KR100401341B1 - 분산 및 분산 기울기 보상용 광섬유 - Google Patents

분산 및 분산 기울기 보상용 광섬유 Download PDF

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Abstract

일반 단일 모드 광섬유와 음분산 광섬유를 전송로로 사용한 파장 분할 다중화 광전송 시스템의 누적 분산과 분산 기울기를 보상함으로써 전송 특성을 향상시킨 분산 및 분산 기울기 보상용 광섬유는 일반 단일 모드 광섬유와 음분산 광섬유를 전송로로 사용한 파장 분할 다중화 광전송 시스템의 누적 분산과 분산 기울기를 보상하기 위하여 특정 누적 분산 및 특정 분산 기울기를 갖는 전송로에 대해서 보상용 광섬유에 대한 최적의 분산 및 분산 기울기 값을 제공한다.

Description

분산 및 분산 기울기 보상용 광섬유{DISPERSION AND DISPERSION SLOPE COMPENSATING OPTIC FIBER}
본 발명은 파장 분할 다중화 광전송 시스템에서 사용되는 분산 및 분산 기울기 보상용 광섬유에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 일반 단일 모드 광섬유와 음분산 광섬유를 전송로로 사용한 파장 분할 다중화 광전송 시스템의 누적 분산과 분산 기울기를 보상함으로써 전송 특성을 향상시킨 분산 및 분산 기울기 보상용 광섬유에 관한 것이다.
파장 분할 다중화 광전송 방법은 서로 다른 파장을 가진 다수의 광신호를 하나의 광섬유를 통해 전송하는 것으로서, 이를 통해 광섬유의 전송 용량을 증가시킬 수 있다. 이러한 시스템에서 전송용량을 증대시키기 위해서는 전송 속도를 증가시키거나, 광신호간 파장 간격을 좁히거나, 증폭 가능한 파장대역을 넓혀야 한다. 현재 광섬유의 전송 속도는 기존의 10 Gb/s 에서 40 Gb/s 이상으로 증가되고 있으며, 파장 간격은 기존의 0.8nm 에서 0.4nm 이하로 좁혀 지고 있다. 여기서 Gb/s 는 초당 기가바이트(Gigabit per Second)를 나타내는 단위이다.
파장 분할 다중화 광전송 시스템에서 전송로로 사용하는 광섬유의 분산 및 분산 기울기 특성은 전송 속도 증가 및 파장 간격을 줄이는데 영향을 준다. 분산에 의한 전송 속도 및 전송 거리 제한은 아래의 수학식 1과 같이 나타낼 수 있다.
|B|2×D ×L ≤ 104,000
여기서, B는 광섬유의 전송 속도(Gb/s)이고, D는 분산(ps/nm/km)이며, L은전송 거리(km)를 의미한다.
수학식 1에 의하면 전송 거리를 일정하게 유지하면서 전송 속도를 증가시키려면 광섬유의 분산을 줄여야 한다. 즉, 10Gb/s 에서 40Gb/s로 전송 속도를 네 배 증가시키면 기존 광섬유의 분산을 1/4로 줄여야만 전송 거리를 유지할 수 있다. 또한 전송 속도가 40Gb/s인 경우 누적 분산 (ps/nm)이 65 ps/nm 보다 작아야 수신단에서 신호 복조가 가능하다.
수학식 1에 의하면, 빠른 전송 속도를 지원하려면 광섬유의 분산은 작아져야 한다. 그러나, 분산이 작더라도 전송 거리가 증가할 경우 누적 분산으로 인한 신호 왜곡으로 분산 보상(Dispersion Compensation)이 필수적이다. 일반적으로 분산 보상을 위해서는 전송로로 사용되는 광섬유의 누적된 분산과 크기는 유사하면서 부호가 반대인 분산 보상 광섬유(Dispersion Compensation Fiber)를 사용하는데, 이는 시스템 비용을 증가시키는 요인이 된다. 따라서, 전송 시스템 구축 비용을 줄이기 위해서라도 광섬유의 분산을 최소화할 필요가 있다.
