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대구경 코어의 Er 첨가 광섬유를 이용한 초저비선형(超低非線形) L밴드 광증폭기

전문가 제언: ○ 초고속 인터넷 보급과 FTTH 완성의 가시화에 따라 광전(光電) 시대로부터 2015년 전광(全光) 시대로의 진입 준비가 필요하다. 이에 따라 광전송 시스템의 다중화도 저밀도 파장다중(CWDM)으로부터 고밀도 파장다중(DWDM)으로 발전하고 있다.

○ DWDM 시스템에서 파장 간격이 0.4~0.8nm로 더욱 좁아질 것이다. 따라서 단일 모드(SM) EDFA(Erbium Doped Fiber Amplifier)의 증폭용 광섬유 내 비선형효과가 증가하여 4광파혼합(FWM : Four Wave Mixing) 등이 전송 품질을 저하시키게 된다. 종래 C밴드 외에 1,565~1,625nm의 L밴드가 광대역화 요구에 따라 추가 사용되어 Er 첨가 광섬유(EDF)의 길이가 종래 C밴드의 수배로 길어져 비선형 현상이 더욱 심각하게 된다.

○ 일본의 Sumitomo전기(SEI)는 증폭용 광섬유 내 비선형 광학현상을 억제하기위하여 다중 모드(MM)의 대구경을 사용하여, MM-EDF 속에서 10Gbit/s의 단일 모드 고속전송이 가능할 정도로 FWM을 크게 감소시켰다. 코어 직경이 8.8㎛ 작은 SMF와의 접속손실도 실용상 문제되지 않을 정도임을 확인하였다. 단면적 증대에 따른 파워 변환효율(PCE)의 저하 대책으로 신호광 파워의 강화를 위한 양방향 여기를 택했다.

- 더 나아가 PCE가 양호한 종래 SM-EDF를 양단에 배치하고 중심부에 대구경의 MM-EDF를 배치하는 하이브리드 EDFA를 고안하여, L밴드 EDFA에서의 비선형 현상에 의한 채널 간 FWM 누화를 SM-EDF에서보다 6.6dB 억제하고, 여기광 파워의 증가 필요도 1.0% 이하로 줄여, FWM 발생효율 억제와 PCE 열화감소를 동시에 달성했다.

○ L밴드 EDFA에서 광섬유의 비선형 효과를 줄이기 위한 기술개발은 정보통신 기술의 꽃으로 국내에서도 한국전자통신연구원의 광대역 광소자팀 등 여러 연구기관에서 활발하게 연구 중에 있다. 기업에서는 SCM, 대우통신 등이 광증폭기를 생산 중에 있고, LG전자, 삼성전자 등이 후발로 참여하여 연구기관과 협동하여 첨단 고속 정보통신 시대를 준비해 나가리라고 기대한다.

저자: Tetsuya Haruna et al
자료유형: 학술정보