Analysis and optimisation of transmission performance in high speed DWDM optical fiber systems regarding FWM and ASE effects

Optik fiberli haberleşme sistemlerinde kapasiteyi arttırmak için veri iletim hızının ya da iletim uzaklığının arttırılması gerekmektedir. Ancak kapasiteyi arttırma girişimleri sistem performansını sınırlayan bazı olumsuz etkileri de beraberinde getirmektedir. Günümüzde, optik fiberli haberleşme sistemlerinin veri iletim kapasitesini sınırlayan en önemli unsurlardan biri optik fiberde ortaya çıkan doğrusal olmayan etkilerdir.Bu çalışmada, yoğun dalgaboyu bölmeli çoğullama (DWDM) sistemindeki optik fiberde meydana gelen öz-faz modülasyonu (SPM), çapraz-faz modülasyonu (XPM) ve dört-dalga karışımı (FWM) gibi doğrusal olmayan olayların iletim performansına etkileri araştırılmış ve bu etkilerden özellikle FWM etkisinin azaltılmasına yönelik önerilerde bulunulmuştur. Çalışmada FWM doğrusalsızlığının bozucu etkisi, kanal işaretlerinin optik fiberin çıkışındaki optik işaret-gürültü oranı (OSNR) değerleri göz önüne alınarak, azaltılmaya çalışılmıştır. Bu amaçla, FWM ve yükseltilmiş kendiliğinden yayılma (ASE) gürültüsünün birleşik etkisini OSNR açısından azaltmaya yönelik olarak, her bir kanal işaretinin optik fibere en uygun giriş gücü belirli sınır değerleri içerisinde belirlenmiştir. Bu sayede optik kanalların karakterize edilmesi sağlanmıştır. Buradan yola çıkarak bir optimizasyon problemi tanımlanmış ve Matlab programı kullanılarak diferansiyel gelişim algoritması (DEA) ile çözülmüştür. Ayrıca, aynı kanal giriş güçlerine sahip işaretler için Matlab tabanlı yazılımla gerçekleştirilen benzetimlerde elde edilen sonuçların, OptiSim? benzetim programı ile elde edilen değerlerle karakteriksel uyumluluğu gösterilmiştir.Yazılan benzetim programı sayesinde, sistem performansını en üst düzeye getirecek en uygun kanal giriş güçleri kolaylıkla belirlenebilmektedir. Böylece, optimize edilmiş giriş güçlerinde optik kanallara sahip bir DWDM sisteminin OSNR performansı önemli derecede arttırılır.In order to increase capacity of communication systems, data transmission rate or transmission length must be increased. However, many attempts to increase the capacity were carried out some detractive effects which limit system performance. Today, one of the most important factors limiting the data transmission capacity of optical fiber communication systems is nonlinear effects which arise from optical fiber.In this thesis, the effects of nonlinear phenomena, such as self-phase modulation (SPM), cross-phase modulation (XPM) and four-wave mixing (FWM), occurring in optical fiber of dense wavelength division multiplexing (DWDM) transmission system are investigated for transmission performance and some recommendations are made to reduce especially FWM effect from these effects. In optical signal-to-noise ratio (OSNR) values of each channel output signal from the optical fiber, the disruptive effect of FWM nonlinearity is minimized. For this purpose, in order to degrade the combined effect of FWM and amplified spontanous emission (ASE) noise in terms of OSNR, the optimum input powers for each channel signal within a certain bound values are determined. In this way, the characterization of each optical channel is provided. Based on this, an optimization problem is determined and solved by using a differential evolution algorithm (DEA) in Matlab programme. Furthermore, the simulation results obtained in our Matlab based software for channel input signals each of which has the same power are characteristically compatible with those provided by OptiSim simulation programme.Using our simulation programme, the most appropriate channel input powers regarding the highest system performance can easily be determined as a function of different system parameters. Thus, the OSNR performance of a DWDM link having the optical channels with optimised input powers is significantly increased

DC~1.6 GHz GaAs MESFET’lere sahip dağılmış parametreli kuvvetlendirici

In this study, a DC ~ 1.6 GHz bandwidth distributed amplifier (DA) is fabricated in printed circuit board (PCB). The scattering (S-) parameters of the distributed amplifier are measured and compared with simulated results. In characterization of the amplifier, small-signal microwave Sparameters given at some discrete frequencies of transistors are utilized. According to obtained results, it is observed that measured and simulated results are in relatively good agreement.Bu çalışmada, DC ~ 1.6 GHz bant genişliğine sahip bir dağılmış parametreli kuvvetlendirici (DA) baskı devre kartında gerçeklenmiştir. Dağılmış parametreli kuvvetlendiricinin performans parametreleri olan saçınım (S-) parametreleri ölçülmüş ve sonuçlar benzetim sonuçlarıyla kıyaslanmıştır. Yükselticinin karakterizasyonunda, devrenin aktif elemanları olan transistörlerin bazı frekanslarda verilmiş küçük-işaret mikrodalga S-parametreleri ve pasif elemanların değerleri kullanılmıştır. Elde edilen sonuçlara göre, ölçülen ve benzetilen sonuçlar nispeten uyumludur

Farklı tipte FR4 kaplamaları için 28 GHz mikroşerit yama anteni tasarımı ve analizi

In this study, rectangular patch microstrip antennas operating at 28 GHz frequency compatible with 5G mobile technology are designed with Computer Simulation Technology (CST) program for different patch materials and the performances of the designed antennas are compared. For each of the same sized antennas designed with the selected patch materials, it is found that they are suitable for the 28 GHz band and the best return loss performance is obtained by using the tantalum conductor while the silver conductor has the best antenna efficiency.Bu çalışmada, 5G mobil teknolojisine uygun olarak 28 GHz frekansında çalışan dikdörtgen yama mikroşerit antenler, farklı yama malzemeleri için Computer Simulation Technology (CST) programı ile tasarlanmış ve tasarlanan antenlerin performansları karşılaştırılmıştır. Seçilen yama malzemeleri ile tasarlanan aynı boyuttaki antenlerin her biri için 28 GHz bandında çalışmalarının uygun oldukları ve en iyi geri dönüş performansının tantal iletkeninin kullanılması ile elde edilirken gümüş iletkenin en iyi anten verimine sahip olduğu görülmüştür

Optimum transmission distance for relay-assisted free-space optical communication systems

In this paper, optimum transmission distances are obtained for different relay nodes in the serial and parallel decode-and-forward relaying schemes by using differential evolution algorithm in free-space optical communication systems. The transmission distances are investigated by optimizing the place of the relay nodes at a target outage probability of 10(-6). In this study, the numerical results reveal that the optimum transmission distances are increased for both the whole power margins and different number of relay nodes with the help of the proposed optimization technique