반면, 비선형 현상에 의한 신호왜곡을 줄이기 위해서는 분산값을 크게 하여 채널들 간 위상의 부정합을 유도해야 한다. 비선형 현상은 광증폭기 사용으로 인해 광섬유 내 광파워 세기가 증가하여 생기는 것으로, 이 중 XPM (Cross Phase Modulation)은 광섬유 굴절률의 광파워에 대한 의존성으로 인해, 한 파장에서의 파워 요동이 다른 파장의 광 위상변화를 유발하는 것이다. 이러한 위상변화는 잔류 분산과 상호 작용해서 신호의 세기 왜곡으로 전환됨으로써, 수신단에서 잡음으로 간주되어 전송시스템의 성능을 저하시키게 된다. 이 때 광섬유의 분산값이 커질수록 작용하는 파장 간 워크오프(Walk-off)가 증가해서 국지적인 왜곡 발생을 피하는 조건이 만족되어 XPM으로 인한 신호왜곡이 작아지게 된다. FWM(Four Wave Mixing)은 광섬유 내에서 서로 다른 주파수를 갖는 두 개 이상의 광파들이 3차 전기 감수율에 의해 결합해서, 다른 파장의 새로운 광파를 만드는 현상으로, 이 새로운 광파가 다른 전파 채널과 간섭하여 누화를 야기한다. FWM에 의해 발생되는 새로운 주파수 성분의 광파워의 세기는 분산 및 채널 간격이 클수록 위상 부정합(Phase Mismatching)이 용이해지므로 감소하고, 전송거리가 길수록 또는 광섬유의 유효 단면적이 작아질수록 커지게 된다. 전송 속도가 증가하고 파장 간격이 좁아질 경우, XPM과 FWM으로 인한 신호 왜곡을 최소화하기 위해서는 광섬유의 분산은 커져야 한다.
따라서 전송 속도가 증가되고 파장 간격이 좁아진 전송 용량이 증대된 파장 분할 다중화 시스템에서 사용되는 광섬유는 비선형 현상을 억제할 수 있는 충분한 분산을 가짐과 동시에 누적된 분산을 최소화하여 전송거리를 증대시키기 위해 최소의 분산을 가져야 한다. 기존 광섬유의 분산 특성은 좁은 파장 간격에서 비선형 현상을 억제하기에 너무 작거나, 빠른 전송 속도에서 전송 거리를 제한할 정도로 너무 큰 값을 가졌다.
이러한 문제를 해결하기 위하여 국부적인 분산은 크면서 누적 분산은 거의 영에 가깝도록 하나의 광섬유가 아닌 분산의 부호가 서로 다른 양분산 광섬유와 음분산 광섬유를 사용하여 선로를 구성하는 분산 관리 방법(Dispersion Management)이 제안되었다. 그러나, 분산 관리 방법을 사용하더라도 40Gb/s 전송 시 비선형현상을 억제하면서 증폭기간 거리인 수십 km 이상의 전송은 어렵다. 이를 위해 분산 관리 방법으로 선로를 구성한 경우에 사용되는 분산 및 분산 기울기 보상 광섬유가 필요하다.
기존 분산 보상 광섬유는 1.55 ㎛ 파장에서 17 ps/nm/km 정도의 분산을 갖는 일반 단일 모드 광섬유의 분산보상을 위한 것으로, 전송로로 사용된 길이에 따라 분산 특성이 구분되어 있다. 즉 일반 단일 모드 광섬유 40km로 구성된 전송로의 분산을 보상하기 위해서는 선로의 누적 분산이 680 ps/nm 이므로, -680 ps/nm 의 분산을 갖는 광섬유가 사용된다. 만약 일반 단일 모드 광섬유와 다른 분산 및 분산 기울기 특성을 갖는 광섬유로 선로가 구성될 경우 기존 분산 보상 광섬유로는 누적 분산이 충분히 보상되지 않으므로 시스템의 전송 특성이 저하된다. 특히 전송 속도가 증가할 경우 수신단에서의 복조가 가능한 누적 분산이 작아지므로, 누적 분산이 충분히 보상되지 않을 경우 전송 거리가 짧아진다. 또한 파장 간격이 좁아지고 증폭 파장 대가 넓어져 다수의 파장을 사용하여 전송할 경우 파장간 누적 분산 차이가 커지므로 전송 가능한 파장 범위가 좁아지게 된다.
즉, 분산 및 분산 기울기 보상은 전송로의 분산 특성에 의해 결정되므로, 양분산 광섬유와 음분산 광섬유를 전송로로 사용한 경우의 누적 분산 및 분산 기울기를 보상할 수 있는 새로운 광섬유가 필요하다.
