I n te r n ati o n al   Jo u r n al   o El e c tr i c a l   an d   C o m p u te r   En gi n e e r i n g   (I JEC E )   V o l .   10 ,   N o .   1 F e b r ua r y   2020 ,   pp .   891~ 8 99   IS S N :   2088 - 8708 D O I :   10. 1 1591 / i j e c e . v 10 i 1 . pp891 - 8 99             891       Jou r n al   h o m e pa ge ht t p: / / i j e c e . i ae s c or e . c om / i nd e x . php / IJ E CE   m i t i g a t i o n   o f   c h a n n e l   c r o s st a l k   e f f e c t   i n   d i sp e r si o n   s h i f t e d   f i b e r   b a sed   o n   d u r a b i l i t y   of   m o d u l a t i o n   t e c h n i q u e         A l i   S h ab an 1 ,   M u r ad   O b ai d   A b e d 2 ,   Eh ab   A b d u l   R az z aq   H u s s e i n 3 ,   H .   J.   Abd 4   1 D e pa r t m e n t   o f   B i o m e di c a l   E ng i ne e r i ng ,   U ni v e r s i t y   of   B a by l o n,   I r a q   2, 3 , 4 D e pa r t m e n t   o f   E l e c t r i c a l   E ng i n e e r i ng ,   U n i v e r s i t y   of   B a by l o n,   I r a q       A r ti c l e   I n fo     A B S TR A C T     Ar t i c l e   h i s t or y :   R e c e i v e d   A pr   3 ,   2019   R e v i s e S e p   11 ,   20 19   A c c e pt e S e p   27 ,   20 19       I f i be r   o pt i c s   t he   F o ur   W a v e   M i xi ng   ( F W M )   ha s   t he   ha r m f u l   e f f e c t   of     a o pt i c a l   t r a ns m i s s i o s y s t e m   t ha t   c a s e v e r e l y   l i m i t   W a v e l e ng t h   D i v i s i o M ul t i pl e x i ng   ( W D M )   a n r e duc e   t he   t r a ns m i s s i o a pt n e s s .   T hi s   w o r k   pr e s e t   t he   du r a b i l i t y   of   t he   di f f e r e nt   m o dul a t i o f o r m a t   w a s   t e s t e t o   F W M   by   us i ng   D i s p e r s i o S h i f t e d   F i be r   ( D S F ) .   M o r e o v er ,   t he   pe r f o r m a nc e   o f   t he   pr o po s e s y s t e m   i s   s u r v e y e d   by   c ha ng i ng   t he   f i be r   l e ng t a nd  a pp l y i ng   a i n f o r m a t i o r a t e   o f   200  G b/ s .   T h e   e x pe r i m e nt a l   r e s ul t s   s ho w   t ha t   t he   F W M   c a pa c i t y   ha s   de c r e a s e s i g ni f i c a n t l y   b y   m o r e   t ha 14  dB   w he a ppl y i ng   R e t ur to   Z e r ( R Z )   m o dul a t i o f o r m .   I a ddi t i o n ,   i t e r m s   o f   t he   pr o ps e s y s t e m   pe r f o r m a nc e   i t he   f i r s t   c ha nne l   a nd  w i t 70 km   d i s t a nc e ,   i t   w a s   o bs e r v e d   t ha t   t he   l o w e r   B i t   E r r o r   R a t e   ( B E R )   i t h e   no r m a l   R Z   m o dul a t i o n   i s   e qu a l   t o   1. 10 - 13 .   A s   w e l l   a s   i t   i s   no t i c e a b l w he n   a p pl i e d   t he   No R e t ur t o   Z e r o   ( N R Z ) ,   t he   M o di f i e D uo bi na r y   R e t ur n   to   Z e r o   ( M D R Z )   a nd   G a us s i a n   m o dul a t i o n,   t h e   s y s t e m   pe r f o r m a nc e   w i l l   b e   qui c k l y   c ha ng e a nd  g e t t i ng   w o r s e ,   w he r e   t he   B E R s   i nc r e a s e t o   1 . 10 - 4 ,   1. 10 - a nd   1. 1 0 - c o ns e c ut i v e l y   a t   s a m e   c ha nne l   a n f o r   t he   s a m e   pa r a m e t e r s .   Ke y w or d s :   F W M   c r o s s t a l k   M D R Z   M o dul a t i o n   f o r m a t s     RZ     W D M   s y s t e m   C opy r i gh t   ©   2020   I n s t i t ut e   o f   A dv anc e E ng i ne e r i ng   and   S c i e nc e   A l l   r i gh t s   r e s e r v e d .   Cor r e s pon di n g   Au t h or :   E h a b   A b dul R a z z a q   H us s e i n ,     D e pa rt m e n t   o f   E l e c t ri c a l   E ngi n e e ri n g ,   U n i v e r s i t y   of   B a by l o n ,   H i l l a h - N a j a f   R o a d,   B a by l o n ,   I ra q .   E m a i l :   d r . e ha b @ i t n e t . uo b a by l o n . e du. i q       1.   I N TR O D U C TI O N     W i t h   t h e   f a s t   de ve l o pm e n t   o f   t e l e c o m m u n i c a t i o n   s e r v i c e s ,   t h e   n e e di n f o r   l a r ge   c a pa c i t y   t r a n s m i s s i o n   ha s   b e e n   i n c r e a s e d.   T h e r e f o r e ,   de n s e   w a v e l e n g t h - d i v i s i o n   m u l t i pl e xi ng  s y s t e m s   m a y   be     a   s ui t a b l e   a pp r o a c h   t o   c o ve r   t h e s e   de m a n ds   [ 1 - 3] .   F o r   W D M   s y s t e m s   a n d   i n   t h e   p r e s e n c e   o f   h i g h   b i t   ra t e   pe r   c h a nn e l ,   t h e   o b s t a c l e   c o n s e que n c e s   of   di s pe r s i o n   t o ge t he r   w i t h   n o nl i n e a ri t y   h a v e   t o   b e   m a na ge t o   a c c o m pl i s t ra n s m i s s i o n   t hr o ug h   e a c h   v a l ua b l e   di s t a n c e .   