFA는 순방향 펌핑 구조를 사용하였다. 1530nm 대역 내에서 1545nm 펌프 파장을 사용하였을 때 0.454B/mW 이득 계수를 얻었는데 이는 기존에 사용되는 1480nm 파장으로 펌핑 하였을 경우보다 2배 이상 높은 수치이다. 1530nm 파장 펌핑의 잡음지수는 가장 좋지 않은 경우가 6.36dB였는데 이는 1480nm 펌핑보다 0.75dB 높은 값이다. 제안된 펌핑 파장을 이용하는 L밴드 EDFA에서 얻은 이 같은 골은 이득 계수는 이 L밴드 EDFA가 전력 소모를 적게 한다는 것을 의미한다.

광증폭기의 이득과 이득 평탄화를 동시에 자동 제어하는 완전 광학적 방법

최보훈,이상수,Choi, Bo-Hun,Lee, Sang-Soo 한국광학회 2009 한국광학회지 Vol.20 No.5

직렬 연결된 두 개의 광학적인 회전루프와 고정형 이득 평탄화 필터가 적용된 이단 증폭기 구조가 제안되고 구현되었다. 이 증폭기에 입력신호 채널수를 한 개에서 40개 사이를 역동적으로 변화시키므로 입력신호 세기가 최고 -1 dBm 까지의 변동할 때, 제안된 증폭기는 완전히 광학적인 방법으로 이득과 이득평탄 정도를 1530 nm$\sim$1560 nm 파장대역에서 일정하게 유지시켰다. 이 특성을 잡음지수의 큰 희생 없이 고 이득을 유지하는 가운데 이루어 졌다. 각 입력채널에서 이득 특성의 시간에 따른 순간적인 변화와 이 변화의 파장 의존성도 조사되었다. 결과적으로 제안된 구조의 증폭기가 전송선에 적용될 때, 통신양의 급격한 변화에 따라 광증폭기로 입력되는 광신호의 세기가 급격히 변화하더라도 광증폭기의 증폭 특성은 일정하게 유지될 것이다. Our amplifier using an all optical method and a fixed GFF achieved automatic gain flatness throughput the C-band without any NF degradation, and simultaneously achieved a constant 25 dB gain, while input signals were varied between one channel and forty WDM channels. When thirty nine channels were added and dropped, the transient gain variation of the survival channel was not greater than the steady-state gain variation, and its wavelength dependency was negligible.

10 Gbit/s 128 채널 고밀도 파장다중화 신호를 위해 EDFA와 라만 증폭기를 이용한 320km 광전송 실험

최보훈,Choi, Bo-Hun 한국통신학회 2009 韓國通信學會論文誌 Vol.34 No.6

128 채널 고밀도 파장다중화 광신호들을 위한 320km 광전송 링크가 시뮬레이션으로 계산되고 실험으로 구현되었다. 이 링크에서 사용된 광섬유 증폭기은 분산형 라만 증폭기와 C 대역과 L 대역을 함께 증폭시킬 수 있는 이중 대역 EDFA가 함께 고려되어 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 링크의 특성이 계산되었다. 여기서 계산된 값을 구현할 수 있도록 증폭기의 구조가 최적화되고 이 구조가 모듈로 제작되었다. 제작된 증폭기를 사용하여 구현된 링크에서 측정된 320km 거리에서의 광신호잡음비는 각 대역에서 평균 25dB였고 이는 처음 링크 계산 시에 의도된 값과 잘 일치하였다. 320km optical transmission link for 128 channel DWDM (dense wavelength-division-multiplexing) signals is simulated and fabricated. An optical fiber amplifier for the link is composed of a distributed Raman amplifier and dual C/L-band EDFAs which are optimized for the performances of an optical amplifier obtained from the simulation. Gain and NF of the optimized EDFAs are above 19dB and below 7.5dB, respectively. The resultant OSNRs (optical signal to noise ratios) of the link are average 25dB on each band.