본 발명은 상기와 같은 종래기술의 단점 및 문제점을 극복하기 위해 창안된 것으로서, 일반 단일 모드 광섬유와 음분산 광섬유를 전송로로 사용한 파장 분할다중화 광전송 시스템의 누적 분산과 분산 기울기를 보상하여 시스템의 전송 특성 저하를 방지할 수 있는 분산 및 분산 기울기 보상 광섬유를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 후술하는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니된다.
도 1은 일반 단일 모드 광섬유와 음분산 광섬유의 파장에 따른 분산 변화를 나타낸 그래프.
도 2는 일반 단일 모드 광섬유와 음분산 광섬유를 3km 길이 단위로 주기적으로 연결하여 구성한 전송로의 파장에 따른 누적 분산의 변화를 나타낸 그래프.
도 3은 일반 단일 모드 광섬유와 음분산 광섬유를 4km~5km 길이 단위로 주기적으로 연결하여 구성한 전송로의 파장에 따른 누적 분산의 변화를 나타낸 그래프.
도 4 내지 도 9는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 분산 및 분산 기울기 보상용 광섬유를 사용한 경우의 파장에 따른 누적 분산의 변화를 각각 나타낸 그래프.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 파장 분할 다중화 광전송 시스템에서 사용되는 분산 및 분산 기울기 보상용 광섬유는 일반 단일 모드 광섬유와 음분산 광섬유를 전송로로 사용한 파장 분할 다중화 광전송 시스템의 누적 분산과 분산 기울기를 보상하기 위하여 누적 분산이 132 ps/nm이고 분산 기울기가 0.08480 ps/nm2/km인 전송로의 분산 및 분산 기울기를 보상한다.
이때, 보상용 광섬유는 분산이 -132 ps/nm-km, 분산 기울기가 -6.78 ps/nm2-km이거나, 분산이 -66 ps/nm-km, 분산 기울기가 -3.39 ps/nm2-km이거나, 또는 분산이 -44 ps/nm-km, 분산 기울기가 -2.26 ps/nm2-km가 되도록 구성할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 누적 분산이 264 ps/nm이고 분산 기울기가 0.08498 ps/nm2/km인 전송로의 분산 및 분산 기울기를 보상하는 분산 및 분산 기울기 보상용 광섬유가 제공되며, 이때 보상용 광섬유는 분산이 -264 ps/nm-km, 분산 기울기가 -13.60 ps/nm2-km이거나, 분산이 -132 ps/nm-km, 분산 기울기가 -6.80 ps/nm2-km이거나, 또는 분산이 -88 ps/nm-km, 분산 기울기가 -4.53 ps/nm2-km가 될수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 누적 분산이 99 ps/nm이고 분산 기울기가 0.08506 ps/nm2/km인 전송로의 분산 및 분산 기울기를 보상하는 분산 및 분산 기울기 보상용 광섬유가 제공되며, 이때 보상용 광섬유는 분산이 -99 ps/nm-km, 분산 기울기가 -5.10 ps/nm2-km이거나, 분산이 -50 ps/nm-km, 분산 기울기가 -2.55 ps/nm2-km이거나, 분산이 -33 ps/nm-km, 분산 기울기가 -1.70 ps/nm2-km가 될 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 누적 분산이 198 ps/nm이고 분산 기울기가 0.08489 ps/nm2/km인 전송로의 분산 및 분산 기울기를 보상하는 분산 및 분산 기울기 보상용 광섬유가 제공되며, 이때 보상용 광섬유는 분산이 -198 ps/nm-km, 분산 기울기가 -10.19 ps/nm2-km이거나, 분산이 -99 ps/nm-km, 분산 기울기가 -5.09 ps/nm2-km이거나, 분산이 -66 ps/nm-km, 분산 기울기가 -3.40 ps/nm2-km로 구성될 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 누적 분산이 149 ps/nm이고 분산 기울기가 0.08511 ps/nm2/km인 전송로의 분산 및 분산 기울기를 보상하는 분산 및 분산 기울기 보상용 광섬유가 제공되며, 이때 보상용 광섬유는 분산이 -149 ps/nm-km, 분산 기울기가 -7.66 ps/nm2-km이거나, 분산이 -74 ps/nm-km, 분산 기울기가 -3.83ps/nm2-km이거나, 또는 분산이 -50 ps/nm-km, 분산 기울기가 -2.55 ps/nm2-km가 되도록 구성될 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 누적 분산이 297 ps/nm이고 분산 기울기가 0.08482 ps/nm2/km인 전송로의 분산 및 분산 기울기를 보상하는 분산 및 분산 기울기 보상용 광섬유가 제공되며, 이때 보상용 광섬유는 분산이 -297 ps/nm-km, 분산 기울기가 -15.27 ps/nm2-km이거나, 분산이 -149 ps/nm-km, 분산 기울기가 -7.63 ps/nm2-km이거나, 또는 분산이 -99 ps/nm-km, 분산 기울기가 -5.09 ps/nm2-km가 될 수 있다.
