440-4211/01 – Optické atmosférické komunikace (OAK)

Garantující katedraKatedra telekomunikační technikyKredity4
Garant předmětuIng. Jan Nedoma, Ph.D.Garant verze předmětuIng. Jan Nedoma, Ph.D.
Úroveň studiapregraduální nebo graduálníPovinnostvolitelný odborný
Ročník2Semestrzimní
Jazyk výukyčeština
Rok zavedení2010/2011Rok zrušení
Určeno pro fakultyFEIUrčeno pro typy studianavazující magisterské
Výuku zajišťuje
Os. čís.JménoCvičícíPřednášející
NED086 Ing. Jan Nedoma, Ph.D.
VIT0028 Ing. Jan Vitásek, Ph.D.
Rozsah výuky pro formy studia
Forma studiaZp.zak.Rozsah
prezenční Zápočet a zkouška 3+1
kombinovaná Zápočet a zkouška 2+6

Cíle předmětu vyjádřené dosaženými dovednostmi a kompetencemi

Rozumět funkci optických atmosférických komunikací a jejich odlišnostem od vláknových optických komunikací. Učební výstupy jsou stanoveny tak, aby studenti byli schopni identifikovat, aplikovat a řešit úlohy z oblasti optoelektroniky a bezvláknových komunikací.

Vyučovací metody

Přednášky
Cvičení (v učebně)
Experimentální práce v laboratoři

Anotace

Předmět se zabývá optickými komunikacemi ve volném prostoru. Pozornost je věnována směrovým optickým spojům a difúzním optickým sítím. Významná část obsahu je zaměřena na IrDa přenosy. Budou popsány základní technologie, prvky, vlastnosti optických komunikačních systémů a vliv atmosféry na přenos signálů. Náplň přednášek: 1. Úvod do Optických atmosférických komunikací 2. Atmosféra 3. Optický bezvláknový spoj 4. Základy FSO sítí 5. Bezpečnost při atmosférických komunikacích 6. Základy geometrické optiky 7. Koncentrátory světla 8. Optické vysílače pro bezvláknové komunikace 9. Optické přijímače pro bezvláknové komunikace 10. Modulace, linkové kódování a mnohonásobný přístup 11. IrDA komunikace 12. Komunikace viditelným světlem 13. Optická satelitní komunikace Náplň laboratorních měření: Úloha 1: Měření vlnové délky laserového záření pomocí difrakční mřížky Úloha 2: Energetické vlastnosti laserového záření Úloha 3: Měření vlivu mlhy na laserový svazek Úloha 4: Odrazivost materiálů

Povinná literatura:

VITÁSEK, Jan. Optické atmosférické komunikace - skripta. Ostrava: ESF, 2014. LAMBERT, S. G. a W. L. CASEY. Laser communications in space. Boston: Artech House, c1995 - xix, 390 s. ISBN 0-89006-722-8. RAMIREZ-INIGUEZ, R., S. M. IDRUS a Z. SUN. Optical wireless communications: IR for wireless connectivity. Boca Raton: CRC Press, c2008 - xxxi, 344 s. ISBN 978-0-8493-7209-4. HEMMATI, H. Deep space optical communications. Hoboken: Wiley, c2006. ISBN 0-470-04002-5.

Doporučená literatura:

VITÁSEK, Jan. Optické atmosférické komunikace - skripta. Ostrava: ESF, 2014. ANDERSON, D. R., L. JOHNSON a F. G. BELL. Troubleshooting Optical fiber networks. Elsevier Academic Press, USA, 2004. ISBN 0-12-0586614. SALEH, B. E. A. a M. C. TEICH. Fundamentals of Photonics. New Yersey: Wiley and Sons, 2007. ISBN 978-0-471-35832-9. BURES, J. Guided Optics. Wieheim: Wiley and Sons, 2009. ISBN 978-3-527-407796-5.

