Erbiyum katkılı fiber optik amplifikatörlerin simülasyonu ve gürültünün sistem performansına etkisinin incelenmesi

Abstract

IV ERBIUM KATKILI FIBER OPTİK AMPLİFİKATÖRLERİN (EDFA) SIMULASYONU VE GÜRÜLTÜNÜN SİSTEM PERFORMANSINA ETKİSİNİN İNCELENMESİ Cem Çokrak Elektrik - Elektronik Mühendisliği, Yüksek Lisans Tezi, 2001 Danışman : Yrd.Doç.Dr. Ahmet ALTUNCU ÖZET Uzak mesafe noktadan noktaya fiber optik iletişim linklerinin ve optik ağların gerçekleştirilmesinde karşılaşılan temel problemlerden birisi fiber kaybıdır. Yakın zamanda bu problemi çözmek için gerçekleştirilen önemli bir teknolojik gelişme ise erbiyum katkılı fiber optik amplifikatörlerin (EDFA) gerçeklenmesi olmuştur. EDFA' lar, terabitlerin ötesinde çalışabilen yüksek bit oranlı ve uzak mesafe fiber optik iletişim sistemlerinde, optik sinyallerin doğrudan optik olarak yükseltilebilmesine izin vermiştir. Bu çalışmada, C bandında (1525-1565 nm) çalışan ileri yönde pompalanmış bir EDFA'nın kazanç, gürültü faktörü ve ASE gücü değişimlerini karakterize eden bir simülasyon programı Matlab ortamında yazılmış ve simülasyon sonuçlan analiz edilmiştir. Program, EDFA'yı modelleyen oran ve yayınım denklemlerini nümerik yolla çözerek istenen karakteristikleri, Er3+ katkılı fiber uzunluğu, pompalama gücü, sinyal giriş gücü ve Er3+ katkılama yoğunluğunun fonksiyonu olarak grafiksel yolla görüntülemektedir. Bu şekilde, fiziksel parametreleri verilen bir EDFA'nın kazanç ve gürültü performansı grafiksel olarak elde edilmekte veya arzu edilen performansta bir EDFA için gereken fiziksel EDFA parametreleri kolayca optimum biçimde elde edilebilmektedir. Anahtar Kelimeler: Erbiyum, Fiber, Gürültü Faktörü, Kazanç, Optik Amplifikatör

SIMULATION OF ERBIUM DOPED FD3ER AMPLDTERS AND INVESTIGATING THE EFFECT OF NOISE ON SYSTEM PERFORMANCE Cem Çokrak Electric & Electronic Engineering, M.S. Thesis, 2001 Thesis Supervisor : Asst.Prof.Dr. Ahmet ALTUNCU SUMMARY Fiber loss is a fundamental limitation in realising long haul point-to-point fiber optical communication links and optical networks. One of the advanced technologies achieved in recent years is the advent of erbium doped fiber amplifiers (EDFAs) that has enabled the optical signals in an optical fiber to be amplified directly in high bit rate systems beyond Terabits. In this study, an EDFA simulation program has been written in Matlab to characterize Gain, Noise Figure and ASE power variations of a forward pumped EDFA operating in C band (1525-1565 nm) as functions of Er3+ fiber length, injected pump power, signal input power and Er3+ doping density. The program solves the rate and propagation equations numerically and shows the results grafically. Thus, Gain and Noise Figure performance of an EDFA given with its phsical parameters can be grafically obtained or the required phsical parameters of a desired EDFA with desired operating performance can easily be optimized. Key Words: Erbium, Fiber, Noise Figure, Gain, Optical Amplifier