Moduł oferowany także w ramach programów studiów:
Informacje ogólne:
Nazwa:
Fibre Optics and Photonics
Tok studiów:
2019/2020
Kod:
IETE-2-106-s
Wydział:
Informatyki, Elektroniki i Telekomunikacji
Poziom studiów:
Studia II stopnia
Specjalność:
-
Kierunek:
Electronics and Telecommunications
Semestr:
1
Profil:
Ogólnoakademicki (A)
Język wykładowy:
Angielski
Forma studiów:
Stacjonarne
Prowadzący moduł:
prof. nadzw. dr hab. inż. Krehlik Przemysław (krehlik@agh.edu.pl)
Treści programowe zapewniające uzyskanie efektów uczenia się dla modułu zajęć

Opis efektów uczenia się dla modułu zajęć
Kod MEU Student, który zaliczył moduł zajęć zna i rozumie/potrafi/jest gotów do Powiązania z KEU Sposób weryfikacji i oceny efektów uczenia się osiągniętych przez studenta w ramach poszczególnych form zajęć i dla całego modułu zajęć
Wiedza: zna i rozumie
M_W001 Student has increased, theoretical knowledge of the techniques of fiber optics techniques and photonics, including the knowledge necessary to understand the optical telecommunications systems and optical recording and processing of information ETE2A_W02 Egzamin,
Kolokwium
M_W002 Student has ordered knowledge of the equipment included in the networks, including wireless networks ETE2A_W02 Egzamin,
Kolokwium
Umiejętności: potrafi
M_U001 Student acquires information from literature, databases, and other sources; integrates information, performs their interpretation, draws conclusions, makes and justifies the reviews ETE2A_U01 Egzamin,
Kolokwium
M_U002 Student can design a process to test the elements of analog and digital electronic circuits and simple electronic systems, telecommunications and networks, network protocols, and — in the case of detection of mistakes — made their diagnosis ETE2A_U05 Egzamin,
Kolokwium
M_U003 Student can carry out a critical analysis and evaluates the used methods to assess the security of an information system ETE2A_U06 Egzamin,
Kolokwium
Kompetencje społeczne: jest gotów do
M_K001 Student can think and act in a creative and entrepreneurial manner ETE2A_K01 Egzamin,
Kolokwium
Liczba godzin zajęć w ramach poszczególnych form zajęć:
SUMA (godz.)
Wykład
Ćwicz. aud
Ćwicz. lab
Ćw. proj.
Konw.
Zaj. sem.
Zaj. prakt
Zaj. terenowe
Zaj. warsztatowe
Prace kontr. przejść.
Lektorat
58 30 0 28 0 0 0 0 0 0 0 0
Matryca kierunkowych efektów uczenia się w odniesieniu do form zajęć i sposobu zaliczenia, które pozwalają na ich uzyskanie
Kod MEU Student, który zaliczył moduł zajęć zna i rozumie/potrafi/jest gotów do Forma zajęć dydaktycznych
Wykład
Ćwicz. aud
Ćwicz. lab
Ćw. proj.
Konw.
Zaj. sem.
Zaj. prakt
Zaj. terenowe
Zaj. warsztatowe
Prace kontr. przejść.
Lektorat
Wiedza
M_W001 Student has increased, theoretical knowledge of the techniques of fiber optics techniques and photonics, including the knowledge necessary to understand the optical telecommunications systems and optical recording and processing of information + - + - - - - - - - -
M_W002 Student has ordered knowledge of the equipment included in the networks, including wireless networks + - + - - - - - - - -
Umiejętności
M_U001 Student acquires information from literature, databases, and other sources; integrates information, performs their interpretation, draws conclusions, makes and justifies the reviews + - + - - - - - - - -
M_U002 Student can design a process to test the elements of analog and digital electronic circuits and simple electronic systems, telecommunications and networks, network protocols, and — in the case of detection of mistakes — made their diagnosis - - + - - - - - - - -
M_U003 Student can carry out a critical analysis and evaluates the used methods to assess the security of an information system - - + - - - - - - - -
Kompetencje społeczne
M_K001 Student can think and act in a creative and entrepreneurial manner + - + - - - - - - - -
Nakład pracy studenta (bilans punktów ECTS)
Forma aktywności studenta Obciążenie studenta
Sumaryczne obciążenie pracą studenta 112 godz
Punkty ECTS za moduł 4 ECTS
Udział w zajęciach dydaktycznych/praktyka 58 godz
Przygotowanie do zajęć 25 godz
przygotowanie projektu, prezentacji, pracy pisemnej, sprawozdania 25 godz
Dodatkowe godziny kontaktowe 4 godz
Szczegółowe treści kształcenia w ramach poszczególnych form zajęć (szczegółowy program wykładów i pozostałych zajęć)
Wykład (30h):

