440-4211/02 – Optické atmosférické komunikace (OAK)
| Garantující katedra | Katedra telekomunikační techniky | Kredity | 4 |
| Garant předmětu | doc. Ing. Jan Nedoma, Ph.D. | Garant verze předmětu | doc. Ing. Jan Nedoma, Ph.D. |
| Úroveň studia | pregraduální nebo graduální | Povinnost | volitelný odborný |
| Ročník | 2 | Semestr | zimní |
| | Jazyk výuky | angličtina |
| Rok zavedení | 2015/2016 | Rok zrušení | 2023/2024 |
| Určeno pro fakulty | FEI | Určeno pro typy studia | navazující magisterské |
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:
Doporučená literatura:
Další studijní materiály
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
- Úvod – přehled technologií, konfigurace systému, vývoj infračervených komunikačních systémů, optický bezvláknový kanál, útlumový rozpočet
- Atmosféra jako přenosové prostředí – vlastnosti atmosféry a její vliv na přenosové vlastnosti, útlumové jevy v atmosféře, přenos atmosférou, scintilace
- 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
- Základy optických koncentrátorů světla – elementy geometrické optiky, základy energetické optiky, Fermatův princip, polarizace světla
- Optické koncentrátory – přehled koncentrátorů, požadavky na IR optické přijímače, optické filtry, ideální koncentrátor, fresnelovy čočky, hemisférické koncentrátory, parabolické koncentrátory
- Dielektrické koncentrátory na principu úplného odrazu – charakteristiky, geometrické zesílení, maximální příjmový úhel, srovnání koncentrátorů, další tvary koncentrátorů s úplným odrazem
- 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
- Optické přijímače pro bezvláknové komunikace – základy návrhu optických přijímačů, výběr fotodetektorů, šumy přijímačů, BER a citlivost přijímače, šířka pásma optického přijímače, zesilovače signálů,
- 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
- IrDA protokoly – standardy bezvláknových přenosů, přehled IrDA standardů, protokol fyzické vrstvy, IrLM protokol, IAS protokol, Tiny T protokol,
- Základy IR sítí – síťová architektura, specifikace optických bezvláknových sítí, Ad Hoc sítě, QoS bezvláknových optických sítí, budoucí trendy optických atmosférických komunikací
Cvičení:
- Bezpečnost práce s otevřeným laserovým svazkem a seznámení s úlohami
- Měření parametrů LED
- Měření parametrů LD
- Měření rozložení světla v prostoru
- Měření spektrálních charakteristik zdrojů záření
- Test č.1
- Návrh a simulace komunikačních systémů v sw Lightools
- Test č.2
- Náhradní měření
Podmínky absolvování předmětu
Výskyt ve studijních plánech
Výskyt ve speciálních blocích
Hodnocení Výuky
Předmět neobsahuje žádné hodnocení.