N o n l i n e a e f fe c t s   a r e   o n e   o f   t h e   m o s t   o pt i c a l   t r a n s m i s s i o n   s y s t e m   r e s t r i c t i o n s .   W h e n   t h e   t o t a l   l i g ht   po w e r   i n   a   f i b e r   i s   i n c r e a s e d,   t h e   n o n l i n e a r   e ff e c t   b e c o m e s   un c o n t r o l l e a n m a y   a ff e c t   s i gna l   e f f i c i e n c y   a n d e gr a de   s y s t e m   pe r fo r m a n c e   [4] .   O n e   of   t h e   m a i f a c t o r s   t h a t   m a y   c a us e   i nt e r f e r e n c e   i n   t ra n s m i s s i o s y s t e m s ,   w h e r e   t h e r e   a r e   c h a nn e l s   a r e   a rra n ge t o   s e pa ra t e   t h e m   f r o m   s i m i l a di s t a n c e s ,   i s   c a l l e t h e   F W M .   F o r   o pt i c a l   c o m m u n i c a t i o n   s y s t e m s ,   s uppr e s s i n F W M   e ff i c i e n c y   i s   t h e   m a i n   o b j e c t i v e .   A   fe w   m e t h o ds   w e r e   do n e   t o   m i t i g a t e   t h e   de f e c t   of   F W M   e ff i c i e n c y   a n a l s m o di fy   t h e   s i g na l   o ut pu t   [5 - 14] .     D i s pe r s i o n   c o m pe n s a t i o n   t e c hn i que s   us i n f i b e r s   w i t h   o ppo s i t e   di s pe r s i o n   v a l ue s   a r e   a   c r uc i a l   m e t h o i n   w hi c h   t h e   w h o l e   c um ul a t i v e   di s pe r s a l   w i l l   b e   k e pt   l ow .   In   t h e s e   t e c hn i q ue s ,   i t   e m p l oy s   S i n g l e - M o de   F i b e r   (S M F w i t h   D i s pe r s i o n   Co m pe n s a t i o n   F i b e r   ( D CF ),   t h e   l a r ge s t   n e g a t i v e   v a l ue   of   di s pe r s a l   o D CF   e n a b l e   us   t o   n e ut ra l i z e   t h e   po s i t i v e   di s pe r s a l   of   S M F   [15 16].   I n   s t a nda r t ra n s m i s s i o n   di s t a n c e s ,     t h e   RZ   a n N R Z   m o dul a t i o n   f o r m s   a r e   i n   m o s t   c a s e s   e m pl oy e d.   T h e   e xpe r i m e nt s   a n s u r v e y s   h a v e   off e r e d   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                IS S N :   2088 - 8708   Int   J   E l e c   &   Co m E n g ,   V o l .   10 ,   N o .   1 F e b r ua r y   2020  :     89 1   -   8 99   892   t h a t   R Z   t a ke s   i n t o   a c c o un t   t o   b e   t o pr i o r i t y   r e l a t i v e   t o   t h e   n o rm a l   N R Z   s y s t e m s ,   a s   l o n a s   t y pi c a l   s i n g l e - m o de   f i b e r s   a r e   ut i l i z e a s   c o m m u ni c a t i o n   m e di a   [17 18] .   W h e r e a s ,   due   t o   t h e   na rr o w e r   o pt i c a l   s pe c t r u m   o t h e   N R Z   fo r m a t ,   N R Z   c a n   a c hi e v e   h i g h e r   s pe c t r a l   e f f i c i e n c y   i n   W D M   s y s t e m s   i n   c o m pa r i s o n   t o   RZ   i   t h e   l i n e a pa t t e rn.   R e c e n t l y ,   m e t h o ds   o f   o pt i c a l   m ul t i p l e xi n g   a n d   de m u l t i pl e xi n g   w i t h   t h e   c o m b i na t i o n   o de l a y   l i n e s   a r e   o n e   of   t h e   c o n s i de r a b l e   v a ri o us   F W M   s uppr e s s i o n   m e t h o ds   [19],   I n   a dd i t i o n,   t h e   us e   o po l a ri z a t i o n   t e c hni qu e   a n t h e   t e c hn i que   o f   s pa c e   b e t w e e n   t h e   c h a nn e l s   c o n t ri b ut e t o   r e duc e   i n t e r f e r e n c e   w i t h   t h e   s i g n a l s   t ra n s m i t t e t o   s o m e   e xt e n t   [2 0 - 23] .   F o r   a l l   t e c hn i q ue s   do n e ,   t h e   l e v e l   of   F W M   c r o s s t a l o t h e   m a i n   c h a nn e l s   s t i l l   n o t   m uc h   s upp r e s s e a n t h us   t h e   s y s t e m   e f f i c i e n c y   s t a y s   l ow   a n m us t   b e   i m p r o v e d.   T h e   f e a t ur e s   o f   F W M   a r e   v e r y   c o n n e c t e w i t h   t h e   m o dul a t i o n   f o r m s .   U n de h i g da t a   ra t e   e ff e c t ,   F W M   c r o s s t a l w i l l   c h a nge   a n de pe n o n   t h e   i m m u n i t y   of   m o dul a t i o n   f o r m a t s .   T h i s   w o r p r e s e n t s   t h e   du ra b i l i t y   of   N R Z ,   RZ ,   M D R Z   a n G a us s i a n   m o dul a t i o n   t o   t h e   F W M   n o n l i n e a r   u n de r   hi g h   d a t a   r a t e   of   200  G b / s .   T h e   s ugge s t e s y s t e m   de s i gn  w a s   i m pl e m e n t e w i t di f f e r e nt   t ra n s m i s s i o di s t a n c e s   a n d   i n pu t   s i g n a l   po w e r   a r o un d   12   dB m .       2.   M O S E LI N G   A N D   P R O P O S ED   S Y S TE M   D ES I G N   F i gu r e   1   c l a ri f i e s   t h e   p r o po s e d   s y s t e m   de s i gn.   