TELKOM NIKA , Vol.11, No .1, March 2 0 1 3 , pp. 127~1 3 6   ISSN: 1693-6 930   accredited by D G HE (DIKTI ), Decree No: 51/Dikti/Kep/2010       127     Re cei v ed  No vem ber 1 3 , 2012; Re vi sed  Jan uar y 26, 2 013; Accepte d  February 4,  2013   Resear ch on Mixed Data Rate and Format  Transmission in WDM Networks      Li Li 1,* , Wei  Jian-y i 2 , Zhang Xiu-tai 1 ,Li Hong-an 1     1 Departments  of Electronic In formation a nd  Elec trical E ngi neer ing, An ya n g  Institute of  T e chnolog y/A n ya ng, Ch in a 45 500 0     2 An y a ng Voc a tiona l an d T e chnic a l Co lle ge/  An yang, Ch in a 455 00 0;  * e-mail: li lifkb @16 3 .com       A b st r a k  Untuk  mem e n u h i  p e rminta an l a lu lintas   dat a ya ng  ter u s  tum buh di apl ikasi  telekom unik a si ,  jumla h   pan jan g  ge lo mban g jari ng an serat opt is tulan g  pu ngg un g jari ng an telek o mu n i kkasi di na ikk an.   Pertumbuhan lay a n an inter n et y ang eks p onensial, kapas itas tr ansmisi menjadi tantan gan luar bias a bagi  jarin g a n . Seka rang, s y st em transmisi 1 0  Gb/s di gu naka n  dalam ap likas i komersia l. Dalam  w a ktu  ya n g   sama, efek  no nlin ear s e p e rti  F W M, SRS,  XPM, SPM  da n dis persi  ju ga  meni ngk at sa at juml ah  pa nj an g   gel omba ng  ya ng me le w a ti s y stem tra n smi s i bertam b a h . Untuk  an alis i s  format mod u lasi  efisi e n  b a g i   DW DM  dan  s y stem trans misi lon g -h aul,  kita akan memaka i bera n e ka mod u las i   sistem DWDM.    Kecep a tan  dat a maksim a l for m at modu lasi   NRZ -OOK  ada lah  10 gb/s, se dan gka n  u n tuk  RZ -OOK adal ah   sebes ar 5 0  Gb/s. Karen a  m odu lasi Z - OOK meng gu naka n  leb a r p i ta d u a  kal i  b ila  di b and ingk an  de n a n   modulasi NRZ-OOK.  Format  maodulas i sebagain dinaiktar a fan dari  OOK menjadi PSK,  pengaruh siny al  OOK terhadap  sin y a PSL ha sil pen aiktar afa n  harus  ikut di pertimb angk an  apab ila me ng gun aka n  konv ers i   pan jan g  ge lom ban g multika n a l .  Modulas i PSK juga ik ut dia nalis a.     Ka ta  k unc i:  ko munik a si serat  optis, DW DM, NRZ -OOK, spektrum, nonli n e a ritas       A b st r a ct  T o  meet the gr o w in g  data traf fic dema nds  in  t he tel e comm unic a tion  ap pl i c ations, th e n u m ber of   w a vel e n g ths i s  to be incre a sed i n  a fib e r-optic b a ckb one of the te lecommu nic a ti on net w o rk. T h e   expo ne ntial  gr o w t h   of inter n et services, tr ansmissi on  ca pacit y is  a tre m end ous c hal l eng e to  net w o rks.      No w a da ys, 10  Gb/s transmission s y stems ar e bei ng use d   for commercia l app licati ons.  At the same time,  the n on-l i n ear  effects such  a s  F W M, SRS, XPM, SPM,  and  Dis persi o n  ar e a l so  inc r ease d ,  w h en   the   numb e r of  w a v e le ngths p a ssi ng thro ugh th e  singl e fiber is   incre a sed. T he anal ys is of efficient mod u l a tio n   formats for    DW DM s y ste m  and     l o n g - hau l transmis s ion s y stem,  w e  g o  for v a ri ous mo du latio n s fo r   DWDM s y stem .  T he max i mum data rate for NRZ-OOK  m odulation format is 10  Gb/s.  For RZ-OOK  t h e  maximum rate  is 50 Gb/s.  Since RZ -OOK  modu latio n  use s  t w ice th e ban d  w i dth  w h en c o mpar ed to N R Z - OOK modul ati on. T he mod u l a tion  format is  partia l l y   up gr ade d from OO K to PSK, the  influ enc e of  OOK  sign als  on th e  upd ated P SK s i gn als m u st be  consi dere d   w h en us in g mu lti- chan nel   w a v e l ength  conv ersi on.   T he PSK modulatio n is also a nal y z ed.     