Int ern at i onal  Journ al of Ele ctrical  an d  Co mput er  En gin eeri ng   (IJ E C E)   Vo l.   10 ,  No.   3 ,  June   2020 ,   pp.  3253 ~ 3260   IS S N: 20 88 - 8708 ,  DOI: 10 .11 591/ ijece . v10 i 3 . pp3253 - 32 60          3253       Journ al h om e page :  http: // ij ece.i aesc or e.c om/i nd ex .ph p/IJ ECE   Tra nsmi tting  audio via fi ber optic s und er  n onlin ear effec ts and   optimiz ed  tunin g parameters base d on co - s imu lation  of   MATLAB  and Op tiSystem TM       Ab d ulrasul  A. Al - Hayder , H. J.  Ab d , Ahm ed   S ama w i  Al khafaji   Depa rtment  o f  E le c tri c al E ngin eering ,   Co ll eg e  of   Engi ne eri ng,   Ba b y lon   Univer si t y,   Ir aq       Art ic le  In f o     ABSTR A CT   Art ic le  history:   Re cei ved   A pr   17 , 201 9   Re vised  N ov 16 ,   20 19   Accepte d  Ja n 8 , 2020     The   ability   of  f i ber   opti c  to  ove rco m e  the   signa l  tra nsm ission  proble m s   is   m aki ng  it   a  dom ina nt  tra nsm ission  m edi um .   D espit e  of  thi s  ma jor  positi ve   at tri bu te  of  opt i c  fib ers,   the re   i s  stil l  a  downs i de  for  using   the  fibe r   optic   comm unic at ion;  tha t   is  th e  non linear i t y   probl em.   For   the  first   ti m e,   a  d esign  of  an  audi o  signal   is  suggested  and  exe cu te d  in   MA TL AB   with   int egr a ti o n   with  OptiS y st e m TM   S oftwa re  . The   aud io  signa l   the n  tr ansm it ted  in  diffe r ent  shape s  of  m od ula ti on  signa ls  (NRZ,   RZ ,   &  RC)  for  diffe re nt  d ista nce s   (100  km   &  75  k m )  via   a  f ibe r  o pti c   m edia  to   be   recei ved   in  a  re ce iv ing  par t   of  the   si m ulate d  s y stem.  Three  te sts  are  use d  to  do  so.   T he  first  is   the   Qual ity - f ac t o   (Q - Fact or)  ag ai nst  th e  re ceive d  power,   se cond   te st  is  e y e   dia gra m   per form anc e   and  f ina l l y   is  the   m ea suring   of  the  amplit ud e  of  outpu t   (re ceive d)   signa l  for  each  m odula ti on   signa l  s hape   using   the  Os ci ll oscope   Visuali z er.   The  NZR  m odula tion  signal   was  f ound  to  be  th e  best  one  of   the   three  used  signal s’  t y pes  in  al l  thr ee   te sts .   T he  Q - fac tor  for  NRZ  pulse   shape   (=12)   was   highe r  tha n  th a t  for  RZ  ( =10)  and  RC  (=8)   fo r   a  100  km   dista nc e  a t the   sa m e  recei ved   po wer  le v el .   Ke yw or d s :   Audio si gnal     Nonlinea r  ef fe ct   NRZ   Q - facto r   Ra ise d  co sine   Copyright   ©   202 0   Instit ut e  o f Ad vanc ed   Engi n ee r ing  and  S cienc e .    Al l   rights re serv ed .   Corres pond in g  Aut h or :   H.  J . Ab d ,    Dep a rtm ent o f El ect rical  En gi neer i ng, Co ll e ge of  Enginee r ing ,     Ba bylon U niv e rsity ,   Ba bil - Hill a,  40 street -   ce nter   of the cit y o f H il la ,   Ir aq .   Em a il : haiderlaser@ya hoo. c om       1.   INTROD U CTION   Since  the  opti cal   fiber,  as  a   com m un ic at i on   m edium ,  i s  pro vid i ng   a   lot  m or e  bandw i dth   t ha n    the  coppe r  cap aci ty ,  it  i s  beco m e  the  m a in  com m un ic at ion   syst e m s  m edium  [1 - 4].  It   i s  of fe rin g  low  lo s s  ov e r     a  hig h  band width ,  re duct io n  of   unwa nted  al te rati on s,  no   el ect ro m agn et ic   interven ti on ,  and   it s  long   li fe.   Op ti cal   fiber   a nd   wireless  co m m un ic at ion s  are  alm os t  com ple m entary,  ye t,  especial ly   at   gig abits  per   seco nd  transm issi on   r at es,  wireless  netw ork  hav i ng  s om e  hin dr a nce  to  acc om plish  high  e nd - to - e nd  data  del iv ery  perform ance.  Op ti cal   fi ber s   are  widely   use d  in   com m un ic at ion ,   se nsors ,  li ghti ng  a nd  ot her   us a ge   [5 - 6].     In   c omm un ic at ion ,  op ti cal   f ibers  a re  pro vi din g  a  l ong  distance  a nd   a  higher  data   rates  transm issi on  com par ing   t o  oth e r  f or m s.  