이하 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
우선, 전송로로 사용되는 광섬유 중 일반 단일 모드 광섬유는 1.55㎛ 파장에서 평균 분산이 17 ps/nm/km 이며, 음분산 광섬유는 1.55㎛ 파장에서 평균 분산이 -13.5 ps/nm/km 이다. 아래의 표 1 및 표 2는 위에 제시한 일반 단일모드 광섬유와 음분산 광섬유 중 한 샘플의 파장에 따른 분산 특성을 나타내는 것으로서, 먼저 표 1에는 일반 단일 모드 광섬유의 여러 파장에 따른 분산 특성이 나타나 있다.
파장(??m) 1.530 1.535 1.540 1.545 1.550 1.555 1.560 1.565
분산(ps/nm/km) 15.74 15.98 16.38 16.62 16.98 17.21 17.58 17.79
다음으로 표 2에는. 음분산 광섬유의 여러 파장에 따른 분산 특성이 나타나 있다.
파장(??m) 1.530 1.535 1.540 1.545 1.550 1.555 1.560 1.565
분산(ps/nm/km) -15.82 -15.39 -14.71 -14.12 -13.68 -13.09 -12.61 -11.96
표 1과 표 2에 기재된 광섬유의 파장에 따른 분산 특성은 도 1에 그래프로 잘 도시되어 있다. 도 1을 참조하면, 파장이 증가할수록 분산도 증가한다는 것을 확인할 수 있으며, 따라서 일반 단일 모드 광섬유와 음분산 광섬유는 양의 분산 기울기를 가짐을 알 수 있다.
본 발명에서는 일반 단일 모드 광섬유와 음분산 광섬유를 3km ~ 5km 길이 단위로 주기적으로 연결하여 전송로를 구성하였다. 종래에는 양분산 광섬유를 20km 이상 사용한 후 음분산 광섬유를 연결하여 전송로를 구성하였다. 그러나, 이 경우 광섬유 내 파워 세기가 커서, 비선형 현상이 일어나는 영역에는 분산이 크고 유효 단면적이 큰 양분산 광섬유를 사용하고 파워 세기가 작아진 영역에서 유효 단면적이 작은 음분산 광섬유를 사용하였다. 또한, 양분산 광섬유와 음분산 광섬유의 유효 단면적을 유사한 반면 광섬유의 분산이 작을 경우, 좁은 파장 간격에서 비선형 현상을 억제하기 위해서는 누적 분산을 크게 하기 위하여 수 십km 길이 단위로 주기적으로 연결하여 전송로를 구성하였다. 본 발명에서 사용한 광섬유는 분산이 17ps/nm/km, -13.5ps/nm/km로 상당히 크므로 수km 길이 단위로 연결하더라도 비선형 현상 억제가 가능하다. 또한 양분산 광섬유와 음분산 광섬유를 번갈아 사용하므로 누적 분산이 상당히 작다. 일반 단일 모드 광섬유와 음분산 광섬유를 3km ~ 5km 길이 단위로 사용하여 전송로를 구성할 때 누적 분산을 아래의 표 3 내지 표 5에 나타내었다. 이 표에서는 일반 단일 모드 광섬유와 음분산 광섬유가 3km 길이 단위인 경우 전송 거리가 60km, 120km, 90km, 180km이고, 4km, 5km 길이 단위의 경우 전송 거리가 80km, 160km 일 때의 누적 분산을 나타내었다.
먼저, 표 3에는 일반 단일 모드 광섬유와 음분산 광섬유를 3km 길이 단위로 주기적으로 연결할 경우, 60km, 120km, 90km, 180km 전송 시 누적 분산을 나타낸다.
