440-4115/03 – Optické komunikace II (OK II)
| Garantující katedra | Katedra telekomunikační techniky | Kredity | 5 |
| Garant předmětu | Ing. Jan Látal, Ph.D. | Garant verze předmětu | Ing. Jan Látal, Ph.D. |
| Úroveň studia | pregraduální nebo graduální | Povinnost | povinně volitelný |
| Ročník | 1 | Semestr | letní |
| | Jazyk výuky | čeština |
| Rok zavedení | 2021/2022 | Rok zrušení | |
| Určeno pro fakulty | FEI | Určeno pro typy studia | navazující magisterské |
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
Předmět navazuje na Optické komunikace I, představuje výrazně hlubší náhled do problematiky optických vláken, jejich funkce, vlastnosti. Posluchač se seznámí s novými typy optických vláken, zvládne technologické základy výroby a zejména montáže a instalace optických kabelů, jejich spojování a měření. Po absolvování tohoto kurzu spolu s předmětem Optické komunikace I, by měl absolvent být schopen pracovat jako projektant optických komunikačních systémů, být schopen rozhodovat o klíčových aspektech terénních realizací, kompenzace disperze, měl by být schopen řešit problematiku spojů s vysokými přenosovými rychlostmi.
Povinná literatura:
Doporučená literatura:
[1] Filka,M.: Optoelektronika pro telekomunikace a informatiku. ProfiberNetworking CZ,s.r.o., ISBN 987-80-86785-14-1
[2] Vašinek, V., Pápeš, M., Jaroš, J., Optické komunikace II, Studijní podklady, Ostrava, 2014, 114 str., ESF
Forma způsobu ověření studijních výsledků a další požadavky na studenta
Absolvování dvou testů ve cvičeních, odevzdání protokolů z laboratorních cvičení
• Zkouška písemná i ústní
E-learning
Další požadavky na studenta
Podmínkou udělení zápočtu je odevzdání všech protokolů v laboratorním cvičení a úspěšné zvládnutí dvou testů ve cvičení.
• Zkouška písemná i ústní
Prerekvizity
Předmět nemá žádné prerekvizity.
Korekvizity
Předmět nemá žádné korekvizity.
Osnova předmětu
1.Pokročilejší popis vlastností optických vláken - Maxwellovy rovnice, interpretace Maxwellových rovnic, vlnová rovnice pro vakuum, řešení vlnové rovnice, rovinné vlny, šíření EM vln, vlnové rovnice pro harmonické EM pole, rozložení elektrické a magnetické složky v prostoru, šíření rovinných vln ve ztrátovém prostředí, fázová a skupinová(grupová) rychlost vln, skupinový(grupový) index lomu,
2.Pokročilejší popis vlastností optických vláken - Cylindrická vlákna, módy cylindrických vláken, LP módy, výběrová pravidla pro stavy EM vln ve vlákně, vlny a paprsky optického vlákna, meridionální a kosé paprsky, vedené, zářivé a vytékající módy, světelný výkon nesený optickým vláknem, distribuce výkonu mezi jádro a plášť, počet módů a měření útlumu
3.Jednomódová vlákna – pokročilý popis I - Módové pole, Gaussův model a skutečné rozložení módového pole, mezní vlnová délka a normalizovaná frekvence vlákna, efektivní mezní vlnová délka, podrobnější popis útlumu v SM vláknech, ohybové ztráty SM vlákna se skokovým profilem indexu lomu, sofistikovanější profily indexu lomu SM vláken, řešení problematiky chromatické disperze v SM vláknech, řešení disperze pro vlákna pro WDM 4.Jednomódová vlákna – pokročilý popis II - Kompenzace chromatické disperze kompenzačními vlákny, návrh komunikačních systémů s kompenzačními vlákny, kompenzace disperze vlákny s Braggovou mřížkou (FGB vlákna), výroba FGB vláken, polarizační módová disperze (PMD), popis polarizace v SM vlákně, charakteristiky PMD, vlákna zachovávající polarizační stav, kompenzace PMD, nelineární jevy v optických vláknech, vliv nelineárních změn indexu lomu, vlastní fázová modulace optické vlny (SPM), solitony optického vlákna, přeslechová fázová modulace (XPM), čtyřvlné směšování (FWM) v SM vlákně, stimulované rozptylové jevy, trendy v návrhu optických vláken
5.Výroba optických vláken a kabelů I - 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
6.Výroba optických vláken a kabelů II - 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
7.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
8.Spojování optických vláken a kabelů I - 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, 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
9.Měření optických vláken a kabelů - I 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 Měření profilu indexu lomu, interferometrická metoda, metoda měření indexu lomu v blízkém poli, refrakční metoda měření indexu lomu, měření mezní vlnové délky optického vlákna a kabelu, měření numerické apertury, měření příčných rozměrů jádra a pláště optického vlákna, měření MFD jednomódových vláken
10. Zdroje pro optické komunikace - pokročilý popis I - Podmínky pro zesílení světla, inverze populace-popis, inverze populace a metody jejího dosažení, tříhladinové a čtyřhladinové systémy, optická zpětná vazba, 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
11. Zdroje pro optické komunikace - pokročilý popis II - 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, 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.
Podmínky absolvování předmětu
Výskyt ve studijních plánech
Výskyt ve speciálních blocích
Hodnocení Výuky