U sing   c oppe r  wi res  in  c omm u nicat ion   is  le ss   eff ic ie nt  tha n  the  opti cal   fib ers  in   long  dista nce s  transm issi on   be sides  th e  bette r  im mu nity   that  th e  op ti cal   fib ers  pr ov i de  against     the   el ect ro m agn et ic   interfe re nc e.  O ptica l  fib ers  al so  pr ov i de   a  10 0%  sig na l  secur it y  co m par ing   to  t h e   co pp e r   cables  [ 7 - 10] .  The  fi bers  are   no t  em it te d  t he  tra ns m itted  sign al s  with out  ta m per ing   wh il e  the  c oppe r  cable   do s e, this f i ber prop e rty  p re ve nting  t he  drawi ng   of  t ran sm it t ed  sig nal. T he non - li near   behavio r  of opti cal  f ibe r   is  it s  m ajo r  we akn e ss  [11 - 2 0].  T his  no nlinea rity   is  a  dire ct ly   pro p o r ti on al   with  the   power  of  the   sig nal  bee n  transm itted  th rou gh  the  fib er  op ti c.  At  t he  inc reasi ng  of  the   li ght  powe r,  the  nonlinea rity   be hav i or     is  bec om ing   out  of  co ntr ol  and  the   pr ob a bili ty   of   both   disto rtin g  the   t ransm i tt ed   sign al   a nd  degradi ng     the  syst em   eff ic ie ncy  m ay   be  raised  [ 21 - 22] .   The re  is  al s o  a  highe r  c han c e  of  a  si gn al   i nt erf ere nce  a s  a  resu lt   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          IS S N :   2088 - 8708   In t J  Elec  &   C om p  En g,   V ol.  10 , No .  3 ,  J une  2020  :   32 5 3   -   32 6 0   3254   of   the  non - li ne arit y.  Wh e n  th ese   sign al s  are   transm itted  in  an  equal ly   sp aces’  sepa rate d  cha nn el s  will   creat e   w hat  is   cal le d  the  f our - wa ve  m ixing   (FW M ).   Sup pr essi ng  the  F WM  in   opti cal   com m un ic at ion   is  im pr ovi ng   the  syst em   eff ic ie ncy,  w hic h   is  a  hi gh  pri or it y  go al .  Seve r al   te chn i qu es   been  do ne  t o  achieve   an   ef f ect ive   reducti on  of  F W M.  Wa veleng t h   s wep t  WD M,   the  al loc at ion   of  pola rizat ion   an d  ef fecti ve  frequ e ncy ,   WD M/ T DM  (w a velen gth /t im e  div isi on   m ul ti plexing),  and   no n - un ifor m   sp aci ng  of   cha nnel s   war e     app li ed   [ 23 - 30 ] .  These   te ch ni qu es   are   nee di ng   a n  extra   c om plexity   in  syst e m   desig n  or  at   le ast   ne e ding     a  com pen sat or   to  i m pr ove  the   sign al   dis persi on.  S om e  of   these  te chn i qu es  are  ne gativel y  eff ect in g  the   WDM   capaci ty  in or de r  to  co m pr ess  the F WM.    The  m od ulati on  te ch nique  use d  is  infl uenci ng   t he  sig nal’s   interfe ren ce ,  wh ic h   is  occ urrin g  w he n  F W M  is  us ed .   The  transm is sio n  of  au dio   sign al   via  opti cal   fiber   unde r  the  non - li ne ar  co nduct  is  no t  ye t  inv e sti gate d .  T he  goal   of  this  pap e r  is  to  stu dy  the  tran sm i ssion   of   a udio  sign al   via  fibe r   op ti c  at   a  non - li near   sta te   and   dif fere nt  m od ulati on  sign al s  t o  fin d  the  best  one  f or   sa ti sfied  sys tem   per f or m ance.  F or   t his  pu r po s e,   a  syst e m   to  si m ul ta neo usl y   transm it t ing   a nd  recei ving  an  aud i o  sig nal  vi a  a  fiber   opti c  cable  at   it s  non - li near  beh a vior  is  des ign e d  an d  im ple m ented  us i ng   the  MATL AB   and   O ptiSy ste m   si m ulatio n  m od el .  The  pr opos e d  syst e m  p erform ance is test ed  for   dif fer e nt ty pes of  m od ulati on   sig nals to g et  the b e st o ne.       2.   MO DELIN G  OFA UDIO  SI GNAL A N D  S IMU L ATIO N  SYSTE M DE SIGN   The  syst em   that  desig ned  f or  this  w ork  is  highli gh te d  in   this   sect ion .   It  is  si m ula te d  us i ng   MATLA B   integrate d  with   O ptiSy stem TM .  Th e  sim ulated   syst em   of   th is  wor k  was  de sign e d  a nd  st ud ie d  in   th ree  ste ps .  The  fi rst  is  des ign in g  a nd   im plem enting  the   new   a udio  c om m un ic at ion   s ign al   in  MA T LAB  an d  inte grat ed  it  into  the  O ptiS yst e m TM .  The  aud i o  sig nal  of  the  p a ram et e rs  show n  in  T able  1   the n  sim ula te d  with  the  fibe r  li nk   as   a  s eco nd  ste p.   