50 GHz 채널 간격의 64 채널 광신호 전송을 위한 L-band EDFA의 구조 최적화

최보훈,Choi, Bo-Hun 한국정보통신학회 2022 한국정보통신학회논문지 Vol.26 No.11

The structure of a high-power gain-flattened long wavelength band (L-band) optical amplifier was optimized, which was implemented for 64-channel wavelength division multiplexed optical signals with a channel spacing of 50 GHz. The output characteristics of this L-band amplifier were measured and analyzed. The amplifier of the optimized two-stage amplification configuration had a flattened gain of 20 dB within 1 dB deviation between 1570 and 1600 nm for -2 dBm input power condition. The noise figure under this condition was minimized to within 6 dB in the amplification bandwidth. The gain flattening was realized by considering only the characteristics of gain medium in the amplifier without using additional optical or electrical devices. The proposed amplifier consisted of two stages of amplification stages, each of which was based on the erbium-doped fiber amplifier (EDFA) structure. The erbium-doped fiber length and pumping structures in each stage of the amplifier were optimized through experiments.

단주기 광섬유 격자(Fiber Grating)와 장주기 광섬유 격자의 온도 의존성 비교

최보훈,Choi, Bo-Hun 한국정보통신학회 2011 한국정보통신학회논문지 Vol.15 No.8

가우스 광분포를 가지는 KrF 엑시머 레이저와 위상마스크를 이용해 3dB 파장 선폭이 0.7 nm인 단주기 광섬유 격자(Fiber Bragg Grating)가 제작되었고, 이 격자의 파장에 따른 삽입 손실이 단일파장 광원과 cutback방식을 이용해 측정되었다. 이 격자의 온도 의존성을 확인하기 위해 -10 $^{\circ}C$ ~ 70 $^{\circ}C$ 범위에서 중심 파장의 변화를 측정하였는데 0.01 nm/$^{\circ}C$을 얻었으며 이 값은 온도 변화 방향과 무관하였다. 진폭마스크를 이용해 3 dB 선폭이 14.22 nm인 장주기 격자도 제작되었으며 이 경우는 같은 온도 범위에서 0.044 nm/$^{\circ}C$로 단주기 격자에 비해 온도 의존성이 4배 이상 컸다. 장주기 격자는 광섬유 코팅의 존재 여부도 온도 변화에 큰 영향을 미쳤다. An optical fiber short period grating of 0.7 nm as a 3 dB wavelength linewidth was fabricated using a Gaussian distributed KrF Eximer laser and a phase mask. This grating has temperature dependancy of 0.01 nm/$^{\circ}C$ over the range of -10 $^{\circ}C$ ~ 70 $^{\circ}C$and no difference between temperature directions. An optical fiber long period grating of 14.22 nm as a 3 dB linewidth was also fabricated using a amplitude mask and has dependancy of 0.01 nm/$^{\circ}C$ over the same range.