T h e   t ra n s m i t t e r   a nd  r e c e i v e r   a r e   t h e   t w o   b a s i c   e l e m e n t s   w h i c h   t h e   s ugge s t e s y s t e m   de s i gn   i s   m a de   up  f r o m .   T o   pr o duc e   t h e   c a rr i e r   s i g na l   a t   t h e   t ra n s m i t t e c o m po n e n t ,   t h e   c o n t i n ua l   w a v e   l a s e r   l a y o ut   (L 1 L 4)  i s   e m pl oy e d .   T h e   f r e que n c y   of   f i r s t   c ha nn e l   i s   a dj us t e t o   191. T H z ,   a nd  t h e   i nt e r v a l   b e t w e e n   e ve r y   c h a nn e l   a nd  a n o t h e r   i s   100  G H z .   E v e r y   c h a nn e l   i s   m o dul a t e w i t 50G b / s   B i t   ra t e .   T h e   e xt e rn a l   m o dul a t o c o n s i s t s   o f   N RZ ,   M D R Z ,   R Z   a n G a us s i a t r a n s m i t t e r   c i r c ui t s .           F i gu r e   1 .   P r o po s e s y s t e m   de s i g n   o f   o f   N R Z ,   M D R Z   a n d   R Z       T h e   t r a n s m i t t e r   s y s t e m   c o n f i gur a t i o n   o f   e v e r y   m o dul a t i o n   ut i l i z e i s   i l l us t ra t e i n   F i g u r e   2   A t   t h e   po i n t a n   i n t e n s i t y   m o dul a t o r   c a l l e M a c h   Z e hnde M o dul a t o r   (M Z M )   i s   c o nn e c t e d   t o   t h e   t r a n s m i t t e r   s y s t e m .   S e ve n   s pa n s   t ha t   t h e   o pt i c a l   l i n i n c l ude s .   A l s o ,   e a c h   s p a n   i s   c o n s i s t s   o f   D i s pe r s i o n   S h i f t e F i b e r   a nd  fo l l ow   i t   by   o pt i c a l   f i b e r   a m pl i f i e r s ,   w hi c o w n   n o i s e   f i gur e ,   m a g ni t u de   o f   5dB   a n g a i n s   o f   20  dB .   W h e n   t h e   s i g n a l   c o m m u n i c a t e s   by   t h e   c h a nn e l   o t h e   o pt i c a l   f i b e r ,   t h e   s i g n a l   w i l l   b e   d e t e c t e a n o b t a i n e a t     t h e   r e c e i ve r .   A n   A v a l a n c h e   P h o t o   D i o d e   (A P D )   i s   us e d   t o   d e t e c t   t h e   s i gna l   t o   ob t a i n   a   di r e c t   de t e c t i o n .   F r o m   t h a t   po i nt ,   i t   i s   t r a n s m i t t e by   t h e   l o w - pa s s   Be s s e l   l t e r.   T h e   B E R   a n a l y z e r   i s   di r e c t l y   c o n n e c t e t   t h e   e l e c t ri c a l   f i l t e r   i s   u t i l i z e d   t o   p r o duc e   t h e   d i a g ra m .   T a b l e   1   i l l us t ra t e s   t h e   s y s t e m   s i m ul a t i o n   pa ra m e t e r s .       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
Int   J   E l e c   &   Co m E n g     IS S N :   2088 - 8708       A   m i t i g at i on  of   c ha nne l   c r os s t al k   e f f e c t   i n   d i s pe r s i on   s hi f t e d   f i b e r   bas e o d u r abi l i t y   of . . . .   ( A l i   Sh aban)   893       F i gu r e   2 .   P r o po s e d   b l o c di a g ra m   of   o pt i c a l   t ra n s m i t t e f o r :   ( a N R Z ,   (b R Z ,   (c G a us s i a a n d   (d)   M D R Z       T a b l e   1 .   P a ra m e t e r s   s pe c i f i c a t i o n s   o f   o pt i c a l   t r a n s m i s s i o n   s y s t e m   P a ra m e t e r   U n i t   V a l u e s   In p u t   p o w e r,   P i   d B m   12   N u m b e r   o c h a n n e l ,   N c   --   4   T o t a l   d a t a   ra t e ,   B   G b / s   200   In p u t   f r e q u e n c i e s ,   F in   (T H z )   1 9 1 . 5   - 1 9 1 . 8   Ch a n n e l   S p a c i n g ,   f   (G H z )   100   F i b e r   P a ra m e t e r s       F i b e r   t y p e   D S F   G . 6 5 3     L e n g t h   o f i b e r,   L   Km   1 0 0   t o   7 0 0   F i b e r   d i s p e r s i o n ,   D c   p s / n m . k m   0 . 3   D i s p e r s i o n   s l o p e   p s / n m 2 ·k m   0 . 0 7 5   Cro s s   e ffe c t i v e   a r e a ,   A e ff   m 2   50   D e g e n e ra c y   f a c t o r,   D   ---   6   T h i rd   o r d e S u s c e p t i b i l i t y ,   X 1 1 1   m 3 / w . s   6 10 - 15   Re f ra c t i v e   i n d e x   n   1 . 4 8       T h e   t h e r m a l   a l o n w i t s h o t   n o i s e s   a r e   o c c ur r i ng,   t h e   p rob a b i l i t y   di s t ri b ut i o n   f u n c t i o n s   w i l l   b e   G a us s i a a c t .   T h e   s i g ni f i c a nt   i s s ue   w h i c i s   s e e t ha t   t h e   F W M   c o m m o t i o n s   h a v e   l i ke l i h o o c i r c ul a t i o n   pr o b a b i l i t y   i s n ' t   G a us s i a n.   T hi s   i s s ue   i s   c a us i n g   di s t u r b a n c e   o n   b o t h   t h e r m a l   w i t s h o t   n o i s e s   [24].   O pt i c a l   a m p l i f i e n o i s e   i s   de e m e a s   w e l l .   T h e   i nt e r f e r e n c e   b e t w e e n   a m pl i f i e s po n t a n e o us   e m i s s i o n   (A S E n o i s e   a n F W M   n o i s e   i s   i g n o r e [ 25].   