The   thi rd  ste p  is  to   st ud y  t he  pe rform ance  of  t he  opti cal   sign al   unde r  t wo  tra nsm issi on   le ng th s  ( 100  km   and   75  km )  for  di ff e ren t  pulse   sh a pes  m odulati on   sig na ls  su ch  a s  N on - Re t urn - Ze ro   (N RZ ),   Re turn - Ze ro   ( RZ)  an d  RC   ( Ra ise d  Cosine ) .  The  desig n  of   the  transm it te r   and   receiver  of  the  m od el   is  sh ow n  in  Fig ures  1  a nd  2 .   The  tran sm i tt e r  par t  co ns ist s   of   an  ar ray  of  a  con ti nu ou s - wa ve  (C W)   pro duced  by  la ser  source s   connecte d  to   a n  e xte r nal  m od ulato r.  T he  c hannel  fr e quen cy   is  set   to  19 3  THz.  T he  exter nal  m od ul at or   is   consi sti ng   of  a   Pseu do – Ra nd om   B it   Sequ en ce  (P RB S)   ge ne rator   c onnect ed  to  a  pu lse   ge ner at or   to  m od ulate   the  opti cal   sig nals  usi ng  di fferent  pu lse   sh a pes  (N RZ ,  RZ ,   an d  RC )  m od ulati on   si gnal s  wh ic h  is  c onne ct ed     to  Ma ch - Zeh nder  m od ulat or  (MZM )  act in g  as  an  i nten sit y  m od ulator .  A  sin gle  m od e  fib er  is  us ed  as    an op ti cal  li nk.   At  the   recei ver,  the   de - m ulti plexer   sp li ts  the   colle ct ed  f re quencies.  The   P I N  photo  diode  is  detect ing  th e  sig nal  with   a  res pons ively   ( )  of  0.8  A/ W  a nd   a  da rk   c urren t  of   10   nA.  T he  si gn al   i s  then  passe d  t hro ugh  the  lo w - pass  Be ssel  filt er,  wh ic h  is  al s o  li nk ed ,  to   the  BER   analy zer   that  is  us e d  t o  gen e rate  the   gr a ph.     The  syst em ' s  par ts  (t ran sm itter,  opti cal   c han nel  a nd   rec ei ver )  a re  sho wn   i n  F ig ur es   1  an d  2,   an d  it   i s  par am et ers  are  exp la ine d  i n  T able 2.            Figure  1.   F ull ci rcu it  d ia gr am   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In t J  Elec  &  C om p  En g     IS S N: 20 88 - 8708       Trans mitt ing   audi o  vi a f iber  opti cs un der nonli near eff ect s  and o ptimized … ( Abdulrasul  A.  Al - H ay der)   3255       Figure  2.   O ptica l sim ulati on  s yst e m  d esi gn       Table  1.   A ud i o si gnal  prope rtie s   Para m eter   Un it   Valu es   File For m at   W av e  So u n d  ( .w av )   -   f ilen a m e     sto ry .wav   -   Bit Rate, B   kbps   141   Nu m b e r  o f  chan n els   n   2   Sa m p le Rat e,  Fs     Hz   4 4 1 0 0   Qu eu e du ration     Seco n d s    10   Fra m e  size     Sa m p le   1024   Ou tp u t data ty p e   d o u b le   -   Ch an n el ty p e   -   Stereo    lo ad  f ile to Op tiSy ste m TM   m a t     Ty p e of   m ed ia  pat h   On lin e  m ed ia   -       Table   2.   Syst em   p ara m et ers   Para m eter   Un it   Valu es   Fib er  len g th ,  L   km   75 - 100   Inp u t po wer,  Pi   d B m   ( - 2 0 )  to  ( - 12)   Inp u t f requ en cies   THz   193   Disp ersio n ,  Dc   p s/n m .k m   1 7  f o r  SMF   Disp ersio n  slo p e S   p s/n m 2 .k m   0 .07 5  f o r  SMF   Cro ss   ef f ectiv e ar ea,  Aef f   m2   8 0  f o r  SMF   Third  ord er  su scep tib ility,   X1 1 1   m 3 / w.  s   6 ×1 0 - 15   Ref ractive ind ex ,  n   -   1 .48   Sp eed o f  ligh t,  c    ( m /s)   3 ×1 0 8   Atten u atio n  f acto r,     (dB / k m )   0 .2   Nu m b e r  o f  chan n els   -   1   Receiv er  n o ise te m p erature,   Tn   K   300   Receiv er  lo ad  r esis to r,  RL     1030       Schrö dinger   E qu at io n  (NLSE )  is  use d  t o  e xpla in  the  e nv el ope o f  t he  op ti c al   fiel d  w he n  t he  nonlinea r  eff ect s a re i n  t he fo rm  that is give n by the  f ol lowing e qu at i on [1 2],     23 2 1 2 3 23 , , , , 1 ( , ) ( , ) ( , ) . 2 2 6 A z t A z t A z t A z t j A z t B B B j A z t A z t z t t t   (1)     w he re   A, is t he  w a ve - field e nvel ope, α is  the  f ibe r  lo ss  factor, B1 , B 2,  a nd  B3  a re th e  d is per si on f act or s  and    is t he nonli nea r  c on sta nt .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          IS S N :   2088 - 8708   In t J  Elec  &   C om p  En g,   V ol.  10 , No .  