EDFA kuvvetlendiricili DWDM/UDWDM uzak mesafe haberleşme sistemlerinde SRS, FWM ve ASE gürültüsü birleşik etkisinin modellenmesi ve benzetimi
Modeling and simulation of the combined effect of SRS, FWM and ASE noise in DWDM/UDWDM long haul communication systems using EDFAs
- Tez No: 712104
- Danışmanlar: DOÇ. DR. SAİT ESER KARLIK
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2022
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Bursa Uludağ Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 129
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.
Özet (Çeviri)
The importance of dense/ultra dense wavelength division multiplexing (DWDM/UDWDM) multi-span long haul communication systems using EDFAs in modern optical fiber communication systems increases. Those systems enable flexible optical network designs and transmission over long distances. DWDM/UDWDM multi-span systems using EDFAs transmit the optical signal by amplifing the optical signal without any need to opto-electronic/electro-optical conversions with high gain and low noise. System parameters such as input power, channel spacing, number and spacing of amplifiers, total transmission length limit the system performance by affecting nonlinear phenomena in the optical fiber. These nonlinear phenomena can be described as self-phase modulation (SPM), cross phase modulation (XPM), four wave mixing (FWM), stimulated Raman scattering (SRS), stimulated Brillouin scattering (SBS) but FWM and SRS are the major nonlinear effects that limit the system performance as well as the amplified spontaneous emission (ASE) noise occuring in EDFAs. In this thesis, SXR variations both under the single FWM impact and under the combined impact of FWM and SRS at central channels of single span DWDM/UDWDM communication systems; OSNR variations under the combined impact of SRS, FWM and ASE noises at central channels of multi span DWDM/UDWDM communication systems have been analyzed. Simulation results obtained for SXR variations under the single impact of FWM and combined impact of FWM and SRS at single-span DWDM/UDWDM systems show that FWM becomes the more dominant effect with respect to SRS. OSNR variations obtained under the combined impact of SRS, FWM and ASE noise at multi-span UDWDM systems with narrow channel spacing values show that due to the increase in FWM crosstalk power and the decrease in optical filter bandwidth, FWM power becomes the more dominant effect with respect to SRS and ASE noise. OSNR variations obtained under the combined impact of SRS, FWM and ASE noise at multi-span DWDM systems with broad channel spacing values show that due to the increasing optical filter bandwidth and decreasing channel spacing values, ASE noise becomes the more dominant effect with respect to FWM and SRS. Simulation results compare both single impact of FWM with combined impact of FWM and SRS at central channels of single-span systems and combined impact of SRS, FWM and ASE noise at central channes of multi-span systems. Therefore, this thesis gives important clues for design and implementation of reliable long-haul DWDM/UDWDM systems.
Benzer Tezler
- Optik fiberlerdeki doğrusal olmayan olayların tek ve çok segmentli DWDM uzak mesafe iletişim sistemlerinin performansı üzerindeki birleşik etkilerinin modellenmesi ve karşılaştırmalı analizi
Modeling and comparative analysis of the combined impacts of nonlinear phenomena in optical fibers on the performance of single-span and multi-span DWDM long-haul communication systems
ABBAS YILDIRIM
Doktora
Türkçe
2024
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiBursa Uludağ ÜniversitesiElektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. SAİT ESER KARLIK
- Erbiyum katkılı fiber kuvvetlendiricilerin modellenmesi ve simülasyonu
Modelling and simulation of erbium doped fiber amplifiers
BARIŞ ALTINER
Yüksek Lisans
Türkçe
2009
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiYıldız Teknik ÜniversitesiElektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. N. ÖZLEM ÜNVERDİ
- Nadir toprak-katkılı tek-modlu fiber kuvvetlendiricilerin tasarım ve optimizasyonuna sıcaklığın etkisi
Effect of the temperature to design and optimization of the rare-earth-doped single-mode fiber amplifiers
CÜNEYT BERKDEMİR
Doktora
Türkçe
2005
Fizik ve Fizik MühendisliğiErciyes ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
PROF.DR. SEDAT ÖZSOY
- Optik kuvvetlendiricilerin analizi ve uygulamaları
Analysis and applications of the optical amplifiers
TOLGA KÜÇÜKARSLAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2012
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiYıldız Teknik ÜniversitesiElektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. N. ÖZLEM ÜNVERDİ
- Fiber üzerinden radyo haberleşmesinin analizi ve uygulamaları
Analysis and applications of radio over fiber communication systems
UĞUR UMUR KAZANCILI
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiYıldız Teknik ÜniversitesiElektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ NECMİYE ÖZLEM ÜNVERDİ