Moduł oferowany także w ramach programów studiów:
Informacje ogólne:
Nazwa:
Systemy światłowodowe
Tok studiów:
2014/2015
Kod:
IEL-1-506-s
Wydział:
Informatyki, Elektroniki i Telekomunikacji
Poziom studiów:
Studia I stopnia
Specjalność:
-
Kierunek:
Elektronika
Semestr:
5
Profil kształcenia:
Ogólnoakademicki (A)
Język wykładowy:
Polski
Forma i tryb studiów:
Stacjonarne
Strona www:
 
Osoba odpowiedzialna:
prof. nadzw. dr hab. inż. Krehlik Przemysław (krehlik@agh.edu.pl)
Osoby prowadzące:
prof. nadzw. dr hab. inż. Krehlik Przemysław (krehlik@agh.edu.pl)
dr hab. inż. Śliwczyński Łukasz (sliwczyn@agh.edu.pl)
Krótka charakterystyka modułu

Opis efektów kształcenia dla modułu zajęć
Kod EKM Student, który zaliczył moduł zajęć wie/umie/potrafi Powiązania z EKK Sposób weryfikacji efektów kształcenia (forma zaliczeń)
Wiedza
M_W001 Student ma uporządkowaną wiedzę niezbędną do zrozumienia fizycznych podstaw działania systemów telekomunikacji światłowodowej; EL1A_W03, EL1A_W02 Egzamin
M_W002 Student ma uporządkowaną i podbudowaną teoretycznie wiedzę w zakresie zasad działania elementów optoelektronicznych EL1A_W10, EL1A_W03 Egzamin
M_W003 Student ma elementarną wiedzę w zakresie współczesnych systemów i sieci światłowodowych; EL1A_W09, EL1A_W16 Kolokwium,
Egzamin
M_W004 Student zna podstawowe pojęcia z zakresu telekomunikacji, przedstawiania sygnałów telekomunikacyjnych w dziedzinie czasu i częstotliwości; EL1A_W09 Kolokwium,
Egzamin
Umiejętności
M_U001 Student potrafi wykonać proste pomiary parametrów światłowodów oraz modułów optoelektronicznych EL1A_U05 Kolokwium,
Aktywność na zajęciach
M_U002 Student potrafi zbudować, uruchomić oraz przetestować zaprojektowany układ lub prosty system komunikacji optycznej EL1A_U09 Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych,
Aktywność na zajęciach
M_U003 Student posługuje się językiem angielskim w stopniu wystarczającym do czytania kart katalogowych, not aplikacyjnych, instrukcji obsługi oraz podobnych dokumentów EL1A_U02, EL1A_U07 Aktywność na zajęciach,
Wykonanie ćwiczeń
M_U004 Student potrafi pracować indywidualnie i w zespole; umie oszacować czas potrzebny na realizację zleconego zadania; EL1A_U18 Aktywność na zajęciach
Kompetencje społeczne
M_K001 Student rozumie potrzebę i zna możliwości ciągłego dokształcania się i podnoszenia kompetencji zawodowych; EL1A_K01 Aktywność na zajęciach
Matryca efektów kształcenia w odniesieniu do form zajęć
Kod EKM Student, który zaliczył moduł zajęć wie/umie/potrafi Forma zajęć
Wykład
Ćwicz. aud
Ćwicz. lab
Ćw. proj.
Konw.
Zaj. sem.
Zaj. prakt
Zaj. terenowe
Zaj. warsztatowe
Inne
E-learning
Wiedza
M_W001 Student ma uporządkowaną wiedzę niezbędną do zrozumienia fizycznych podstaw działania systemów telekomunikacji światłowodowej; + - - - - - - - - - -
M_W002 Student ma uporządkowaną i podbudowaną teoretycznie wiedzę w zakresie zasad działania elementów optoelektronicznych + - - - - - - - - - -
M_W003 Student ma elementarną wiedzę w zakresie współczesnych systemów i sieci światłowodowych; + - + - - - - - - - -
M_W004 Student zna podstawowe pojęcia z zakresu telekomunikacji, przedstawiania sygnałów telekomunikacyjnych w dziedzinie czasu i częstotliwości; + - + - - - - - - - -
Umiejętności
M_U001 Student potrafi wykonać proste pomiary parametrów światłowodów oraz modułów optoelektronicznych - - + - - - - - - - -
M_U002 Student potrafi zbudować, uruchomić oraz przetestować zaprojektowany układ lub prosty system komunikacji optycznej - - + - - - - - - - -
M_U003 Student posługuje się językiem angielskim w stopniu wystarczającym do czytania kart katalogowych, not aplikacyjnych, instrukcji obsługi oraz podobnych dokumentów - - + - - - - - - - -
M_U004 Student potrafi pracować indywidualnie i w zespole; umie oszacować czas potrzebny na realizację zleconego zadania; - - + - - - - - - - -
Kompetencje społeczne
M_K001 Student rozumie potrzebę i zna możliwości ciągłego dokształcania się i podnoszenia kompetencji zawodowych; + - - - - - - - - - -
Treść modułu zajęć (program wykładów i pozostałych zajęć)
Wykład:

1. Propagacja sygnałów optycznych – 4 godziny.
Wybrane zagadnienia optyki w aspekcie transmisji sygnałów w wolnej przestrzeni i w światłowodach. Analiza propagacji promieniowania w światłowodzie. Struktura modowa światłowodów, zjawisko sprzęgania modów. Światłowody wielomodowe i jednomodowe- konstrukcja i właściwości transmisyjne. Transmisja sygnałów cyfrowych i analogowych przez światłowód. Standaryzacja światłowodów telekomunikacyjnych. Złącza światłowodowe.
2. Źródła i detektory sygnałów optycznych – 8 godzin.
Wybrane zagadnienia fizyki półprzewodników w aspekcie źródeł i detektorów promieniowania optycznego. Półprzewodnikowe lasery i detektory: budowa i parametry. Układy sterowania laserem. Przedwzmacniacze odbiorcze: rozwiązania układowe, szumy, czułość. Źródła szumów w układach optoelektronicznych.
3. Pomiary w telekomunikacji optycznej – 2 godziny.
Pomiar mocy optycznej, reflektometryczne pomiary światłowodów, pomiary widmowe. Zasada działania i parametry użytkowe przyrządów pomiarowych, metodyka wykonywania pomiarów.
4. Bilans dyspersji i tłumienia w łączu punkt-punkt – 2 godziny
Analiza czynników ograniczających zasięg i przepływność systemu komunikacji optycznej. Określanie maksymalnych zasięgów i przepływności w prostych łączach punkt-punkt
5. Optyczne komponenty sieci światłowodowych – 2 godziny
Sprzęgacze kierunkowe, izolatory i cyrkulatory optyczne, filtry Bragga i cienkowarstwowe, przełączniki, modulatory, filtry AWG
6. Wzmacniacze optyczne – 2 godziny.
Zasada działania i parametry wzmacniaczy optycznych EDFA, SOA. Wzmacniacz Ramana.
7. Sieci światłowodowe ze zwielokrotnieniem falowych WDM – 4 godziny
Koncepcja sieci WDM, urządzenia sieci WDM – transponder, multiplekser, wzmacniacz optyczny,®OADM; siatka częstotliwości DWDM ITU-T; sieci CWDM – wady i zalety rozwiązania, pasma optyczne; ewolucja systemów DWDM; architektury węzłów optycznych ROADM i ich wpływ na dostępne funkcje sieci.
8. Architektury sieci światłowodowych – 2 godziny
Sieci OTH (G.709), architektura warstwowa sieci teleinformatycznej opartej na łączach optycznych; przełączane sieci optyczne ASON/GMPLS
9. Architektury światłowodowych sieci dostępu abonenckiego – 2 godziny
Pasywne sieci światłowodowe PON; światłowodowe sieci dostępu abonenckiego EPON; sieci GPON, kierunki rozwoju abonenckich sieci światłowodowych
10. Kierunki rozwoju telekomunikacyjnych sieci światłowodowych – 2 godziny

Ćwiczenia laboratoryjne:

1. Właściwości optyczne i mechaniczne włókien i kabli światłowodowych – 4 godziny.
Zapoznanie się z konstrukcją kabli światłowodowych stacyjnych, ziemnych podwieszanych, energetycznych. Pomiar tłumienności światłowodów dla różnych długości fali. Połączenia rozłączne – budowa, standardy, obserwacja mikroskopowa powierzchni aktywnej.
2. Pomiary charakterystyk laserów półprzewodnikowych – 4 godziny
Pomiary charakterystyk emisyjnych laserów MQW-FP, MQW-DFB, VCSEL w zmiennej temperaturze. Pomiary charakterystyk widmowych laserów jedno i wielomodowych, obserwacja zjawiska kluczowania modów w laserach FP. Wpływ temperatury na widmo laserów. Charakterystyka modulacyjna – pomiary wielkosygnałowe w dziedzinie czasu. Opracowanie wyników pomiarów – wyznaczanie prądu progowego, współczynników zależności istotnych parametrów od temperatury itp.
3. Multipleksacja, rozgałęzianie i przełączanie sygnałów optycznych – 4 godziny
Pomiary sprzęgaczy kierunkowych, sprzęgaczy WDM, przełacznika elektrooptycznego. Projekt, analiza i pomiary prostego zwielokrotnienia falowego 1310/1550 nm. Transmisja dwukierunkowa w oparciu o szerokopasmowe sprzęgacze kierunkowe – pomiary i analiza rozwiązania, obliczanie limitu zasięgu związanego z odbiciami w torze optycznym.
4. Budżet mocy – 4 godziny.
Pomiarowe wyznaczanie budżetu mocy zestawu transmisyjnego. Pomiar zależności czułości układu odbiorczego od jego pasma przenoszenia. Określanie i obserwacja wpływu pasma odbiornika na sygnał wejściowy układu decyzyjnego. Pomiar parametrów systemu transmisyjnego (stopa błędów, subiektywna jakość sygnału) przy rosnącym tłumieniu w łączu. Demonstracja zwiększenia budżetu mocy poprzez zastosowanie wzmacniacza optycznego.
5. Pomiary reflektometryczne łączy światłowodowych – 4 godziny
Zapoznanie się z parametrami technicznymi dostępnych reflektometrów optycznych, przygotowanie urządzeń do prowadzenia pomiarów, pomiary łączy optycznych, ręczne pomiary wybranych parametrów łącza, analiza wyników (strefa martwa, zdarzenia pozorne, inne).
6. Pomiary i kompensacja dyspersji chromatycznej – 4 godziny
Zapoznanie się z urządzeniem do pomiaru dyspersji chromatycznej, oszacowanie dopuszczalnej wartości współczynnika dyspersji dla łącza światłowodowego zestawionego w laboratorium, pomiary dyspersyjne łącza, kompensacja dyspersji chromatycznej – pomiar dostępnego kompensatora, analiza otrzymanych wyników.
7. Konfiguracja, uruchomienie, dobór parametrów pracy przykładowych sieci światłowodowych – 4 godziny
Uruchomienie łącza WDM, dobór parametrów pracy łącza (wyrównanie poziomów mocy nośnych optycznych, regulacja poziomu wzmocnienia, inne), pomiar poziomu OSNR,pomiar jakości pracy łącza.

Nakład pracy studenta (bilans punktów ECTS)
Forma aktywności studenta Obciążenie studenta
Sumaryczne obciążenie pracą studenta 100 godz
Punkty ECTS za moduł 4 ECTS
Udział w wykładach 28 godz
Udział w ćwiczeniach laboratoryjnych 28 godz
Przygotowanie do zajęć 10 godz
Samodzielne studiowanie tematyki zajęć 34 godz
Pozostałe informacje
Sposób obliczania oceny końcowej:

Ocena końcowa jest średnią arytmetyczną oceny z zajęć laboratoryjnych i oceny z egzaminu obejmującego zagadnienia omawiane na wykładzie, jeżeli obie te oceny są pozytywne. Ocena końcowa jest negatywna jeżeli student uzyska ocenę negatywną z zajęć laboratoryjnych lub ocenę negatywną z egzaminu.

Wymagania wstępne i dodatkowe:

Znajomość elementów fizyki półprzewodników w odniesieniu do elementów optoelektronicznych· Elementarna wiedza z optyki· Podstawowa wiedza z układów elektronicznych i techniki cyfrowej· Ogólna wiedza z technik transmisji cyfrowej· Umiejętność pracy z anglojęzyczną dokumentacją techniczną urządzeń teleinformatycznych

Zalecana literatura i pomoce naukowe:

Systemy i sieci fotoniczne, J. Siuzdak, WKŁ 2009Optical Fiber Communications, G. Keiser, McGraw-Hill 2008Fundamentals of Photonics, B.E.A. Saleh, M.C. Teich, Wiley, 2007R. Ramaswami: Optical Networks: A Practical Perspective, Morgan Kaufmann, 2009Th. E. Stern, K. Bala: Multiwavelength Optical Networks: A Layered Approach, Addison-Wesley, Second Edition, 2002

Publikacje naukowe osób prowadzących zajęcia związane z tematyką modułu:

Nie podano dodatkowych publikacji

Informacje dodatkowe:

Brak