파장(??m) 1.530 1.535 1.540 1.545 1.550 1.555 1.560 1.565
60km 누적분산(ps/nm) -2.40 17.70 50.10 75.00 99.00 123.60 149.10 174.90
120km 누적분산(ps/nm) -4.80 35.40 100.20 150.00 198.00 247.20 298.20 349.80
90km 누적분산(ps/nm) -3.60 26.55 75.15 112.50 148.50 185.40 223.65 262.35
180km 누적분산(ps/nm) -7.20 53.10 150.30 225.00 297.00 370.80 447.30 524.70
다음으로, 표 4에는 일반 단일 모드 광섬유와 음분산 광섬유를 4km 길이 단위로 주기적으로 연결할 경우, 80km, 160km 전송 시의 누적 분산을 나타낸다.
파장(??m) 1.530 1.535 1.540 1.545 1.550 1.555 1.560 1.565
80km 누적분산(ps/nm) -3.20 23.60 66.80 100.00 132.00 164.80 198.80 233.20
160km 누적분산(ps/nm) -6.40 47.20 133.60 200.00 264.00 329.60 397.60 466.40
다음으로, 표 5에는 일반 단일 모드 광섬유와 음분산 광섬유를 5km 길이 단위로 주기적으로 연결할 경우, 80km, 160km 전송 시의 누적 분산을 나타낸다.
파장(??m) 1.530 1.535 1.540 1.545 1.550 1.555 1.560 1.565
80km 누적분산(ps/nm) -3.20 23.60 66.80 100.00 132.00 164.80 198.80 233.20
160km 누적분산(ps/nm) -6.40 47.20 133.60 200.00 264.00 329.60 397.60 466.40
도 2는 표 3에 나타난 것과 같은, 일반 단일 모드 광섬유와 음분산 광섬유를 3km 길이 단위로 주기적으로 연결하여 구성한 전송로의 파장에 따른 누적 분산의 변화를 나타낸 것이며, 도 3은 표 4 및 표 5에 나타난 것과 같안, 일반 단일 모드 광섬유와 음분산 광섬유를 4km ~ 5km 길이 단위로 주기적으로 연결하여 구성한 전송로의 파장에 따른 누적 분산의 변화를 나타낸 것이다. 아래 표 6에는 일반 단일 모드 광섬유와 음분산 광섬유를 3km ~ 5km 길이 단위로 사용하여 전송로를 구성할 때, 1.55㎛ 파장에서의 누적 분산, 분산 및 분산 기울기를 나타내었다. 이때, 분산은 누적 분산을 전송 거리로 나누어 구할 수 있다.
길이 단위(km) 전송 거리(km) 누적분산(ps/nm) 분산(ps/nm/km) 분산기울기(ps/nm2/km)
3 60 99 1.65 0.08506
3 120 198 1.65 0.08489
3 90 149 1.65 0.08511
3 180 297 1.65 0.08482
4 80 132 1.65 0.08480
4 160 264 1.65 0.08498
5 80 132 1.65 0.08480
5 160 264 1.65 0.08498
증폭 파장대가 1.530 ~ 1.565㎛ 의 경우 중심 파장이 1.55㎛ 이며, 이 파장에서 전송로의 분산과 분산 기울기가 결정되면, 분산 및 분산 기울기 보상을 위한 광섬유의 분산과 분산 기울기 특성이 결정된다. 이 때 보상용 광섬유의 길이에 따라 보상용 광섬유의 분산 및 분산 기울기가 달라지는데, 전송로의 누적분산을 Dc,분산을 D, 분산 기울기를 D_slope, 보상용 광섬유의 분산을 d, 보상용 광섬유의 길이를 l이라 하면 아래 수학식 2 및 수학식 3에 의해 보상용 광섬유의 분산 d 와 분산 기울기 d_slope 가 결정된다. 먼저, 보상용 광섬유의 길이 l 이 결정되면, 수학식 2에 의해 보상용 광섬유의 분산 d 가 결정된다.
Dc = |d| ×l , |d| = Dc / l
보상용 광섬유의 분산 d 가 결정되면, 보상용 광섬유의 분산 기울기 d_slope 는 아래 수학식 3에 의해 결정된다.
D_slope / D = d_slope / d , d_slope = D_slope / D ×d
보상용 광섬유의 길이가 1km, 2km, 3km 일 때 보상용 광섬유의 분산 및 분산 기울기 특성은 아래 표 7과 같다.
