440-4215/04 – Optické komunikace III (OK III)
| 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 typu A |
| Ročník | 2 | Semestr | zimní |
| | Jazyk výuky | angličtina |
| Rok zavedení | 2021/2022 | Rok zrušení | |
| Určeno pro fakulty | FEI | Určeno pro typy studia | navazující magisterské |
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:
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
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
Výskyt ve studijních plánech
Výskyt ve speciálních blocích
Hodnocení Výuky
Předmět neobsahuje žádné hodnocení.