Forma způsobu ověření studijních výsledků a další požadavky na studenta

Dva testy ve cvičeních

E-learning

Další požadavky na studenta

Podmínkou udělení zápočtu je odevzdání všech protokolů v laboratorním cvičení a úspěšné zvládnutí dvou testů ve cvičení.

Prerekvizity

Předmět nemá žádné prerekvizity.

Korekvizity

Předmět nemá žádné korekvizity.

Osnova předmětu

1. Úvod – přehled technologií, konfigurace systému, vývoj infračervených komunikačních systémů, optický bezvláknový kanál, útlumový rozpočet 2. Atmosféra jako přenosové prostředí – vlastnosti atmosféry a její vliv na přenosové vlastnosti, útlumové jevy v atmosféře, přenos atmosférou, scintilace 3. Bezpečnost při atmosférických komunikacích – vliv parazitního světla na přenos, vliv slunečního svitu, multipaprsková disperze, charakteristiky lidského oka, třídy laserů, holografické difuzory, srovnání LD a LED, zvláštnosti venkovních komunikačních systémů 4. Základy optických koncentrátorů světla – elementy geometrické optiky, základy energetické optiky, Fermatův princip, polarizace světla 5. Optické koncentrátory – přehled koncentrátorů, požadavky na IR optické přijímače, optické filtry, ideální koncentrátor, fresnelovy čočky, hemisférické koncentrátory, parabolické koncentrátory 6. Dielektrické koncentrátory na principu úplného odrazu – charakteristiky, geometrické zesílení, maximální příjmový úhel, srovnání koncentrátorů, další tvary koncentrátorů s úplným odrazem 7. Optické vysílače pro bezvláknové komunikace – základy návrhu vysílačů, optické požadavky na světelné zdroje, druhy optických modulátorů, obvody driverů pro optické vysílače, taktovací obvody, řízení vysílaného výkonu 8. Optické přijímače pro bezvláknové komunikace – základy návrhu optických přijímačů, výběr fotodetektorů, šumy přijímačů, BER a citlivost přijímače, šířka pásma optického přijímače, zesilovače signálů, 9. Modulace, kódování, vícenásobné využití přenosového média – analogová, pulsní a digitální modulace, druhy modulace a jejich citlivost na šumy komunikačního kanálu, přístupové techniky k atmosférickému kanálu 10. IrDA protokoly – standardy bezvláknových přenosů, přehled IrDA standardů, protokol fyzické vrstvy, IrLM protokol, IAS protokol, Tiny T protokol, 11. Základy IR sítí – síťová architektura, specifikace optických bezvláknových sítí, Ad Hoc sítě, QoS bezvláknových optických sítí, budoucí trendy optických atmosférických komunikací Cvičení: 1.Bezpečnost práce s otevřeným laserovým svazkem a seznámení s úlohami 2.Měření parametrů LED 3.Měření parametrů LD 4.Měření rozložení světla v prostoru 5.Měření spektrálních charakteristik zdrojů záření 6.Test č.1 7.-12. Návrh a simulace komunikačních systémů v sw Lightools 13.Test č.2 14.Náhradní měření

Podmínky absolvování předmětu

Kombinovaná forma (platnost od: 2010/2011 letní semestr, platnost do: 2016/2017 zimní semestr)
Název úlohyTyp úlohyMax. počet bodů
(akt. za podúlohy)
Min. počet bodů
Zápočet a zkouška Zápočet a zkouška 100 (100) 51
        Zápočet Zápočet 40 (40) 20
                Tutoriál Jiný typ úlohy 10  0
                Projekt Projekt 10  0
                Test Písemka 20  0
        Zkouška Zkouška 60  11
Rozsah povinné účasti: 80% účast na tutoriálech

