Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Phân tích hiệu suất của TWDM-PON tương thích ngược tốc độ cao với WDM–OCDMA PON lai sử dụng các mã OCDMA khác nhau
Tóm tắt
Trong bài báo này, một mạng quang thụ động phân chia thời gian và bước sóng tương thích ngược hai chiều với tốc độ 160/40 Gbps, bao gồm phân chia bước sóng quang học mã hóa phân chia nhiều truy cập (WDM–OCDMA PON) đã được đề xuất. Sáu mã OCDMA đã được sử dụng để nâng cao tính bảo mật và khả năng truy cập băng thông chia sẻ của người dùng trong một mạng quang. Trong hệ thống hỗ trợ "trả tiền khi bạn phát triển" này, các tác động suy giảm sợi quang đã được giảm thiểu một cách hiệu quả. Hiệu suất của hệ thống được đề xuất đã được phân tích cho công suất đầu vào biến đổi (4–19 dBm) và khoảng cách truyền dẫn (10–70 km) với 120 người dùng hoạt động dưới ảnh hưởng của phi tuyến tính sợi quang, suy giảm, tán sắc và nhiễu. Dựa trên các tính toán số, hệ thống được đề xuất sử dụng mã đồng dư bậc hai sửa đổi (MQC) cho thấy hiệu suất tốt hơn so với các mã đa đường chéo, Hadamard, mã tương quan không chéo (ZCC), mã ZCC dịch chuyển và các mã tương quan linh hoạt. Để xác thực phân tích số, mô phỏng của hệ thống được đề xuất với tốc độ dữ liệu 160/40 Gbps cho truyền dẫn liên kết sợi quang hạ lưu 70 km và hơn 70 km hạ lưu đã được chứng minh thành công tại giới hạn BER 10−9 cho 68 người dùng hoạt động. Ngoài ra, đã chỉ ra rằng mã MQC cung cấp kết quả tối ưu ở công suất đầu vào 10 dBm trên khoảng cách 55 km và hỗ trợ hơn 120 người dùng hoạt động với độ lợi cao -1,97 dB và yếu tố nhiễu thấp 2 dB. Hơn nữa, hiệu suất so sánh của hệ thống được đề xuất với các công trình gần đây nhất trong tài liệu cho thấy hiệu suất vượt trội của hệ thống.
Từ khóa
#TWDM-PON #WDM–OCDMA PON #mã OCDMA #hiệu suất mạng quang #độ lợi sợi quang #truyền dẫn quang.Tài liệu tham khảo
Abd, T.H., Aljunid, S.A., Fadhil, H.A.: A new technique for reduction the phase induced intensity noise in SAC-OCDMA systems. J. Opt. Commun. 32, 263–267 (2011a)
Abd, T.H., Aljunid, S.A., Fadhil, H.A., Ahmad, R.A., Saad, N.M.: Development of a new code family based on SAC-OCDMA system with large cardinality for OCDMA network. Opt. Fiber Technol. 17, 273–280 (2011b)
Agrawal, G.P.: Applications of Nonlinear Fiber Optics, 2nd edn. Academic Press, New York (2008). https://doi.org/10.1016/b978-0-12-374302-2.x5001-3
Alsowaidi, N., Eltaif, T., Mokhtar, M.R.: A review on successive interference cancellation-based optical PPM-CDMA signaling. J. Opt. Commun. 38, 57–62 (2017)
Aneesh, S., Saikrishna Reddy, K., Venkitesh, D.: Polarization division multiplexed-duobinary modulation format for long-reach passive optical network. Opt. Quantum Electron. 48, 1–10 (2016)
Anis, M.I., Qureshi, M.S., Zafar, S.: Demonstration of TWDM-PON backward compatibility with conventional GPON. Wirel. Pers. Commun. 95, 581–592 (2017)
Anuar, M.S., Aljunid, S.A., Saad, N.M., Hamzah, S.M.: New design of spectral amplitude coding in OCDMA with zero cross-correlation. Opt. Commun. 282, 2659–2664 (2009)
Bindhaiq, S., Zulkifli, N., Supa, A.M.: The transmission of symmetric 40 Gb/s TWDM-based NG-PON2 utilizing delay interferometer (DI) for RSOA bandwidth enhancement. Opt. FIBER Technol. 30, 65–71 (2016)
Bindhaiq, S., Zulkifli, N., Supa, A.M., Idrus, S.M., Salleh, M.: 128 Gb/s TWDM PON system using dispersion-supported transmission method directly modulated lasers (DMLs) fiber bragg gratings (FBGs) time and wavelength division multiplexed passive optical network (TWDM-PON). Opt. Fiber Technol. 38, 87–97 (2017)
Butt, R.A., Faheem, M., Ashraf, M.W.: Efficient upstream bandwidth utilization with minimum bandwidth waste for time and wavelength division passive optical network. Opt. Quantum Electron. 52, 1–26 (2020)
Cantono, M., Mecozzi, A., Curri, V., Gaudino, R. 2015 Optimal polarization launch for Raman depletion minimization in GPON and TWDM-PON coexistence. In: Optical Fiber Communication Conference, OFC 2015 (2015)
