تحسين أداء نظام ضوئي مترابط عالي السعة باستخدام WDM-PDM 16QAM

Abstract: In this paper, an optical wavelength division multiplexing system using 16-QAM modulation has been proposed, with Gray coding at the transmitter, coherent detection and digital signal processing at the receiver that allow more tolerance for carrier phase noise with compensation of chromatic dispersion and polarization mode dispersion, and enable high spectral efficiency and ability to transmit at high rates. Simulation carried out using Optisystem environment. Performance tested and evaluated using important metrics based on spectral efficiency, BER, capacity, Q-factor and OSNR.

WDM-PDM 16-QAM coherent system was designed using 8 channels, with 10 Gb/s rate for each channel and channel spacing of 25GHz gives an optical spectral efficiency of 4b/Hz, with performance tested for a distance of 250 km. The system performance was compared when using Gray coding and differential coding. Gray coding used in transmitters showed better performance compared to differential coding. 

Keywords: coherent optical communication system, DSP, WDM, Optisystem.

المستخلص: في هذا البحث تم اقتراح نظام تجميع بتقسيم الطول الموجي وتقسيم الاستقطاب باستخدام التعديل         16-QAM، مع تطبيق ترميز غراي في المرسل وتطبيق في طرف الاستقبال الكشف المترابط ومعالجة الإشارة الرقمية لتعويض ضجيج الطور واللاخطية مع التشتت اللوني وتشتت نمط الاستقطاب، وذلك لتحسين الأداء ويتيح فعالية طيفية عالية مع إمكانية الإرسال بمعدلات عالية. أجريت المحاكاة باستخدام بيئة Optisystem وتم تقييم الأداء باستخدام أهم مقاييس الأنظمة الضوئية: الفعالية الطيفية وسعة الإرسال بالإضافة إلى معاملات Q-factor وBER وOSNR. حيث تم تصميم نظام WDM-PDM 16-QAM ذو ثمان أقنية معدل كل قناة   10 Gb/s وبمعدل إجمالي 80 Gb/s، وتباعد بين القنوات مقداره 25GHz مما سمح بالوصول لفعالية طيفية ضوئية أكبر من 4b/HZ، مع اختبار الأداء من أجل مسافة 250 Km. وتمت مقارنة أداء النظام عند استخدام ترميز غراي والترميز التفاضلي، حيث يظهر ترميز غراي المستخدم في أجهزة الإرسال أداءً أفضل مقارنةً بالترميز التفاضلي.

الكلمات المفتاحية: نظام اتصال ضوئي مترابط، معالجة الإشارة الرقمية، التجميع بتقسيم طول الموجة، Optisystem.