Publication: Wdm hattı üzerinde fbg sensörü tabanlı performans uygulamaları
Abstract
ÖZETWDM HATTI ÜZERİNDE FBG SENSÖRÜ TABANLI PERFORMANS UYGULAMALARIHızla gelişen teknolojiye paralel olarak ilerleyen ve her geçen gün yeni bir gelişmeyle karşımıza çıkan haberleşme sistemlerinin kullanımı, gün geçtikçe yaygınlaşmakta ve hayatımızda daha fazla yer almaktadır. Özellikle IOT (Nesnelerin İnterneti) kavramıyla birlikte veri trafiğinde artış meydana gelmiş bu da daha fazla bant genişliğine ihtiyaç duyulmasına neden olmuştur. Bu ihtiyacın karşılanması için günümüzdeki en etkili teknoloji fiber teknolojisidir. Bu teknolojinin dallarından biri olan WDM (Dalga Boyu Bölümlemeli Çoğullama) farklı dalga boyları ile birden fazla kanal üzerinden yüksek miktarlarda veri iletimini sağlayabilmektedir. Bu hat üzerinde yapılan veri iletimlerinde FBG’lerden (Fiber Bragg Izgara) hem sensör olarak hem de performans iyileştirmelerinde yararlanılabilmektedir.Bu çalışmada, WDM hattı üzerinde çeşitli FBG uygulamaları gerçekleştirilmiştir. Bu uygulamalarda FBG’nin hat üzerinde oluşan sıcaklık etkisinin tespiti ile hat değerlerinin iyileştirilmesindeki etkisinin incelenmesi amaçlanmıştır. Bu yönde çalışmalar gerçekleştirilerek tespit edilen değerler ile birlikte yorumlanarak paylaşılmıştır.Çalışmanın ilk kısmında sıcaklık artışıyla birlikte WDM sinyalinde kayma olup olmadığının FBG aracılığıyla tespit edilmesi ve dalga boyunda oluşan kayma miktarının belirlenmesi gerçekleştirilmiştir. WDM hatlarda veri iletimi yüksek hızlarda gerçekleştiğinden dolayı kanallar arası boşluklar çok küçük miktarlarda olmakta ve sıcaklık artışı hat üzerinde olumsuz etki yaratabilmektedir. İkinci kısmında ise WDM hattı üzerindeki sinyal değerlerinin FBG yardımıyla iyileştirilmesi ve bu iyileştirmenin niceliksel olarak ortaya konması sağlanmıştır. Değerlerin iyileştirilmesi uygulamasına gürültülü ortam ve farklı değerlerdeki sinyal değerleri gibi değişik durumlar da eklenmiştir. Bu durumlarda elde edilen değerler yorumlanarak paylaşılmıştır.EKKÜRiİÇİNDEKİLERiiÖZETivABSTRACTvSEMBOLLERviKISALTMALARviiŞEKİL LİSTESİixTABLO LİSTESİxi1.GİRİŞ11.1.Literatür Taraması21.2.Dalga Boyu Bölmeli Çoğullama ( WDM)31.2.1.Dalga boyu bölmeli çoğullama (WDM) tarihçesi31.2.2.Dalga boyu bölmeli çoğullamanın (WDM) üstünlüğü41.2.3.Dalga boyu çoğullamanın (WDM) yapısı61.2.4.Dalga boyu çoğullama (WDM) çeşitleri81.3.Fiber Bragg Izgara ( FBG)91.3.1.FBG yapısı ve çalışma prensibi111.3.2.FBG çeşitleri121.3.2.1.Tekdüze (uniform) FBG121.3.2.2.Cıvıltılı (chirped) FBG121.3.2.3.Apodize FBG131.3.3.FBG ile sıcaklık değişimi tespiti142.MATERYAL VE YÖNTEM152.1.OptiSystem Simülasyon Programı152.1.1.OptiSystem’e genel bakış152.1.2.OptiSystem arayüzü162.1.2.1.Proje Planı (Project Layout)172.1.2.2.Sekmeler (Dockers)172.1.2.3.Durum Çubuğu (Status Bar)192.1.3.Proje simülasyonu ve sonuçların gösterilmesi192.2.Bit Hata Oranı ( BER)212.3.Q-Faktörü232.4.Q-Faktör ile BER arasındaki ilişki242.5.Göz Diyagramı (Eye Diagram)243.BULGULAR VE TARTIŞMA273.1.WDM’de FBG Tabanlı Performans Uygulamaları273.1.1.Sıcaklığın dalga boyuna etkisinin FBG yardımıyla tespiti273.1.2.WDM’de FBG yardımıyla performans iyileştirilmesi313.1.2.1.BER değerinin iyileştirilmesi333.1.2.2.Q-Faktör değerinin iyileştirilmesi353.1.3.Kanal hızı performanslarının FBG yardımıyla karşılaştırılması373.1.4.OSNR (Optik Sinyal Gürültü Oranı) değerlerinin FBG yardımıyla performans etkisinin analizi383.1.5.AWGN(Toplamsal Beyaz Gauss Gürültü)’nin FBG yardımıyla performans etkisi analizi403.1.5.1.BER değerinin incelenmesi413.1.5.2.Q-Faktör değerinin incelenmesi424.SONUÇLAR43KAYNAKLAR45