반도체광증폭기로 전송거리 확장된 2.5 Gb/s TDM-PON에서 버스트 효과에 의한 신호왜곡 분석

최보훈,이상수,Choi, Bo-Hun,Lee, Sang Soo 한국광학회 2012 한국광학회지 Vol.23 No.1

256개의 ONU를 수용하며 50 km 전송거리를 갖는 차세대 시분할 수동광망(TDM-PON) 링크에 링크 확장기로 반도체 광증폭기가 적용되었다. 이 광증폭기의 이득은 25dB 였고 입력신호 변화에 따른 이득 자동조정장치는 사용되지 않았다. 상향 링크의 전체 광세기 범위는 58 dB 였고, 광증폭기로의 입력신호가 -30 dBm인 조건에서 링크의 $10^{-9}$ BER을 위한 수신감도는 -25 dBm였다. 그 입력세기가 -10 dBm인 경우 버스트 신호에 의한 증폭기의 이득 과도응답에 의한 초과펄스왜곡은 45% 였고 이로 인한 신호성능의 악화는 $10^{-12}$ BER 에서 1.55 dB의 페널티를 발생시켰다. 그러나 -15 dBm 이하의 입력조건에서는 페널티는 무시할 수준으로 급격히 낮아져서, 링크의 다이나믹 범위가 최소한 -15 dBm 까지는 보장되었다. 이 같이 측정된 입력신호의 다이나믹 범위는 50 km이상 장거리 그리고 수백개 이상의 다수가입자를 지원하는 차세대 수동광망에서 링크 확장기로 광증폭기가 사용되더라도 광증폭기 이득 자동조정장치를 사용하는 것이 필수적이지 않음을 의미한다. A bidirectional TDM-PON link to support 2.5 Gb/s upstream signals of 256 ONUs was considered for an extended transmission distance of 50 km. The power budget of the link was 58 dB for the upstream signal and a SOA was applied as a link extender which had a 25 dB gain. Receiver sensitivity of the upstream signal was -25 dBm for -30 dBm input power to the SOA. When the input power was -10 dBm, pulse overshooting caused by gain transient of the SOA was maximum at 45% and the signal performance degradation gave a power penalty of 1.55 dB for $10^{-12}$ BER. However the penalties diminished rapidly and became negligible as the input power went below -15 dBm. So this input power dynamic range of up to -15 dBm means that it is not positively necessary to use gain control methods for the next generation TDM-PON systems.

파장다중화 40 채널 광신호들의 2000 km 전송에서 링크구간 분산보상

최보훈,Choi, Bo-Hun 한국정보통신학회 2013 한국정보통신학회논문지 Vol.17 No.7

채널당 10 Gb/s 의 파장 다중화된 NRZ 광신호를 2000 km 까지 전송하면서 링크구간분산 보상 방법의 차이에 따른 성능 변화가 조사되었다. 1533.5 nm에서 1564.7 nm 사이에 100 GHz 의 주파수 간격을 가지는 40 채널의 파장 다중화 신호가 전송되었다. 링크구간 분산보상은 95%, 97.5%, 100%, 102.5% 그리고 105%가 비교되었으며 후치분산 보상이 없는 경우에는 97.5% 링크구간 분산 보상이 가장 좋은 성능을 가졌다. 총 링크거리의 누적분산 값과 링크구간당 평균분산 값의 비교를 통해 신호 성능에 미치는 분산 조건 변화의 영향을 분석하였다. 후치분산보상 최적화가 링크구간 분산보상과 함께 적용되었을 때는 102.5% 조건이 가장 좋은 결과를 보였으며 이 조건이 분산 효과와 채널간 상호 작용의 효과가 동시에 최소화되는 균형점임을 확인하였다. Signal performances according link span dispersion compensation conditions at the 2000 km long-haul transmission distance using 10 Gbps 40 wavelength division multiplexing channels were analyzed and compared. 95%, 97.5%, 100%, 102.5% and 105% compensation conditions were applied and 97.5% gave the best performance without post dispersion compensation. the effects of accumulated dispersion value and average dispersion value per transmission link for each link compensation condition were analyzed. When post dispersion compensation optimization was applied to five link span dispersion compensation conditions, 102.5% was given the best performance.

파장분할 다중화 수동광 네트워크에서 적용된 반사형 반도체 증폭기 기반의 광역선폭 광원의 광필터 특성 의존성

최보훈,Choi, Bo-Hun 한국광학회 2011 한국광학회지 Vol.22 No.3

하향신호를 위해서는 반사형 반도체 증폭기를 기반으로 한 광역선폭 광원 기술이 사용되었고 상향신호를 위해서는 파장 재사용 기술이 사용된 양방향 파장분할 다중화 수동 광네트워크 (WDM-PON)가 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 구현되었다. 이 시스템에서 세가지 다른 종류의 광필터들이 비교되어 필터링의 영향이 분석되었고, 광 스펙트럼과 아이 다이어그램 (eye diagram)의 분석을 통해 파장 재변조 기술을 최적화 하였다. 최적화된 시스템 조건을 이용하여 양방향 신호의 전송 성능 곡선을 구하였고 이 시스템에서 반사에 의한 신호 왜곡의 영향을 분석하였다. The AWG-filtering effect was investigated on a bidirectional 100-GHz-channel-spacing WDM-PON link using spectrum-sliced and RSOA-amplified light sources for downstream signals and a wavelength reuse technique for upstream signals. Signal performances of three different filtering AWGs, including Gaussian, trapezoidal, and rectangular types, were compared on link transmission with fiber nonlinear effects. As an extinction ratio of a downstream signal varied, the effect for both directional signals was analyzed and optimized. It was found that there was an optimal pass bandwidth of an AWG for the balance between relative intensity noise decrement and cross phase modulation noise increment as the bandwidth got wider.