길이단위 (km) 전송거리 (km) 1km 2km 3km
분산(ps/nm/km) 분산기울기(ps/nm2/km) 분산(ps/nm/km) 분산기울기(ps/nm2/km) 분산(ps/nm/km) 분산기울기(ps/nm2/km)
3 60 -99.00 -5.10 -49.50 -2.55 -33.00 -1.70
3 120 -198.00 -10.19 -99.00 -5.09 -66.00 -3.40
3 90 -148.50 -7.66 -74.25 -3.83 -49.50 -2.55
3 180 -297.00 -15.27 -148.50 -7.63 -99.00 -5.09
4 80 -132.00 -6.78 -66.00 -3.39 -44.00 -2.26
4 160 -264.00 -13.60 -132.00 -6.80 -88.00 -4.53
5 80 -132.00 -6.78 -66.00 -3.39 -44.00 -2.26
5 160 -264.00 -13.60 -132.00 -6.80 -88.00 -4.65
보상용 광섬유의 길이가 4km 이상일 때에는 수학식 2 및 수학식 3에 의해 분산 및 분산 기울기 특성을 구할 수 있다. 또한, 길이 단위가 4km 와 5km 일 때 사용되는 보상용 광섬유는 분산 및 분산 기울기 특성이 일치하나, 전송 거리가 변경될 경우 수학식 2 및 수학식 3에 의해 다른 분산 및 분산 기울기 특성을 구할 수 있다.
도 4 내지 도 9는 표 7에 기재된 분산 및 분산 기울기 보상용 광섬유를 사용한 경우의 파장에 따른 누적 분산의 변화를 나타낸 그래프이다. 예를 들어, 도 4는 일반 단일 모드 광섬유와 음분산 광섬유를 3km 길이 단위로 주기적으로 연결하여 구성한 전송로에, 표 7에 기재된 길이 단위가 3km이고 전송 거리가 60km 일 때의 분산 및 분산 기울기 보상용 광섬유 중에서, 길이가 1km인 분산이 -99 ps/nm/km 이고 분산 기울기가 -5.10 ps/nm2/km인 보상용 광섬유를 연결한 경우의 파장에 따른 누적 분산의 변화를 나타낸 그래프이다. 이 그래프를 보면 분산 및 분산 기울기 보상용 광섬유 사용 후에 누적분산이 거의 0 이 됨을 알 수 있다. 도 5 내지 도 9는 도 4와 마찬가지로 길이가 1km인 분산 및 분산 기울기 보상용 광섬유를 사용한 것으로서, 도 5는 전송 거리가 120km인 경우를, 도 6은 전송 거리가 90km인 경우를, 도 7은 전송 거리가 180km인 경우를, 도 8은 전송 거리가 80km인 경우를, 또한 도 9는 전송 거리가 160km인 경우를 각각 도시한다.
본 발명에서는 분산 및 분산 기울기 보상용 광섬유의 광특성을 1km ~ 3km 까지 제시하였으나, 광섬유의 손실이나 구부림 특성을 고려하여 길이가 3km 이상인 광섬유를 사용할 수도 있다. 또한, 이러한 광섬유의 분산 및 분산 기울기 특성 역시 수학식 2와 수학식 3으로부터 도출 될 수 있다.
이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.
이와 같은 본 발명에 따르면, 1.55㎛ 파장에서 평균 분산이 17 ps/nm/km인 일반 단일 모드 광섬유와 평균 분산이 -13.5 ps/nm/km인 음분산 광섬유를 사용하여 3km ~ 5km 길이 단위로 주기적으로 연결한 전송로의 분산 및 분산 기울기 보상용 광섬유를 제작할 수 있다. 또한, 본 발명에서는 3km 길이 단위에서는 전송 거리가 60km, 120km, 90km, 180km일 때의 보상용 광섬유의 분산 및 분산 기울기 특성을 결정하였고, 4km ~ 5km 길이 단위에서는 전송 거리가 80km, 160km 일 때의 분산 및분산 기울기 특성을 결정하였다.
