Simulation and study of advanced WDM systems

Abstract

This study aims to advanced WDM technologies, specifically coherent WDM and Nyquist-WDM, through simulations to evaluate their performance in high-speed optical networks. The study begins with the fundamentals of coherent systems, including their advantages in sensitivity and spectral efficiency. The second part compares conventional DWDM with Nyquist-WDM, highlighting the improved spectrum utilization achieved through narrower channel spacing. Finally, the simulation results analyze key factors such as input power, bit rate, channel spacing, and optical fiber length using metrics such as bit rate (BER), optical noise reduction ratio (OSNR), and quality factor (Q-factor). The results confirm that Nyquist-WDM, combined with coherent detection and digital signal processing (DSP), significantly improves system capacity and performance, providing guidance for future optical network design. تهدف هذه الدراسة إلى تسليط الضوء على تقنيات التعدد بتقسيم الطول الموجي المتقدمة، وبشكل خاص الأنظمة المتماسكة و WDM من نوع Nyquist ، وذلك من خلال محاكاة لتقييم أدائها في الشبكات البصرية عالية السرعة . تبدأ الدراسة ببيان أساسيات الأنظمة المتماسكة، مع توضيح مزاياها من حيث الحساسية وكفاءة استخدام الطيف. ثم يتم إجراء مقارنة بين أنظمة WDM التقليدية وأنظمة Nyquist-WDM ، مع إبراز التحسين في استغلال الطيف الناتج عن تقليل التباعد بين القنوات.وأخيرًا، تتناول نتائج المحاكاة تحليلًا لعدد من العوامل المؤثرة مثل القدرة الداخلة، وسرعة نقل البيانات، وتباعد القنوات، وطول الألياف البصرية، وذلك باستخدام مؤشرات مثل معدل الخطأ في نقل البيانات، ونسبة تقليل الضوضاء في الإشارة الضوئية، ومعامل الجودة . وقد أظهرت النتائج أن الجمع بين تقنية Nyquist-WDM والكشفف المتماسفك ومعالجة الإشفارة الرقمية يؤد إلى تحسين كبير في سعة النظام وأدائه، مما يساعد في توجيه تصميم الشبكات البصرية المستقبلية.