I t h e   G a us s i a n   e s t i m a t i o n   t h e   e rr o p r o b a b i l i t y   i s   w r i t t e a s   [24 ] :     P e = 1 e x p ( t 2 2 ) dt Q .     (1)     w ith     =   + + + 2 2 2  ( ) +   .     (2)     w h e r e :     =   .     (3)     = 1 .     (4)     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                IS S N :   2088 - 8708   Int   J   E l e c   &   Co m E n g ,   V o l .   10 ,   N o .   1 F e b r ua r y   2020  :     89 1   -   8 99   894   = 0 2 4 ( 0 0 2 ) 2 .     (5)     = .     (6)      = 2 ( 1 ) ( + 1 ) .     (7)     = 4  .     (8)      ( ) = 1 8  + 1 4  = + 1 4  = .     (9)     H e r e ,   ) ( m IM C i s   t h e   c r o s s t a l c o m po n e n t s   o t h e   F W M ,   P s   i s   t h e   s i g n a l   l i g ht   pe a pow e r   r e c e i ve d,     N th   i s   t h e   po w e r   o f   t h e r m a l   n o i s e ,   N sh   i s   t h e   po w e r   fo r   s h o t   n o i s e ,   N a m p   i s   t h e   n o i s e   pow e r   fo r   o pt i c a l   a m p l i f i e r.   η d   i s   t h e   de t e c t o r   q ua nt um   e f f i c i e n c y ,   e   i s   t h e   e l e c t r i c   c h a r ge ,   h   i s   P l a n c k’s   c o n s t a n t ,   a n d   f   i s     t h e   l i g ht   f r e que n c y .   G   i s   t h e   ga i n   of  o pt i c a l   p r e - a m pl i f i e r ,   m   i s   t h e   n o de s   n um b e r L t   i s   t h e   o pt i c a l     pr e - a m p l i f i e r   c o upl i n l o s s ,   a n P 1   i s   t h e   i n pu t   po w e r   i n t o   t he   pr e - a m p l i f i e r   i n   c ha nn e l s   o n e .   I n   t hi s   w o r k Q 0   i s   a   Q   v a l ue   c o r r e s po n d i n t o   a   r e qu i r e B E R P so   i s   t h e   s i g na l   l i g ht   pe a k   po w e r   r e c e i v e fo r   a   r e qui r e B E R   w i t h   n e i t h e r   F W M   n o r   A S E ,   a n d     =   2 e   B M   x   w h e r e   B f   i s   t h e   b a n dw i dt h   of   e l e c t r i c a l   f i l t e r,   M   i s   t h e   f a c t o r   of   A P D   c urr e nt   m u l t i pl i c a t i o n ,   a n x   i s   t h e   e xc e s s   n o i s e   f a c t o r   of   A P D .   W h e r e   t h e   r e c e i v e r   pa ra m e t e r s   a r e     B f   =   10   G H z ;   =   15 ,   a nd  x   =   0. [2 4 ].   W h e r e   s uppo s e t ha t   a   q ua nt um   e f f i c i e n c y   η d   o f   85%  i s   t a ke f o r     an   A P D   i nt o   c o n s i de ra t i o n   [26] .   I r a ndo m   R Z ,   t h e   b a n dw i dt w i l l   b e   do ub l e   c o m pa r e t o   N R Z   a n b o t h   P p q r   a n P p q s   w i l l   m ul t i pl y   by   pr ob a b i l i t y   (0. 25),   a nd  P ppr   m u l t i pl y   by   pr o b a b i l i t y   (0. 5),   w h e r e   t h e   t o t a l   p r o b a b i l i t y   of   a l l   F W M   c o m po n e nt s   e qua l   t o   ( 1 ) .     C IM ( m )   is   r e p l a c e d   by C RRZ ( m )   as   f o l l o w s :         C RRZ ( m ) = 1 4 . 1 8 P pq r P s p q r s + 1 4 . 1 4 P pq s P s p q r s + 1 2 . 1 4 P ppr P s p q r .     (10)     In  t e rm s   o f   N RZ   m o dul a t i o t h e   F W M   c r o s s t a l w i l l   b e c o m e   a s :     C N RZ ( m ) = 1 8 P pq r P s p q r s + 1 4 P pq s P s p q r s + 1 4 P ppr P s p q r .     (11)     P s = K k a ( G 1 ) L t ( m + 1 ) + K ( 4 C IM ( m ) 1 2 Q 2 ) + [ K k a ( G 1 ) L t ( m + 1 ) + ] 2 N th K ( 8 C IM ( m ) 1 Q 2 ) K ( 4 C IM ( m ) 1 2 Q 2 ) .     (12)     Q = K P s 2 N t h + N s h + N amp + 2 K 2 P s 2 C IM ( m ) .     (13)       3.   R ES U LT  A N A L Y S I S   A N D   D I S C U S S I O N S   In   t hi s   s e c t i o n ,   t h e   f i b e r   l e n gt h   e f f e c t   o n   F W M   pow e r   w i t h   fo ur   m o dul a t i o n ,   pu l s e   t y pe s   w h i c h   a r e   N R Z ,   M D RZ ,   R Z   a n d   G a us s i a n   w a s   e v a l ua t e d .   T h e   s y s t e m   pe r f o r m a n c e   i s   s i m u l a t e i t e r m s   o f   B E R   a m o n g   m o dul a t i o f o r m a t s   m e nt i o n .       3. 1 .   A v e r age d   F W M   c r o s s tal k     S y s t e m   s i m ul a t i o n   w a s   pe r f o r m e by   i n c r e a s i n t h e   f i b e r   l e n gt h   v a l ue s   f r o m   100  t o   700  km ,   i . e . ,   s e v e n   s pa n s ;   w i t h   a v a i l a b l e   s i m ul a t i o n s   f o r   a l l   m o dul a t i o n s .   F i gu r e   e xpl a i n s   t h e   F W M   ve r s us   t ra n s m i s s i o di s t a n c e   v a r i a t i o n   u n de r   200G b \ s .   A n   i n c r e a s e   i n   t h e   t r a n s m i s s i o n   di s t a n c e   c a n   i n c r e a s e   t h e   F W M   c r o s s t a l o n   t h e   c h a nn e l   a nd  t h us   de c r e a s e   t h e   o pt i c a l   s y s t e m   e ff i c i e n c y .   A t   l ow   v a l ue s   o t r a n s m i s s i o n   di s t a n c e ,     t h e   n o n l i n e a r   e f fe c t   h a s   a   l i t t l e   e ff e c t   o n   s y s t e m   pe r f o r m a n c e   i . e .   F W M   w a s   l o w .   W h e n   t h e   po w e r   of    t h e   c ha nn e l   i n c r e a s e   t h e   c r o s s t a l w i l l   a ppe a r   s t r o n ge r   a n d   i m pa i r m e n t   t h e   t r a n s m i s s i o n   s y s t e m   b e c a us e   i t   c a us e s   de pl e t i o n   o f   t h e   c h a nn e l   po w e r .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