Ke y w ords :  opt ical fib e r comm unic a tion, DW DM, NRZ -OOK, RZ -OOK, spectrum, nonli n e a rities       1. Introduc tion  Comm uni cati on system t r an smits info rmat ion fro m  one pla c e  to another,  wheth e r   sep a rate d by a few kilom e ters o r  by tra n so ce ani c  di stan ce s. Information is ofte n ca rrie d  by an   electroma gne tic ca rri er  wave wh ose frequ en cy  ca n vary from  a few M ega hertz to severa l   hund red  Te ra hertzes.  Opti cal  com m uni cation  sy ste m s u s e  hig h   carrie r freque ncie s  (10 0 THz) i n   the visible o r  near-infrare d  region  of the elect r oma g netic spe c tru m . Fiber opti c  co mmuni ca tion   system s a r e  a light wave  system  that  employs  opti c al fibe r fo r i n formatio n transmi ssion  si nce  1980 [1]. Bef o re  ninetee nt h ce ntury, all  comm uni ca ti on sy stem s  were o perate d  at a ve ry low   informatio n rate and invol v ed only optical o r  acou stic mea n s  su ch as si gnal l a mp or h o rns. In   the en su ring  years,  an in crea sing  large  pro por tio n  o f  the ele c tro m agneti c  me ssage f r om  o n e   place to anot her.   In co ntra st to  ele c trical  co mmuni cation,  tran smi ssi on  of informatio n in  an o p tica l format  is not only  carri ed out by  freque ncy  modulatio n o f   the carrie r, but also  by the variatio n of  Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                       ISSN: 16 93-6 930   TELKOM NIKA   Vol. 11, No. 1, March 2 013 :  127 – 1 3 6   128 intensity of the opti c al carrier [2]. After the vi ability of transmitting light  over fiber had been   establi s h ed, the next step in the  develop ment of fiber optics wa s to  find a light so urce that wou l d  be sufficientl y  powe r ful a nd mon o chro matic na rrow. The light-e mitting diode  (LED) an d the       lase r   diode   proved   cap able   of   meeting   these requireme nts [3].  Lasers went throug h seve ral  g ene ratio n s sin c e it s i n vention in  the 1 960 s, cu lminating   with the se micon d u c tor la sers th at are  most wid e ly use d  in fiber  optics today. Light frequ en cie s   are of the ord e r of 1014  Hz.  The first ge n e ration of lig ht wave syst em s op erate d  near 0.8  (micromete r)  and u s ed   GaAs  semi co ndu ctor la se r. They are  o perate d  at  a  bit rate of 45  Mb/s an d all o we d re peat er  spa c in g of up to 10 km. The repe ater sp acin g of  the seco nd- g ene ration light wa ve systems  was   limited by th e  fiber lo sses  at the  ope rati ng  wavele ngt h  of 1.3  µ m (typically 0.5 dB/km). Lo sses   of sili ca fibe rs be come  mini mum n ear 1. 55µm.    Th e  d i spe r si on pro b lem can   be overcome either  by using di sp ersi on -shifted  fibers d e si g ned to  have  minimum di spersion n e a r  1.55 microm eter  or by limiting  the laser  spe c trum to  a si n g le lon g itudin a l mode  [4]. The third  gen e r ation  rep eat ers  spa c in g can  be in crea sed  by ma king  use  of  a ho modyne or h e terodyn e   d e t ection sche me  becau se it s  use  imp r ove s   re ceiver   sensitivity. Th e fou r th g e n e ration  of li g h t wave   syst ems   make s u s e  of optical a m plification f o r in cre a si ng  the repe ate r  sp aci ng an d of Wavele ngth- Divisio n  Multi p lexing (WDM) for i n crea sing th e bit ra te. The WDM  techni que  st arted a  revol u tion  in doubli ng th e system  ca p a city every 6  months   and l ead to light  wave system s  operating at  a   bit rate of 10 Tb/s by 2001. In most WDM syst e m s,  fiber losse s  are compe n sated peri odi cally  usin g e r biu m -dope d fibe r  a m plifiers  spa c ed 6 0 -80  km   apart.  The  cu rre nt em pha si s of  WDM  lig h t   wave  system s is  on i n cre a sin g  the  system ca pa city by tran smitting mo re a n d  more  ch ann els  throug h the WDM tech niq ue.   