440-4207/01 – Optoelektronika III (OPT III)

Garantující katedraKatedra telekomunikační technikyKredity6
Garant předmětuprof. RNDr. Vladimír Vašinek, CSc.Garant verze předmětuprof. RNDr. Vladimír Vašinek, CSc.
Úroveň studiapregraduální nebo graduálníPovinnostvolitelný odborný
RočníkSemestrzimní
Jazyk výukyčeština
Rok zavedení2010/2011Rok zrušení2011/2012
Určeno pro fakultyFEIUrčeno pro typy studianavazující magisterské
Výuku zajišťuje
Os. čís.JménoCvičícíPřednášející
KOU137 Ing. Petr Koudelka, Ph.D.
VAS40 prof. RNDr. Vladimír Vašinek, CSc.
Rozsah výuky pro formy studia
Forma studiaZp.zak.Rozsah
prezenční Zápočet a zkouška 3+3
kombinovaná Zápočet a zkouška 8+4

Cíle předmětu vyjádřené dosaženými dovednostmi a kompetencemi

Rozumět funkci 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 optické detektory a optické přijímače, vláknově optické zesilovače, návrh vláknově optických komunikačních systémů, koherentní komunikační systémy, vícekanálové přenosy, solitonové komunikace

Povinná literatura:

Senior,J.M.: Optical fiber communications - principles and practise. Prentice Hall Inc., 2. vydání, 1992, ISBN 0-13-635426-2; 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

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: Detektory a přijímače pro optické komunikace - základy - Základní požadavky na optické detektory, základní principy a uspořádání fotodetektorů, fotodioda na PN přechodu, odporový a fotovoltaický režim, citlivost fotodiody, spektrální chování fotodiody, dlouhovlnná mez fotodetektoru, rozlišovací schopnost fotodetektoru, šířka pásma fotodetektoru, náhradní schéma fotodiody, omezení a řízení rychlosti odezvy fotodiody, PIN fotodioda, lavinová fotodioda(APD), MSM detektory Detektory a přijímače pro optické komunikace - pokročilý popis 1 - SNR a chybovost přijímače, šumové zdroje fotodiod, výstřelový šum, tepelný šum, temný proud, šum 1/f, šumový ekvivalentní obvod fotodiody, celkový šum, normovaná hodnota šumu, SNR PIN fotodiody, SNR APD fotodiody, závislost SNR na zesílení APD, šumový ekvivalentní výkon fotodiody(NEP), chybovost přenosu BER, chybovost přenosu a rozhodovací práh, chybová funkce(erf), komplementární chybová funkce (erfc), Detektory a přijímače pro optické komunikace - pokročilý popis 2 - Popis BER-parametr Q, souvislost BER a SNR, chybovost vyjádřená pomocí parametru Q, minimální detekovatelný výkon fotodiody, souvislost chybovosti a minimálního detekovatelného optického výkonu, minimální počet fotonů na 1 přenesený bit, kvantová limita přijatého počtu fotonů Přijímače pro optické komunikace Blokové schéma optického přijímače, vstupní díl přijímače, obvodové řešení obvodu fotodioda-předzesilovač, kvantizér, obvody časové synchronizace, obvod rozhodovací úrovně, katalogové údaje a parametry optických přijímačů Prvky vláknově optických sítí 1 - Optické spoje typu bod-bod, vláknově optické sítě, TDM a WDM, včleňování a vydělování kanálů, regenerátory signálu v optických sítích a signálové zesilovače, pasivní a aktivní prvky vláknově optických sítí, vysílače pro vláknově optické sítě, požadavky na vysílače WDM sítí, laditelné lasery, přijímače pro optické sítě, požadavky na přijímače WDM sítí, zesilovače v optických sítích, funkce optických zesilovačů podle umístění v síti, princip činnosti polovodičového optického zesilovače(SOA), výhody a nevýhody SOA Prvky vláknově optických sítí 2 - Fabry-Perotův zesilovač(F-P), zesilovač s průchozí vlnou(TW), zesílení F-P zesilovače, zesílení TW zesilovače, saturace zesílení, šířka pásma F-P zesilovače, šířka pásma TW zesilovače, přeslechy mezi kanály, polarizačně závislé zesílení, šum optických zesilovačů, zesílení spontánní emise, katalogové údaje a parametry polovodičových optických zesilovačů Prvky vláknově optických sítí 3 - Erbiové vláknové zesilovače(EDFA), princip činnosti zesilovače, energetický pásový diagram, čerpání zesilovače, C-pás a L-pás, zesílení a šum EDFA, prvky EDFA modulů, spojování erbiem dotovaných vláken, způsoby zmenšení ztrát ve spojích, čerpací diody EDFA, katalogové údaje a parametry EDFA, další typy zesilovačů optických vláknových sítí Pasivní prvky vláknově optických sítí 1 - Obousměrné vazební vláknově optické vazební členy(couplery), dělicí poměry vazebních členů, charakteristiky WDM vazebních členů, katalogové parametry a hodnoty vláknově optických děličů, mikrooptické a vlnovodové vazební členy, vazební délka, fázový nesoulad vazebních členů, WDM multiplexery a demultiplexery, širokopásmové a úzkopásmové WDM Pasivní prvky vláknově optických sítí 2 - Mux/Dmuxy, WDM vlnovodné mřížky, WDM difrakční mřížky, vláknově optická Braggovská mřížka, užití WDM Muxů a DMuxů ve vydělovačích svazků a routerech, filtry, tenkovrstvé filtry, rezonátorové filtry, laditelné filtry, akustooptické filtry, optické izolátory, cirkulátory a útlumové články, proměnné atenuátory, katalogové parametry a údaje, optické spojovače a přepínače, optické maticové přepínače, konvertory vlnových délek Vláknově optické sítě Telefonní sítě, datové sítě, přístupové sítě, transportní sítě, hierarchie telekomunikačních sítí, metropolitní sítě, synchronní a asynchronní sítě, modulace a multiplexování v optických sítích, kabelové televizní sítě, optické sítě v OSI modelu, koherentní komunikační systémy Bezvláknové optické sítě Atmosféra jako přenosové prostředí, jevy limitující dosah a přenosovou rychlost spojů, směrové a difúzní sítě, zdroje a detektory bezvláknových optických sítí, zásady výstavby bezvláknových optických sítí Cvičení: Výpočet citlivosti fotodiod, test Výpočet SNR a BER Laboratoře: Měření VA charakteristik LD a LED a určení šířky pásma zakázaných energií Měření P/I charakteristiky LED a LD a její teplotní závislosti Měření polarizačního stavu světla LD a LED Měření prostorového rozložení světla a vlivu překážek na toto rozložení Měření útlumu SM optických vláken OTDR metrem Měření dělicího poměru útlumu a vložného útlumu vláknově optických vazebních členů Měření vložného útlumu vláknově optického izolátoru Měření prvků vláknově optických zesilovačů Studium vlastností EDFA Měření teploty vláknově optickým Mach-Zehnderovým interferometrem Měření spektrální charakteristiky LED a LD pro různé budicí proudy Měření posunu maxima vlnové délky LD s budicím proudem

