• 대한전기학회:학술대회논문집
• /
• 대한전기학회 1999년도 하계학술대회 논문집 E
• /
• pp.2441-2443
• /
• 1999

광섬유에서 전송되는 신호의 예측을 위하여 편미분방정식인 비선형 슈래딩거 방정식(Nonlinear Schrodinger Equation, NLSE)을 단계분할 유한 요소법(Split-Step Finite Element Method, SS-FEM)을 적용하여 해석하였다. 수치결과를 해석적인 해가 알려진 솔리톤의 해로부터 전송되는 거리의 증가에 따라 각 단계마다 오차를 계산하였으며, 그 결과를 단계분할 푸리에법(Split-Step Fourier Method, SS-FM)에 의한 수치해와도 비교하였다.

• 한국광학회지
• /
• 제23권6호
• /
• pp.246-250
• /
• 2012

We derive analytical expressions for the output spectral density and the noise power $P_{\beta}$ in noise loading analysis using Volterra kernels to characterize fiber nonlinearities. The bandwidth of the input noise source has little effect on $P_{\beta}$, but the power of the input noise source and the dispersion parameter value of the fiber have a significant effect on $P_{\beta}$. The Volterra method predicts ${\Delta}P_{\beta}[dB]$ = 30 dB/decade, which agrees very accurately over a wide range of fiber parameters compared with the numerical results by the split-step Fourier method. Therefore the Volterra method could be useful to predict the performance of a dense WDM system when we plan to upgrade fiber or increase signal power.

• Journal of the Optical Society of Korea
• /
• 제9권1호
• /
• pp.6-12
• /
• 2005

The perturbation approach is applied to solve the nonlinear Schrodinger equation, and its valid range has been determined by comparing with the results of the split-step Fourier method over a wide range of parameter values. With γ= 2㎞/sup -1/mW/sup -1/, the critical distance for the first order perturbation approach is estimated to be(equation omitted). The critical distance, Z/sub c/, is defined as the distance at which the normalized square deviation compared to the split-step Fourier method reaches 10/sup -3/. Including the second order perturbation will increase Z/sub c/ more than a factor of two, but the increased computation load makes the perturbation approach less attractive. In addition, it is shown mathematically that the perturbation approach is equivalent to the Volterra series approach, which can be used to design a nonlinear equalizer (or compensator). Finally, the perturbation approach is applied to obtain the sinusoidal response of the fiber, and its range of validity has been studied.

• 대한전기학회논문지:전기물성ㆍ응용부문C
• /
• 제49권1호
• /
• pp.52-58
• /
• 2000

Signal propagation in nonlinear optical fiber is analyzed numerically by using SS-FEM (Split-Step Finite Element Method). By adopting cubic element function in FEM, soliton equation of which exact solution was well known, has been solved. Also, accuracy of numerical results and computing times are compared with those of Fourier method, and we have found that solution obtained from using FEM was very relatively accurate. Especially, to reduce CPU time in matrix computation in each step, the matrix imposed by the boundary condition is approximated as a sparse matrix. As a result, computation time was shortened even with the same or better accuracy when compared to those of the conventional FEM and Fourier method.

• 한국통신학회논문지
• /
• 제25권6A호
• /
• pp.825-832
• /
• 2000

광섬유 통신 시스템이 고속화되고 장거리를 전송하게 될 수록 편광모드 분산의 중요성은 더욱 부각되어 있다. 따라서 본 논문에서는 복굴절 광섬유에서 비선형 광펄스의 전파특성을 편광 모드 분산의 영향을 고려하여 시뮬레이션하였으며 이러한 현상이 발생되는 것을 알 수 있었다. 그리고 광섬유 비션형성에 의해서 GVD(Group Velocity Dispersion)와 마찬가기로 PMD(Polarization Mode Dispersion)에서도 부분적인 보상 현상이 나타남을 수치 결과를 통해 알 수 있었다. 이러한 광 전송 시뮬레이션을 구현하기 위해서 기존의 단계분할 푸리에 방식 (SS-FM, Split-Step Fourier Method)보다 장거리 전송시 오차의 발생이 적은 단계 분할 유한 요소법)SS-FEM, Split-Step Finite Element Method)을 적용하였으며, 또한 그 단점인 수행 속도를 개선한 희귀 행렬 근사 단계 분할 유한 요소법을 제안하였다. 그 결과 제안된 방법이 기존의 푸리에 연산법이나 일반적인 유한 요소법과 비교하여 더 빠른 수행 속도를 나타내는 것을 알 수 있었다.