Zobrazit historii

Výskyt ve studijních plánech

Akademický rokProgramObor/spec.Spec.FormaJazyk výuky Konz. stř.RočníkZLTyp povinnosti
2019/2020 (N2647) Informační a komunikační technologie (2601T013) Telekomunikační technika P čeština Ostrava 2 volitelný odborný stu. plán
2019/2020 (N2647) Informační a komunikační technologie (2612T059) Mobilní technologie P čeština Ostrava 2 volitelný odborný stu. plán
2019/2020 (N2647) Informační a komunikační technologie (2601T013) Telekomunikační technika K čeština Ostrava 2 volitelný odborný stu. plán
2019/2020 (N2647) Informační a komunikační technologie (2612T059) Mobilní technologie K čeština Ostrava 2 volitelný odborný stu. plán
2018/2019 (N2647) Informační a komunikační technologie (2601T013) Telekomunikační technika P čeština Ostrava 2 volitelný odborný stu. plán
2018/2019 (N2647) Informační a komunikační technologie (2612T059) Mobilní technologie P čeština Ostrava 2 volitelný odborný stu. plán
2018/2019 (N2647) Informační a komunikační technologie (2601T013) Telekomunikační technika K čeština Ostrava 2 volitelný odborný stu. plán
2018/2019 (N2647) Informační a komunikační technologie (2612T059) Mobilní technologie K čeština Ostrava 2 volitelný odborný stu. plán
2017/2018 (N2647) Informační a komunikační technologie (2601T013) Telekomunikační technika P čeština Ostrava 2 volitelný odborný stu. plán
2017/2018 (N2647) Informační a komunikační technologie (2601T013) Telekomunikační technika K čeština Ostrava 2 volitelný odborný stu. plán
2017/2018 (N2647) Informační a komunikační technologie (2612T059) Mobilní technologie P čeština Ostrava 2 volitelný odborný stu. plán
2017/2018 (N2647) Informační a komunikační technologie (2612T059) Mobilní technologie K čeština Ostrava 2 volitelný odborný stu. plán
2016/2017 (N2647) Informační a komunikační technologie (2601T013) Telekomunikační technika P čeština Ostrava 2 volitelný odborný stu. plán
2016/2017 (N2647) Informační a komunikační technologie (2601T013) Telekomunikační technika K čeština Ostrava 2 volitelný odborný stu. plán
2016/2017 (N2647) Informační a komunikační technologie (2612T059) Mobilní technologie P čeština Ostrava 2 volitelný odborný stu. plán
2016/2017 (N2647) Informační a komunikační technologie (2612T059) Mobilní technologie K čeština Ostrava 2 volitelný odborný stu. plán
2015/2016 (N2647) Informační a komunikační technologie (2601T013) Telekomunikační technika P čeština Ostrava 2 volitelný odborný stu. plán
2015/2016 (N2647) Informační a komunikační technologie (2612T059) Mobilní technologie P čeština Ostrava 2 volitelný odborný stu. plán
2015/2016 (N2647) Informační a komunikační technologie (2601T013) Telekomunikační technika K čeština Ostrava 2 volitelný odborný stu. plán
2015/2016 (N2647) Informační a komunikační technologie (2612T059) Mobilní technologie K čeština Ostrava 2 volitelný odborný stu. plán
2014/2015 (N2647) Informační a komunikační technologie (2601T013) Telekomunikační technika P čeština Ostrava 2 volitelný odborný stu. plán
2014/2015 (N2647) Informační a komunikační technologie (2601T013) Telekomunikační technika K čeština Ostrava 2 volitelný odborný stu. plán
2013/2014 (N2647) Informační a komunikační technologie (2601T013) Telekomunikační technika P čeština Ostrava 2 volitelný odborný stu. plán
2013/2014 (N2647) Informační a komunikační technologie (2601T013) Telekomunikační technika K čeština Ostrava 2 volitelný odborný stu. plán
2012/2013 (N2647) Informační a komunikační technologie (2601T013) Telekomunikační technika P čeština Ostrava 2 volitelný odborný stu. plán
2012/2013 (N2647) Informační a komunikační technologie (2601T013) Telekomunikační technika K čeština Ostrava 2 volitelný odborný stu. plán
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
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

Výskyt ve speciálních blocích

Název blokuAkademický rokForma studiaJazyk výuky RočníkZLTyp blokuVlastník bloku