A novel WDM-PON system delivering bidirectional 1.25-Gbps data and broadcasting data is proposed. A subcarrier signal modulates optical carriers of a Fabry-Perot-laser-diode based broadband light source to broadcast to all users. Reflective semiconductor optical amplifiers are used as modulators for the baseband data at both the optical line terminal and the remote optical network unit for a channel. Bit error rate and error vector magnitude were measured to demonstrate the proposed scheme.
본 논문에서는 파장분할 다중방식의 수동형 광 가입자망(WDM-PON: Wavelength Division Multiplexing - Passive Optical Network)에서 매우 구조가 간단하고 저비용으로 구현 가능한 방송신호 전송 방법을 제안한다. 이는 하나의 광대역 증폭된 자발 광원(Amplified Spontaneous Emission: ASE)과 편광 독립 반사형 반도체 광 증폭기(Polarization Independent-Reflective Semiconductor Optical Amplifier: PI-RSOA) 만으로 구현이 가능하기 때문이다. 채널당 1.25 Gb/s 속도에서 24개의 가입자 채널에 대해 30 Km 이상의 방송 신호 전송 시, 무오류(error-free) 성능을 갖는 것을 실험적으로 증명하였다.
One of the core technology in WDM-PON system is a generation and modulation technique of the optical source in Optical Network Unit (ONU). In this paper, we propose a reflective semiconductor optical amplifier (RSOA) as a modulator in WDM-PON system. Its performance is analyzed by simulation and actual experimentation. Using RSOA in WDM-PON system as a modulator, it obtains higher gain compared to the conventional SOA due to the double pass gain effect. Furthermore RSOA can provide high gain with comparatively low input power. This is very helpful when we set up the actually system because using lower input power, it can reduce the load of the driving circuit which makes very economical module structure. Therefore, when RSOA is used as a modulator, not only it gives noise suppression effect, but also provides certain amount of gain as well. In addition, comparing with conventional SOA which gives fairly large insertion loss, RSOA can provides more important merits.
We investigated how the polarization-mode dispersion (PMD) tolerance was degraded by semiconductor optical amplifier (SOA)-induced chirp for the 10 Gb/s nonreturn-to-zero (NRZ), duobinary NRZ, return-to-zero (RZ), and carrier-suppressed RZ (CS-RZ) modulation formats. The power penalty was calculated as a measure of the system performance due to PMD for a given SOA-induced chirp. Considering only first-order PMD, all modulation formats have a similar PMD tolerance regardless of SOA-induced chirp. On the other hand, when both first- and second-order PMD are considered, the PMD tolerance of all modulation formats with the exception of the CS-RZ modulation format are degraded by SOA-induced chirp. Among all modulation formats considered here, the NRZ modulation format has the PMD tolerance with the highest sensitivity to SOA-induced chirp. When the peak-to-peak chirp induced by SOAs is $0.28{\AA}$, its PMD tolerance is degraded up to 4 dB for a differential group delay (DGD) of 50 ps. However, the PMD tolerance of the CS-RZ modulation format is largely unaffected by SOA-induced chirp.
단일 종모드로 동작하며, 10mW의 출력을 가지는 AlGaAs 반도체 레이저를 이용하여 Fabry-Perot 공진기형 레이저 증폭기 시스템을 구성하고 비포화 신호이득(unsaturated signal gain), 신호이득 대역폭(signal gain bandwidth), 포화출력(saturation power)을 측정하였다. 증폭기 레이저의 펌핑전류에 따른 비포화 신호 이득은 발진 문턱 전류 근처에서 $0.7\mu\textrmW$의 레이저 출력을 증폭기 레이저에 입사시켰을 때 최대 25dB을 얻었으며 이때 신호이득의 대역폭이 3 GHz 정도임을 확인하였다. 또한 입력 세기(input power)에 따른 비포화 신호이득의 변화를 측정하고 이때의 포화출력을 측정하였다.
In this paper, we theoretically demonstrate that semiconductor optical amplifiers (SOAs) with strong wavelength dependence of gain and phase are capable of all-optical inverted and non-inverted wavelength conversion (WC) over a wide range, with the assistance of an optical filter. First, the gain dynamics and phase dynamics in a common quantum well (QW) SOA with the $In_{0.53}Ga_{0.47}As/In_{0.7322}Ga_{0.2678}As_{0.5810}P_{0.4190}$ material system are found to be strongly dependent on wavelength, which is mainly related to the wavelength dependence of the differential gain and the differential refractive-index change. Second, the wavelength dependence in an all-optical wavelength converter based on the QW SOA cascaded with a detuning band pass filter is studied. Simulations show that the quality of the converted signal has little dependence on the operation wavelength. Both inverted and non-inverted WC can be achieved, over a large wavelength range. Therefore, although the gain and phase change are strongly wavelength-dependent, the effects of this dependence can be erased by appropriate optical filtering.
본 논문에서는 반사형 반도체 광 증폭기 (RSOA)를 이용하여 음계수를 가지는 광 마이크로파 노치 필터를 제안하고 구현하였다. 제안된 마이크로파 노치 필터의 음계수는 RSOA의 상호 이득 변조 (XGM) 현상을 통하여 얻어진다. RSOA가 이득 포화 영역에서 동작할 때 변조된 펌프 광과 연속파를 가지는 프로브 광을 RSOA 내에 주입하게 되면, XGM 현상으로 인하여 프로브 광은 펌프 신호의 반전된 형태의 신호로 변조된다. 이러한 두 신호들은 파장 의존적 시간 지연 특성을 갖는 단일 모드 광섬유 (SMF)에 의하여 프로브 신호와 펌프 신호 사이에 시간지연이 발생한다. 제안된 마이크로파 노치 필터는 35.1 dB 이상의 notch dips과 약 380.6 MHz의 free spectral range (FSR)을 가진다.
고리형 광섬유 공전기 안에 반도체 광 증폭기를 삽입하여 1530 nm에서 1570까지 파장을 가변할수 있는 전광 동기 신호 재생 방식을 제안하고 구현하였다. 임의 파형을 갖는 10 Gbps와 30 Gbps 광 펄스열로부터 injection locking 방법에 의해 동기화된 광 펄스열을 재생하였다. 또한, 대신호 시영역 모델링을 이용하여 입력 광 펄스열의 평균 파워의 변화, 섭동에 대한 시스템의 반응을 해석하였다.
광반도체 증폭기를 이용하여 $1.5\mu\textrm{m}$파장 영역에서 발전하는 조화 모드 록킹된 10GHz 고리형 반도체-광섬유 레이저를 구현하였다. 레이저 펄스폭은 13~18ps이고, 파장 선폭은 0.4~0.6nm이며, 양으로 주파수 처핑되었다. 2km 길이의 표준단일 모드 광섬우를 이용하여 4dBm의 평균 출력을 갖는 레이저 펄스를 광섬유의 군분산 보상에 의해 펄스폭을 최대 6.8ps까지 압축시켰다.
Kim, Jong-Hoi;Kim, Hyun-Soo;Sim, Eun-Deok;Kim, Kang-Ho;Kwon, Oh-Kee;Oh, Kwang-Ryong
ETRI Journal
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제26권4호
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pp.344-350
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2004
We propose a filter-free wavelength conversion using a Mach-Zehnder interferometer with monolithically integrated $2{\times}2$ multimode interference semiconductor optical amplifiers (MMI-SOAs). The device has been optimized by considering a non-homogeneous carrier distribution due to the self-imaging properties of the MMI-SOA. Static measurements show an extinction ratio of up to 18 dB and an input signal rejection ratio of up to 20 dB.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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