Přeskočit na hlavní obsah
Přeskočit hlavičku

Optické komunikace I

Typ studia navazující magisterské
Jazyk výuky angličtina
Kód 440-4114/04
Zkratka OK I
Název předmětu česky Optické komunikace I
Název předmětu anglicky Optical Communications I
Kreditů 5
Garantující katedra Katedra telekomunikační techniky
Garant předmětu doc. Ing. Jan Nedoma, Ph.D.

Osnova předmětu

- Úvod do telekomunikací a optických vláken - historie a vývoj přenosových vlastností a parametrů optických vláken, vláknově optické komunikační systémy, blokový diagram optického přenosu informace, stávající stav v optických systémech, budoucí vývojové trendy
- Optická vlákna I - vedení světla v optických vláknech, úplný odraz na rozhraní jádra a pláště, indexy lomu jádra a pláště, mezní úhel na rozhraní jádro-plášť a mezní úhel šíření, zavedení světla do optického vlákna, příjmový kužel, numerická apertura
- Optická vlákna II - módová a chromatická disperze, řešení módové disperze – gradientní vlákna, jednomódová vlákna
- Optická vlákna III - chromatická disperze, mechanismus vzniku chromatické disperze, výpočet rozšíření pulsu chromatickou disperzí, definice přenosové rychlosti a šířky pásma, souvislost přenosové rychlosti a šířky pásma
- Optická vlákna IV - katalogové parametry optických vláken, všeobecné parametry, optické charakteristiky, geometrické charakteristiky optických vláken, specifikace pracovních podmínek optických vláken, mechanické charakteristiky, ostatní charakteristiky
- Jednomódová vlákna I - princip činnosti jednomódového vlákna, Gaussovský svazek, vliv jádra a pláště na průměr módového pole MFD, mezní vlnová délka SM vlákna, útlum SM vláken, makroohybové ztráty, mikroohybové ztráty, absorpce a rozptyl světla v SM vláknech, disperze a šířka pásma SM vláken
- Jednomódová vlákna II - chromatická disperze, materiálová disperze, vlnovodová disperze, konvenční vlákna, vlákna s posunutou disperzní charakteristikou, vlákna s plochou disperzní charakteristikou, polarizační módová disperze (PMD), šířka pásma a přenosová rychlost SM vlákna, katalogové parametry SM vláken, všeobecné charakteristiky, přenosové charakteristiky, MFD a mezní vlnová délka, geometrické charakteristiky, mechanické vlastnosti SM vláken
- Zdroje pro optické komunikace (laser) – vlastnosti laserů, samovolná a stimulovaná emise, inverze populace, kladná zpětná vazba, ztráty v materiálu, laserová činnost a převodní charakteristika laseru, charakteristiky a vlastnosti laserového světla,
- Zdroje pro optické komunikace (LED) - výhody a nevýhody LED ve srovnání s laserovými diodami, vznik fotonů v polovodičích, vznik světla na PN přechodu, popis a charakteristiky LED, homogenní přechody LED, LED na heterostrukturách, povrchově emitující LED (SLED), hranově emitující LED (ELED), vazba světla LED-optické vlákno, technologie ke zlepšení vazby, katalogové parametry LED, modulační šířka pásma LED
- Přijímače pro optické komunikace – požadavky na optické detektory, 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
- Přijímače pro optické komunikace – PIN fotodioda, lavinová - Úvod do měření optických vláken a kabelů – druhy měření, měření na SM a MM vláknech a kabelech, měření útlumu, podmínky měření útlumu, metoda dvou délek, přímá metoda, OTDR-metr, základní části přístroje, mrtvé zóny měření, průběh křivky zpětného rozptylu, kabelový faktor, tvar poruch na křivce zpětného rozptylu
- Vláknově optické sítě – koncepce vláknově optických sítí, terminologie vláknově optických sítí, uzly optických sítí, WDM sítě a jejich varianty, management vláknově optických sítí

E-learning

Podklady jsou dostupné v systému LMS nebo po dohodě s garantem předmětu.

Povinná literatura

[1] Ghatak,A.K., Thyagarajan,K.: Introduction to fiber optics. Cambridge University Press, 1.vydání, 1998, ISBN 0-521-577853
[2] Papen,G.C., Blahut, E.R.: Lightwave Communications. Cambridge University Press, 2019, ISBN 978-1-108-42756-2
[3] Lam,C.: Passive Optical Networks, Principles and Practice. Elsevier 2007, ISBN 978-0-12-373853-0

Doporučená literatura

[1] Studijní opora pro Optoelektronika I
[2] Filka,M.: Optoelektronika pro telekomunikace a informatiku. ProfiberNetworking CZ,s.r.o., ISBN 987-80-86785-14-1
[3] Šiška,P. a kol.: Optoelektronika. Skripta byla podpořena projektem č. CZ.1.07/2.3.00/20.0217
[3] Vašinek, V., Fajkus, M., Líner, A., Optické komunikace I, Studijní podklady, Ostrava, 2014, 127 str., ESF