Hücresel haberleşme teknolojilerinde kullanılan optik haberleşme sistemlerinin analizi ve uygulamaları
Analysis and applications of optical communication systems used in cellular communication technologies
- Tez No: 942427
- Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ NECMİYE ÖZLEM ÜNVERDİ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Yıldız Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Haberleşme Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 135
Özet
Hücresel haberleşme teknolojilerinin devam eden evrimi, veri iletimi, ağ altyapısı ve hizmet yeteneklerinde önemli ilerlemelerle sonuçlanmıştır. Bu çalışma, hız, bağlanabilirlik, güvenilirlik ve verimlilik alanlarındaki önemli gelişmelere odaklanarak hücresel haberleşme teknolojilerinin birinci nesilden 5G ve ötesine kadar olan gelişimini incelemektedir. Optik haberleşme sistemleri, 5G ve gelecekteki ağlarda, özellikle akıllı sistemler ve Nesnelerin interneti (IoT) alanlarında yüksek hızlı iletişim için temel teknoloji olarak hareket ederek bu ilerlemeler için çok önemlidir. Hızlı ve güvenilir bağlantıya yönelik artan talebe yanıt olarak araştırma, optik filtrelerin bu iletişim sistemlerinin performansını optimize etmedeki rolünü, özellikle de yeni nesil mobil ağlarda sistem verimliliği ve sinyal kalitesi üzerindeki etkileriyle ilişkili olarak değerlendirmektedir. Çalışma, 5G ve gelecek teknolojilerin yüksek band genişliği gereksinimlerini karşılamak için modülatörler, Kuvvetlendiriciler ve fotodiyotlar gibi optik devre elemanlarını içeren OptiSystem 22.0 kullanarak bir serbest uzay optik (SUO) iletişim sistemini modellemekte ve analiz etmektedir. Dört tip optik filtre (Gaussian, Dikdörtgen, Butterworth ve Bessel) göz diyagramları, maksimum kalite faktörü, bit hata oranı (BER), güç spektrumu ve optik güç gibi temel performans ölçütlerine göre karşılaştırılmıştır. Simülasyon sonuçları, Gaussian optik filtresinin diğer filtrelerden daha iyi performans gösterdiğini, en yüksek maksimum kalite faktörünü ve en düşük BER'i elde ettiğini göstermektedir. Buna karşılık, dikdörtgen filtre, sabit bir maksimum kalite faktörünü korumasına rağmen, önemli sinyal bozulmasına işaret eden kapalı bir göz diyagramı gösterir. Butterworth ve Bessel filtreleri orta düzeyde performans göstererek genel sistem verimliliği açısından Gaussian ve Dikdörtgen filtreler arasında yer almaktadır. Bu çalışma, gelecek nesil mobil ağlarda iletişim sistemi performansını optimize etmek için doğru optik filtrenin seçilmesinin önemini vurgulamaktadır. Gaussian optik filtrenin, sinyal bozulmasını en aza indirerek ve SUO iletişim yapılandırmalarında sistem verimliliğini artırarak oynadığı kritik role dikkat çekilmektedir. Elde edilen bulgular, 5G ve gelecekteki ağların yüksek hızlı, güvenilir ve verimli gereksinimlerini karşılayabilen optik iletişim sistemlerinin gelişimine katkı sağlamaktadır. Ayrıca, çalışma 5G ve gelecek 6G ağlarının dağıtımının ayrılmaz bir parçası olan temel teknolojilere genel bir bakış sunmaktadır. Optik iletişim sistemlerindeki ilerlemelerin, gelişen mobil telekomünikasyon ortamında daha yüksek veri hızları, daha düşük gecikme süresi ve daha fazla bağlantı için artan talepleri karşılamak için nasıl gerekli olduğunu vurgulamaktadır. Optik filtrelerin entegrasyonu, hem mevcut hem de gelecekteki ağ altyapılarında üstün iletişim hizmetlerinin sunulmasına katkıda bulunarak bu hedeflere ulaşmada çok önemli bir bileşen olarak tanımlanmaktadır.