ABSTRACTFBG SENSOR BASED PERFORMANCE IMPLEMENTATION ON WDM LINEThe use of the communication systems which progress parallel to the rapidly developing technology and come up with new developments day by day is spreading and takes more place in our lives. Especially with the concept of IOT (Internet of Things), the increase in data traffic has led to the need for more bandwidth. Fiber optics is the most effective technology available today to meet this need. WDM (Wavelength Division Multiplexing), which is one of the branches of this technology, can transmit data in high quantities over several channels with different wavelengths. In data transmissions on this line, FBGs (Fiber Bragg Grating ) can be used both as sensors and in performance improvements.In this study, various FBG applications were performed on the WDM line. In these applications, it is aimed to analyzed the effect of FBG on improving the line values by detecting the temperature effect on the line. This field is shared by interpreting the values determined by the studies.In the first part of the study, determination of the shift in the WDM signal with temperature increase was determined by means of the FBG and the amount of shift in the wavelength was determined. As data transmission occurs in WDM lines at high speeds, gaps between channels are very small and temperature increase can have a negative effect on the line. In the second part, the signal values on the WDM line are improved with the help of FBG and quantification of this improvement is provided. The value improvement application has also added different situations such as noisy environment and signal values at different values. The values obtained in these cases are interpreted and shared.EKKÜRiİÇİNDEKİLERiiÖZETivABSTRACTvSEMBOLLERviKISALTMALARviiŞEKİL LİSTESİixTABLO LİSTESİxi1.GİRİŞ11.1.Literatür Taraması21.2.Dalga Boyu Bölmeli Çoğullama ( WDM)31.2.1.Dalga boyu bölmeli çoğullama (WDM) tarihçesi31.2.2.Dalga boyu bölmeli çoğullamanın (WDM) üstünlüğü41.2.3.Dalga boyu çoğullamanın (WDM) yapısı61.2.4.Dalga boyu çoğullama (WDM) çeşitleri81.3.Fiber Bragg Izgara ( FBG)91.3.1.FBG yapısı ve çalışma prensibi111.3.2.FBG çeşitleri121.3.2.1.Tekdüze (uniform) FBG121.3.2.2.Cıvıltılı (chirped) FBG121.3.2.3.Apodize FBG131.3.3.FBG ile sıcaklık değişimi tespiti142.MATERYAL VE YÖNTEM152.1.OptiSystem Simülasyon Programı152.1.1.OptiSystem’e genel bakış152.1.2.OptiSystem arayüzü162.1.2.1.Proje Planı (Project Layout)172.1.2.2.Sekmeler (Dockers)172.1.2.3.Durum Çubuğu (Status Bar)192.1.3.Proje simülasyonu ve sonuçların gösterilmesi192.2.Bit Hata Oranı ( BER)212.3.Q-Faktörü232.4.Q-Faktör ile BER arasındaki ilişki242.5.Göz Diyagramı (Eye Diagram)243.BULGULAR VE TARTIŞMA273.1.WDM’de FBG Tabanlı Performans Uygulamaları273.1.1.Sıcaklığın dalga boyuna etkisinin FBG yardımıyla tespiti273.1.2.WDM’de FBG yardımıyla performans iyileştirilmesi313.1.2.1.BER değerinin iyileştirilmesi333.1.2.2.Q-Faktör değerinin iyileştirilmesi353.1.3.Kanal hızı performanslarının FBG yardımıyla karşılaştırılması373.1.4.OSNR (Optik Sinyal Gürültü Oranı) değerlerinin FBG yardımıyla performans etkisinin analizi383.1.5.AWGN(Toplamsal Beyaz Gauss Gürültü)’nin FBG yardımıyla performans etkisi analizi403.1.5.1.BER değerinin incelenmesi413.1.5.2.Q-Faktör değerinin incelenmesi424.SONUÇLAR43KAYNAKLAR45