3 ,  J une  2020  :   32 5 3   -   32 6 0   3256   To  asse ss  the s yst e m   per form ance u nder   the i m pact  of  n onli near   e ff e ct ,  w hi ch   is  the F WM  cro sstal k,   and w it h ot her  no ise  ty pes,   we  shou l d  a dd the  F W M  cr os sta lk e xpressi on s  a s in (2),     III s iik I s ijk m IM P P P P C 4 1 8 1 ) (   ( 2 )     w he re ) ( m IM C is  the  FWM  cro s sta lk  eff ect ive  in  int ensity   m od ulati on - direct  dete ct ion   (I M - D D)  transm issi on .   No te   th at   th e  pro bab il it y  of   transm it   bit  “ 1”   at   any  ti m e  for  e ver y  use r  is   1 2 ⁄ . E quat io n  ( 3)   e xpla inin g    the r el at io nship  betwee n  the   sh ot  noise  pow er ( t he  le ft si de )  a nd the t her m al  n oise  po wer   (the rig ht side ) [31] :     L n b sr R B T K N W P eB 4 2   ( 3 )     wh e re,   Ps r  is   a  r ecei ve d  pe ak  powe r  of  the  sig nal  li gh t,   B  el ect ric al   ba ndwidt h  of  the   receiv e r,     is     the  detect or  re sp onsi vity ,  e  is  the  Ele ct ron ’ s  charge,   K b  Bolt z m ann ’s  c on sta nt,  T n  A bs ol ute  recei ve r  noise   tem per at ur e , R L Rece iver  loa d resist or. T he a v era ge SNR  ( 4) is cal culat ed  f r om   ( 2 )   an d   ( 3 )   [ 31 ] :     IM s L n b sr sr C P K R B T K N W P eB N W P S N R 2 2 2 2 4   ( 4 )     The n  BER  is c al culat ed  in  (5) ,     , 8 2 1 SN R e r f c P B E R e   (5)     a nd   ( 6) is to  f i nd the  Q - facto r ,     2 2 1 Q e r f c B E R   (6)       3.   RESU LT S  AND A N ALYSIS   This  sect ion   is   sh owin g  the  f ind in g  of  this  work   with  ana ly sis.  The  fo ll ow i ng   re su lt s  are  ob ta i ned  from   the  si m ulate d  syst e m   us ing   t ran sm issio n  distance s  of  10 0  km   and  75  km   fiber   l eng t h  f or  3 -   pulse ' s  sh a pes NRZ, R Z ,   a nd RC  for  each  distance:     3.1.   Results  of  proposed  s ys tem   design  usin g 1 00 km fiber  le ng t h   3.1.1.   Receive d  p ower  ver su s Q - f actor   The  relat ion s hi p  bet ween  th e  Re cei ved   po wer   a nd  Q - fac tor  unde r  the  eff ect   of   nonli near it y  f or  diff e re nt  pulse   sh a ping  is  sho wn   i n  F ig ur e  3.  The  op ti cal   input  po wer   is  sta rted  at   - 20   dBm   and   in crea sed  by     a  ste p  of   1  dBm   ti ll  - 12   dBm   as   a  final  inp ut  powe r.   The  obta ine d  r esults  are  sh owin g  that  the  Q - facto r    is  increase d  f or  the  in creasi ng  in  t he  recei ve d  po wer   f or   a ll   sh apes  of  pu lse s,  howe ve r  the  syst em ' s  beh avi or    is  diff ere nt  for   diff er ent  m od ulati on   sig nals   under   a  nonli near   ef fect.  T he  best  value  of   Q - fact or   12  was  ob ta ine d  wh e n  NRZ  m od ulati on   sig nal  is  use d  at   a  recei ved   powe r  of  ( - 35   dBm ).   In  the  case  of  the  RC   m od ulati on   sig nal,  Q - fact or   i s  a  m ini m u m   (o nly  in  the  ra nge  of  8)  at   the   sa m e  received   power   ( - 35   dBm ).     Fo r   RZ  pu lse s,   the  Q - facto r  i s   10  wh ic h  is  in  bet ween  the   two  pre vious  values   un der   t he  sam e  condi ti on s.   This m eans th a t t he  NRZ  g i ve s a  high r e sist ance to  the  no nlinear e ff ect  i n com par ing wit h othe r  tw o  ty pe s.     3.1.2. E ye   dia gram per fo r m an ce   Figure  4  is  sho wing  the  ey e  diagr am s  per for m ances  of   the  pro po se d  syst em 's  app r oach   t aken   at   ch 1  at   Pin  =  - 14   dBm .  It  is  cl ear  that  us in g  NR Z  pu lse s ,  show n  in   F ig ur e  4( a) ,   is  ha ving  wi der   ey e  openi ng  w hich   m eans  a  bette r   perf or m ance  an d  a  higher  i nvuln e ra bili ty   to  noise   c om par in g  to  t he  oth er  t wo  m od ul at in g  sign al s a s s hown  in  Fig ur es   4 ( b) for  RZ a nd  4 (c ) for RC   m od ulati on  si gnal s.   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In t J  Elec  &  C om p  En g     IS S N: 20 88 - 8708       Trans mitt ing   audi o  vi a f iber  opti cs un der nonli near eff ect s  and o ptimized … ( Abdulrasul  A.  