440-4109/01 – Optoelektronika II (OPT II)

Garantující katedraKatedra telekomunikační technikyKredity6
Garant předmětuprof. RNDr. Vladimír Vašinek, CSc.Garant verze předmětuprof. RNDr. Vladimír Vašinek, CSc.
Úroveň studiapregraduální nebo graduálníPovinnostvolitelný odborný
RočníkSemestrletní
Jazyk výukyčeština
Rok zavedení2010/2011Rok zrušení2011/2012
Určeno pro fakultyFEIUrčeno pro typy studianavazující magisterské
Výuku zajišťuje
Os. čís.JménoCvičícíPřednášející
LAT04 Ing. Jan Látal, Ph.D.
SVA158 Ing. Josef Svatuška
VAS40 prof. RNDr. Vladimír Vašinek, CSc.
Rozsah výuky pro formy studia
Forma studiaZp.zak.Rozsah
prezenční Zápočet a zkouška 4+2
kombinovaná Zápočet a zkouška 4+6

Cíle předmětu vyjádřené dosaženými dovednostmi a kompetencemi

Rozumět návrhu optických přenosových tras. Učební výstupy jsou stanoveny tak, aby studenti byli schopni identifikovat, aplikovat a řešit úlohy z oblasti optoelektroniky.

Vyučovací metody

Přednášky
Cvičení (v učebně)
Experimentální práce v laboratoři

Anotace

Obsahem předmětu jsou přenosové vlastnosti optických vláken, jejich spojování a měření, konstrukce optických vláken a kabelů, technologie výroby a pokládky optických kabelů.

Povinná literatura:

Ghatak,A.K., Thyagarajan,K.: Introduction to fiber optics. Cambridge University Press, 1.vydání, 1998, ISBN 0-521-577853 Agrawal,G.P.: Fiber optic communication systems. J.Wiley and Sons, 1. vydání, 1992, ISBN 0-471-54286-5 Hoss,R.J., Lacy,E.A.: Fiber Optics. Prentice Hall Inter.Inc., 2.vydání, 1993, ISBN 0-13-181389-7

Doporučená literatura:

Forma způsobu ověření studijních výsledků a další požadavky na studenta

Podmínky udělení zápočtu: Absolvování testu č.1 a testu č.2 Odevzdání všech protokolů z měření

E-learning

Další požadavky na studenta

Prerekvizity

Předmět nemá žádné prerekvizity.

Korekvizity

Předmět nemá žádné korekvizity.