Int   J   E l e c   &   Co m E n g     IS S N :   2088 - 8708       A   m i t i g at i on  of   c ha nne l   c r os s t al k   e f f e c t   i n   d i s pe r s i on   s hi f t e d   f i b e r   bas e o d u r abi l i t y   of . . . .   ( A l i   Sh aban)   895       F i gu r e   3 .   F W M   po w e r   v e r s us   f i b e r   l e n gt v a r i a t i o f o r   di f f e r e n t   m o dul a t i o n       F i gu r e   4 (a - d)  s h o w s   t h e   o pt i c a l   s pe c t r u m   o f   700  km   o pt i c a l   f i be r .   It   i s   o bv i o us   f r o m   t h i s   f i gu r e   t h a t   t h e   F W M   pow e r   w a s   hi g h   a n r e a c h e s   t o   - 24  dB   i n   G a us s i a n   m o dul a t i o n   f o rm a t ,   w hi l e   t h e   a v a i l a b i l i t y   o bo t h   M D R Z   a n R Z   m o dul a t i o n ,   t h e   F W M   pow e r s   w e r e   d r o ppe t o   - 34  a n - 40dB m   r e s pe c t i v e l y .   T h i s   m e a n s   t ha t   R Z   m o dul a t i o a ppe a r s   b e t t e t o   t o l e r a t e   t o   F W M   c r o s s t a l k   c o m pa r e t o   i t s   c o m pe t i t o r s .         (a )     (b )     (c )     (d)     F i gu r e   4 .   O p t i c a l   s pe c t r um   a n a l y z e r   a f t e 700   k m   d i s t a n c e   w i t h   m o dul a t i o f o r m a t   t y pe s :   (a N R Z ,   (b R Z ,   (c G a us s i a n   a n d   (d)   M D R Z   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                IS S N :   2088 - 8708   Int   J   E l e c   &   Co m E n g ,   V o l .   10 ,   N o .   1 F e b r ua r y   2020  :     89 1   -   8 99   896   3. 2 .   Bi e r r o r   r ate   an d   e y e   d i agr am     F i gu r e   e xpl a i n s   t h e   r e l a t i o n   b e t w e e n   t h e   f i b e r   l e n gt h s   v e r s us   B E un de r   d a t a   ra t e   i n f l ue n c e   o 200  Gb \ s .   T h e   s y s t e m   pe r fo r m a n c e   ha s   b e e n   pe r f o r m e by   us i n s i n gl e   m o de   f i be r   (S M F a n f o r   t hr e e   m o dul a t i o t y pe s   us e d.   It   c a b e   s e e n   t h a t   a s   a i n c r e m e n t   i t h e   t ra n s m i s s i o n   di s t a n c e   l e a t o   i n c r e a s e   t h e   b i t   e rr o r   r a t e   i n   t h e   s y s t e m .   T h e   t r e n o t h e   s y s t e m   pe r f o r m a n c e   w a s   s i m i l a r   t o   a l l   c h a nn e l s   us e i . e   t h e   RZ   r e v e a l s   b e t t e r   s y s t e m   pe r fo r m a n c e .   I t   i s   o b s e r v e f r o m   F i gu r e   5 ( a ) ,   in   t h e   f i r s t   c h a nn e l ,   t h e   R Z   m o dul a t i o n   t e c hn i q ue   o ffe r e a   m i n i m u m   B E R   o f   1. 10 - 13   a t   t r a n s m i s s i o n   di s t a n c e   o f   700  km .   H ow e ve r ,   w i t N R Z ,   M D R Z   a n G a us s i a m o dul a t i o n,   pu l s e ,   t h e   B E R s   w e r e   1. 10 - 4 1 . 3 × 10 - a n 1. 3 × 10 - r e s pe c t i v e l y   a t     t h e   s a m e   c ha nn e l   a nd  f i b e r   l e n g t h.         (a )     (b )     (c )     (d)     F i gu r e   5 .   B E R   v e r s us   f i b e r   l e n gt f o r   m o dul a t i o t e c hn i q ue   of   (a C h1,   (b C h2,   (c C h3   a n d   (d)   C h 4       M o r e   i m po rt a nt l y ,   i t   c a n   b e   c o n c l ude f r o m   t h e   m o dul a t i o b e h a v i o r   w i t h   hi g h   v a l ue s   o bo t h   da t a   ra t e   a nd  d i s t a n c e ,   t ha t   R Z   m o dul a t i o n   r e v e a l s   m o r e   a de qu a c y   t o   n o n l i n e a e ff e c t   t h a N R Z   a n M D R Z .   F i g u r e   6   s h o w s   t h a t   t h e   o pt i m u m   e y e   di a g ra m   f o r   a l l   m o dul a t i o n   us e a f t e r   700   km   a nd  m e a s u r e a t   t h e   f i r s t   c h a nn e l .   T h e   o pt i m um   e y e   di a g r a m   w a s   t h e   h e i g ht   w i t h   R Z   m o dul a t i o o f   B E R   (1. 10 - 13 ) .   I n v e r s e l y   w i t h   N R Z   a n G a us s i a n   m o dul a t i o n ,   w h e r e   t h e   e y e   di a gra m   w a s   l e s s   c l a ri t y   a n h i g h   o f   B E R s   ( 1. 10 - 4 )   a nd  ( 1. 3 × 10 - 2 )   c o n s e que nt l y   o n   s a m e   c ha nn e l .   M o r e   o pe n i ng  e y e s   di a g r a m   m e a n s   t ha t   t h e   R Z   m o dul a t i o n   ha s   hi g h   f i rm n e s s   t o   n o n l i n e a r   e f fe c t   i n   hi g h   d a t a   r a t e ,   a l s o   i m pr o v i n i n   t h e   s uc c e e di n ra t e   o f   r e c e i v i n b i t s     (1  a nd  0 de t e c t i o n   w i t l i t t l e   de f e c t   o r   n o   n o i s e   due   t o   t h e   o v e r l a ppi ng.               - A -   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
