454-0322/02 – Optoelektronika III (OPT III)
| Garantující katedra | Katedra telekomunikační techniky | Kredity | 6 |
| Garant předmětu | prof. RNDr. Vladimír Vašinek, CSc. | Garant verze předmětu | prof. RNDr. Vladimír Vašinek, CSc. |
| Úroveň studia | pregraduální nebo graduální | Povinnost | volitelný odborný |
| Ročník | 2 | Semestr | zimní |
| | Jazyk výuky | čeština |
| Rok zavedení | 2005/2006 | Rok zrušení | 2009/2010 |
| 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
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:
Doporučená literatura:
Další studijní materiály
Forma způsobu ověření studijních výsledků a další požadavky na studenta
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
Výskyt ve studijních plánech
Výskyt ve speciálních blocích
Hodnocení Výuky