Ukrainian Journal of Physical Optics 
Home page
 
 

Other articles 

in this issue
Modelling and simulation of a 1.6 Tb/s optical system based on multi-diagonal code and optical code-division multiple-access
Download this article

Thanaa Hussein Abd, S. A. Aljunid, Hilal Adnan Fadhil, M. N. Junita and N. M. Saad 

Abstract. In this paper we have modelled and simulated a 1.6 Tb/s (100×16 Gb/s) optical system based on spectral amplitude coding for the optical code-division multiple-access (SAC-OCDMA) scheme. In order to reduce the effect of multiple-access interference, we have employed a new family of SAC-OCDMA codes called as a multi-diagonal (MD) code. The new code family based on the MD code reveals properties of zero cross-correlation code, flexibility in selecting the code parameters and support of a large number of users, combined with high data rate. Both the nu-merical and simulation results have demonstrated that our optical system based on the MD code can accommodate maximum numbers of simultaneous users with higher data rate transmission and lower bit error rates, when compared to the former SAC-OCDMA codes.

Keywords: spectral amplitude coding for the optical code-division multiple-access (SAC-OCDMA), multi-diagonal (MD) code, high data rate optical systems, random diagonal (RD) code, modified quadratic congruence (MQC) code.

PACS: 42.81.Uv, 42.79.Sz
UDC: 681.7.068; 512.624.95
Ukr. J. Phys. Opt. 13 54-66
doi: 10.3116/16091833/13/2/54/2012
Received: 19.12.2011

Анотація. У цій роботі змодельовано конструкцію оптичної системи зі швидкодією 1,6 Тбіт/с (100×16 Гбіт/с) на основі спектрального кодування амплітуди і оптичного множинного доступу з кодовим розподілом каналів. Для зменшення впливу завад множинного доступу використано нову родину кодів, а саме мультидіагональний код. Ця родина кодів володіє властивостями нульової крос-кореляції, гнучкості у виборі параметрів коду та підтримки значної кількості користувачів за високої швидкості передачі даних. Результати моделювання та розрахунків засвідчують, що, порівняно з колишніми системами кодів, оптична система, заснована на мультидіагональному коді, здатна забезпечити вищу швидкість передачі даних до максимальної кількості одночасних користувачів за умови нижчої вірогідності помилок.
REFERENCES
  1. Hongxi Yin, Wei Liang, Le Ma and Liqiao Qin, 2009. A new family of two-dimensional tri-ple-codeweight asymmetric optical orthogonal code for OCDMA networks. Chin. Opt. Lett. 7: 102–105. doi: 10.3788/COL20090702.0102
  2. Chen Biao, Wang Fu-chang, Hu Jian-dong and He Sai-ling, 2005. A novel OCDMA drop unit based on fiber gratings and 2D wavelength-time codes. Optoelect. Lett. 1: 53–56. doi: 10.1007/BF03033617
  3. Prucnal P R, Santoro M A and Fan T R, 1986. Spread spectrum fiber-optic local area network using optical processing. J. Lightwave Technol. LT-4: 547–554. doi: 10.1109/JLT.1986.1074754
  4. Pfeiffer T, Deppisch B, Witte M and Heidemann R, 1999. Operational stability of a spectrally encoded optical CDMA system using inexpensive transmitters without spectral control. IEEE Photon. Technol. Lett. 11: 916–918. doi: 10.1109/68.769751
  5. Pfeiffer T, Schmuck H, Deppisch B, Witte M and Kissing J, 2000. TDM/CDM/WDM ap-proach for metro networks with 200 optical channels. Proc. 26th ECOC (Munich, Germany). 3: 77–78. 
  6. Zouine Y, Dayoub I, Haxha S and Rouvaen J M, 2008. Analyses of constraints on high speed optical code division multiplexing access (OCDMA) link parameters due to fiber optic chro-matic dispersion. Opt. Commun. 281: 1030–1036. doi:10.1016/j.optcom.2007.10.079
  7. Hernandez V J, Mandez A J, Bennett C V, Gagliardi R M and Lennon W J, 2005. Bit error rate analy-sis of a sixteen-user gigabit Ethernet optical-CDMA (O-CDMA) technology dem-onstrator using wave-length/time codes. IEEE Photon. Technol. Lett. 17: 2784–2786. doi: 10.1109/LPT.2005.859486
  8. Stok A and Sargent E H, 2000. Lighting the local network: Optical code division multiple ac-cess and quality of service provisioning. IEEE Network. 14: 42–46. doi: 10.1109/65.885669
  9. Mohammed Noshad and Kambiz Jamshidi, 2010. Code family for modified spectral-amplitude-coding OCDMA system and performance analysis. J. Opt. Commun. Netw. 2: 344–354. doi: 10.1364/JOCN.2.000344
  10. Salehi J A, 1989. Code division multiple access technique in optical fiber networks. Part II: System performance analysis. IEEE Trans. Commun. 37: 834–842. doi: 10.1109/26.31182
  11. Yang G–C and Kwong W C. Prime code with applications to CDMA optical and wireless net-works. Boston: Artech House (2002). 
  12. Ahmad Anas S B, Abdullah M K, Mokhtar M, Aljunidc S A and Walker S D, 2009. Optical domain service differentiation using spectral-amplitude-coding. J. Opt. Fib. Technol. 15: 26–32. doi: 10.1016/j.yofte.2008.04.001
  13. Hasson F N, Aljunid S A, Samad M D A and Abdullah M K, 2008. Spectral amplitude coding OCDMA using AND subtraction technique. Appl. Opt. 47: 1263–1268. doi: 10.1364/AO.47.001263 PMid:18709073
  14. Wei Z H, Shalaby M and Shiraz H G, 2001. New code families for fiber-Bragg-grating-based spectral-amplitude-coding optical CDMA systems. IEEE Photon. Technol. Lett. 13: 890–892. doi: 10.1109/68.935838
  15. Wei Z, Shalaby H M H and Ghafouri-Shiraz H, 2001. Modified quadratic congruence codes for fiber Bragg-grating based spectral-amplitude coding optical CDMA system. J. Lightwave Technol. 19: 1274–1281. doi: 10.1109/50.948274
  16. Hillal Adnan Fadhil, Aljunid S A and Ahmed R B, 2009. Effect of random diagonal code link of an OCDMA scheme for high-speed access networks. J. Opt. Fib. Technol. 15: 237–241. doi: 10.1016/j.yofte.2008.11.001
  17. Aljunid S A, Ismail M and Ramil A R, 2004. A new family of optical code sequence for spec-tral-amplitude-coding optical CDMA systems. IEEE Photon. Technol. Lett. 16: 2383–2385. doi: 10.1109/LPT.2004.833859
  18. Yang C–C, Huang J–F and Tseng S–P, 2004. Optical CDMA network codes structured with M-sequence codes over waveguide-grating routers. IEEE Photon. Technol. Lett. 16: 641–643. doi: 10.1109/LPT.2003.823089
  19. Gerd Keiser. Optical fiber communications (3rd edition), New York: Mc Graw-Hill (1986). 
(c) Ukrainian Journal of Physical Optics