Al - H ay der)   3257   3.1.3. Si gnal  outpu t beh av i or   Oscil losco pe  Visu al iz er  is  use d  to  an al yz e  and   c om par e  the  el ect rical   sign al s  ou t pu t  f or  the  10 0   km  fiber  le ngth   of  3  ty pes   of  m odulati on  sig nals  (N RZ ,  RZ ,   an d  RC ).   Fig ur e   5  is  showi ng  that   the  opti cal   syst e m   us in g  NRZ ,  Figure  5( a) ,   a s  a  m od ulati on   si gnal   is  ha ving  hi gh e r  po wer  a m pl it ud e  tha n  t he  on es   usi ng  RZ  an d  RC ,  Figure   5( b )   a nd   5( c) .  T his  m eans  that  the  sig nal' s  po we r  is  higher   than  t he  no ise   powe r  an d  t his  sh al l   m ake th e syst e m 's o ut pu t at  t he recei ve r  is  m or e reli able a nd ef fici ent.           Figure  3. Q  f ac tor ver su s  r ecei ved P ow e r  at   di ff ere nt  pu lse   s hap e         (a)   (b)   (c)     Figure  4. Ey e  diag ram   per f orm ance of  100 km  leng th  for   ( a)  NRZ, (b )  R Z ,   a nd ( c )  RC         (a)   (b)   (c)     Figure  5. Sig na l ou t pu t  us i ng  os ci ll os co pe vi su al iz er  of 10 0 km  f or ( a ) NR Z, (b )  RZ ,   an d (c)  RC   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          IS S N :   2088 - 8708   In t J  Elec  &   C om p  En g,   V ol.  10 , No .  3 ,  J une  2020  :   32 5 3   -   32 6 0   3258   3.2.  Res ults  of pr oposed  sys tem d e sign  usi ng   75 km  f ibe r  le ngth   By   lookin g  to   the  dia gr am s  of  Fi gures  6,  7,  and  8,  it   is  cl e arly   showi ng  t hat  the   res ults  ob ta ine d  f or    a  75   km   transm itti ng   are  havi ng   the  sam e  c on cl us io n  f or  the  10 0   km   distance.  Fi gure  6  is  sh owin g  that   NRZ   sign al   ha ving  t he  best  Q  factor   c om par i ng   t o  the  RZ  an d  RC   sign al s.  L ooking  to  F i gure  7  is  al so   showi ng    the  ey e  op eni ng  for  NRZ  is  wide r  than  f or   RZ  and   RC   wh ic h  m eans  that  us ing   NRZ  a s  a  m od ulati on  sign al     is  giv in g  the  be st  per f or m anc e  than  us i ng   th e  RZ  and   RC .  Figure  8  is  givi ng   the  sam e  fi nd i ng   that  wa s   fr om   F igure  5,   the   Oscil losco pe  Visu al iz er  is  s howing  th at   th e  NRZ  m od ul at ion   sig nal  is  giv in g  a  highe r  sig nal  a m plit ud e  pow er to n oise am plit ud e po wer t ha n  the  o t her tw o  te sti ng ty pes (RZ  a nd   RC ) m od ulati on  si gnal s.           Figure  6. Q  f ac tor  versus  r ecei ved  p ower  at d iffer e nt  pu lse   s hap e         (a)   (b)   (c)         Figure  7. O ptim u m  Eye diagr am  p erfor m ance of  75 k m  leng t h for  (a)   N RZ, ( b) RZ ,   a nd  (c)  Rai se d  c osi ne         (a)   (b)   (c)         Figure  8. Sig na l ou t pu t  us i ng  os ci ll os co pe vi su al iz er  of 75  km   for   (a) NR Z, (b )  RZ ,   an d (c)  Ra ise d  c os i ne   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In t J  Elec  &  C om p  En g     IS S N: 20 88 - 8708       Trans mitt ing   audi o  vi a f iber  opti cs un der nonli near eff ect s  and o ptimized … ( Abdulrasul  A.  Al - H ay der)   3259   4.   CONC L US I O N   The  transm issi on   of   au dio   sig nal  throu gh   Opti cal   fiber   syste m   was  designe d  an d  perfor m ed  fo r  fi rst   tim e  us ing   Co - Si m ulati on   of  MATLAB  i nte gr at e d  with   O pt iSy stem 14 TM .  The  syst em   was  te ste d  f or   dif f eren t   ty pes  of p ulse sh a pes  ( NRZ,  RZ ,   an d  RC )  m od ulati on   si gnal s  a nd  for  d if fer e nt  dista nce s  100km   and  75   k m   of   fibers   le ng t hs .   Diff e ren t  pa r a m et ers  wer e  stud ie d  an d  analy zed  an d  the  syst e m   was  found  to  be   hav i ng     the  best  perf orm ance  with  N RZ  m od ulati on   sig nal   c om par in g  to  t he  ot her   t wo   (RZ  a nd   RC )  f or  al l  three   par am et ers  an d  both   distanc es.  The   Q  fact or,  w hich  is  a n  ef fici ency  in dicat or,  is  m or e  wh e n  NRZ  sign al     is  us ed  as  a  m od ulati on   sig nal  12  f or   a  - 35   dBm   recei ved   powe r  w hi le   it   is  10   f or  RZ  and   8  f or   RC   at     the  sam e  powe r  f or  a  100  km   of  tra ns m itti ng   distance.   