Osnova předmětu

Přednášky: Výroba optických vláken a kabelů 1 - Požadavky na technologie, příprava čistých sklovin, tavné technologie, tažení vláken, tažení dlouhých vláken-metoda dvojitého kelímku, depozitní technologie, OVPO, VAD, MCVD, PCVD technologie, pláště optických vláken, primární a těsná sekundární ochrana, optické kabely pro telekomunikace a datové komunikace, základní struktura kabelu Výroba optických vláken a kabelů 2 - Mechanické parametry optických kabelů, ochrana a odolnost proti vlhkosti, gely optických kabelů, ochrana optických kabelů proti biologickým vlivům, materiály plášťů optických kabelů, PVC, polyuretan, HDPE, nylon, teflon, LSZH materiály, příklady katalogových parametrů optických kabelů Instalační metody a postupy s optickými kabely Instalační metody, instalace ve stupačkách, pokládka kabelů do trubek, ochrana před bleskem, samonosné kabely, kabely pro chemické prostředí, prostředí s vysokou teplotou, zafouknutá vlákna, nové pokládkové technologie optických kabelů, struktura telekomunikačních optických tras, výstavba strukturovaných celooptických sítí, vystrojování optických rozváděčů, návrh optických tras, útlumový rozpočet, disperzní rozpočet Spojování optických vláken a kabelů 1 - Rozebíratelné a nerozebíratelné spoje, vnitřní a vnější ztráty ve spojích, reflexní ztráty spoje, vložný útlum, optomechanické spoje, svařované spoje, svářečky optických vláken, ochrana spojů po svařování, optické konektory, základní části optických konektorů, vložný útlum konektoru, útlum zpětného odrazu Spojování optických vláken a kabelů 2 - Křivka četnosti vložného útlumu, opakovatelnost spojení, montážní hustota konektorů a jejich slučitelnost s přístroji a optickými kabely, typy a materiály ferulí optických konektorů, typy optických konektorů-SMA, FC, ST, SC, FDDI, ESCON, E2000, nové typy konektorů-MTRJ, MTP, MU, MINIMAC, nejnovější trendy ve spojování optickými konektory Měření optických vláken a kabelů - 1 Druhy měření, měření na SM a MM vláknech a kabelech, měření útlumu, podmínky měření útlumu, metoda dvou délek, přímá metoda, OTDR-metr, základní části přístroje, mrtvé zóny měření Měření optických vláken a kabelů - 2 Průběh křivky zpětného rozptylu, kabelový faktor, tvar poruch na křivce zpětného rozptylu, chromatická disperze, popis metod, diferenciální fázový posun, časové zpoždění impulsů, měření chybovosti trasy BERT, měření vložného útlumu konektorů a ostatních pasivních prvků optické trasy, měření útlumu zpětného odrazu Základy zdrojů pro optické komunikace - lasery Základní vlastnosti laserů, samovolná a stimulovaná emise, inverze populace, kladná zpětná vazba, ztráty v materiálu, laserová činnost a převodní charakteristika laseru, charakteristiky a vlastnosti laserového světla, lasery na PN přechodech, základní struktury laserových diod, DH, BH, páskové lasery, QW lasery, VCSEL, optické rezonátory, omezení šířky spektrální čáry, DFB a DBR lasery, laserové diody s a bez aktivního chladiče, katalogové parametry laserových diod Základy zdrojů pro optické komunikace - LED Výhody a nevýhody LED ve srovnání s laserovými diodami, vznik fotonů v polovodičích, vznik světla na PN přechodu, základní popis a charakteristiky LED, homogenní přechody LED, LED na heterostrukturách, povrchově emitující LED (SLED), hranově emitující LED (ELED), vazba světla LED-optické vlákno, technologie ke zlepšení vazby, katalogové parametry LED, modulační šířka pásma LED Zdroje pro optické komunikace - pokročilý popis 1 - Pásový diagram intrinzitních polovodičů, Fermiho hladina, hustoty nosičů náboje, efektivní hmotnost elektronů a děr, příměsové polovodiče, materiály pro optické komunikace, PN