EDFA KUVVETLENDİRİCİLİ DWDM/UDWDM UZAK MESAFE HABERLEŞME SİSTEMLERİNDE SRS, FWM VE ASE GÜRÜLTÜSÜ BİRLEŞİK ETKİSİNİN MODELLENMESİ VE BENZETİMİ
Tez Türü: Yüksek Lisans
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Bursa Uludağ Üniversitesi, FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ, Elektronik Mühendisliği, Türkiye
Tez Danışmanı: Doç. Dr. Sait Eser Karlık
Tezin Onay Tarihi: 2022
Tezin Dili: Türkçe
Özet:
Erbiyum
katkılı fiber kuvvetlendiricili (EDFA) yoğun/aşırı yoğun dalgaboyu bölmeli
çoğullamalı (DWDM/UDWDM) uzak mesafe haberleşme sistemlerinin, modern optik
haberleşme sistemlerindeki önemi artmaktadır. Bu sistemler, tasarımda esneklik ve
uzak mesafelerde iletim olanağı sağlamaktadır. EDFA kullanılan çok segmentli DWDM/UDWDM
sistemler, yüksek kazanç ve düşük gürültü ile optik işareti elektro-optik
dönüşümler olmadan kuvvetlendirerek uzak mesafelere iletir. Giriş gücü,
kanallar arası boşluk değerleri, kuvvetlendirici sayısı ve aralıkları, toplam
iletim uzunluğu gibi sistem parametreleri, optik fiberde oluşan doğrusal
olmayan olayları etkileyerek sistem performansını sınırlamaktadır. Optik
fiberde meydana gelen doğrusal olmayan olaylar; öz faz modülasyonu (SPM),
çapraz faz modülasyonu (XPM), dört dalga karışımı (FWM), uyarılmış Raman
saçılması (SRS) ve uyarılmış Brillouin saçılmasıdır (SBS). FWM ve SRS, fiber
kuvvetlendiricilerdeki kuvvetlendirilmiş kendiliğinden yayınım (ASE) gürültüsü
ile birlikte, sistem performansını sınırlayan en önemli doğrusal olmayan
etkilerdir.
Bu
tezde tek segmentli (single span) DWDM/UDWDM sistemlerin merkez kanallarında
hem yalın FWM etkisi hem de FWM ve SRS birleşik etkisi altında işaret çapraz
karışım (SXR) değişimleri; çok segmentli (multi span) DWDM/UDWDM sistemlerin
merkez kanallarında, FWM, SRS ve ASE gürültüsü birleşik etkisi altında optik
işaret gürültü oranı (OSNR) değişimleri incelenmiştir. Böylece FWM, SRS ve ASE
gürültüsünün uzak mesafe optik haberleşme sistemleri üzerindeki birleşik etkisi
analiz edilmiştir. Benzetim sonuçları, tek segmentli DWDM/UDWDM sistemlerde,
yalın FWM etkisi ile FWM ve SRS birleşik etkisi altında elde edilen SXR
değişimleri karşılaştırıldığında, FWM’nin SRS’e kıyasla daha baskın bir etkiye
neden olduğunu; kanallar arası boşluk değerlerinin dar olduğu çok segmentli
UDWDM sistemlerde, FWM, SRS ve ASE birleşik etkisi altında elde edilen OSNR
değişimlerinde, FWM gücünün artışı ve optik filtre bantgenişliğinin dar
olmasına bağlı olarak, FWM’nin SRS ve ASE’e kıyasla daha baskın bir etkiye
neden olduğunu; kanallar arası boşlukların nispeten geniş olduğu çok segmentli
DWDM sistemlerde ise, artan optik filtre bantgenişliği ve azalan kanallar arası
boşluk değerlerine bağlı olarak, ASE’nin FWM ve SRS’e kıyasla daha baskın bir
etkiye neden olduğunu göstermektedir. Sonuçlar hem tek segmentli sistemlerin merkez kanallarında
yalın FWM etkisi ile FWM ve SRS birleşik etkisini, hem de EDFA kullanan çok segmentli sistemlerin
merkez kanallarında FWM, SRS, ASE
birleşik etkisini karşılaştırmakta ve güvenilir uzak mesafe DWDM/UDWDM sistemlerin
tasarımı ve gerçeklenmesi için önemli fikirler vermektedir.