T he   ey e  ope ning  is  al so   wide r  f or  NRZ   tha n  t hat  f or   RZ  an d   RC ,   wh ic h  m eans  that  NRZ   m od ulati on  pulse ,   is  m or e  resis ti ve  to  noise .   For  a   75  km   fibe r   transm itti ng   distance,  t he  c on cl us io n  has  no   dif fe re nce   tha n  th at   f or  a  10 0  km   distance.   The   ey e  op e ni ng   i n  case of   us in g NRZ as a m od ulati on  sig nal is wid e r  than us ing   oth er t wo  t ypes ( RZ  an d   RC ).  Th e  Oscil losco pe   Visu al iz er   is  s howing  t hat  th e  us e   of  NRZ   is  ha ving  m or e   confide nt  tha n  the  us e  of  RZ  and   R C  becaus e  it   is  hav i ng  a  high er  am plit ud e,  wh ic h  m eans  that  the   ones  a nd  zer os   of  th e  receive d  sig nals  c ou l d  be  easi ly ,   diff e re ntiat ed  wh e n  NRZ  m odulati on  sig na l  is  us ed   com par i ng   t o  the  oth e r  tw o  te ste d  m od ulati on   sign al s     (RZ  a nd   RC ).       ACKN OWLE DGE MENTS   This  w ork  wa s  i m ple m ente d  in  the  la bo rator ie s  of   ou r  Ele ct rical   Eng i neer i ng   De p art m ent  of     the  Un i ver sit y  of   Ba bylo n/E nginee rin g  Coll ege.  O ur   reg a r ds   an d  than kfu l  to  the  sta ff ,  de par tm ent’s  he ad  an d  the co ll e ge dea n for the  h el p  a nd sup port.       REFERE NCE S   [1]   B .   N.  Mohapa tr a,   "A udio  tra nsm it te r  and  receiver  s y stem  using  fibe r  opti c  c abl e , "  Inte rnati onal  Journal  of   Eme rging Tec hn ologi es  in  Eng in ee ring  Re search ,   vol. 5, no. 5, Ma y   2017.   [2]   G.P.  Agrawal ,   " Fiber  Opti c  Com m unic at ion   S y st ems , "   John W il e y   &  Sons ,   New  York ,   2002   [3]   C.   C.   Yang,   "Code  spac e  enlarge m ent   for  hy br id  fibe r  rad io  and  b ase band  OCD M A  P ON s,"  Journ al  of  Light  wave   Technol ogy ,   vo l .   29,   no.   9,   pp.   13 94 - 1400,   2011 .     [4]   S.  Zeada l l y   and   L.   Zha ng,   "Ena b li ng  gig abi t   netw ork  ac c ess  to  e nd  users,"  Proceedi ngs  of  the   I E EE ,   vol.  92,   no .   2,   pp.   340 – 353 ,   20 04.   [5]   R.   Ramasw ami,   K.  Sivarajan ,   an d  G.  Sasak i, "Optical   n et works : a   pra c ti c al pe rspe ct iv e, " Morgan   Kaufm ann,   2009 .     [6]   G.  Farre ll,  Q.  W ang,   and   W .   Yan ,   "Investi g at ion on singl e  m ode – m ult il   m ode – single   m ode  fib er  st ruc ture,"  Journa l  of  Light   Technology ,   vo l. 26, no.  5,   2008 .   [7]   O.  Ziem ann,   J.   Krauser,   P.   E .   Za m zow,   and  W .   Daum ,   "P OF - pol y m er  opt ical  f ibe rs  for   data  comm unic atio n, "  Springer  Sci ence   &  Busin ess Medi a, 2013.   [8]   J.  Zubi a  and  J.  Arrue,   "P la st i c  opti c al   fib ers:  An  int roduc ti on  t o  the ir  te chno lo gic a l  proc esses  and  applications , "  Optic al   Fi b er  Te chnol ogy ,   vo l. 7, no. 2, pp. 101 – 1 40,   2001 .   [9]     T.   Morioka,   Y.  Aw aj i,   R.   R y f ,   P.  W inz er,   D.  Richardson,  and  F.  Polet ti,  "Enha nc ing  opti cal  comm unic at ions  wi t h  bra nd  new   fibe rs , "  IE EE   Comm u nic ati ons   Magazine ,   vol .   50 ,   no .   2,   pp .   s31 - s42,  2 012.   [10]     A.K.  Sharm a,   R. K.  Sinha,   S.K.  Sharm a,   S.K.  Ar y a ,   R. S.  Kaler,  " Im prove d  s m al l  signal   ana l y sis  for  dispersiv e   opti c al   f ibe r   co m m unic at ion  s y s te m s, "   J. Opt. C omm un. ,   pp.   1 - 6,   2004.   [11]     H.  J.  Abed,   N.  M.  Din,   M.  H.  Al - Mansoori,   H.  A.  Fadhil ,   and  F.  Abdulla h,   " Rec en t  four - wave   m ixi ng  suppressi o n   m et hods, "   Optik ,   vol. 124, no. 15, pp. 2214 – 2218,   2013.   [12]   H.  J.  Abd,   M.   H.  Al - Mansoori ,   N.  M.  Din ,   F.   Abdulla h ,   and   H.   A.  Fadhil,  " Prior i ty - base d   par amete r   opti m izat io n  strat eg y   for  r edu ci ng  the e ffe ct s  of  four - wave   m ixi ng  on  W DM   sy stem, "   Opt ik ,   v ol.   125 ,   no .   