Fiber üzerinden radyo haberleşme sistemlerinde farklı modülasyon tekniklerinin iletim performansı üzerindeki etkilerinin karşılaştırmalı analizi

Abstract

Günümüzde haberleşme sistemleri, üstel bir şekilde artan kullanıcı sayısı ve buna bağlı olarak yoğunlaşan veri trafiği sebebiyle alternatif çözümler aramaktadır. Radyo frekans işaretlerinin esnek bir yapıda olmasının yanı sıra optik fiberin yüksek bant genişliği ve düşük gecikme üstünlüklerinden dolayı fiber üzerinden radyo haberleşmesi, bina içi ve bina dışı sistemlerde çözüm önerilerinden biri haline gelmiştir. Bu tezde, fiber üzerinden radyo haberleşmesi sistemlerinde, ikili faz kaydırmalı anahtarlama (BPSK), diferansiyel faz kaydırmalı anahtarlama (DPSK), dördün faz kaydırmalı anahtarlama (QPSK), frekans kaydırmalı anahtarlama (FSK), çok seviyeli karesel genlik modülasyonu (QAM) performansları, Optisystem sürüm 7.0 programının kullanıldığı benzetimler vasıtasıyla değerlendirilmiştir. BPSK, DPSK, FSK modülasyonları arasında sistemin fiber hat uzunluğu ve giriş işaret gücü parametreleri değiştirilerek, kalite faktörü ve bit hata oranı (BER) üzerindeki değişimler incelenmiştir. Benzetim sonuçlarına göre, 0 dBm lazer giriş gücünde 10, 20, 50 km fiber uzunluklarında kalite faktörü ve BER değerleri dikkate alındığında; en iyi sonuçlar DPSK modülasyonunda, L=10 km’de sırasıyla kalite faktörü 27,473 ve BER 1,866 x 10−166 olarak elde edilmiştir. 1 km fiber uzunluğunda -10dBm, -5 dBm, 0 dBm ve 5 dBm lazer giriş gücünde kalite faktörü ve BER değerleri dikkate alındığında; en iyi sonuçlar DPSK modülasyonunda lazer giriş gücü 5 dBm iken, sırasıyla kalite faktörü 85,707 ve BER 0 olarak elde edilmiştir.

Today, communication systems are looking for alternative solutions due to the exponentially increasing number of users and the resulting intensified data traffic. In addition to the flexible structure of radio frequency signals with the high bandwidth and low delay advantages of optical fiber, radio over fiber (RoF) communication has become one of the solution proposals for indoor and outdoor systems. In this study, performance of binary phase shift keying (BPSK), differential phase shift keying (DPSK), quadrature phase shift keying (QPSK), frequency shift keying (FSK), multi-level quadrature amplitude modulation (QAM) on RoF systems has been analyzed with simulations using Optisystem version 7.0. The variations in the quality factor and bit error rate (BER) have been examined by changing the fiber length and input signal power for RoF systems using the modulation techniques given above. According to the simulation results, at a laser input power of 0 dBm, quality factor and BER have been investigated for fiber lengths of 10, 20, 50 km. The best results have been achieved with DPSK modulation, with quality factor of 27.473 and BER of 1.866 x 10−166 at L=10 km. For a 1 km fiber length, quality factor and BER have been examined at laser input powers of -10 dBm, -5 dBm, 0 dBm, and 5 dBm. The best results have been obtained with DPSK modulation at a laser input power of 5 dBm, with a quality factor of 85.707 and BER of 0.