• 한국광학회지
• /
• 제8권3호
• /
• pp.250-253
• /
• 1997

광선로에 존재하는 분산의 영향은 외부 변조기에서 일어나는 Chirp현상과 비선형 현상인 SPM에 따라서 달라지게 된다. SPM의 영향은 신호 파워에 따라 달라지게 되고, 외부 변조하에서의 Chirp은 외부 변조기의 변조 조건에 따라 달라진다. 따라서 광통신 시스템에서는 분산과 SPM, 그리고 처핑 현상을 적절히 이용하여 수신 감도 저하를 최소화할 수 있게 된다. 주어진 광통신 시스템의 광신호 세기 분포 하에서 SPM과 외부 변조기 Chirp을 고려하여 신호 펄스폭의 변화를 Split Step Fourier 방법을 이용하여 수치해석하였으며, 400 km 전송을 목표로 한 경우 수신 감도 저하를 최소화하는 최저의 Chirp인자 값을 얻을 수 있었다. 또한 실제 전송 실험을 통하여 계산 결과와 비교하였다.

• Journal of the Optical Society of Korea
• /
• 제7권4호
• /
• pp.258-263
• /
• 2003

Simple algebraic expressions are derived to approximate the optimal input RMS pulse width and the resulting output RMS pulse width in single-mode fibers. The results are compared with the previously published methods and with numerical results by the split-step Fourier method. In addition, for a transform-limited Gaussian input pulse, it is shown that there is no optimum input pulse width to minimize the output spectrum width. Finally, with fiber nonlinearity, it is shown mathematically that there is not an optimum input pulse width to minimize the product,${\sigma}_t{\sigma}_{\omega}$, which is inversely proportional to the transmission capacity of WDM systems.

• 한국광학회지
• /
• 제10권5호
• /
• pp.405-412
• /
• 1999

SSF 알고리즘의 고정된 구간을 개선하여 자동으로 구간을 선택함으로 계산시간을 줄인 Auto Z-step과, SSF 알고리즘에 사용되는 FFT 방법의 표본값을 자동적으로 줄여서 계산시간을 감소시킨 Auto T-step 알고리즘을 제안하였다. 2.5Gbps 100km 전송시 이 두 알고리즘을 사용한 것은 기존의 1km fixed step 알고리즘보다 1/120의 계산시간이 줄었고, 10Gbps 40km 전송시 최대 1/56으로 줄었으며, 오차는 모두-30㏈ 이하였다. eye diagram으로 kkm fixed step 알고리즘과 비교할 때 오차가 무시될 수 있음을 알 수 있었다.

• 한국음향학회지
• /
• 제33권3호
• /
• pp.163-173
• /
• 2014

소나 시뮬레이터에 적용되는 음파 전달 알고리즘은 빠른 계산 성능이 요구되며, 한국 해양 환경의 특성을 고려하여 거리와 깊이 방향의 환경 의존성을 구현할 수 있어야 한다. 이러한 요구사항을 충족하는 음파 전달 알고리즘은 음선 모델이며, 본 논문에서는 거리 종속 해양환경의 음선 알고리즘을 개발하였다. 본 알고리즘에서는 사각 격자법과 층법으로 음선을 추적하여 음속 구조의 깊이 방향 의존성을 고려하였으며, 거리 방향은 split-step 개념을 적용하여 음속구조의 거리 방향 의존성을 구현하였다. 고유음선은 음선 묶음의 보간법을 통해 계산되었으며, 가우시안 보간 함수가 적용되었다. 소나의 시계열 수신 신호는 음원 신호와 고유 음선 주파수 해의 푸리에 변환을 이용하여 모의되었다. 최종적으로 제안된 음파 알고리즘을 검증하기 위해 Pekeris 도파관, 쐐기, 심해의 환경에서 전달손실 결과를 BELLHOP, SNUPE, KRAKEN, OASES 등 검증된 모델의 결과와 비교하였으며, 결과적으로 만족스런 결론을 얻을 수 있었다.

• Current Optics and Photonics
• /
• 제5권2호
• /
• pp.191-197
• /
• 2021

The anomalous propagation characteristics of a single Airy beam in nonlocal nonlinear medium are investigated by utilizing the split-step Fourier-transform method. We show that besides the normal straight propagation trajectory, the breathing solitons formed by the interaction between Airy beam and nonlocal nonlinear medium can propagate along the sinusoidal trajectory, and the anomalous trajectory can be modulated arbitrarily by altering the initial amplitude and the nonlocal nonlinear coefficient. In addition, the initial amplitude and the nonlocal nonlinear coefficient can have inverse impacts on the formation and transformation of the equilibrium state of spatial solitons, when the two parameters are larger than certain values. Therefore, the reversible transformation of the evolution dynamics of two soliton states can be realized by adjusting those two parameters properly. Finally, it is shown that the propagation properties of the solitons formed by the interaction between Airy beam and nonlocal nonlinear medium can be controlled arbitrarily, by adjusting the distribution factor and nonlocal coefficient.