본 발명에 따른 광섬유는 증폭기 간 간격에 해당하는 거리를 진행하면서 누적된 분산을 보상한다. 즉, 증폭기 앞에 설치되어 누적된 분산을 보상한다. 따라서, 증폭기 앞에 설치된 광섬유는 손실이나 비선형 현상으로 인한 문제를 야기하지 않는다. 전송 속도 및 전송 채널 수를 증가시키기 위해서는 채널 간 분산 보상 차이가 적어야 하는데, 본 발명의 광섬유는 일반 단일 모드 광섬유의 분산 보상 광섬유와 달리 일반 단일 모드 광섬유와 음분산 광섬유를 함께 사용하여 전송로를 구성하는 경우의 누적 분산 및 분산 기울기를 효과적으로 보상할 수 있다. 이는 도 4부터 도 9에 도시된 것처럼 전송로의 누적 분산이 분산 및 분산 기울기 보상용 광섬유를 사용한 후에 파장에 관계없이 거의 0으로 보상되는 것으로부터 알 수 있다. 따라서, 본 발명의 광섬유를 사용할 경우 분산이 크더라도 3km ~ 5km 길이 단위로 번갈아 연결되므로 40Gb/s 전송 속도로 좁은 채널 간격을 갖는 파장 분할 다중화 광전송 시스템에서 분산이나 비선형 현상으로 인한 문제가 발생하지 않으며, 이로부터 전송거리 증대나 전송 용량 증대가 가능하다.

Claims (24)

  1. 파장 분할 다중화 광전송 시스템에서 사용되는 분산 및 분산 기울기 보상용 광섬유에 관한 것으로서,
    상기 보상용 광섬유는 일반 단일 모드 광섬유와 음분산 광섬유를 전송로로 사용한 파장 분할 다중화 광전송 시스템의 누적 분산과 분산 기울기를 보상하기 위하여 누적 분산이 132 ps/nm이고 분산 기울기가 0.08480 ps/nm2/km인 전송로의 분산 및 분산 기울기를 보상하는 분산 및 분산 기울기 보상용 광섬유.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 보상용 광섬유는 분산이 -132 ps/nm-km, 분산 기울기가 -6.78 ps/nm2-km인 것을 특징으로 하는 분산 및 분산 기울기 보상용 광섬유.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 보상용 광섬유는 분산이 -66 ps/nm-km, 분산 기울기가 -3.39 ps/nm2-km인 것을 특징으로 하는 분산 및 분산 기울기 보상용 광섬유.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 보상용 광섬유는 분산이 -44 ps/nm-km, 분산 기울기가 -2.26 ps/nm2-km인 것을 특징으로 하는 분산 및 분산 기울기 보상용 광섬유.
  5. 파장 분할 다중화 광전송 시스템에서 사용되는 분산 및 분산 기울기 보상용 광섬유에 관한 것으로서,
    상기 보상용 광섬유는 일반 단일 모드 광섬유와 음분산 광섬유를 전송로로 사용한 파장 분할 다중화 광전송 시스템의 누적 분산과 분산 기울기를 보상하기 위하여 누적 분산이 264 ps/nm이고 분산 기울기가 0.08498 ps/nm2/km인 전송로의 분산 및 분산 기울기를 보상하는 분산 및 분산 기울기 보상용 광섬유.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 보상용 광섬유는 분산이 -264 ps/nm-km, 분산 기울기가 -13.60 ps/nm2-km인 것을 특징으로 하는 분산 및 분산 기울기 보상용 광섬유.
  7. 제 5항에 있어서,
    상기 보상용 광섬유는 분산이 -132 ps/nm-km, 분산 기울기가 -6.80 ps/nm2-km인 것을 특징으로 하는 분산 및 분산 기울기 보상용 광섬유.
  8. 제 5항에 있어서,
    상기 보상용 광섬유는 분산이 -88 ps/nm-km, 분산 기울기가 -4.53 ps/nm2-km인 것을 특징으로 하는 분산 및 분산 기울기 보상용 광섬유.
  9. 파장 분할 다중화 광전송 시스템에서 사용되는 분산 및 분산 기울기 보상용 광섬유에 관한 것으로서,
    상기 보상용 광섬유는 일반 단일 모드 광섬유와 음분산 광섬유를 전송로로 사용한 파장 분할 다중화 광전송 시스템의 누적 분산과 분산 기울기를 보상하기 위하여 누적 분산이 99 ps/nm이고 분산 기울기가 0.08506 ps/nm2/km인 전송로의 분산 및 분산 기울기를 보상하는 분산 및 분산 기울기 보상용 광섬유.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 보상용 광섬유는 분산이 -99 ps/nm-km, 분산 기울기가 -5.10 ps/nm2-km인 것을 특징으로 하는 분산 및 분산 기울기 보상용 광섬유.
  11. 제 9항에 있어서,
    상기 보상용 광섬유는 분산이 -50 ps/nm-km, 분산 기울기가 -2.55 ps/nm2-km인 것을 특징으로 하는 분산 및 분산 기울기 보상용 광섬유.
