İletişim kalitesinin arttırılması için uzun mesafeli fiber optik ağların karakterizasyonu
Characterization of long distance fiber optic networks for improving communication quality
Yazar: AYŞE SEDA İZİN
Danışman: PROF. DR. MURAT YÜCEL
Gazi Üniversitesi / Bilişim Enstitüsü / Bilişim Sistemleri Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2021
Konu: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering

Özet:
Haberleşme teknolojisinde verinin hızlı ve eksiksiz olarak iletimi çok önemlidir. Artan veri
iletimi ihtiyacı ve artan kullanıcı sayısı ile orantılı olacak şekilde kapasitesi artırılmış
sistemler kullanılması gerekmektedir. Bu beklentilerin karşılanması için haberleşme
teknolojisinde büyük oranda fiber optik iletişim sistemleri kullanılmaktadır. Fiber optik
ağlar; yüksek bant genişliği, yüksek veri hızları ve çok uzak mesafelere kadar iletim
kapasitesi ile en çok tercih edilen sistemler olmuşlardır. Fiber optik iletişim sistemlerinde
modülasyon formatı, iletim mesafesi, veri hızı, modülatör seçimi, kanal sayısı gibi
özelliklerin seçimi sistemin kapasitesi açısından oldukça kritiktir. Bir fiber optik iletişim
sistemi tasarlanırken ilk olarak, elektrik sinyalinin optik sinyale nasıl dönüştürüleceğine
karar verilir. Yarıiletken lazer gibi bir optik kaynağa elektrik sinyali uygulayarak doğrudan
modüle edilebilir. Ya da yarıiletken lazer harici bir modülatöre bağlanabilir. Bu çalışmada;
oluşturulan sistemde; 40 Gb/s için 16 kanal ve optik iletişimde birden çok ışık dalgaboyu
kullanılarak aynı fiber üzerinden veri gönderimini sağlayan dalgaboyu bölmeli çoğullama
(DBÇ) kullanılmış ve sinyal 300 km uzunluğunda tek modlu fiber (TMF) üzerinden
gönderilmiştir. Sonrasında tasarımın alt elemanları incelenip, simülasyon ortamında iletim
kalitesi; veri modülasyon tekniği, fiber uzunluğu, veri hızı ve iletilen kanal sayısı
yönünden incelenerek kıyaslanmıştır. Sonuç olarak; sistemde modülasyon yöntemi olarak
sıfıra dönmeyen (NRZ) modülasyonun, modülatör olarak Mach-Zehnder modülatörün
tercih edilmesi, iletim mesafesinin azalmasının, kanal sayısının artmasının, veri hızının
azalmasının iletişimi daha kaliteli hale getirdiği gözlemlenmiştir.

Abstract:
Fast and complete transmission of data is very important in communication technology. It
is necessary to use systems with increased capacity in proportion to the increasing need for
data transmission and the increasing number of users. In order to meet these expectations,
fiber optic communication systems are widely used in communication technology. fiber
optic networks; They have become the most preferred systems with their high bandwidth,
high data rates and transmission capacity up to very long distances. In fiber optic
communication systems, the selection of features such as modulation format, transmission
distance, data rate, modulator selection, number of channels is very critical in terms of the
capacity of the system. When designing a fiber optic communication system, it is first
decided how to convert the electrical signal to an optical signal. It can be directly
modulated by applying an electrical signal to an optical source such as a semiconductor
laser. Or the semiconductor laser can be connected to an external modulator. In this study;
in the created system; For 40 Gb/s, 16 channels and wavelength division multiplexing
(DBÇ), which provides data transmission over the same fiber by using multiple light
wavelengths in optical communication, was used and the signal was sent over a 300 km
long single mode fiber (TMF). Afterwards, the sub-elements of the design are examined
and the transmission quality in the simulation environment; The modulation formats were
compared in terms of the modulator used, transmission distance, data rate and number of
channels. As a result; In the system, it has been observed that non-zero (NRZ) modulation
is preferred as the modulation method, Mach-Zehnder modulator is preferred as the
modulator, the decrease in the transmission distance, the increase in the number of
channels, and the decrease in the data rate make the communication better quality.