Performance improvement of long-haul ultra-high-speed optical transmission using midwary optical phase conjugation

• Main Author: Pasu Kaewplung (Author)
• Other Authors: Chulalongkorn University. Faculty of Engineering (Contributor)
• Format: Book
• Published: Chulalongkorn University, 2008-06-02T04:58:26Z.
• Subjects: Technical Report
• Online Access: Connect to this object online.
• Other title: การพัฒนาสมรรถนะการสื่อสารระยะไกลผ่านเส้นใยแก้วนำแสงโดยใช้อุปกรณ์คอนจูเกตสัญญาณที่กึ่งกลาง
• Keywords: Dispersion; Optical fibers; Conjugate direction methods

In optical phase conjugation (OPC) systems, the third-order dispersion (TOD) of optical fibers and the nonlinear resonance at well-defined signal sideband frequencies called sideband instability (SI) mainly limit the transmission performance. We present for the first time a complete theoretical analysis of sideband instability (SI) that occurs when two kinds of fibers with different characteristics are concatenated to form a dispersion-managed fiber link. We find that the magnitude of the SI gain reduces with the increase in strength of dispersion management. Next, we focus on the fiber link using the combination of standard single-mode fiber (SMF) and reverse dispersion fiber (RDF), which is widely used for simultaneously compensating second-order dispersion (SOD) and third-order dispersion (TOD). By computer simulation, it is shown that, in wavelength-division-multiplexed (WDM) systems, SI still induces significant degradation in channels located at frequencies where SI induced from other channels arises.By re-allocating the channel frequency to avoid the SI frequency, the transmission performance is improved significantly. Then we propose for the first time, a scheme for simultaneous suppression of both TOD and SI in OPC systems using a higher-order dispersion-managed link consisting of SMFs and RDFs. Computer simulation results demonstrate the possibility of 200-Gbit/s transmission over 10,000 km in the higher-order dispersion-managed OPC system, where the dispersion map is optimized by our system design strategies.

สมรรถนะของระบบสื่อสารผ่านเส้นใยแก้วนำแสงซึ่งใช้อุปกรณ์คอนจูเกตสัญญาณที่กึ่งกลางระบบถูกจำกัดด้วยปัญหาหลักคือดิสเพอร์ชั่นอันดับสามของเส้นใยแก้วนำแสงและปรากฎการณ์เรโซแนนท์ผ่านความไม่เป็นเชิงเส้นของเส้นใยแก้วนำแสงที่เกิดขึ้นที่ความถี่ไซด์แบนด์ค่าเฉพาะเจาะจงของสัญญาณ ซึ่งเรียกว่าปรากฎการณ์ความไม่เสถียรของไซด์แบนด์ โครงงานนี้นำเสนอทฤษฎีการวิเคราะห์ความไม่เสถียรของไซด์แบนด์ที่สมบูรณ์ที่สุดในกรณีที่นำเส้นใยแก้วนำแสงสองเส้นที่มีคุณสมบัติต่างกันมาต่อกันเพื่อทำการจัดการกับดิสเพอร์ชั่นเป็นครั้งแรก ผลจากการวิเคราะห์พบว่าอัตราการเพิ่มของความไม่เสถียรของไซด์แบนด์ลดลงเมื่อเพิ่มค่าดิสเพอร์ชั่นของเส้นใยแก้วนำแสงที่นำมาทำการจัดการดิสเพอร์ชั่น โครงการนี้ได้จับประเด็นเฉพาะสำหรับกรณีที่การจัดการดิสเพอร์ชั่นใช้เส้นใยแก้วนำแสงโหมดเดียวแบบทั่วไปกับเส้นใยแก้วนำแสงแบบกลับดิสเพอร์ชั่น ซึ่งการจัดการดิสเพอร์ชั่นแบบนี้ได้ถูกใช้ทั่วไปเพื่อกำจัดดิสเพอร์ชั่นอันดับสองและสามในเวลาเดียวกัน จากการคำนวณด้วยวิธีเชิงเลขพบว่าความไม่เสถียรของไซด์แบนด์สามารถก่อให้เกิดความผิดเพี้ยนอย่างชัดเจนของสัญญาณที่เดินทางในระบบสื่อสารมัลติเพล็กซ์เชิงความถี่ที่มีช่องสัญญาณหนาแน่นมากได้ถ้าช่องสัญญาณถูกวางที่ความถี่ที่เกิดความไม่เสถียรของไซด์แบนด์ เมื่อช่องสัญญาณถูกเรียงใหม่เพื่อหลีกเลี่ยงความถี่ที่เกิดจากความไม่เสถียรของไซด์แบนด์ พบว่าสมรรถนะของระบบดีขึ้นอย่างชัดเจน ต่อจากนั้นโครงการนี้ได้เสนอวิธีกำจัดทั้งดิสเพอร์ชั่นอันดับสามและความไม่เสถียรของไซด์แบนด์พร้อมกันในระบบคอนจูเกตสัญญาณ โดยใช้เส้นใยแก้วนำแสงโหมดเดียวแบบทั่วไปกับเส้นใยแก้วนำแสงแบบกลับดิสเพอร์ชั่นมาทำการจัดการกับดิสเพอร์ชั่นเป็นครั้งแรก จากการคำนวณด้วยวิธีเชิงเลขพบว่าระบบที่ใช้วิธีที่นำเสนอนี้สามารถส่งสัญญาณความเร็วสูงสองร้อยกิกะบิตต่อวินาทีในระยะทางหนึ่งหมื่นกิโลเมตรเป็นผลสำเร็จ เมื่อค่าความถี่ของการจัดกับดิสเพอร์ชั่นและค่ากำลังของสัญญาณได้รับการเลือกให้อยู่ในค่าที่เหมาะสมที่สุด

Ratchadaphiseksomphot Endowment Fund