  12. 제 9항에 있어서,
    상기 보상용 광섬유는 분산이 -33 ps/nm-km, 분산 기울기가 -1.70 ps/nm2-km인 것을 특징으로 하는 분산 및 분산 기울기 보상용 광섬유.
  13. 파장 분할 다중화 광전송 시스템에서 사용되는 분산 및 분산 기울기 보상용 광섬유에 관한 것으로서,
    상기 보상용 광섬유는 일반 단일 모드 광섬유와 음분산 광섬유를 전송로로 사용한 파장 분할 다중화 광전송 시스템의 누적 분산과 분산 기울기를 보상하기 위하여 누적 분산이 198 ps/nm이고 분산 기울기가 0.08489 ps/nm2/km인 전송로의 분산 및 분산 기울기를 보상하는 분산 및 분산 기울기 보상용 광섬유.
  14. 제 13항에 있어서,
    상기 보상용 광섬유는 분산이 -198 ps/nm-km, 분산 기울기가 -10.19 ps/nm2-km인 것을 특징으로 하는 분산 및 분산 기울기 보상용 광섬유.
  15. 제 13항에 있어서,
    상기 보상용 광섬유는 분산이 -99 ps/nm-km, 분산 기울기가 -5.09 ps/nm2-km인 것을 특징으로 하는 분산 및 분산 기울기 보상용 광섬유.
  16. 제 13항에 있어서,
    상기 보상용 광섬유는 분산이 -66 ps/nm-km, 분산 기울기가 -3.40 ps/nm2-km인 것을 특징으로 하는 분산 및 분산 기울기 보상용 광섬유.
  17. 파장 분할 다중화 광전송 시스템에서 사용되는 분산 및 분산 기울기 보상용 광섬유에 관한 것으로서,
    상기 보상용 광섬유는 일반 단일 모드 광섬유와 음분산 광섬유를 전송로로 사용한 파장 분할 다중화 광전송 시스템의 누적 분산과 분산 기울기를 보상하기 위하여 누적 분산이 149 ps/nm이고 분산 기울기가 0.08511 ps/nm2/km인 전송로의 분산 및 분산 기울기를 보상하는 분산 및 분산 기울기 보상용 광섬유.
  18. 제 17항에 있어서,
    상기 보상용 광섬유는 분산이 -149 ps/nm-km, 분산 기울기가 -7.66 ps/nm2-km인 것을 특징으로 하는 분산 및 분산 기울기 보상용 광섬유.
  19. 제 17항에 있어서,
    상기 보상용 광섬유는 분산이 -74 ps/nm-km, 분산 기울기가 -3.83 ps/nm2-km인 것을 특징으로 하는 분산 및 분산 기울기 보상용 광섬유.
  20. 제 17항에 있어서,
    상기 보상용 광섬유는 분산이 -50 ps/nm-km, 분산 기울기가 -2.55 ps/nm2-km인 것을 특징으로 하는 분산 및 분산 기울기 보상용 광섬유.
  21. 파장 분할 다중화 광전송 시스템에서 사용되는 분산 및 분산 기울기 보상용 광섬유에 관한 것으로서,
    상기 보상용 광섬유는 일반 단일 모드 광섬유와 음분산 광섬유를 전송로로 사용한 파장 분할 다중화 광전송 시스템의 누적 분산과 분산 기울기를 보상하기 위하여 누적 분산이 297 ps/nm이고 분산 기울기가 0.08482 ps/nm2/km인 전송로의 분산 및 분산 기울기를 보상하는 분산 및 분산 기울기 보상용 광섬유.
  22. 제 21항에 있어서,
    상기 보상용 광섬유는 분산이 -297 ps/nm-km, 분산 기울기가 -15.27 ps/nm2-km인 것을 특징으로 하는 분산 및 분산 기울기 보상용 광섬유.
  23. 제 21항에 있어서,
    상기 보상용 광섬유는 분산이 -149 ps/nm-km, 분산 기울기가 -7.63 ps/nm2-km인 것을 특징으로 하는 분산 및 분산 기울기 보상용 광섬유.
  24. 제 21항에 있어서,
    상기 보상용 광섬유는 분산이 -99 ps/nm-km, 분산 기울기가 -5.09 ps/nm2-km인 것을 특징으로 하는 분산 및 분산 기울기 보상용 광섬유.
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