440-4215/04 – Optické komunikace III (OK III)

Garantující katedraKatedra telekomunikační technikyKredity5
Garant předmětuIng. Jan Látal, Ph.D.Garant verze předmětuIng. Jan Látal, Ph.D.
Úroveň studiapregraduální nebo graduálníPovinnostpovinně volitelný typu A
Ročník2Semestrzimní
Jazyk výukyangličtina
Rok zavedení2021/2022Rok zrušení
Určeno pro fakultyFEIUrčeno pro typy studianavazující magisterské
Výuku zajišťuje
Os. čís.JménoCvičícíPřednášející
LAT04 Ing. Jan Látal, Ph.D.
Rozsah výuky pro formy studia
Forma studiaZp.zak.Rozsah
prezenční Zápočet a zkouška 3+2

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

Předmět navazuje na předchozí dva kurzy a doplňuje je o základy koncových zařízení. Posluchač by měl zvládnout po jeho absolvování všechny klíčové problémy, které se týkají sofistikovaných sítí, jak přístupových, tak páteřních, měl by zvládnout práci s dnes nejmodernějším SW pro návrh a simulaci vláknově optických sítí, měl by znát principy činnosti prvků a částí sítí, které výrazně zvyšují užitné vlastnosti sítí a tvoří dnes základ nejmodernějších vláknově optických sítí. Zároveň by měl rozumět rušivým jevům v sítích, jejich dopad na přenosové rychlosti a kapacity, měl by být schopen optimalizovat řešení sítí nejen z hlediska funkčního, ale také ekonomického.

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 Papen, G.C., Blahut,R.E.: Lightwave Communications. Cambridge University Press, 2019, ISBN 978-1-10842756-2

Doporučená literatura:

Filka,M.: Optoelektronika pro telekomunikace a informatiku. ProfiberNetworking CZ,s.r.o., ISBN 987-80-86785-14-1 Látal, J., Koudelka, P., Svatuška, J., Hlavinka, T., Bednárek, L., Optické komunikace III, Studijní podklady, Ostrava, 2014, 90 str., ESF Látal, J., Koudelka, P. a kolektiv, Optické vláknové zesilovače, Studijní podklady, Ostrava, 2014, 27 str., ESF

Další studijní materiály

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.

Prerekvizity

Předmět nemá žádné prerekvizity.

Korekvizity

Předmět nemá žádné korekvizity.

Osnova předmětu

1.Detektory a přijímače pro optické komunikace - pokročilý popis I - 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) 2.Detektory a přijímače pro optické komunikace - pokročilý popis II - 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 3.Prvky vláknově optických sítí I - 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 4.Prvky vláknově optických sítí II - 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 10.Prvky vláknově optických sítí III - 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 5.Pasivní prvky vláknově optických sítí I - 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 6.Pasivní prvky vláknově optických sítí II - 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 7.Vláknově optické systémy a sítě I – Analogové systémy, přímá intenzitní modulace, plánování systému, intenzitní modulace subnosné, intenzitní modulace se dvěma postranními pásmy, frekvenční modulace, fázová modulace, PAM, multiplexní strategie, Koherentní a fázově modulované systémy, principy koherentní detekce, modulační formáty, demodulační principy, heterodynní detekce, systémy s více nosnými, polarizační multiplex. 9. Bezvláknové optické systémy a sítě I – Úvod do optických bezvláknových systémů, základy geometrické optiky (typy čoček, ohniska, zobrazovací rovnice apod.), koncentrátory světla, vnitřní a venkovní optické bezvláknové systémy. Bezpečnost při atmosférických komunikacích.Hybridní bezvláknové rádio-optické komunikační systémy 10. Bezvláknové optické systémy a sítě II - Atmosférické přenosové prostředí – popis prostředí, fyzikální jevy vyskytující v atmosféře, popis strukturní funkce indexu lomu, scintilace, extinkce, turbulence, apod. 11. Bezvláknové optické systémy a sítě III - Komunikace viditelným světlem – typy, druhy, rozdělení, použití, vývojové trendy. Optická satelitní a podvodní komunikace – historie, vývoj, použití, stěžejní problémy mající vliv na šíření optického svazku.

Podmínky absolvování předmětu

Prezenční forma (platnost od: 2021/2022 zimní semestr)
Název úlohyTyp úlohyMax. počet bodů
(akt. za podúlohy)
Min. počet bodůMax. počet pokusů
Zápočet a zkouška Zápočet a zkouška 100 (100) 51
        Zápočet Zápočet 45  25
        Zkouška Zkouška 55  26 3
Rozsah povinné účasti: Přednášky nepovinné, cvičení mají povinnou účast 80%.

Zobrazit historii

Podmínky absolvování předmětu a účast na cvičeních v rámci ISP: Účast na přednáškách je nepovinná, podmínky absolvování předmětu jsou stejné jako pro denní studium, účast ve cvičeních je minimálně 80%.

Zobrazit historii

Výskyt ve studijních plánech

Akademický rokProgramObor/spec.Spec.ZaměřeníFormaJazyk výuky Konz. stř.RočníkZLTyp povinnosti
2024/2025 (N0714A060021) Komunikační a informační technologie OKS P angličtina Ostrava 2 povinně volitelný typu A stu. plán
2023/2024 (N0714A060020) Komunikační a informační technologie OKS P čeština Ostrava 2 povinně volitelný typu A stu. plán
2023/2024 (N0714A060021) Komunikační a informační technologie OKS P angličtina Ostrava 2 povinně volitelný typu A stu. plán
2022/2023 (N0714A060021) Komunikační a informační technologie OKS P angličtina Ostrava 2 povinně volitelný typu A stu. plán

Výskyt ve speciálních blocích

Název blokuAkademický rokForma studiaJazyk výuky RočníkZLTyp blokuVlastník bloku
V - ECTS - mgr. 2023/2024 prezenční angličtina volitelný odborný 401 - Studijní oddělení FEI stu. blok
V - ECTS - mgr. 2022/2023 prezenční angličtina volitelný odborný 401 - Studijní oddělení FEI stu. blok

Hodnocení Výuky

Předmět neobsahuje žádné hodnocení.