Uzun mesafeli ve yüksek hızlı fiberoptik haberleşme sistemleri için optik ızgara tabanlı dispersiyon kompanzasyonu
Dispersion compensation based on optical grating for long haul and high speed fiberoptical telecommunication systems
Yazar: İSA NAVRUZ
Danışman: PROF.DR. NİHAL FATMA GÜLER
Gazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Elektronik-Bilgisayar Eğitimi Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2006
Konu: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering

Özet:
ivUZUN MESAFEL VE YÜKSEK HIZLI F BEROPT KHABERLEŞME S STEMLER Ç N OPT K IZGARA TABANLID SPERS YON KOMPANZASYONU(Doktora Tezi)sa NAVRUZGAZ ÜN VERS TESFEN B L MLER ENST TÜSÜAralık 2006ÖZETSon yıllarda, iletişim teknolojilerinde yaşanan göz kamaştırıcı gelişmelerinparalelinde bilgi trafiğinde artan yoğunluk, fiberoptik şebekelerinin vehaberleşme kanallarının kapasitelerini tüm dünyada her geçen gün daha çokzorlamaktadır. Optik yükselteçlerin uygulama sahasına girmesiyle yeni birdöneme geçen fiberoptik haberleşme sistemlerinde, bilgi iletim mesafesini vehızını sınırlayan en büyük etken dispersiyondur. letim hızı arttıkça daha dahızlı bir şekilde artan ve optik darbenin istenmedik bir şekilde genişlemesinesebep olan dispersiyonun kontrol altında tutulması zorunludur.Dispersiyon ile mücadelede bu günlerde, fiberoptik haberleşme sisteminin biroptik bileşeni olabilen fiber Bragg ızgaralarına yoğun bir ilgi vardır. Buçalışmada, fiber Bragg ızgaralarını iyi bir optik filtre olmasının yanında biroptik dipersiyon kompansatörü olarak geliştirmeye yönelik araştırmalaryapılmıştır. lk olarak optik ızgarayı sayısal olarak analiz edebilmek amacıylabağlaşımlı kip teorisine dayanan ve ?matris transfer metodu? ile ?bağlaşımlıkip eşitlik sistemi? ni çözen bir model ortaya konmuştur. Fiber Braggızgarasının optik karakteristiklerini etkileyebilecek, tasarım dalgaboyu, kırılmaindisi modülasyon genliği, çalışma dalgaboyu band aralığı, apodizasyon, ızgarauzunluğu, doğrusal ve doğrusal olmayan cıvıltı gibi parametreleri de içeren buvmodelin uygulaması için MATLAB yazılımı altında çalışan bir simülatörgeliştirilmiştir. Bu simülatör ile optik dispersiyon kompansatörlerinin güçyansıma, grup zaman gecikme ve dispersiyon spektrumlarının en iyilemeanalizleri yapılarak gerçekte uygulanabilir ızgara tasarım örneklerisunulmuştur.Tasarım modeli ve simülatör yazılımı bir adım daha geliştirilerek çok kanallıoptik haberleşme sistemleri için optik fiber ızgarasında karmaşık yapılar vebunların etkileri araştırılmıştır. Genlik ve faz örnekleme teknikleri içinde farklıörnekleme fonksiyonları analiz edilmiş ve bu fonksiyonları kullanan optikızgaranın spektral karakteristikleri test edilmiştir. Son olarak faz örneklemeyaklaşımı ile optimizasyon yapılmış ve süperyapılı bir FBG' nin tasarımısunulmuştur. Elde edilen spektral karakteristikler ve sonuçlar ile fazörneklemeli FBG' nin oldukça başarılı olduğu tespit edilmiştir.Bilim Kodu : 704.1.111Anahtar kelimeler : Fiber Bragg ızgarası, dispersiyon kompanzasyonuSayfa adeti : 120Tez Yöneticisi : Prof. Dr. Fatma Nihal GÜLER

Abstract:
viDISPERSION COMPENSATION BASED ON OPTICAL GRATINGFOR LONG HAUL AND HIGH SPEED FIBEROPTICALTELECOMMUNICATION SYSTEMS(PhD Thesis)sa NAVRUZGAZ UNIVERSITYINSTITUTE OF SCIENCE AND TECHNOLOGYDecember 2006ABSTRACTThe wonderful improvements in communication technologies and the increasingdata rate have forced the fiber optical networks and communication channelcapacities day by day all over the world. Dispersion is the most important factorthat limits the data transmission distance in the fiber optical communicationsystems that passed to a new age by the application of optical amplifiers. It isnecessary to control the dispersion which reduces dramatically the transmissionrate and causes the optical pulse to entire in an undesired way.Nowadays, there is an intense interest to fiber Bragg gratings which can be anoptical component of fiber optical communication systems while cope withdispersion. In this study, researches are carried out in order to improve thefiber Bragg gratings as a well optical filter and an optical compensator at thesame time. First of all, in order to analyze the optical grating numerically, amodel solving the ?coupled mode equation system? by ?matrix transfermethod? is exposed. For the application of this model that involves theparameters, that effects the optical characteristics of fiber Bragg grating, designwavelength, refraction index modulation amplitude, operating wavelengthbandwidth, apodization, grating length, linear and nonlinear chirp, a simulatoris improved working under MATLAB software. By this simulator, theviioptimization analysis of power reflectivity, group time delay and dispersionspectra are realized and design examples that can be applied in practical arepresented.As a next step the design model and the simulator software is improved and theoptical fiber communication systems are examined on the fiber grating complexstructures and their effects. Different amplitude and phase sampling functionsare analyzed and the optical grating spectral characteristics that use thesefunctions are tested. Finally, an optimization has been realized by phasesampling approximation and a super structure FBG design has been presented.The calculated spectral characteristics and results have shown that phasesampled FBG is very successful.Science Code : 704.1.111Key Words : Fiber Bragg grating, dispersion compensationPage Number : 120Adviser : Prof. Dr. Fatma Nihal GÜLER