1 ,   pp .   25 - 30 ,   2014 .     [13]   H.  Abd,  e t  al . ,  " Four - wave   m ixi ng  cro ss ta lk  sup pre ss ion  base d  o n  the   p ai ring   co m bina ti ons  of  di ffe ren t l y   l ine ar - pola ri ze d  op tical signa ls, "   The  S c i.   World   J . ,   vol .   2014,   pp .   1 - 10 ,   2014,     [14]   H.  J.  Abd,  M.  H .   Al - Mansoori,   N.  M.  Din,   F.  A bdull ah ,   and  H.  A.  Fadhil ,   " Four - wave   m ixi ng  re duct ion  t ec hn iqu e  base d  on  sm art f il te r   appr o ac h , "   I nte rnational   Jou rnal  of El e ct roni cs ,  vol .   102 ,   no .   6,   pp .   1056 – 107 0,   2015 .   [15]   N.M.  Ridz u an,   M. F . L.   Abdul la h ,   M.B.   Othm an  a nd  M. B.   Jaa f ar,   "A   ca rrie r  le ss   a m pli tude   phase   ( CAP )  m odula ti on  form at :  Perspec t ive   and  prospe ct  in  opti c al   tr ansm ission  sy stem,"   Inte rnational   Jo urnal  of  El e ct ric al  and  Com pute r   Engi ne ering  ( IJ ECE ) ,   vol .   8 ,   no .   1,   pp.   585 - 595,   Feb .   2018 .   [16]   N.  Sali m ,   H . J.  Abd,  A . N.  Al jam al ,   and   A . H.   Jabe r,  " Four - wave   m ixi ng  suppre ss ion  m et hod  ba sed  on  odd - ev e n   cha nne ls a rr angem ent   strateg y , "   Progress   In  Elec tr omagneti cs  Res earc h ,   vol .   66 ,   pp.   163 - 172 ,   20 18.     [17]   B.   Patna ik  and  P.K.  Sahu,   "N ov el   QP SK  m odul at ion  for  DW D M  fre e  spac e  opti c al   comm unic a ti on  s y stem,"  21st   Annual   W irel ess   and  Opti cal Co mm unic ati ons C onfe renc e  ( WOCC) ,   pp.   170 - 175 ,   2012.   [18]     M.A.  Shah,   S.  Abd  La ti f f,   and  Ria z  T.,  "P erf or m anc e  m ea sure m ent   of  fre e - spa ce   opt ical  980  n m   cha nnel   usin g   m ult ipl e   sets  of   envi ronm ent a l c ondit ions,"  W ire le ss   Pe rs onal  Co mm unic ati on ,   vo l.   85 ,   no .   2 ,   pp .   3 45 - 357,   2015 .     [19]     V.G.A.   Carneir o ,  G.K.   Rodrig ues,   M .   The r eza,   and  M.R .   G ira ldi,  "P erf orm anc e   an aly s is  o f  a  2D  doub le     har d - li m ited  OCD MA   sy st em  over   FS O  li n k  under   strong  turbul ence  for   def ense   applic at ions,"  Militar y  Comm unic ati ons Confe ren ce,  MI LC OM ,   pp.   1 - 6 ,   2012.   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          IS S N :   2088 - 8708   In t J  Elec  &   C om p  En g,   V ol.  10 , No .  3 ,  J une  2020  :   32 5 3   -   32 6 0   3260   [20]   R . A.  Fa y adh,   M . K.  W al i ,   and  M.F.  Bonne y a ,   " E stabl ishm ent   netw ork  b y   using  FS O  li nk  base d  on  MD   code   for  h y brid  SC M - SAC - OCD M A  w ire l ess  sy st em,"  Inte rnational   J ournal  of  El e ctr ic al  and  Computer  Engi n ee rin g   ( IJE CE) ,   vol. 8,  no.   6 ,   pp .   5107 - 5117,   De c. 2018 .   [21]   A. R.   Chrap l y v y ,   " Li m it ations  on   li ghtwav e   com m unic at ions  im posed  b y   optica l  fibe r   nonli n ea r it ie s , "   J.  Lightw .   Technol . ,   vo l. 8,  no.   10 ,   pp .   1548 – 1557,   1990   [22]     X.  Feng,   F.  Polet ti ,   A.  Camerl ing o,   F.  Parm igi an i, P.  Petropoul os,  P.  Horak,   G. M.  Ponzo,   M.  Petrovi ch,   Jindan  Shi,  W . H.  Loh,   and   D. J.  Ric har dso n,   " Dispersion  cont rolled  highly   nonl ine ar  f ib ers  for  al l - opt ical  proc essing  at  te l ec om s wave l e ngths, "   Optic.   Fiber Tec hnolog y ,   vol.   16 ,   no .   6 ,   pp .   378 – 391 ,   2010 .   [23]   T.   Ta n iguc hi ,   N.   Sakura i,   H.  Kim ura ,   K.  Kum oza ki,   " Expe rimen tal  demons tra ti on  of  tol era n ce   to   FW M i n  cro s stal k   in  wave le ngth – s wept  W DM   ac c e ss   sy st ems , "  IEC E  E le c tronic s  Expr ess ,   vol. 6, no. 16, pp. 1180 - 11 85,   2009 .   [24]   P.  J.  W inz er  an d  R.   J.  Essiambre,   " Advanc ed   opti c al   m odulation, "   Proc.   EC OC ,   Rim ini ,   I tal y ,   Invi te d  p aper  Th2. 6. 1 ,   pp .   100 2 – 1003,   2003 .   [25]   A.  Gnauc k  and  P.  