For a lo ng time, non-retu rn-to-ze ro (NRZ) ha s be en t he domi nant  modulatio n fo rmat in   intensity mod u lation di rect  detection  (IMDD) fi be r o p t i cal c o mmu nicat i o n  sy st ems.  Th e m a jor   rea s on s for u s ing NRZ in  the early days of fiber  optical co mmuni cation were a relatively low  electri c al  ba n d width fo r th e tran smitters an d  rece iver s compar ed to retur n -to-z e ro  (RZ) [5]. In   gene ral, NRZ   modul ated o p tical sign al has  the  m o st  com p a c t sp ectru m   comp ared  to that  with  other m odul a t ion format s.  Ho wever, thi s  do es  not  mean th at NRZ o p tical  si gnal h a s  su p e rio r   resi stan ce to  resi dual  chromatic di spe r sio n   in an  amplified fib e r sy stem. In addition,  NRZ   modulate d  op tical sig nal ha s bee n found  to be less re sistive to fiber nonlin earitie s [6].  RZ modul atio n has be com e  a popula r  solutio n  for 10Gbit/s sy ste m s be cau s e i t  has a  highe r pea k p o we r, a high e r  sig nal-to - noi se rati o (SNR), and lo wer b i t erro r rate (BER) that NRZ  encodin g .  Despite the s e  advantag es, conve n tional  RZ  sig nal is  not well suite d  for the use  in   den se wavele ngth divisio n  multiplexing (DWDM )  syst ems du e to its bro ad spe c tral width [7].     By encodin g  multiple bits per  symbol,  non-bin a ry modul ation tech niqu es can   accompli sh  si gnifica nt sp ectral e fficie n cy.  Spectral na rrowin g alo ne  can al so  red u ce the effe ct of  chromati c di spe r si on. En codi ng multi p le bits pe r symbol al so  gives rise to longe r sy mbol  duratio n that can in tu rn in cre a se ro bu stness  to fiber  prop agatio n impairm ents.  Duo b ina r y (Duo )  is a th ree lev e l co de  whi c h  sub s tantially  redu ce s the  b and width o ccupan cy  of a  signal  comp ared   to c oding with NRZ or RZ [ 8 ].  Mixed WDM system s hav e seve ral pro b lems to b e  overcome. T hese pro b lem s  incl ude   wavele ngth  d i spe r si on, di spersion  sl ope , pola r izat io n-mode  dispe r sion, an d n onli near effe cts  of  the tra n smi ssion lin e. Othe r  critical i s su es  are   the  lin ear and  no nli near cro s stal k from a d ja cen t   cha nnel s an d the cost in cre a se of the mixed  WDM signal  con t rol. Therefo r e, the compl e te  unde rsta ndin g  of multiform signal s mixed tr ansmissi on is compul so ry for future s WDM   netwo rks.       2. Measurem e nt Te chniq u e and Sy stem Model  Our  re se arch  is  ba sed  on  the eval uati on  su ch   sy st em pa ram e te r a s  the  bit e rro r  rate  (BER)  usi ng  powerful te ch nique s    whi c h    are    in corpo r ated    in   OptSim    4.7 sim u lati on  softwa r e.  In    the    pre s ent    work,   we     sh o w   spe c tru m   and eye  dia g ram s  for vari ous  s i mu la tion  se tu p s , s i nc e  th e y   ar e  a  fa s t   way h o w to  ap pro x imately evaluate a  sy stem   perfo rman ce;  re spe c tively, an  eye h a s to be  op en ed  wide  eno ugh  and  spe c trum  dia g ra ms  sho u ld b e  re gulars  witho u t  negative m u ltipea k st ru cture fo r go od  system  pe rforma nce. An  eye   diagram  sh o w s the  patterns  of the  ele c trical  si gnal   af ter d e tectio n.  The  eye h e ig ht is an  indi ca tor   of noise, wh erea s the  sig nal width  at the cent re  of an eye dia g ram re pre s e n ts a me asure  of   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
