Pasif optik ağlar ve uygulamaları
Passive optical networks and applications
Yazar: ÖZGE GÜRE
Danışman: YRD. DOÇ. DR. N. ÖZLEM ÜNVERDİ
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Elektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Haberleşme Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2012
Konu: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering
Dizin: Fiber optik = Fiber optics ; Optik ağlar = Optical networks ; Optik iletişim sistemleri = Optical communication systems ; İletişim teknolojisi = Communication technology

Özet:
Günümüzde haberleşme ağlarında data iletişiminin yanında, ses ve video trafiğinin taşınması ve yepyeni uygulamaların hayatımıza girmesiyle birlikte internet omurgasında yüksek band genişliğine ihtiyaç duyulmuştur. Bu yüksek kapasite ihtiyacını her geçen gün gelişen fiber teknolojisi sunmaktadır. Bu yönüyle iletişim teknolojilerinde optik haberleşmenin önemi kullanılan optik cihaz çeşitleri ve veri, ses ya da video hizmetinin verileceği lokasyona uygun altyapı seçimiyle artmaktadır.Özellikle metro ethernet gibi geniş ölçekli ağlarda kullanılan fiber teknolojisi, artan kapasite ihtiyacını karşılayabildiği için son kullanıcıya kadar erişim amaçlı da kullanılmaya başlamıştır. Kullanıcıların paylaşımında olan kabinetlerle yeni sistemler geliştirilmiştir. Gelecekteki sistemlerin ise fiberin doğrudan son kullanıcıya ulaştığı sistemler olması öngörülmektedir. FTTH (Fiber-to-the-Home, Eve Kadar Fiber) sistemler günümüzde kullanılmaya başlanmıştır. Bu yapıyı sağlayan pasif mimarilerin, optik çevrimdeki aktif elemanlar yerine pasif elemanları kullanmasıyla, yatırım ve bakım maliyetinin azalmasındaki katkılarından dolayı optik fiberin kullanıldığı erişim ağlarında önemli yere gelmiştir ve bu yapılar, PON (Passive Optical Networks, Pasif Optik Ağlar) olarak hizmet vermektedir.Bu tez çalışmasında, pasif optik ağların çeşitleri, çalışma prensibi ve uygulamaları incelenmiştir. Bir pasif optik ağ yapısında optik güç bütçesi hesabı yapılarak, OptiSystem 7.0 simülasyon yazılımı ile teorideki güç bütçesi hesabına uygun ve optik iletişim performansının artırılması için geliştirilebilecek olan topolojiler üzerinde çalışılmıştır. Performans artışının temel amacı, daha uzak mesafelerde ve daha çok kullanıcıya ulaşılmak istenmesidir. Yapılan çalışmalarda elde edilen BER (Bit Error Rate, Bit Hat Oranı) diyagramları, güç, spektrum ve kazanç grafiklerinden yararlanılarak PON sistemine uygun yapılar incelenmiştir. Bu yöntemle topolojilerde, hem optik kuvvetlendiriciler, optik izolatörler, optik filtreler, optik kuplörler ve değişik parametrelerdeki ayırıcılar gibi değişik elektro-optik elemanlar kullanılarak, hem de WDM (Wavelength Division Multiplexing, Dalgaboyu Bölmeli Çoklama) PON ile TDM (Time Division Multiplexing, Zaman Bölmeli Çoklama) PON çoklu erişim yapıları karşılaştırılarak pasif optik ağ yapısının en verimli çalışma şekilleri belirlenmiştir. Ayrıca oluşturulan laboratuvar ortamında da belirli optik ağ ölçümleri yapılmış ve uyumluluk ve birlikte çalışabilirlik testleri gerçekleştirilmiştir.Çalışmanın 2. Bölümü'nde fiber optik ve optik iletişim sistemleri hakkında bilgi verilmiş, 3. Bölümü'nde pasif optik ağlar incelenmiş 4. ve 5. Bölümler'de yukarıda bahsedilen teorik, simülasyon ve laboratuvar çalışmaları yapılmış ve sonuçları paylaşılmıştır.

Abstract:
Today, in communication networks besides data communication, as well as voice and video traffic, transport and the introduction of new applications with the needed high-bandwidth Internet backbone. Developing fiber technologies give this high-capacity needs. In this respect the importance of communication technologies, optical communications, optical devices used in both types is increasing in data, audio or video services given the choice of suitable infrastructure location.Fiber technology, which is use in metroethernet networks, provide us the need for increased capacity also make communication easily for end users. Some system of fiber cabinets are improved and FTTH systems are being used. Using passive elements rather than active elements of the cycle's of optic, optical fiber is used for its contribution to reduction of investment and maintenance costs have come down in access networks. This types of networks is called Passive Optical Networks.In this thesis variety of passive optical networks, theirs working principles and applications are studied. In a passive optical network structure, power budget accounting and some passive optical topologies, which topologies are suitable power budget accounting and for inreasing communication performance, are studied with Optisystem 7.0 simulation program. The main purpose in passive networks to reach long distances and much more users. In this thesis appropriate topologies are investigated by optained BER diyagrams, power, spectrum and gain graphics for PON systems. Optical amplifiers, optical filters, optical izolators, optical couplers, optical splitters and other electro-optic devices are used. Also WDM and TDM originated topologies are studied and in laboratory some tests were generated for investigate optical performans and compliance measurements were made at a specific optical network.In this thesis, on the second part fiber optic basics and fiber optical communication systems are investigated, on the third part passive optical networks are handled and on the fourth and fifth parts some theoritical, simulation and laboratory works are shown and results are written.