Substituting the laser source in an optical communication network with a more cost-effective alternative can significantly reduce the overall construction costs of the network. Specifically, low-cost Fabry-Perot (FP) laser can replace distributed feedback (DFB) lasers, which is commonly used for short-reach optical networks such as passive optical network (PON). However, FP lasers present challenges such as the emission of light across multiple wavelengths and Mode Partition Noise (MPN), leading to chromatic dispersion and time-variant intensity noise. Traditional optical solutions like Dispersion Compensation Fiber (DCF) address these issues but are economically inefficient. This study introduces an advanced Electronic Dispersion Compensation (EDC) system to effectively compensate for signal distortion induced by FP laser. The research models FP laser nonidealities and applies a receiver-side finite impulse response (FIR) filter with LMS adaptation, verifying improvements in signal integrity. A track-and-hold based analog FIR filter is designed and simulated, achieving a two-and-a-half-fold increase in eye height for $10Gbps$ data, demonstrating a cost-effective approach to enhancing optical network performance.
광통신 네트워크에 사용되는 광원을 보다 경제적인 방식으로 대체하여 네트워크 구축 비용을 절감할 수 있다. 특히, 단거리 광 네트워크에서 일반적으로 사용되는 분산 피드백 레이저를 보다 저렴한 패브리-패롯 레이저로 대체하는 방안을 고려할 수 있다. 그러나 패브리-패롯 레이저의 출력 광신호가 여러 파장에 걸쳐 생성되므로 광섬유를 통해 전송할 경우 색분산이 발생하고, 모드 분산 잡음으로 인해 시간에 따라 변하는 세기 잡음이 발생한다. 분산 보상 광섬유와 같은 광학적 해결책들을 사용하여 왜곡을 완화할 수 있으나, 이는 비용적인 측면에서 비효율적이다. 본 연구는 전자 분산 보상 회로 시스템을 통해 FP 레이저로 인한 신호 왜곡을 효과적으로 보상하는 방안을 제시한다. FP 레이저의 비이상적 특성을 모델링하고, 수신단에서 최소제곱법를 활용한 적응형 유한 임펄스 응답 필터를 적용해 신호 품질 개선을 확인하였다. 트랙 앤 홀드 방식의 아날로그 유한 임펄스 응답 필터를 설계하고 시뮬레이션을 통해 $10Gbps$ 데이터 처리 시 아이 높이가 2.5배 향상되는 것을 확인하였다.