přechod bez napětí, hustota elektronů a děr, PN přechod v propustném směru, přímé a nepřímé přechody, zákon zachování energie a hybnosti, E-k pásový diagram, Einsteinovy bilanční relace, dvojhladinové systémy, rovnovážné záření dvojhladinového systému, realce mezi samovolnou a stimulovanou emisí, emise a absorpce záření, absorpční koeficient a lineární koeficient zesílení prostředí Zdroje pro optické komunikace - pokročilý popis 2 - Podmínky pro zesílení světla, inverze populace-popis, inverze populace a metody jejího dosažení, tříhladinové a čtyřhladinové systémy, optická zpětná vazba, děje v optickém rezonátoru, prahová podmínka pro zesílení v aktivním prostředí laseru, ztráty laserového rezonátoru, celkové zesílení a inverze populace, koeficient zesílení malých signálů Zdroje pro optické komunikace - pokročilý popis 3 - Účinnosti laserových diod-vnitřní, vnější, diferenciální, výkonová, rezonátoru, prahové zesílení a šířka spektrální čáry, zářivé a nezářivé rekombinace a jejich vliv na účinnosti LD, podmínky vysoké účinnosti laserových diod(LD) na PN přechodu, funkce heterostruktur, popis účinnosti LD v E-k diagramu, charakteristiky laserových diod, prahový proud LD, spektrální vlastnosti LD, tvar zářivé stopy LD, příčné a podélné módy laserového záření, modulace LD Zdroje pro optické komunikace - pokročilý popis 4 - Teoretická modulační rychlost LD, analogová a digitální modulace LD, rychlostní (modulační) rovnice LD, relaxační oscilace LD, odezva LD na jednotkový proudový skok, intenzitní modulace LD, chirp LD, šum laserových diod, RIN a jeho popis, moduly optických vysílačů, blokové schéma vysílače, řídicí obvody LD, vliv linkových kódů na přenosovou rychlost LD, obvodové řešení koncových stupňů optických vysílačů s LD a LED Zdroje pro optické komunikace - pokročilý popis 5 - Stabilizace pracovního proudu, stabilizace optického výkonu, vazba světla LED-optické vlákno, vazba světla LD-optické vlákno, ochrana LD před zpětným světlem, integrální charakteristika optického vysílače-eye diagram, chyby konstrukce optických vysílačů a jejich projev v eye-diagramu, interní a externí modulátory signálu, Mach-Zehnderův modulátor, elektroabsorpční (Franz-Keldyšův) modulátor Laboratorní cvičení: Cvičení 1 - seznámení s úlohami a přístroji Cvičení 2 1. Měření závislosti útlumu MM optické trasy na vlnové délce 850 a 1300 nm 2. Měření závislosti útlumu SM optické trasy na vlnové délce 1310 a 1550 nm Cvičení 3 1. Měření útlumu spoje MM vláken 50/125 a 62,5/125 2. Cejchování útlumu proměnného atenuátoru pro MM vlákna Cvičení 4 1. Měření útlumu útlumových článků pro MM vlákna 2. Měření útlumu útlumových článků pro SM vlákna Cvičení 5 1. Měření útlumu útlumových článků pro MM vlákna 2. Měření útlumu útlumových článků pro SM vlákna Cvičení 6 – Test č.1 Cvičení 7 1. Měření závislosti útlumu MM vlákna pro vlnové délky 850 a 1300nm při různých poloměrech zakřivení 2. Měření závislosti útlumu MM vlákna pro vlnové délky 850 a 1300 nm při různých poloměrech zakřivení a pro proměnný počet závitů vlákna Cvičení 8 1. Měření závislosti útlumu SM vlákna pro vlnové délky 1310 a 1550nm při různých poloměrech zakřivení 2. Měření závislosti útlumu SM vlákna pro vlnové délky 1310 a 1550 nm při různých poloměrech zakřivení a pro proměnný počet závitů vlákna Cvičení 9 1. Vytváření montážních konektorů a měření jejich útlumů pro MM vlákna Cvičení 10 1. Vytváření montážních konektorů a měření jejich útlumů pro SM vlákna Cvičení 11 – Test č.2 Cvičení 12 1. Vytváření optomechanické spojky Fiber-lock a měření jejího útlumu Cvičení 13 1. Vytváření optomechanické spojky AGA a měření jejího útlumu Cvičení 14 – Náhradní měření + zápočty