Int   J   E l e c   &   Co m E n g     IS S N :   2088 - 8708       A   m i t i g at i on  of   c ha nne l   c r os s t al k   e f f e c t   i n   d i s pe r s i on   s hi f t e d   f i b e r   bas e o d u r abi l i t y   of . . . .   ( A l i   Sh aban)   897     (a )     (b )     (c )     (d)     F i gu r e   6 .   E y e   di a g ra m   of   m o dul a t i o t e c hni que   us i n g   ( C h 1 ):   (a N R Z   m o dul a t i o n ,   (b R Z   m o dul a t i o n ,     (c G a us s i a m o dul a t i o a n (d)  M D R Z   m o dul a t i o n       4.   C O N C LU S I O N     T h i s   w o r p r o v i de s   a   c o m pl e t e   a n a l y s i s   of   o pt i c a l   t r a n s m i s s i o n   pe r f o r m a n c e   u n de r   t h e   i n f l ue n c e   of  f i be r   l e n g t h   t u ni n a nd  t h e   us e   of  h i g h   d a t a   r a t e   w i t h   N R Z ,   RZ ,   M D RZ   a n G a us s i a n.   E xpe r i m e nt a l   r e s ul t s   s h o w   t h a t   F W M   pow e r   i s   s upp r e s s e by   m o r e   t h a 14  dB   t hr o ug h   t h e   p r o po s e RZ   m o dul a t i o p r o c e dur e .   F o r   B E i n   t h e   f i r s t   c h a nn e l ,   R Z   of fe r s   t h e   l o w e s t   B E r a t e   of   ( 1. 2 × 10 - 13 )   a t   a   di s t a n c e   of   700  km   of   f i b e r   c o m pa r e t o   t h e   o t h e r   c o n f i gu r a t i o n s   us e d.   F i na l l y ,   w e   c a n   c o n c l ude   t ha t   t h e   R Z   a dj us t m e n t   p r o v i de s   m o r e   r o b us t n e s s   f o r   c r o s s t a l r o ut i n e v e n   w i t h i g h   v a l ue   da t a   ra t e .       R EF ER EN C ES     [ 1]   M .   H .   C .   H a n s e n ,   e t   al . D e m o ns t r a t i o o f   5. T bi t / s   D a t a   C a pa c i t y   o a   S i ng l e   W a v e l e ng t C ha nn e l ,     O pt   E x p r e s s v o l .   18,   p p.   14 3 8 - 1443 .   [ 2]   M .   H .   C .   H a n s e n ,   e t   al . ,   1. 28  T B I T / s   s i ng l e - P o l a r i s a t i o n   s e r i a l   O O K   O pt i c a l   D a t a   G e ne r a t i o a nd   D e m ul t i p l e xi ng ,   E l e c t r on   L e t t v o l .   4 5 ,   pp .   280 - 28 1,   20 09.   [ 3]   S .   N .   S ha h i a n d   a nd  K um a r   S . ,   R e duc t i o o f   N o nl i ne a r   I m pa i r m e nt s   i F i b e r   T r a n s m i s s i o S y s t e m   U s i ng   F i be r   a nd/ o r   T r a ns m i t t e r   D i v e r s i t y ,   O pt .   C om m une . v o l .   28 5,   pp .   355 3 - 3558 ,   2012 .   [ 4]   T .   S hi m i z u,   e t   al . E v a l u a t i o M e t ho ds   a n R e qu i r e m e n t s   f o r   T he   S t i m ul a t e B r i l l i o S c a t t e r i ng   T hr e s ho l i n     a   S i ng l e - M o de   F i be r ,   O p t i c .   F i be r   T e c hno l og y v o l .   1 4 ,   p p.   10 - 15 ,   2008 .     [ 5]   H .   J .   A be d,   e t   al . R e c e nt   f o ur - W a v e   M i xi ng   S upp r e s s i o M e t ho ds ,   O pt i k v o l .   12 4,   pp .   221 4 - 2218 ,   2013 .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                IS S N :   2088 - 8708   Int   J   E l e c   &   Co m E n g ,   V o l .   10 ,   N o .   1 F e b r ua r y   2020  :     89 1   -   8 99   898   [ 6]   H .   J .   A bd,   e t   al . P r i o r i t y - B a s e P a r a m e t e r   O pt i m i z a t i o S t r a t e gy   f o r   R e duc i ng   t he   E f f e c t s   o f   F o ur - W a v e   M i xi ng   o W D M   S y s t e m ,   O p t ik v o l .   125 ,   pp .   2 5,   20 14 .   [ 7]   H .   A bd,   e t   a l . F o u r - w a v e   M i x i ng   C r o s s t a l S upp r e s s i o B a s e o t he   P a i r i ng   C o m bi na t i o ns   o f   D i f f e r e nt l y   L i ne a r - P o l a r i z e d   O pt i c a l   S i g na l s ,   S c i .   W or l d   J . v o l .   2 014 ,   pp.   1 ,   2 014.   [ 8]   H .   J .   A bd,   e t   al . F o ur - w a v e   M i x i ng   R e d uc t i o T e c hn i qu e   B a s e o S m a r t   F i l t e r   A ppr o a c h,   I n t e r na t i ona l   J our na l   of   E l e c t r on i c s v o l .   102 ,   pp.   1 056 - 107 0,   20 15 .   [ 9]   H .   J .   