TELKOM NIKA   ISSN:  1693-6 930       Re sea r ch on  Mixed  Data Rate and Fo rm at Tran sm issi on in WDM Networks (Li Li )  129 timing  jitter. The  u s e of simulatio n  so ftware a llo ws for p r elimin ary re sult s, thoug h p r e c ise  enou gh to be  con s id ere d  a s  true [9-11].  The a c cepted  method of ca lculatio n is b a s ed o n  the  so lving a com p l e x set of differential  equatio ns, ta king i n to a c co unt optical an d ele c trical n o ise  as  well  a s  line a r a nd n online a r effe cts.  We  use d  mo del whe r e  si gnal s a r e p r opag ating a s  time dom ai n sa mple s o v er a  sele cta b le  band width   (in   ou r ca se, a band width   th at  co ntain s  al l  ch ann els). The Time Do main  Split   Step  (TDSS )  meth od  wa s em pl oyed to  simul a te linea r  an d no nlinea r  b ehaviou r  fo r  both o p tical  and  electri c al  co mpone nts. T he Split Step method is  u s ed in  all co mmercial  sim u lation tool s  to   perfo rm the integratio n of the  fiber p r op agation e quat ion (1 ):    ) , ( } { ) , ( z t A N L z z t A                             (1)    Here A(t, z) is the opti c al field, L is the  linea r op e r ator th at sta nds fo r di spe r sion a nd  other lin ear  e ffects, and  N  is the op erato r  that is  re spo n sibl e for all  nonlin ear  effects. Th e idea  is  to calculate the equ ation o v er small  spa n s of fiber  △ z by inclu d ing  either a line a r  or a n online a r   operator. Fo r instan ce, on  the first spa n   △ z only lin ear effe cts are con s id ere d , on the se co nd- only nonline a r , on the third-ag ain only linear o n e s , and so on. Two way s  of cal c ulatio n are  possibl e: Fre quen cy  Dom a in Split Ste p  (F DSS)  an d the  ab ove  mentione d Ti me  Domai n   Split  Step (T DSS)  method s. Th ese  metho d s  differ in  ho w l i near op erato r  L  is calcul ated: F D SS do es  it in a frequ e n cy dom ain,  whe r ea s T D SS - in t he time dom ain b y  calculating  the co nvoluti o n   prod uct in  sa mpled time. The first met hod is e a sy  to fulfill, but it may produ ce seve re errors  durin g com p utation.  In  o u r  simulatio n  we have em ployed  th e seco nd  m e tho d ,  TDSS, wh ich ,   despite its co mplexity, ensure s  an effect ive and time - efficient solut i on.     2.1. NRZ -On -  Off Ke y i ng ( NRZ -O OK) M odulation   In the case of ASK (Intensity Modulation) fo rmat, the amplitude ‘A s’ i s  modulat ed while  k e ep in g ‘ ω 0’ and  ‘ φ s’  co n s tant. Fo r  bin a ry digital  m odulat io n, ‘As’ ta ke s o ne  of the t w o fix ed  values  du ring  each bit p e ri od, dep endi n g  on  wh ether  ‘1’ or ‘0’ bit i s  bei ng tran smitted. The A S K  format i s  the n  also  calle d  as  on-off keyi ng (OOK ) an d is i denti c al  with the  mod u lation  sche me  comm only used for non - coh e re nt (IM/DD) digital  light wave sy stem s [12].  The ele c tric f i eld  asso ciated  wi th an optical  sign al ca n be  written a s  (2 ).    )] ( cos[ ) ( ) ( 0 t t t A t E S S S                                 (2)    whe r e,     S A  is  amplitude ,  0  ca rrie r  freq uen cy, S  is pha se     The implementation of ASK for c o herent s y s t em s  differs  from the c a s e  of the direc t - detectio n  systems. The o p tical bit st re am fo r di re ct-dete c tion  system s ca n b e  gene rate d by   modulatin g a  light-emitting  diode (LED)  or a semicon ducto r la ser d i rectly, extern al modulatio n  is   necessa ry for co he rent  co mmuni ca tion   system s. T h e  amplitu de ‘A s’ i s   ch ange d  by mo dulatin g  the curre n t applied to a se micon d u c tor l a se r. The si tu ation is entire l y different in the ca se of For  the cohe rent  system s, the  pha se  dete c tor res pon se  depe nd s  u p o n   the pha se  of  the re ceived  s i gnal. The .implement ation of ASK format for  c o herent  s y s t ems requires  the phas e  ‘ φ s’ t o   remai n  nea rl y consta nt. All external m odulato r s h a v e some in sertion lo sses,  a powe r  pe nalty      occurs  whe n e ver an  external  modul ator is  used ; it can be  redu ce d to  belo w  1 dB  for   monolithi cally  integrated m odulato r s [13] .  .  Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                       ISSN: 16 93-6 930   TELKOM NIKA   Vol. 11, No. 1, March 2 013 :  127 – 1 3 6   130     Figure 1. Blocks Di agram  of NRZ        2.2. Stimulated Raman S cattering (S RS)  Ac c o rding Stimulated B r illouin  S c attering (SBS) aff e c t s a  s i ngle c h annel Fiber optic   comm uni cati on sy stem. O n ly Stimulated Ram an S c attering affe cts DWDM  sy stem. Stimulated   Rama n Scattering i s   cau s ed by the int e ra ction of  lig ht with mole cular vib r ation s . Light in cid ent  on the mol e cules  create s   scattered  ligh t  at a l onge r  wavele ngth t han that of th e inci dent lig ht.  The light traveling at e a ch  freque ncy in  a Ram an a c ti ve fiber i s  do wn  shifted a c ross  a re gion  of  lowe r freq uen cie s .  The lig ht gene rated  at the lowe r frequ en cie s  is called a s  Stoke s  wave. The   rang e of freq uen cie s  occu pied by the stoke s  wa ve i s  dete r mine d  by the Ram an gain  spe c t r um  whi c h covers the rang e of arou nd 40 T H z belo w  the freque ncy of the input light.     2.3. Analy s is  of NRZ-O O K  Modula t io n Using 4 –  Chan nel   Con s id er a  4  cha nnel  WDM system  wit h  va riou s  wa velength of 1 530 to 15 35  nm with  variou s ce nte r  frequ en cy can be set in the multip lexe r as in se rtion  loss “0 ” and  chann el sp aci n g   as 0.12 5nm. Dispersio n  as 16 ps/nm/km , Power  10 m w , Loss 0.2 d B , Fiber lengt h as 50 Km can  be set in the  fiber itself. In De-multiplexe r  si de the n  calcul ate the center fre que n c y and chan n e l  spa c in g  can be  given as 0.125nm and   inse rtion  lo ss a s  “0”. Th e n  the outp u t Spectrum bef ore   fiber an d afte r fiber  can  b e  noted fo r variou s d a ta rate and diffe rent input po wer l e vel will  be   given to the Lase r  so urce.   A large  nu mb er of  publi c ati ons in the  wo rld a r e  devot ed to m odul a t ion form ats,  starting       from the ela boratio n of n o vel efficient  numer i c al  method s an d  ending  with  the cre a tion  o f   compl e x mul t iform WDM  system s. Th e aim of o u r simulatio n   wa s to comp are th e vario u s  modulatio n  fo rmats (NRZ/ R Z/Do u) com p lex  tran smi s sion  at differe nt bit rates  (2 .5/10 Gb/s) a nd  found th e m o st resilie nt  so lution for mix ed  WDM n e twork Fig.2. I n  pa rticul ar, t he o p tical  po wer  spe c tru m  a n d  the  sp ect r al b and widt h of the  di fferent  signa ls a r e i n vestigated at t he  multiplexer/d e multiplexe r output/input  ports. T h e s e results t ogethe r with  disp ersion  and  nonlinear effects will be com pared to the system perf or mance of optical net work.          Figure 2. Mixed WDM sy stem simul a tio n  scheme   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
TELKOM NIKA   ISSN:  1693-6 930       Re sea r ch on  Mixed  Data Rate and Fo rm at Tran sm issi on in WDM Networks (Li Li )  131 The tra n smitter blo c k  con s ists of 3  multi p lexed  ch a n n e ls,  ea ch   of   them  con s isting  of    a  data  source,  a driver, a lase r and ext e rnal  m odulat or. The data  sou r ce produ ce s a bit stre am  that presents the informati on to be tran smitt ed via fiber opti c al li nk. Then  we  need a driv er,  whi c h form s different co d e  pulse s fro m  incomin g  bits. The pul se s are the n  modulated  with  contin uou s wave (CW) la ser ra diat ion to  obtain optica l  pulse s.   Referen c e wavelength  λ   = 1550 nm. At  the fiber end the cha nnel s  are dem ultipl exed, so  that  ea ch ch annel co uld be  an alyze d  sep a rately.  A fter that, ea ch ch ann el i s   optically filtered,  conve r ted  to  electri c al  o n e  and  the n  el ectri c ally  filte r ed.  