Module also offered within study programmes:
General information:
Name:
Komunikacja optyczna i sieci światłowodowe
Course of study:
2019/2020
Code:
IETP-1-712-n
Faculty of:
Computer Science, Electronics and Telecommunications
Study level:
First-cycle studies
Specialty:
-
Field of study:
Electronics and Telecommunications
Semester:
7
Profile of education:
Academic (A)
Lecture language:
Polish
Form and type of study:
Part-time studies
Course homepage:
 
Responsible teacher:
prof. nadzw. dr hab. inż. Krehlik Przemysław (krehlik@agh.edu.pl)
Module summary

Moduł wprowadza w zagadnienia systemów komunikacji światłowodowej.

Description of learning outcomes for module
MLO code Student after module completion has the knowledge/ knows how to/is able to Connections with FLO Method of learning outcomes verification (form of completion)
Social competence: is able to
M_K001 Student rozumie potrzebę i zna możliwości ciągłego dokształcania się (studia drugiego i trzeciego stopnia, studia podyplomowe, kursy) — podnoszenia kompetencji zawodowych, osobistych i społecznych ETP1A_K01 Test
Skills: he can
M_U001 Student potrafi pracować indywidualnie i w zespole; umie oszacować czas potrzebny na realizację zleconego zadania; potrafi opracować i zrealizować harmonogram prac zapewniający dotrzymanie terminów ETP1A_U03 Test
M_U002 Student posługuje się językiem angielskim w stopniu wystarczającym do porozumiewania się, a także czytania ze zrozumieniem kart katalogowych, not aplikacyjnych, instrukcji obsługi urządzeń elektronicznych, telekomunikacyjnych, sieciowych i narzędzi informatycznych oraz podobnych dokumentów ETP1A_U05 Test
M_U003 Student potrafi porównać rozwiązania projektowe układów elektronicznych i systemów teleinformatycznych ze względu na zadane kryteria użytkowe i ekonomiczne (pobór mocy, szybkość działania, koszt, niezawodność, topologia, przepustowość itp.) ETP1A_U08 Test
M_U004 Student potrafi zbudować, uruchomić oraz przetestować zaprojektowany układ lub prosty system komunikacji optycznej ETP1A_U12 Test
Knowledge: he knows and understands
M_W001 Student ma uporządkowaną i podbudowaną teoretycznie wiedzę w zakresie fotoniki, w tym wiedzę niezbędną do zrozumienia fizycznych podstaw działania systemów telekomunikacji optycznej; ETP1A_W02 Test
M_W002 Student ma elementarną wiedzę w zakresie podstaw telekomunikacji oraz systemów i sieci telekomunikacyjnych; ETP1A_W11 Test
M_W003 Student ma uporządkowaną i podbudowaną teoretycznie wiedzę w zakresie zasad działania elementów optoelektronicznych, analogowych i cyfrowych układów elektronicznych oraz prostych systemów elektronicznych ETP1A_W05 Test
M_W004 Student zna podstawowe pojęcia z zakresu telekomunikacji, przedstawiania sygnałów telekomunikacyjnych w dziedzinie czasu i częstotliwości; zna cechy transmisji analogowych i cyfrowych; właściwości kanału telekomunikacyjnego; ETP1A_W10 Test
Number of hours for each form of classes:
Sum (hours)
Lecture
Audit. classes
Lab. classes
Project classes
Conv. seminar
Seminar classes
Pract. classes
Zaj. terenowe
Zaj. warsztatowe
Prace kontr. przejść.
Lektorat
34 18 0 16 0 0 0 0 0 0 0 0
FLO matrix in relation to forms of classes
MLO code Student after module completion has the knowledge/ knows how to/is able to Form of classes
Lecture
Audit. classes
Lab. classes
Project classes
Conv. seminar
Seminar classes
Pract. classes
Zaj. terenowe
Zaj. warsztatowe
Prace kontr. przejść.
Lektorat
Social competence
M_K001 Student rozumie potrzebę i zna możliwości ciągłego dokształcania się (studia drugiego i trzeciego stopnia, studia podyplomowe, kursy) — podnoszenia kompetencji zawodowych, osobistych i społecznych + - + - - - - - - - -
Skills
M_U001 Student potrafi pracować indywidualnie i w zespole; umie oszacować czas potrzebny na realizację zleconego zadania; potrafi opracować i zrealizować harmonogram prac zapewniający dotrzymanie terminów - - + - - - - - - - -
M_U002 Student posługuje się językiem angielskim w stopniu wystarczającym do porozumiewania się, a także czytania ze zrozumieniem kart katalogowych, not aplikacyjnych, instrukcji obsługi urządzeń elektronicznych, telekomunikacyjnych, sieciowych i narzędzi informatycznych oraz podobnych dokumentów - - + - - - - - - - -
M_U003 Student potrafi porównać rozwiązania projektowe układów elektronicznych i systemów teleinformatycznych ze względu na zadane kryteria użytkowe i ekonomiczne (pobór mocy, szybkość działania, koszt, niezawodność, topologia, przepustowość itp.) - - + - - - - - - - -
M_U004 Student potrafi zbudować, uruchomić oraz przetestować zaprojektowany układ lub prosty system komunikacji optycznej - - + - - - - - - - -
Knowledge
M_W001 Student ma uporządkowaną i podbudowaną teoretycznie wiedzę w zakresie fotoniki, w tym wiedzę niezbędną do zrozumienia fizycznych podstaw działania systemów telekomunikacji optycznej; + - - - - - - - - - -
M_W002 Student ma elementarną wiedzę w zakresie podstaw telekomunikacji oraz systemów i sieci telekomunikacyjnych; + - + - - - - - - - -
M_W003 Student ma uporządkowaną i podbudowaną teoretycznie wiedzę w zakresie zasad działania elementów optoelektronicznych, analogowych i cyfrowych układów elektronicznych oraz prostych systemów elektronicznych + - + - - - - - - - -
M_W004 Student zna podstawowe pojęcia z zakresu telekomunikacji, przedstawiania sygnałów telekomunikacyjnych w dziedzinie czasu i częstotliwości; zna cechy transmisji analogowych i cyfrowych; właściwości kanału telekomunikacyjnego; + - + - - - - - - - -
Student workload (ECTS credits balance)
Student activity form Student workload
Summary student workload 144 h
Module ECTS credits 5 ECTS
Udział w zajęciach dydaktycznych/praktyka 34 h
Preparation for classes 40 h
przygotowanie projektu, prezentacji, pracy pisemnej, sprawozdania 20 h
Realization of independently performed tasks 50 h
Module content
Lectures (18h):