A be d ,   e t   al . C o m pa r i s o A m o ng   D i f f e r e nt   T y pe s   o f   A d v a nc e M o dul a t i o F o r m a t s   U nde r   F o ur   W a v e   M i x i ng   E f f e c t s ,   U k r ai n i a J our na l   o f   P hy s i c s ,   pp.   3 26 - 334 ,   2013 .   [ 10]   H .   J .   A bd   a nd  M .   S .   A l m a ha n na ,   S u ppr e s s i o o f   N o nl i ne a r   E f f e c t   f o r   H i g D a t a   T r a n s m i s s i o R a t e   w i t a   W D M   U s i ng   t he   O p t i m i z a t i o P r o pe r t i e s ,   U k r a i n i an   J o ur na l   o f   P hy s i c s v o l .   62,   p p.   58 3 - 588 ,   2 017 .   [ 11]   N .   S a l i m ,   e t   a l . F o ur - W a v e   M i xi ng   S u ppr e s s i o M e t ho B a s e o O dd - E v e C ha nn e l s   A r r a ng e m e nt   S t r a t e g y ,   P r ogr e s s   I n   E l e c t r om a gne t i c s   R e s e ar c h v o l .   66 ,   p p .   163 - 172 ,   20 18.   [ 12]   H .   J .   A bd,   e t   a l . M i t i g a t i o o f   F W M   c r o s s t a l i W D M   s y s t e m   U s i ng   P o l a r i z a t i o I nt e r l e a v i ng   T e c hn i qu e   P ho t o ni c s   ( I C P ) ,   2 013   I E E E   4 t h   I nt e r na t i ona l   C on f e r e nc e   on ,   p p.   117 - 119 ,   2013 .   [ 13]   H.   J .   A be d,   e t   al . A   ne w   F W M   R e duc t i o T e c hn i qu e   B a s e o D a m pi ng   S e l e c t i v e   W a v e l e ng t hs ,   pp .   957 - 96 2.   [ 14]   A.   H .   J a bbe r ,   e t   a l . I nf l ue nc e   o f   f o ur   w a v e   m i xi ng   o m o dul a t i o f o r m a t   pe r f o r m a nc e   unde r   100  G b / s   da t a   r a t e   R e s e a r c a nd   D e v e l o pm e n t   ( S C O R e D ) ,   2012   I E E E   St u de nt   C on f e r e nc e   on ,   p p.   12 9 - 133 ,   2 012 .   [ 15]   G.   P .   A g r a w a l ,   N o nl i ne a r   F i be r   O p t i c s ,   A c ade m i c   P r e s s ,   N e w   Y o r k,   2 001 .     [ 16]   G.   P .   A g r a w a l ,   A ppl i c a t i o ns   o f   N o nl i n e a r   F i b e r   O pt i c s ,   A c ade m i c   P r e s s ,   N e w   Y o r k ,   200 1 .   [ 17]   M.   I .   H a y e e   a nd   A.   E .   W i l l n e r ,   N R Z   V e r s us   R Z   i 10 40 - G b/ s   D i s p e r s i o M a na g e W D M   T r a ns m i s s i o n   S y s t e m s ,   I E E E   P hot o ni c s   T e c hno l .   L e t t . v o l .   1 1,   p p .   991 - 99 3,   19 9 9.     [ 18]   G .   B o s c o ,   e t   al . O t he   us e   o f   N R Z ,   R Z ,   a n C S R Z   M o du l a t i o a t   40  G b/ s   w i t n a r r o w   D W D M   c ha nne l   s pa c i ng ,   J .   L i gh t w av e   T e c hnol . v o l .   20 ,   pp.   1 694 ,   2002 .     [ 19]   A .   H o d z i k,   e t   al . A l t e r n a t i v e   M o dul a t i o F o r m a t s   i N _4 G b/ s   W D M   S t a nda r F i be r   R Z - T r a ns m i s s i o S y s t e m s ,   I E E E   J .   L i ght w av e T e c hno l . v o l .   20 ,   pp .   598 ,   2002 .   [ 20]   D .   D a h a n   a n d   G .   E i s e n s t e i n ,   N um e r i c a l   C o m pa r i s o B e t w e e D i s t r i b ut e a n D i s c r e t e   A m pl i f i c a t i o I a   P o i nt - to - P o i nt   40 - G b/ s   40 - W D M - B a s e T r a n s m i s s i o S y s t e m   w i t T h r e e   D i f f e r e nt   M o dul a t i o F o r m a t s ,   J .   L i gh t w av e   T e c hnol . v o l .   20 ,   p p.   37 9,   20 02 .   [ 21]   R .   S .   K a l e r ,   e t   a l . S i m u l a t i o R e s u l t s   f o r   D W D M   S y s t e m s   w i t h   U l t r a - H i g C a pa c i t y ,   I nt .   J .   F i be r   I n t e gr a t e O pt . v o l .   21 ,   200 2.   [ 22]   P.   J .   W i nz e r   a nd   R .   J .   E s s i a m b r e ,   A dv a nc e O pt i c a l   M o du l a t i o F o r m a t s ,   P r o c e e di ngs   o f   t he   I E E E v o l .   94,     pp.   95 2 - 985,   2 006 .     [ 23]   S .   S i ng h   a n d   R.   S .   K a l e r ,   S i m ul a t i o o f   D W D M   S i g na l s   U s i ng   O pt i m um   S pa S c he m e   w i t C a s c a de d   O pt i m i z e d   S e m i c o n - D uc t o r   O pt i c a l   A m p l i f i e r s ,   O p t i k I n t .   J .   L i gh t   E l e c t r on .   O pt . v o l .   118 ,   pp .   74 - 82 ,   2 007 .   [ 24]   K .   I no ue ,   e t   al . C r o s s t a l k   a n P o w e r   P e na l t y   D ue   t o   F i be r   F o ur - W a v e   M i x i ng   i n   M ul t i c ha nne l   T r a n s m i s s i o ns ,     J .   L i ght w av e   T e c hn ol . v o l .   12 ,   p p.   14 23 ,   1 994 .   [ 25]   S .   P .   S i ng h ,   e t   al . P e r f o r m a nc e   o f   A l l - O pt i c a l   W D M   N e t w o r i P r e s e nc e   o f   F o ur - W a v e   M i xi ng ,   O p t i c a l   A m pl i f i e r   N o i s e ,   a nd   W a v e l e ng t h   C o nv e r t e r   N o i s e ,   F i be r   and   I nt e gr at e d   O pt i c s ,   v o l .   