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 2 volitelný odborný stu. plán
2011/2012 (N2647) Informační a komunikační technologie (2601T013) Telekomunikační technika K čeština Ostrava 2 volitelný odborný stu. plán
2011/2012 (N2647) Informační a komunikační technologie (2612T059) Mobilní technologie P čeština Ostrava 2 volitelný odborný stu. plán
2011/2012 (N2647) Informační a komunikační technologie (2612T059) Mobilní technologie K čeština Ostrava 2 volitelný odborný stu. plán
2011/2012 (N2649) Elektrotechnika (2612T015) Elektronika P čeština Ostrava 2 volitelný odborný stu. plán
2011/2012 (N2649) Elektrotechnika (2612T015) Elektronika K čeština Ostrava 2 volitelný odborný stu. plán
2010/2011 (N2649) Elektrotechnika (2612T015) Elektronika P čeština Ostrava 2 volitelný odborný stu. plán
2010/2011 (N2649) Elektrotechnika (2612T015) Elektronika K čeština Ostrava 2 volitelný odborný stu. plán
2010/2011 (N2647) Informační a komunikační technologie (2601T013) Telekomunikační technika P čeština Ostrava 2 volitelný odborný stu. plán
2010/2011 (N2647) Informační a komunikační technologie (2601T013) Telekomunikační technika K čeština Ostrava 2 volitelný odborný stu. plán
2010/2011 (N2647) Informační a komunikační technologie (2612T059) Mobilní technologie P čeština Ostrava 2 volitelný odborný stu. plán
2010/2011 (N2647) Informační a komunikační technologie (2612T059) Mobilní technologie K čeština Ostrava 2 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