마하-젠더 광 변조기와 EDFA를 사용한 아날로그 광통신 링크의 랜덤 지터 특성
Characteristics of Random Jitter in Analog Fiber-Optic Links Employing a Mach-Zehnder Modulator and an EDFA
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마하-젠더 광 변조기(Mach-Zehnder modulator; MZM)와 EDFA(erbium-doped fiber amplifier)를 사용한 아날로그 광통신 링크의 랜덤 지터 (Random Jitter; RJ) 특성에 관하여 연구하였다. RF 주파수 분석기의 잡음 스펙트럼 데이터를 이용한 지터 측정법과 샘플링 오실로스코프의 히스토그램 데이터를 이용한 지터 측정법의 두 가지 방법으로 RJ를 구하였다. MZM에 인가되는 광 파워나 RF 파워가 증가하면 출력 신호 파워가 증가하여 RJ가 감소하였다. EDFA가 삽입되지 않은 링크에서 잡음 스펙트럼으로 측정한 최소 RJ는 RF 파워 10 dBm, 광 파워 8 dBm인 경우에 약 1 ps으로 나타났다. EDFA를 삽입한 링크에서는 EDFA 이득이 증가하면 RJ가 지속적으로 감소하여 지터 바닥에 수렴하였다. 이 보다 이득이 증가하면 다시 RJ가 증가하는 것을 관찰하였다. EDFA의 이득이 동일하면, 입력 광 파워가 클 때 RJ의 크기가 보다 작았고, 또한 입력 광 파워가 작은 경우에는 EDFA 이득이 증가함에 따라 RJ의 감소율이 보다 크게 나타났다.
Abstract
We investigate the characteristics of RJ (random jitter) in an analog fiber-optic link employing a MZM (Mach-Zehnder modulator) and an EDFA (Erbium-doped fiber amplifier). RJ has been measured using two methods, one of which derived from the noise spectrum of a RF spectrum analyzer and the other from the histogram data of a sampling oscilloscope. If the optical power and/or the RF power input to the MZM increase, RJ decreases due to the output signal power increase. For the optical link without EDFA, the minimum RJ is about 1 ps at an RF power of 10 dBm and an optical power of 8 dBm measured using the noise spectrum method. For the optical link with an EDFA, RJ decreases toward a jitter floor as the EDFA gain increases. If the gain increases further, it has been observed that RJ increases from the minimum. If the EDFA gain is fixed, RJ is smaller for the case of larger optical input power. As the EDFA gain increases, RJ reduction rate becomes greater for the case of lower optical input power.
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