26 ,   p p.   79 - 97 ,   200 7.   [ 26]   K .   E m a ,   e t   al . A l l   O pt i c a l   S ub  T bi t s / s   S e r i a l   t o   P a r a l l e l   C o nv e r s i o U s i ng   E xc i t i o i G i a nt   N o nl i ne a r i t y ,     A ppl .   P hy s .   L e t t . ,   v o l .   59 ,   pp .   2 799 ,   1991 .       B I O G R A P H I ES   O F   A U T H O R S         A l i   S h ab an   H a s s o o n i ,   M S c .   E l e c t r i c a l   E ng i n e e r i ng   w a s   bo r i B a by l o o J ul y   7,   1981 .     H e   o bt a i ne d   h i s   B S c   de g r e e   ( 2 003 )   i E l e c t r i c a l   E ng i n e e r i ng   a t   t h e   F a c u l t y   of   E ng i ne e r i ng ,   U ni v e r s i t y   o f   B a b y l o a nd  M S c   de g r e e   ( 2 011 ) ,   i e l e c t r o ni c   a n c o m m uni c a t i o e ng i n e e r i ng   a t   t he   D e p a r t m e n t   o f   E l e c t r i c a l   E ng i ne e r i ng ,   U ni v e r s i t y   of   B a b y l o n,   C ur r e n t l y   he   w o r ks   a t     t he   B i o m e di c a l   D e pa r t m e n t   a t   t h e   F a c u l t y   of   E ng i ne e r i ng ,   U ni v e r s i t y   o f   B a b y l o n.   H i s   m a i n   i nt e r e s t   i s   m e d i c a l   s i g na l   p r o c e s s i ng ,   M i c r o c o nt r o l l e r   s y s t e m s ,   B i o m e di c a l   s e ns o r s   a nd  c o nt r o l   s y s t e m   a na l y s i s .         M r .   M u r ad   O b a i d   A b e d   e a r n e h i s   M S c .   i t he   f i e l o f   E l e c t r i c a l   E ng i ne e r i ng   f r o m   uni v e r s i t y   o f   t e c hno l o gy ,   I r a q,   200 2 .   H e   h a s   m o r e   t h a f i v e   y e a r s   o f   e xpe r i e n c e   i t e a c h i ng .   H e   c o m pl e t e d   hi s   B S c   i E l e c t r i c a l   E ng i ne e r i ng ,   U ni v e r s i t y   o f   T e c hno l ogy ,   B a g h da d,   I r a q,   19 83 .   H i s   r e s e a r c h   i nt e r e s t s   i nc l u de   c o m m uni c a t i o n,   w a v e l e t   t r a ns f o r m ,   e l e c t r o ni c   s y s t e m   de s i g a n Q ua nt um   co m m uni c a t i o n.     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
Int   J   E l e c   &   Co m E n g     IS S N :   2088 - 8708       A   m i t i g at i on  of   c ha nne l   c r os s t al k   e f f e c t   i n   d i s pe r s i on   s hi f t e d   f i b e r   bas e o d u r abi l i t y   of . . . .   ( A l i   Sh aban)   899     E h ab   A b d u l R az z aq   H u s s e i n ,   P hD .   &   M S c .   E l e c t r i c a l   E ng i n e e r i ng   w a s   bo r i B a by l o o n   J a nu a r y   1,   1976 .   H e   o bt a i n e h i s   B S c   de g r e e   ( 1 997 )   i E l e c t r i c a l   E ng i ne e r i ng   a t   t h e   F a c u l t y   of   E ng i ne e r i ng ,   U ni v e r s i t y   o f   B a b y l o a nd  M S c   de g r e e   ( 2000 ) ,   i n   e l e c t r i c a l   e ng i n e e r i ng   a t     t he   D e p a r t m e n t   o f   E l e c t r i c a l   E ng i ne e r i ng ,   U ni v e r s i t y   o f   T e c hno l ogy   a nd  hi s   P hD .   D e g r e e   f r o m   t he   D e pa r t m e nt   o f   E l e c t r i c a l   E ng i ne e r i ng   a t   t he   F a c ul t y   o f   E n g i ne e r i ng ,   U n i v e r s i t y   of   B a s r a h ,   C ur r e nt l y   he   w o r ks   a s   a s s i s t a n t   pr o f e s s o r   a t   t h e   E l e c t r i c a l   D e pa r t m e nt   a t   t h e   F a c ul t y   o f   E ng i ne e r i ng ,   U ni v e r s i t y   of   B a b y l o n.   H i s   m a i i n t e r e s t   i s   s i g na l   pr o c e s s i ng ,   a na l y s i s ,   i nf o r m a t i o t r a ns i t i o n,   s e ns o r s   a n c o nt r o l   s y s t e m   a na l y s i s .         A s s o c i a t e   p r o f e s s o r   D r .   H a i d e r   J.   A b d   e a r n e h i s   P h. D .   i t h e   f i e l o f   E l e c t r i c a l   E ng i ne e r i ng   f r o m   uni v e r s i t y   o f   T e na g a   N a s i o na l ,   M a l a y s i a ,   201 4.   H e   ha s   m o r e   t ha t e y e a r s   o f   e xpe r i e nc e   i t e a c h i ng .   H e   c o m pl e t e h i s   M S c ,   i E l e c t r i c a l   E ng i ne e r i ng ,   uni v e r s i t y   of   B a g hda d,   B a g hd a d ,   I r a q,   2005 . H i s   r e s e a r c i n t e r e s t s   i nc l ude   O pt i c a l   f i be r   c o m m uni c a t i o n,   W i r e l e s s   c o m m uni c a t i o n,   D i g i t a l   s i g na l   p r o c e s s i ng ,   s m a r t   s y s t e m s ,   B i o m e d i c a l   E ng i n e e r i ng ,   M a g l e v   s y s t e m   a nd  A da pt i v e   c o nt r o l   s y s t e m .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.