To  evalu a te the  sy ste m  pe rform a n c e  several m e a s urem ents hav e be en  take n.  We   were int e re sting  in  ob servin g th e o p tical  sp ect r u m   at the beginni ng and at the  end of optical  link,  as well as eye dia g ra ms and BERs quantity.  The ide a  is  to comp are t he differe nt mixed WDM  system pe rf orma nce wh en usi ng  distin ctive modulation form ats sim u ltane ously.       3. Results a nd Discu ssi ons     The aim of this sectio n is to verify syst ems  simul a tion with th e integrate d  OptSim  packa ge a n d  to num eri c al ly evaluate a nd  comp ar e   the pe rform a nce  of mixed - NRZ,  RZ a n d   Duo - mo dulati on format s in WDM system s  with typic a l  s y s t em parameters .  The  eye p a ttern  is a  po werful, yet  sim p le time - d o m ain to ol for asse ssing  the d a ta  capability of an opti c al digital transmissi on sy st em. T he eye pattern measurem ents are made in   the time dom ain an d in  re al time sho w i ng the effe cts of wavefo rm  distortio n s im mediately on   an   oscillo scope.  Mu ch  syste m  pe rform a n c e i n fo rm atio n can  be  de duced f r om t he eye - patte rn  displ a y. Information re garding the si gn al amplit ude  distortio n , timing jitter and  system ri se ti me  can  be  deriv ed si mply by  observin g  certain fe at ure s  of the  patt e rn. T he eye - pattern obtai ned   durin g sim u l a tions  will b e  analyzed to obtain an d  to compa r e  various  syst em perfo rma n ce  cha r a c t e ri st ic s.           Figure 3. NRZ-NRZ - NRZ  output optical  signal  sp e c trum and outp u t  eye pattern of a 3-chann e l   WDM system , after 80 km of SSMF        Figure  3   de pi cts output opt ical sig nal sp ectru m  a nd  el ectri c al  sig nal  eye p a ttern f o r  NRZ   format  2.5   G b /s WDM system wh ere  25  G H z cha nnel i n terval  is  presente d . That  sol u tion   indicates that  for 50 GHz I T U-T stand ard c han nel sp acin g can b e  two times re duced and the   BER value still sufficient for good sy stem per formance. For 10  Gb/s  WDM  system 25 GHz    cha nnel  interval is not  suit able  mainly  o f  sign al   disto r tion. Figu re  4  sh ows an  o p timal  cha n n e l  s p ac ing for 10 Gb/s  NRZ f o rmat WDM  sys tem.  Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                       ISSN: 16 93-6 930   TELKOM NIKA   Vol. 11, No. 1, March 2 013 :  127 – 1 3 6   132     Figure 4. NRZ-NRZ - NRZ  output optical  signal  spe c trum and outp u t electri c al eye pattern of a  3- cha nnel  WDM system, after 80 km of SSMF      For  th e  n e xt  gene ration   WDM   syste m s the   mixe d sig nal  fo rmats  tran smi ssi on  will    be  necessit y .  Figure 5 presents o u t put optical  signal spe c tru m  and ele c trical si gnal e y e   pattern s for N R Z- RZ -N RZ  mix ed format s.          Figure 5. NRZ-RZ-NRZ ou tput optical si gnal spe c tru m  and output  electri c al eye  pattern s of a 3  cha nnel mixe d WDM syste m , after 80 km of SSMF    This example   sh ows  that optimal cha n nel  sp ac in g fo r  mixe d NRZ - R Z - N R Z  2 . 5  G b /s   system s sho u ld be mo re  than 25 G H z. For mix ed  data rate s in  the sam e  sy stem an  opti m al  cha nnel  interval sh ould  be  more th an  5 0  G H z,  an d o n ly in th at ca se th e m a xim u m tra n smission  distan ce  stay unchan ged Fi gure 6.       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