Zajęcia w ramach modułu prowadzone są w postaci wykładu oraz ćwiczeń laboratoryjnych.

Wykłady:
1. Propagacja sygnałów optycznych.
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. Standaryzacja światłowodów telekomunikacyjnych.
2. Źródła i detektory sygnałów optycznych.
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. Kwantowy limit fotodetekcji.
3. Bilans dyspersji i tłumienia w łączu punkt-punkt
Analiza czynników ograniczających zasięg i przepływność systemu komunikacji optycznej. Określanie maksymalnych zasięgów i przepływności w prostych łączach punkt-punkt
4. Metody zwielokrotnienia transmitowanych sygnałów
Metody zwielokrotnienia sygnałów w światłowodzie w dziedzinie czasu i długości fali. Technika WDM- sprzęgacze, izolatory, cyrkulatory, filtry optyczne, multipleksery falowe. Przełączanie sygnałów optycznych.
5. Podstawowe informacje o sieciach optycznych.
Sieci transportowe SDH, sieci lokalne (FDDI, Ethernet), sieci dostępowe PON

Laboratory classes (16h):

1. Reflektometryczne pomiary linii światłowodowej .
Analiza porównawcza parametrów reflektometrów. Pomiary reflektometrem dydaktycznym oraz komercyjnym różnych zestawów światłowodów na szpulach oraz linii terenowej. Wpływ parametrów pomiaru na uzyskane rezultaty. Opracowanie echogramu w środowisku Matlab, na podstawie uzyskanych pomiarowo plików danych.
2. Pomiary charakterystyk laserów półprzewodnikowych
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
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
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.

Additional information
Teaching methods and techniques:
  • Lectures: Treści prezentowane na wykładzie są przekazywane w formie prezentacji multimedialnej w połączeniu z klasycznym wykładem tablicowym wzbogaconymi o pokazy odnoszące się do prezentowanych zagadnień.
  • Laboratory classes: W trakcie zajęć laboratoryjnych studenci samodzielnie rozwiązują zadany problem praktyczny, dobierając odpowiednie narzędzia. Prowadzący stymuluje grupę do refleksji nad problemem, tak by otrzymane wyniki miały wysoką wartość merytoryczną.
Warunki i sposób zaliczenia poszczególnych form zajęć, w tym zasady zaliczeń poprawkowych, a także warunki dopuszczenia do egzaminu:

Participation rules in classes:
  • Lectures:
    – Attendance is mandatory: Yes
    – Participation rules in classes: Studenci uczestniczą w zajęciach poznając kolejne treści nauczania zgodnie z syllabusem przedmiotu. Studenci winni na bieżąco zadawać pytania i wyjaśniać wątpliwości. Rejestracja audiowizualna wykładu wymaga zgody prowadzącego.
  • Laboratory classes:
    – Attendance is mandatory: Yes
    – Participation rules in classes: Studenci wykonują ćwiczenia laboratoryjne zgodnie z materiałami udostępnionymi przez prowadzącego. Student jest zobowiązany do przygotowania się w przedmiocie wykonywanego ćwiczenia, co może zostać zweryfikowane kolokwium w formie ustnej lub pisemnej. Zaliczenie zajęć odbywa się na podstawie zaprezentowania rozwiązania postawionego problemu. Zaliczenie modułu jest możliwe po zaliczeniu wszystkich zajęć laboratoryjnych.
Method of calculating the final grade:

1. Warunkiem uzyskania pozytywnej oceny końcowej jest uzyskanie pozytywnej oceny z laboratorium oraz kolokwium zaliczeniowego z wykładu.
2. Obliczamy średnią ważoną z ocen z laboratorium (50%) i wykładów (50%)
3. Wyznaczmy ocenę końcową na podstawie zależności:
if sr>4.75 then OK:=5.0 else
if sr>4.25 then OK:=4.5 else
if sr>3.75 then OK:=4.0 else
if sr>3.25 then OK:=3.5 else OK:=3

Sposób i tryb wyrównywania zaległości powstałych wskutek nieobecności studenta na zajęciach:

Prerequisites and additional requirements:

· 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

Recommended literature and teaching resources:

Systemy i sieci fotoniczne, J. Siuzdak, WKŁ 2009
Optical Fiber Communications, G. Keiser, McGraw-Hill 2008
Fundamentals of Photonics, B.E.A. Saleh, M.C. Teich, Wiley, 2007

Scientific publications of module course instructors related to the topic of the module:

https://bpp.agh.edu.pl/autor/krehlik-przemyslaw-01204

Additional information:

None