W inz er,  " Opti ca l  ph ase - shift - k e y ed  tr ansm ission, "   Journal   of   Lightwav e   Te chno . ,   vo l.   23 ,   no.   1,     pp.   115 – 130 ,   20 05.   [26]   R. S.  Kale r ,   A. K.   Sharm a,   and  T. S.  Kam al ,   " Simul at ion  r esult s  for  four  wave   m ixi ng  in  an  opti c al   fibe r  n ea r  z er o  dispe rsion  wave l engt h, "   J. Ele ct ron.Tec lno l . ,   vol .   85,   pp .   31 - 36 ,   Ju l.   2004 .   [27]     U.  Stanl e y ,   V. M.  Olu,   C .   Och onogor,   A.  Pe te r ,   and   A.  Fran ci s,   "Expe riment al  ana l y sis  of   ca b le  dista n ce   eff e ct   on   signal   at t enuati on  in  single   and  m ult imode  fibe r  opti cs, "  Int ernati ona l  Jour nal  of  El e ct rica l  and  Computer  Engi ne ering  ( IJ ECE ) ,   vol .   8 ,   no .   3,   pp.   1577 - 158 2,   Jun.   2018   [28]   M.  Alja nab i,   "R esona nce   fr equenc y   anal y s is  of  la ser  optical   f ibe r   base d  on  m ic ro  ca nt il ev er, "  Int ernati onal  Journ a l   of  E le c tric al   and   Computer  Eng i nee ring ( IJ EC E) ,   vol .   9 ,   no .   4 ,   pp .   3090 - 3099 ,   Au g .   2019 .   [29]   K . S.  Alaoui,  J.  F oshi,   and  Y.   Zou ine ,   "R adi o  ov er   fibe r  s y stem  bas ed  on  a  h y b rid  l i nk  for  next   g enerat ion  of   optical  fibe r  comm unic at ion , "  Inte rnati onal  Journal  of  El ec tri cal   and   Computer  Engi nee ring  ( IJE CE ) ,   vol.   9,   no.   4,     pp.   2571 - 2577 ,   Aug .   2019.   [30]   A.  Shaban ,   M.  O.  Abed,  E.  A.  Hus sein,   and  H .   J.  Abd,  "D ura b il ity   of  m odulati on  technique  to  cha nne l  cro ss tal k   eff ect  in   optical  comm unic at ion  l ink  via  apply i ng  high  data  r at e , "  I nte rnational   Jou rnal  of  E le c tric a l  a nd  Computer  Engi ne ering  ( IJ ECE ) ,   vol .   10 ,   n o.   1 ,   pp .   5107 - 5 117,   2019 .   [31]   T. H.  Abd ,   S.A.   Aljuni d,   H.A.  F adhi l ,   R. A .   Ahm ad,   and  N.M.   Sa ad,   "D ev el opm e nt  of  a  new   cod e  famil y   base d   o n   SAC - OCDMA  s y stem  with  l arg e  ca rd ina l ity   for   OCD MA  net work,"  Optic al  Fiber  Techn ology ,   vol.   17,   no .   4,     pp.   273 - 280 ,   20 11.       BIOGR AP H I ES   OF  A UTH ORS       As socia te   prof essor  Dr.   Hai de r  . J.   Abd   e arn ed  his  Ph.D.  in  th e   fie ld  of   Elec tr i ca l  Engi ne eri ng   fro m   unive rsit y   of  Te nag a  Nasiona l,   Mal a y sia ,   2 014.   He  has  m ore   tha n  t en  y ea rs  of  expe ri enc e  in  te a chi ng.   He  co m ple te d  his  MS c,   in  Elec tr ical  E ngine er ing,   univ ersity   of  Baghd a d,   Baghda d ,   Ir aq ,   2005.   His  r ese a rch   in te r ests  in cl udes  o p ti c al  f ibe r  comm unic a ti on,   W ire l ess  comm unic at ion,  Digit al   sign al   pr oce ss ing,   sm art   s y stems ,   Biom edi cal  E ngin ee rin g,   Magle v  s y ste m   and  Adapti v e   cont rol   s y st em.         Ab d ulrasu l  A.  Al - Hay de r   earn ed  his  M . sc  in  the   fie ld  of  E lect ric a l  Engi n ee rin g  from   unive rsit y   of  te chnol og y ,   Ira q,   1990.   He  has  m ore   tha n  five   y e ars  of  expe rience   in  teac hin g.     He  complet ed  h is  BS c  in  El e ct r ic a l  Engi n ee ring ,   unive rsi t y   o f  t ec hnolog y ,   Bag hdad,   Ira q ,   1981 .   His  rese arc h  in t ere sts  include  c om m unic at ion,   wave let  tra nsfor m ,   el ectroni c  s y stem  design  and   Quantum c om muni cation .         Ah me d  Samawi   Alkh afaji   ea rne d  his  M.sc  in  t he  fie ld  of  El e ctrical  and  El e ct ro nic   Engi ne eri n g   from   Ea stern  M e dit err ane an   Univ ersity ,   Turkey /N orth  C y prus2013.  He  h as  m ore   th an  five y e ars  of   expe ri ence  in   teac hing .   He   completed  his  B . Sc  i n  Elec tr ical  Enginee ring ,   un ive rsi t y   of  te chno log y,   Baghda d,   Ira q ,   2001.   His   rese arc h  int er ests  includes  power  el e ct roni cs,   cont rol   power  sy stem,   el e ct roni c  s y s tem   design  and   pr edi c ti ve   cur r ent  cont rol   m odel in g.       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.