파장다중화 광신호의 3000km 전송을 위한 후치분산 보상 방법 비교

최보훈,Choi, Bo-Hun 한국정보통신학회 2013 한국정보통신학회논문지 Vol.17 No.10

40 채널의 파장 다중화된 광신호를 3000 km 까지 전송하면서 후치분산 보상 방법의 차이에 따른 성능 변화를 조사하였다. 개별 광신호는 10 Gbps 대역폭의 RZ 신호포맷을 사용하였고 40 채널들의 파장은 1533.5 nm에서 1564.7 nm 사이에 100 GHz 의 주파수 간격을 가졌다. 후치분산 보상을 위해 40개의 개별채널 별로 후치분산을 최적화하는 경우, 전 40 채널들을 하나의 분산값으로 후치분산 보상하는 경우, 그리고 제안된 방법으로 8개씩 묶은 채널 그룹별로 최적화하는 경우의 세가지 경우가 비교되었다. 최저 성능 채널과 그 성능 값은 세가지 방식에서 차이가 없었다. 최고 성능값은 전 채널을 하나의 후치분산 값으로 사용하는 경우가 다른 두 가지 방식에 비해 성능에 떨어졌지만 그룹별 방식이나 개별 채널별 방식은 차이가 없었다. 따라서 채널 그룹별로 후치분산을 통해 신호 성능의 희생 없이 전송시스템을 단순화시킬 수 있음을 확인하였다. Post-dispersion compensation methods for the 3000 km long-haul transmission distance using 10 Gbps 40 wavelength division multiplexing channels were analyzed and compared. First, each channel was compensated by an individual dispersion value, next each group of eight channels by an individual value, and lastly all forty channels by a single value. Considering the lower and highest performance channels and their values, the post-dispersion compensation method by each channel group showed the possibility to simplify the transmission system without sacrifice of signal performance.

반사 파장 선폭 확장을 위해 장력 조절기를 적용시킨 광섬유 브래그 격자(Fiber Bragg grating) 제작 기술

최보훈,Choi, Bo-Hun 한국정보통신학회 2012 한국정보통신학회논문지 Vol.16 No.2

가우스 광분포를 가지는 KrF 엑시머 레이저 빔과 위상마스크를 이용하여 광섬유 브래그 격자를 제작하고 제작된 격자의 장력에 대한 특성 변화가 측정되었다. 3 nm 범위 내에서 브래그 파장은 1.24 nm/10kpsi 로 선형적으로 변화하였다. 외부 장력 인가 장치와 광섬유 제작 장치를 결합하여 하나의 위상 마스크로 4 개의 중심 파장이 다른 광섬유 격자를 제작한 뒤 이들을 이용하여 기존의 단일 광섬유 브래그 격자로 얻을 수 있는 파장 선폭보다 2배 증가된 1.5 nm 인 3 dB 대역폭을 갖는 광섬유 브래그 격자를 얻었다. The tension effect on fiber Bragg gratings was analyzed and the linearity of 1.24 nm/10kpsi was obtained when Bragg wavelength was varied within 3 nm by applied tension. Using tension control method, different center wavelength fiber Bragg grating(FBG) were fabricated by only single period phase mask. These serially connected four FBGs showed the transmission spectrum of 1.5 nm linewidth as a 3 dB bandwidth which was twice that of a conventional FBG.