TELKOM NIKA   ISSN:  1693-6 930       Re sea r ch on  Mixed  Data Rate and Fo rm at Tran sm issi on in WDM Networks (Li Li )  133     Figure 6. NRZ-RZ-NRZ ou tput optical si gnal spe c tru m  and output  electri c al eye  pattern s of a 3- cha nnel mixe d WDM syste m , after 80 km of SSMF      Figure 7 dep icts outp u t optical si gnal  spe c tr u m  an d electri c al  si gnal eye patt e rn s for  NRZ -Duo -NRZ mixed formats  whe r e  the mo st pe rspe ctive Duo b inary m odul ation form at  is  pre s ente d .          Figure 7. NRZ-Duo-NRZ o u tput opt ical  sign al sp ectrum and outp u t  electri c al eye pattern s of a 3- cha nnel mixe d WDM syste m , after 80 km of SSMF      Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
     TEL K 134 NRZ - rate  o Figu r       K OM NIKA    V Non - bin a - D u o- NRZ  m o f eac h  cha n r e 8. NRZ-D u V ol. 11, No.  1 a ry m odulati o m ixed tra n sm n n e l up to 10  u o-NRZ o u t p cha n n e Figure 9.  O Ey e Diagr a Figure 10 .    1 , Marc h 20 1 o n techniqu e  issi on sho w s Gb/ s  sy st e m p ut optical  si g e l mixed W D O SA Multipl e a m for cha n .  Rx _end Ey e 1 3 :  127 – 1 3 can p e rfor m s  g r eat  sign a m  c h ar ac te r i s       g na l s p e c tru m D M sy st e m ,   a     Before Fib e   e xer Output  w     n ne l 1    D i a g   e  Dia g ram  w 3 6   m  signifi cant  s a l s  quality o n s t i cs r e main s m  and outp u t a fter 80 km o er   w ith B i t rate  o g ram for ch a w ith bit rate o         s pec t ral effi c n  o u tput and  s  settled Fig u   t  electri c al e y f SSMF    o f (10 Gb/s)  a nn el 2   f (10 Gb/s )    ISSN: 169 3 c iency. In  ou r t o  i n cr ea se  t u re 8.  y e pattern s  o 3 -6 930   r  case  t he  b i t  o f a 3- Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
TEL K       after  Ram a end  c have  data  Multi p the i n 4. C o K OM NIKA    R e From  Fi g the fiber will  a n effect  wil l c an b e  sho w cle a r E y e  o rate is   enc o u p lexer outpu n dividual wa v     o nclusio n   e sea r ch on  M Ey e Diagr a Figure 11 . Figu r Ey e Diagr a Figure 13.  g u r e  8  to13,  be  corru p te l  “ON” co ndi t w n in the  Fig u o penin g  a nd  u ntered in to  t with four  w v ele ngth ca n I S M ixed Data  R a m for cha n .  Rx _end Ey e r e 12. O SA  o a m for cha n Rx _end Ey e it i s   noted  t d by  the fa c t t ion. Then  t h u re 9 an d  Fi the Re cei v i the fiber.  W h w ave le ngth   w n  be sho w n  i n S SN: 1693-6 9 R ate and Fo r m n ne l 3 Ey e    e  Dia g ram  w Before Fib e   o utput with B     n ne l 2   Ey e    e  Dia g ram  w i     t h a t when  d a t or of SBS  “ O h e Eye diagr gure 10. Th e ng end the  h e n  Eye op e w ill be show n  the Figure  9 30 m at Tran sm i Diagram fo w ith Bit rate  o er   it rate of (10  Diagram fo i th Bit rate o f a ta rat e   is  h O N” conditio n am at the T r e  eye diag r a Eye diagra m e ning i s   clea r n in the Fig u 12 and Fig u r i ssi on in W D r chann e l 4     o f (10 Gb/s )    Gb/s)  r chann e l 2     f  (100 Gb/s)  h igh then th e n  and  SRS  “ O r ansmitting  e a m at the Tr a m  will be co r r  it refers  to  l u re8. In De-  r e 13.    M Networks  e  output sp e O N”  c o nditi o e n d  and Re c a ns mitting e n r ru pted wh e n l o w  Bit Erro r  m u ltiplexer  o (Li Li )   135 e ct ru m  o n  and   c eiving  n d will   n  hi gh   Rate.   o ut put  Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                       ISSN: 16 93-6 930   TELKOM NIKA   Vol. 11, No. 1, March 2 013 :  127 – 1 3 6   136 In this rep o rt  we have inv e stigate d  the   performan ce  of mixed 2.5 Gb/s an d 10 Gb/s  optical  syste m s with si mul t aneou s prop agation of variou s mod u lation format s. For mixed WDM   system s with   25 GHz ch annel   spaci n g,  nonli nea r crosstal k o r iginated  fro m  cro s s ph ase  modulatio n a nd four-wave mixing is the major  sou r ce of system pe rforman c e d e g r adatio n.  Dispersio n  limited distan ces  for conve n tional NRZ external  mod u lated syste m s at 10   Gb/s i s  ab out  80 km, fo r  the  mixed  1 0   Gb/s    N R Z - RZ -N RZ   sy st em  t h e s e  dist an ce s i s  t w o  times sho r ter.  