Pasif optik ağların optimizasyonu
Optimization of passive optical networks
Yazar: AYŞE BURHAN SERT
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ NECMİYE ÖZLEM ÜNVERDİ
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Elektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Haberleşme Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2021
Konu: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering

Özet:
Yüksek hızlarda veri iletimi günümüzde ihtiyaç haline gelmiştir. İnternet üzerinden video, canlı yayın, çevrimiçi oyunlar ve video konferans gibi çeşitli uygulamaların artması ve internetin yoğun olarak kullanımı, bu ihtiyacı her geçen gün daha da arttırmaktadır. Optik haberleşme teknolojisi düşük maliyet, yüksek band genişliği, güvenilir ve hızlı veri iletimi ortamı ile artan kullanıcı ihtiyaçlarına çözüm sunmaktadır.
Bu çalışmada, son kullanıcıya kadar fiber teknolojisinin kullanıldığı FTTX (Fiber to the X, X'e kadar Fiber) ve FTTX teknolojilerinde yaygın olarak kullanılan GPON (Gigabit Passive Optical Network, Gigabit Pasif Optik Ağ) yapısı analiz edilmiştir. OptiSystem 16.0 ve OptiSystem 17.0 simülasyon programı kullanılarak GPON sistemi tasarlanmış ve elde edilen sonuçlar değerlendirilmiştir.
Daireye kadar ve binaya kadar fiber iletim hattı ile veri iletiminin gerçekleştirildiği GPON FTTH (Fiber to the Home, Eve kadar Fiber) ve GPON FTTB (Fiber to the Building, Binaya kadar Fiber) sistemlerine, mesafenin, bit iletim hızının ve dalgaboyunun etkisi irdelenmiştir. GPON FTTH sisteminde, iletim hattının uzunluğu, 3 km, 10 km ve 20 km olarak seçilmiş ve veri iletimi sağlanmıştır. 622 Mbps, 1244 Mbps ve 2488 Mbps bit iletim hızlarındaki veri iletimi için sistem performansı incelenmiştir.
GPON FTTB tasarımında, optik güç bölücüden sonra 3 km, 5 km, 10 km ve 20 km fiber iletim hattının kullanıldığı dört farklı mesafedeki binalarda bulunan ONT (Optical Network Terminal, Optik Ağ Terminali)'lere veri iletilmiş ve mesafenin sistem üzerindeki etkileri gözlemlenmiştir. Bit iletim hızı, sırasıyla 622 Mbps, 1244 Mbps ve 2488 Mbps olarak belirlenerek aynı anda bit iletim hızı ve mesafenin sisteme etkileri analiz edilmiştir. GPON FTTH ve GPON FTTB tasarımında, verici bloğunda, 850 nm, 1200 nm, 1310 nm, 1490 nm, 1550 nm, 1700 nm ve 1800 nm dalgaboylarındaki CW (Continuous Wave, Sürekli Dalga) lazer kullanılmış ve dalgaboyunun, sistemlerin alıcı kısmında elde edilen sinyale etkisi incelenmiştir. 
PON (Passive Optical Network, Pasif Optik Ağ) teknolojisi ile WDM (Wavelength Division Multiplexing, Dalgaboyu Bölmeli Çoğullama) teknolojisi birlikte kullanılarak Dalgaboyu Bölmeli Çoğullamalı Pasif Optik Ağ (WDM-PON) sistemi tasarlanmıştır. EDFA (Erbium Doped Fiber Amplifier, Erbiyum Katkılı Fiber Kuvvetlendirici) ve Raman optik kuvvetlendiricilerin WDM-PON FTTH sistemine etkileri irdelenmiştir. WDM-PON FTTH tasarımında, Gaussian, Bessel, Butterworth, Chebyshev ve Rectangle alçak geçiren optik filtrelerin sistemdeki yeri ve etkileri değerlendirilmiştir.

Abstract:
In today's world, data transmission at high speeds has become a necessity because of the new technologies. With the increase in various applications like online video platforms, live broadcast, online games, video conferencing applications, and intensive use of the internet this need is increasing day by day. Optical communication technology offers solutions to increasing user needs with low cost, high bandwidth, reliable and fast data transmission environment.
In this study, GPON (Gigabit Passive Optical Network) structure, which is more widely used than FTTX (Fiber to the X) and FTTX technologies, where fiber technology is used up to the last user has been analyzed. By using OptiSystem 16.0 and OptiSystem 17.0 simulation program, the GPON system was designed and the obtained results were evaluated. 
The effect of distance, bit transmission rate, and wavelength on GPON FTTH (Fiber to the Home) and GPON FTTB (Fiber to the Building) systems, where data transmission is carried out by fiber transmission line up to the home and to the building, has been examined. In the GPON FTTH system, the length of the transmission line is selected as 3 km, 10 km and 20 km, and data transmission is provided. System performance for data transmission at bit rates of 622 Mbps, 1244 Mbps and 2488 Mbps is investigated.
After the optical power divider in the GPON FTTB design data was transmitted to the ONTs (Optical Network Terminal) located in the buildings at four different distances 3 km, 5 km, 10 km and 20 km where the fiber transmission line is used and the effects of the distance on the system were observed. Bit transmission rate was determined as 622 Mbps, 1244 Mbps, and 2488 Mbps, respectively, and the effects of bit transmission rate and distance on the system were analyzed at the same time. In the design of GPON FTTH and GPON FTTB, CW (Continuous Wave) laser with wavelengths of 850 nm, 1200 nm, 1310 nm, 1490 nm, 1550 nm, 1700 nm and 1800 nm used in the transmitter block was used and the effect of the wavelength on the signal obtained in the receiver part of the systems was investigated.
Wavelength Division Multiplexed Passive Optical Network (WDM-PON) system was designed by using PON (Passive Optical Network) technology and WDM (Wavelength Division Multiplexing) technology together. The effects of EDFA (Erbium Doped Fiber Amplifier) and Raman optical amplifiers on the WDM-PON FTTH system are examined. Eventually, in WDM-PON FTTH design, the place and effects of Gaussian, Bessel, Butterworth, Chebyshev and Rectangle low-pass optical filters in the system are evaluated.