ABSTRACTFBG SENSOR BASED PERFORMANCE IMPLEMENTATION ON WDM LINEThe use of the communication systems which progress parallel to the rapidly developing technology and come up with new developments day by day is spreading and takes more place in our lives. Especially with the concept of IOT (Internet of Things), the increase in data traffic has led to the need for more bandwidth. Fiber optics is the most effective technology available today to meet this need. WDM (Wavelength Division Multiplexing), which is one of the branches of this technology, can transmit data in high quantities over several channels with different wavelengths. In data transmissions on this line, FBGs (Fiber Bragg Grating ) can be used both as sensors and in performance improvements.In this study, various FBG applications were performed on the WDM line. In these applications, it is aimed to analyzed the effect of FBG on improving the line values by detecting the temperature effect on the line. This field is shared by interpreting the values determined by the studies.In the first part of the study, determination of the shift in the WDM signal with temperature increase was determined by means of the FBG and the amount of shift in the wavelength was determined. As data transmission occurs in WDM lines at high speeds, gaps between channels are very small and temperature increase can have a negative effect on the line. In the second part, the signal values on the WDM line are improved with the help of FBG and quantification of this improvement is provided. The value improvement application has also added different situations such as noisy environment and signal values at different values. The values obtained in these cases are interpreted and shared.EKKÜRiİÇİNDEKİLERiiÖZETivABSTRACTvSEMBOLLERviKISALTMALARviiŞEKİL LİSTESİixTABLO LİSTESİxi1.GİRİŞ11.1.Literatür Taraması21.2.Dalga Boyu Bölmeli Çoğullama ( WDM)31.2.1.Dalga boyu bölmeli çoğullama (WDM) tarihçesi31.2.2.Dalga boyu bölmeli çoğullamanın (WDM) üstünlüğü41.2.3.Dalga boyu çoğullamanın (WDM) yapısı61.2.4.Dalga boyu çoğullama (WDM) çeşitleri81.3.Fiber Bragg Izgara ( FBG)91.3.1.FBG yapısı ve çalışma prensibi111.3.2.FBG çeşitleri121.3.2.1.Tekdüze (uniform) FBG121.3.2.2.Cıvıltılı (chirped) FBG121.3.2.3.Apodize FBG131.3.3.FBG ile sıcaklık değişimi tespiti142.MATERYAL VE YÖNTEM152.1.OptiSystem Simülasyon Programı152.1.1.OptiSystem’e genel bakış152.1.2.OptiSystem arayüzü162.1.2.1.Proje Planı (Project Layout)172.1.2.2.Sekmeler (Dockers)172.1.2.3.Durum Çubuğu (Status Bar)192.1.3.Proje simülasyonu ve sonuçların gösterilmesi192.2.Bit Hata Oranı ( BER)212.3.Q-Faktörü232.4.Q-Faktör ile BER arasındaki ilişki242.5.Göz Diyagramı (Eye Diagram)243.BULGULAR VE TARTIŞMA273.1.WDM’de FBG Tabanlı Performans Uygulamaları273.1.1.Sıcaklığın dalga boyuna etkisinin FBG yardımıyla tespiti273.1.2.WDM’de FBG yardımıyla performans iyileştirilmesi313.1.2.1.BER değerinin iyileştirilmesi333.1.2.2.Q-Faktör değerinin iyileştirilmesi353.1.3.Kanal hızı performanslarının FBG yardımıyla karşılaştırılması373.1.4.OSNR (Optik Sinyal Gürültü Oranı) değerlerinin FBG yardımıyla performans etkisinin analizi383.1.5.AWGN(Toplamsal Beyaz Gauss Gürültü)’nin FBG yardımıyla performans etkisi analizi403.1.5.1.BER değerinin incelenmesi413.1.5.2.Q-Faktör değerinin incelenmesi424.SONUÇLAR43KAYNAKLAR45