Özet (Çeviri)
The ongoing evolution of cellular communication technologies has resulted in substantial progress in data transmission, network infrastructure, and service capabilities. This study explores the development of cellular communication technologies from the first generation through to 5G and beyond, with a focus on key advancements in speed, connectivity, reliability, and efficiency. Optical communication systems are pivotal to these advancements, acting as the foundational technology for high-speed communication in 5G and future networks, particularly in the realms of smart systems and Internet of Things. In response to the growing demand for fast and reliable connectivity, the research evaluates the role of optical filters in optimizing the performance of these communication systems, particularly in relation to their impact on system efficiency and signal quality in next generation mobile networks. The study models and analyzes free space optical (FSO) communication system using OptiSystem 22.0, incorporating optical circuit elements such as modulators, amplifiers, and photodiodes to meet the high bandwidth requirements of 5G and future technologies. Four types of optical filters Gaussian, Rectangular, Butterworth, and Bessel are compared based on key performance metrics such as eye diagrams, maximum Q factor, bit error rate (BER), power spectrum, and optical power. The simulation results indicate that the Gaussian optical filter outperforms the other filters, achieving the highest Q factor and the lowest BER. In contrast, the rectangular filter, although maintaining a stable Q factor, shows a closed eye diagram, suggesting significant signal degradation. The Butterworth and Bessel filters demonstrate moderate performance, positioning them between the Gaussian and Rectangular filters in terms of overall system efficiency. This study highlights the significance of choosing the correct optical filter to optimize communication system performance in next-generation mobile networks. It highlights the critical role of the Gaussian optical filter in minimizing signal degradation and boosting system efficiency in FSO communication configurations. The findings contribute to the advancement of optical communication systems capable of meeting the high-speed, reliable, and efficient demands of 5G and future networks. Furthermore, the study provides an overview of the key technologies integral to the deployment of 5G and forthcoming 6G networks. It emphasizes how advancements in optical communication systems are essential for addressing the increasing demands for higher data rates, lower latency, and greater connectivity in the evolving landscape of mobile telecommunications. The integration of optical filters is identified as a crucial component in achieving these objectives, contributing to the delivery of superior communication services in both current and future network infrastructures.
Benzer Tezler
- Towards fully 3D-printed miniaturized confocal imager
Üç boyutlu yazıcı ile üretilmiş minyatürize konfokal görüntüleyici
JANSET SAVAŞ
Yüksek Lisans
İngilizce
2017
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. ONUR FERHANOĞLU
YRD. DOÇ. DR. YİĞİT DAĞHAN GÖKDEL
- Kablosuz ağlarda el değiştirme
Handover in wireless networks
SEVGİ ERMAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2008
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrolİstanbul Teknik ÜniversitesiBilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. EMRE HARMANCI
- New possibilities in the design of CMOS frequency agile filters
Frekans atik süzgeçlerin tasarımında yeni olanaklar
ERSİN ALAYBEYOĞLU
Doktora
İngilizce
2017
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HULUSİ HAKAN KUNTMAN
- Algorithms for interference immunity and efficient radio resource utilization in wireless communications systems
Kablosuz iletişim sistemlerinde girişim direnci ve verimli radyo kaynağı kullanımı için algoritmalar
ARMED TUSHA
Doktora
İngilizce
2023
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Medipol ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği ve Siber Sistemler Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HÜSEYİN ARSLAN
- Design of vehicular communication systems employing physical layer network coding over cascaded fading channels
Kaskad sönümlemeli kanallarda fiziksel katman ağ kodlama yapan araçlar arası haberleşme sistemlerinin tasarımı
SERDAR ÖZGÜR ATA
Doktora
İngilizce
2017
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İBRAHİM ALTUNBAŞ