Cao, Y., Gan, C.: A scalable hybrid WDM/OCDMA-PON based on wavelength-locked RSOA technology. Optik (Stuttg) 123, 176–180 (2012)
Cheng, N.: Flexible TWDM PON with WDM overlay for converged services. Opt. Fiber Technol. 26, 21–30 (2015)
Choi, Y.-K., Hanawa, M., Wang, X., Park, C.-S.: Upstream transmission of WDM/OCDM-PON in a loop-back configuration with remotely supplied short optical pulses. J. Opt. Commun. Netw. 5, 183–189 (2013). https://doi.org/10.1364/JOCN.5.000183
Collings, B., Heismann, F., Lietaert, G. 2007 Reference Guide to Fiber Optic Testing. In: Jdsu. p. 139 (2007)
Curri, V., Capriata, S., Gaudino, R. 2014 Outage probability due to stimulated raman scattering in GPON and TWDM-PON coexistence. In: Optical Fiber Communication Conference, OFC 2014 (2014)
De Moura, U.C., Oliveira, J.R.F., Oliveira, J.C.R.F., Cesar, A.C. 2013 EDFA adaptive gain control effect analysis over an amplifier cascade in a DWDM optical system. In: SBMO/IEEE MTT-S International Microwave and Optoelectronics Conference Proceedings (2013)
Effenberger, F., Lin, H. 2009 Backward compatible coexistence of PON systems. In: Optics InfoBase Conference Papers (2009)
Gan, C.Q., Cao, Y.N.: Novel architecture of WDM/OCDMA-PON based on SSFBG and wavelength re-modulation technology. J. Shanghai Univ. 15, 96–100 (2011)
Ghosh, C., Priye, V.: Suppression of four-wave mixing in a 22 × 10 Gbps dense wavelength division multiplexed system by linearly chirped fiber Bragg gratings. Opt. Quantum Electron. 51, 1–14 (2019)
Hou, F., Yang, M.: The analysis of system performance of WDM/OCDMA-PON based on DQPSK/OOK. Optik (Stuttg) 124, 3824–3826 (2013)
Huang, J.F., Chang, Y.T. 2006 Incoherent hybrid spectral polarization and amplitude coding implemented with specified orthogonal ternary code over balanced photo-detectors. In: Proceedings—4th Annual Communication Networks and Services Research Conference, CNSR 2006 (2006)
Huda, Q., Abbas, S., Gregory, M.A.: Journal of network and computer applications the next generation of passive optical networks: a review. J. Netw. Comput. Appl. 67, 53–74 (2016)
Imtiaz, W.A., Ahmed, H.Y., Zeghid, M., Sharief, Y.: Two dimensional optimized enhanced multi diagonal code for OCDMA passive optical networks. Opt. Quantum Electron. 52, 1–17 (2020)
Kachhatiya, V., Prince, S.: Four-fold increase in users of time-wavelength division multiplexing (TWDM) passive optical network (PON) by delayed optical amplitude modulation (AM) upstream. Opt. Fiber Technol. 32, 71–81 (2016)
Kaur, K.P., Randhawa, R., Kaler, R.S.: Performance analysis of WDM-PON architecture using different receiver filters. Optik (Stuttg). 125, 4742–4744 (2014)
Kaur, S., Singh, S.: Review on developments in all-optical spectral amplitude coding techniques. Opt. Eng. 57, 116102 (2018). https://doi.org/10.1117/1.oe.57.11.116102
Kitayama, K.-I., Wang, X., Wada, N.: OCDMA over WDM PON—solution path to gigabit-symmetric FTTH. J. Light. Technol. 24, 1654–1662 (2006)
Kumari, M., Sharma, R., Sheetal, A.: Comparative analysis of high speed 20/20 Gbps for long-reach NG-PON2. J. Opt. Commun. 0, 1–14 (2019). https://doi.org/10.1515/joc-2019-0005
Lavrinovica, I., Porins, J. 2015 Noise figure analysis of EDFA with different pumping configurations in 40 Gbit/s 8 channel DWDM transmission system. In: Proceedings—2015 Advances in Wireless and Optical Communications, RTUWO 2015 (2015)
Li, L., Gu, R., Ji, Y., Bai, L., Huang, Z.: All-optical OFDM network coding scheme for all-optical virtual private communication in PON. Opt. Fiber Technol. 20, 61–67 (2014)
Lin, B., Li, Y., Zhang, S., Tang, X.: Asymmetrical TWDM-PON with 4 × 25-Gb/s downstream DSB OFDM and 4 × 10-Gb/s upstream OOK modulations. Opt. Fiber Technol. 26, 206–210 (2015)
Matem, R., Aljunid, S.A., Junita, M.N., Rashidi, C.B.M., Ahmed, I.S.: Photodetector effects on the performance of 2D spectral/spatial code in OCDMA system. Optik (Stuttg) 178, 1051–1061 (2019)
