파장 고정 패브리 페로 레이저를 사용한 WDMA/SCMA PON

Abstract

본 논문에서는 앞으로 도래하게 될 파장 분할 다중 방식 수동형 가입자망에 있어서 용량 증대를 위한 방법으로 WDM PON에 SCMA를 적용하여 Hybrid WDMA/SCMA PON을 제안하였다. 또한, 광원으로는 파장 고정 패브리 페로 레이저를 사용하여 광 가입자망의 경제성을 제고하였다. 실험에 앞서 각 광원에 대해서 WDMA/SCMA PON에 적합한 광원인지를 시뮬레이션 해보았다. 먼저 파장 고정 광원으로 가장 많이 쓰이는 DFB( Distributed Feedback) laser의 경우 linewidth를 4MHz 라고 했을 때, OBI ( Optical Beat Interference ) 잡음이 커지게 되어 WDMA/SCMA PON 광원으로 적합하지 않음을 보았다. 그러나 파장 고정 패브리 페로 레이저를 사용한 경우, linewidth가 60GHz로 넓어 DFB전송 때보다 OBI 잡음이 줄어 들었고 PSK 전송 포맷을 사용할 경우 BER= $10^{-9}$ 품질로 가입자를 셋까지 유치할 수 있음을 보았다. 실험 구성은 CO( Central Office )와 AWG사이, AWG와 가입자 사이에 각각 10km, 5km 광섬유를 놓고, 하나의 파장에 대해서 각 가입자에게 RF 주파수를 580, 900, 1210 MHz로 할당 하였다. 전송 속도는 100Mb/s였다. 실험 결과 4MHz의 linewidth를 갖는 DFB 레이저와 Tunable 레이저를 동시에 전송했을 때, OBI 잡음이 커서 전송 할 수 없음을 보였다. 그러나 파장 고정 패브리 페로 레이저를 광원으로 사용하였을 경우, 두 가입자까지 error free 전송이 가능하였고, 세 가입자 전송에서는 BER=$10^{-8}$ 근처에서 error floor가 발생했으나 이것은 실험에서 사용된 광신호의 modulation index가 시뮬레이션 때의 그것보다 작았기 때문이었다. 본 논문에서는 제안된 WDMA/SCMA PON이 가입자 수를 WDMA PON만 있을 때보다 늘릴 수 있음을 보였을 뿐만 아니라, 가입자 당 가격을 낮추게 되어 향후 가입자 망에 저가의 PON을 구축하는데 핵심 구조가 될 것으로 기대된다.