Tradition al 1 0  Gb/s  NRZ  and 10  Gb/s  mixed NRZ-  Duo - NRZ  WDM sy stem s have  simila r tran smissi on p r op erties  and e qually efficie n t for 80 km,  and efficient  chan nel inte rval  sho u ld b e  mo re tha n  50  G H z.  Com pare d  togethe r  all  investigate d   modulatio n fo rmats, it  can  be   see n  that all of them can b e  use d  for futu re mixed traf fic tran smissi on in WDM n e tworks.       Ackn o w l e dg ement  This  wo rk  wa s supp ort ed by  sci e n tific and  tech nolo g ical  proj ect of  Hen an P r ovince  (122 102 210 0 17) an d fund  of An yang Institute of Tech nology.       Referen ces   [1]  Agra w a l G.P. Fiber-Optic C o m m unic a tion S y s t ems. John W i l e y .  3 rd  e d itio n. 201 0.  [2]  G. E.  Keiser. Optica l F i b e r Co mmunicati ons.  3 rd  Editio n. Ne w   York: McGra w - H il l. 200 0.  [3]  Rajiv R a mas w ami, Sivara jan.  Optical Net w o r k. Second Edit ion. 20 08: 76- 8 1 , 92-93, 3 23-3 35.   [4]  Aja y  K. Sharm a , S.K. W adh w a , T . S. Kamal.  Rob u stness  of NRZ , RZ , CSRZ  and C R Z  Mo dul ation  o n   Fiber N o n lin ea rities  and  Amp lifier  Nois e  at  40Gbps  for (O C-78 6) L o n g   Haul  L i nk.  J o u r nal  of Opti k   Co mmun icati o n.  2008;  F ebru a r y  2 0 0 8 .  [5]  Lei brich J., R o senkr anz W .  Efficient N u merical  Simu l a tion  of Multi c han nel  W D M T r ansmissio n   S y stems Lim i te d b y   XPM.  IEEE Photon . T e c hno. Lett. 2002.  [6]  Bobrovs V., Ivanovs G. Parameter  Evalu a ti on of a Dens e Optical Net w o r k Electronics a nd Electric al   Engi neer in g. 2006; 4(2 5 ): 33- 37.   [7]  Bobrovs  V., Ivanovs  G. Influe ce of  Non l i near  Opti cal  Effects on  T he NRZ   a nd  RZ  Mod u l a tion  Sig n a l s   in W D M S y ste m s Electronics  and El ectric al  Engi neer in g. 2007; 4(7 6 ): 55- 58.   [8]  Vitesse  S.  NRZ   and  Duobi n a r y   Com pati b il it y   Luc ent T e chno l. 200 4; 1: 27-2 9 .   [9]  T . Sabapat hi, S.Sundar ava d i v elu. Ana l ysis  of  Bottleneck s  in DW DM F i ber Optic Communic a tio n   S y stem. Optik Internation a l  Journ a l for Lig h t and Ee l e ctron Optics. Article in Press D o i: 10.10 16 ,   201 0.   [10]  Charles  Coax III, Edw a rd Ackerman,  Rogerb   Helk ey   and Gray   E. Betts. T e c hniques  and  Performanc e o f  Intensit y  Mo dul ation  Dir ect  Detectio n An alo g  Optical  Li nks.  Journ a l o f  Lightw a v e   T e chno logy . 2 009; 45( 8): 137 5-13 83.   [11]  Aiha n Yin, Li  Li, Xin lia ng Z han g. Ana l ysi s  of Modu lati on F o rmat i n  T he 40 Gbi t/s Optical  Communication Sy stem.  Jour nal of Optik Co mmu n icati o n . F ebruar y  2 0 0 9 .  [12]  Dho dhi M.K an d Stair. Bottlen ecks  in  Nex t   Generati on  D W DM Based Optical Net w o r k s  Computer   Commun i cati o n s. 2001; 2 4 : 1726 -1 73 3.  [13]  Peters N.A,  Toliver P,Ch ap uran i T E , Runser R J,   McNo w n  SR, Pe terson CG,  R o sen berg   D ,     Dallm an n  N.   Dens e W a vel e ngth Mu ltipl e xi ng of  155 0-nm  QKM  w i t h   St rong   Class ica l   Cha n n e ls     Inreconfi gur abl e Net w ork i ng E n viro nments.  N e w  Journal of  Physics . 200 9; 11: 1-17.   [14]  Ying Ji an g, Xu efeng T ang. El ec tronic Pre-c o mpens ation  of Narro w   Optic a l  Filtering for O O K, DPSK  and DQPSK  Modu latio n  Formats.  Journal  of Lightw a ve T e chn o lo gy . 200 9; 27(16): 3 689 –36 98.   [15]  V. Bobrovs,  G. Ivanovs. Inve stigati on of  Mixed D a ta R a te an d F o rm at T t ransmissi on i n  W D M  Net w orks  Elec tronics an d Ele c trical Eng i ne e r ing. Kau nas: T e chn o lo gij a . 20 08; 4(84): 6 3 -6 6.                  Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.