Podmínky absolvování předmětu

Prezenční forma (platnost od: 2010/2011 zimní semestr, platnost do: 2010/2011 letní semestr)
Název úlohyTyp úlohyMax. počet bodů
(akt. za podúlohy)
Min. počet bodů
Zápočet a zkouška Zápočet a zkouška 100  51
        Zápočet Zápočet  
        Zkouška Zkouška  
Rozsah povinné účasti:

Zobrazit historii

Výskyt ve studijních plánech

Akademický rokProgramObor/spec.Spec.FormaJazyk výuky Konz. stř.RočníkZLTyp povinnosti
2011/2012 (N2647) Informační a komunikační technologie (2601T013) Telekomunikační technika P čeština Ostrava 1 volitelný odborný stu. plán
2011/2012 (N2647) Informační a komunikační technologie (2601T013) Telekomunikační technika K čeština Ostrava 1 volitelný odborný stu. plán
2011/2012 (N2647) Informační a komunikační technologie (2612T059) Mobilní technologie P čeština Ostrava 1 volitelný odborný stu. plán
2011/2012 (N2647) Informační a komunikační technologie (2612T059) Mobilní technologie K čeština Ostrava 1 volitelný odborný stu. plán
2011/2012 (N2649) Elektrotechnika (2612T015) Elektronika P čeština Ostrava 1 volitelný odborný stu. plán
2011/2012 (N2649) Elektrotechnika (2612T015) Elektronika K čeština Ostrava 1 volitelný odborný stu. plán
2010/2011 (N2649) Elektrotechnika (2612T015) Elektronika P čeština Ostrava 1 volitelný odborný stu. plán
2010/2011 (N2649) Elektrotechnika (2612T015) Elektronika K čeština Ostrava 1 volitelný odborný stu. plán
2010/2011 (N2647) Informační a komunikační technologie (2601T013) Telekomunikační technika P čeština Ostrava 1 volitelný odborný stu. plán
2010/2011 (N2647) Informační a komunikační technologie (2601T013) Telekomunikační technika K čeština Ostrava 1 volitelný odborný stu. plán
2010/2011 (N2647) Informační a komunikační technologie (2612T059) Mobilní technologie P čeština Ostrava 1 volitelný odborný stu. plán
2010/2011 (N2647) Informační a komunikační technologie (2612T059) Mobilní technologie K čeština Ostrava 1 volitelný odborný stu. plán
2010/2011 (N2647) Informační a komunikační technologie (2612T025) Informatika a výpočetní technika (01) Exchange Students P čeština Ostrava volitelný odborný stu. plán
2010/2011 (B2649) Elektrotechnika (2601R004) Měřicí a řídicí technika (01) Exchange Students P čeština Ostrava volitelný odborný stu. plán
2010/2011 (B2649) Elektrotechnika (2602R014) Aplikovaná a komerční elektronika (01) Exchange Students P čeština Ostrava volitelný odborný stu. plán
2010/2011 (B2649) Elektrotechnika (3901R039) Biomedicínský technik (01) Exchange Students P čeština Ostrava volitelný odborný stu. plán
2010/2011 (B2649) Elektrotechnika (3907R001) Elektroenergetika (01) Exchange Students P čeština Ostrava volitelný odborný stu. plán
2010/2011 (B2647) Informační a komunikační technologie (1103R031) Výpočetní matematika (01) Exchange Students P čeština Ostrava volitelný odborný stu. plán
2010/2011 (B2647) Informační a komunikační technologie (2601R013) Telekomunikační technika (01) Exchange Students P čeština Ostrava volitelný odborný stu. plán
2010/2011 (B2647) Informační a komunikační technologie (2612R025) Informatika a výpočetní technika (01) Exchange Students P čeština Ostrava volitelný odborný stu. plán
2010/2011 (B2647) Informační a komunikační technologie (2612R059) Mobilní technologie (01) Exchange Students P čeština Ostrava volitelný odborný stu. plán
2010/2011 (N2647) Informační a komunikační technologie (1103T031) Výpočetní matematika (01) Exchange Students P čeština Ostrava volitelný odborný stu. plán
2010/2011 (N2647) Informační a komunikační technologie (2601T013) Telekomunikační technika (01) Exchange Students P čeština Ostrava volitelný odborný stu. plán
2010/2011 (N2647) Informační a komunikační technologie (2612T059) Mobilní technologie (01) Exchange Students P čeština Ostrava volitelný odborný stu. plán
2010/2011 (N2649) Elektrotechnika (2601T004) Měřicí a řídicí technika (01) Exchange Students P čeština Ostrava volitelný odborný stu. plán
2010/2011 (N2649) Elektrotechnika (2612T015) Elektronika (01) Exchange Students P čeština Ostrava volitelný odborný stu. plán
2010/2011 (N2649) Elektrotechnika (3901T009) Biomedicínské inženýrství (01) Exchange Students P čeština Ostrava volitelný odborný stu. plán
2010/2011 (N2649) Elektrotechnika (3907T001) Elektroenergetika (01) Exchange Students P čeština Ostrava volitelný odborný stu. plán

Výskyt ve speciálních blocích

Název blokuAkademický rokForma studiaJazyk výuky RočníkZLTyp blokuVlastník bloku
V - ECTS - mgr. 2011/2012 prezenční čeština volitelný odborný 401 - Studijní oddělení FEI stu. blok