Matsumoto, R., Kodama, T., Shimizu, S., Nomura, R., Omichi, K., Wada, N., Kitayama, K.I.: 40G-OCDMA-PON system with an asymmetric structure using a single multi-port and sampled SSFBG encoder/decoders. J. Light. Technol. 32, 1132–1143 (2014)
Memon, A.L., Amur, K.B.U.X., Shaikh, A.A.L.I.: SNR and BER Models and the Simulation for BER Performance of Selected Spectral Amplitude Codes for OCDMA. Mehran Univ. Res. J. Eng. Technol. 33, 103–112 (2014)
Moench, W., Loecklin, E. 2017 Measurement of Optical Signal to Noise Ratio in Coherent Systems using Polarization Multiplexed Transmission. In: Optical Fiber Communication Conference, pp. 1–4 (2017)
Moghaddasi, M., Mamdoohi, G., Muhammad Noor, A.S., Mahdi, M.A., Ahmad Anas, S.B.: Development of SAC-OCDMA in FSO with multi-wavelength laser source. Opt. Commun. 356, 282–289 (2015)
Mostafa, S., Mohamed, A.E.N.A., El-Samie, F.E.A., Rashed, A.N.Z.: Performance evaluation of SAC-OCDMA System in free space optics and optical fiber system based on different types of codes. Wirel. Pers. Commun. 96, 2843–2861 (2017)
Nisar, K.S., Djebbari, A., Kandouci, C.: Development and performance analysis zero cross correlation code using a type of Pascal’s triangle matrix for spectral amplitude coding optical code division multiple access networks. Optik (Stuttg) 159, 14–20 (2018)
Nyachionjeka, K., Makondo, W.: Effects of modulation techniques (Manchester Code, NRZ or RZ) on the operation of hybrid WDM/TDM passive optical networks. Int. Sch. Res. Not. 2014, 1–8 (2014)
Panda, S.: Effect of SHIFTZCC codes for Optical CDMA system. World Sci. News. 67, 365–389 (2017)
Radhi, I.F., Aljunid, S.A., Fadhil, H.A., Al-Khafaji, H.M.R. 2011 Performance evaluation of spectral amplitude coding signature sequences for OCDMA systems. In: Conference Proceedings—2011 IEEE 2nd International Conference on Photonics, ICP 2011 (2011)
Rashidi, C.B.M., Aljunid, S.A., Ghani, F., Fadhil, H.A., Anuar, M.S. 2013 New Design of Flexible Cross Correlation (FCC) Code for SAC-OCDMA System. In: Procedia Engineering. pp. 420–427. Elsevier B.V. (2013)
Rashidi, C.B.M., Anuar, M.S., Aljunid, S.A. 2010 Study of direct detection technique for zero cross correlation code in OCDMA. In: International Conference on Computer and Communication Engineering, ICCCE’10 (2010)
Samanta, S., Maity, G.K., Mukhopadhyay, S. 2019 All-optical Walsh-Hadamard code Generation using. In: 2019 Devices for Integrated Circuit (DevIC). pp. 515–518 (2019)
Sheetal, A., Singh, H.: 5 × 10 Gbps WDM-CAP-PON based on frequency comb using OFDM with blue LD. Opt. Quantum Electron. 50, 1–14 (2018)
Singh, S., Singh, S.: Performance analysis of spectrally encoded hybrid WDM–OCDMA network employing optical orthogonal modulation format against eavesdropper. AEU Int. J. Electron. Commun. 82, 492–501 (2017)
Wei, Z., Ghafouri-Shiraz, H.: Proposal of a novel code for spectral amplitude-coding optical CDMA systems. IEEE Photon. Technol. Lett. 14, 414–416 (2002)
Wei, Z., Shalaby, H.M.H., Ghafouri-Shiraz, H.: Modified quadratic congruence codes for fiber Bragg-grating-based spectral-amplitude-coding optical CDMA systems. J. Light. Technol. 19, 1274–1281 (2001)
Yin, A., Li, L., Zhang, X.: Analysis of 25 Gbit/s GPON downlink optical-receiver performance. Opt. Commun. 282, 198–203 (2009)
Zhang, X., Zhang, C., Chen, C., Jin, W., Qiu, K.: Non-optical carrier SSB-OFDM PONs with the improved receiver sensitivity and potential transmission nonlinearity tolerance. IEEE Photon. J. 9, 1–10 (2017)
Zhu, N., Wang, Y., Xu, Z., Chen, J., Qian, H., Chen, Y.: Crosstalk in high-speed WDM produced by refractive index fluctuation nonlinear effect. Optik (Stuttg) 125, 4850–4854 (2014)
Zhu, Y.X., Wang, R., Pu, T. 2007 Novel multi-channel temporal phase En/decoder used in OCDMA over WDM PON. In: 2007 Asia Optical Fiber Communication and Optoelectronic Exposition and Conference, AOE. pp. 421–423 (2007)