Lectures (30h):

1. Recapitulation of fundamental knowledge about optical fibers, sources and detectors of optical signals and basic fiber optic systems – 2h.
2. Advanced semiconductor lasers for telecommunication systems – 4h.
3. High-speed modulation of optical signals – direct and external laser modulation. Laser transmitters for high-speed signalling. 40 Gb/s and 100 Gb/s systems – 4h.
4. Specialty singlemode optical fibers – 2h.
5. Optical and electrical compensation of chromatic dispersion and polarization-mode dispersion. Dispersion measurements and managing – 2h.
6. Nonlinear phenomena in fibers – 2h.
7. Methods, standards and equipment for (D)WDM – 2h.
8. Introduction to coherent systems and soliton-based transmission – 2h.
9. Optical signal amplification and regeneration. Optical routing – 2h.
10. Advanced optical modulation and coding – 2h.
11. Optical networks (PON, SDH, OTN) – 4h.
12. .Selected topics on photonics: short pulse generation, optical processing, wavelength conversion. Photonic fibers, optical memories, switches, Bragg gratings – 2h.

Ćwiczenia laboratoryjne (28h):

Laboratory exercises (30h):

1. Splicing of optical fibers – 4 h.
Preparation of fibers; removing of coatings, cleaning and cutting. Splicing with manual fuse splicer; fiber alignment, arc cleaning setting of arc conditions and final splicing. Examination of mechanical and optical properties of obtained. Splicing with automated splicer. Comparision of the processes and results. Analysis of commercial splicers parameters.
2. High-speed modulation of optical signals – 4 h.
10 Gb/s direct modulation of lasers; simulation and hardware experiments. Interaction of laser chirp and fiber chromatic dispersion. External modulation (40 Gb/s and 10 Gb/s) with electroabsorbtion and Mach-Zehder modulators. Single-ended and differential modulation, reducing of impact of dispersion by controlled chirping.
3. Compensation of chromatic dispersion – 4 h.
Measurements of various types of compensators (dispersion compensating fibers, interferometric compensators, Bragg compensators). Simulations and hardware experiments evaluating compensation efficiency for 10Gb/s and 40 Gb/s systems. generation of short pulses by interacting of chirp and negative/positive dispersion.
4. Optical filters – 4 h.
Design and simulation of thin-film dielectric filters and Bragg filters. Measurements of various filters with two methods: using tunable laser and broadband optical source. Results comparison and discussion. Examinations od CWDM and DWDM multiplexers. Tunable filter – tuning characteristics, and repeatability, impact of ambient temperature.
5. Nonlinear phenomenas in fibers – 4 h.
Kerr nonlinearity – simulation and hardware examination of pulse envelope distortions. Aggregated impact of Kerr nonlinearity and chromatic dispersion. Lumped and distributed dispersion compensation in nonlinear fiber. Four wave mixing – measurement evaluation of mixing efficiency versus fiber dispersion and signals wavelengths. Stimulated Brillouin scattering – measurement of output and scattered power versus input power. Optical spectrum of scattered signal. Examination of SBS threshold for different laser linewidth.
6. Optical amplifiers – 4 h.
Broad examination of EDFA amplifiers. Gain versus pump power and input power characteristics. Measurements of ASE noise. gain spectrum and its flattening by Bragg filter. L-band amplifier. similar measurements of semiconductor amplifiers.
7. Design, building and examination of long-haul 10 Gb/s transmission system – 6 h.
Design and building of DWDM 10Gb/s link with 150 km reach. Laser wavelength stabilization, optical filters selection, power budget, calculation of desired EDFA gain, ASE calculation. Measurements of system performance in optical and electrical domain.

Pozostałe informacje
Metody i techniki kształcenia:
  • Wykład: Treści prezentowane na wykładzie są przekazywane w formie prezentacji multimedialnej w połączeniu z klasycznym wykładem tablicowym wzbogaconymi o pokazy odnoszące się do prezentowanych zagadnień.
  • Ćwiczenia laboratoryjne: 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:

Zasady udziału w zajęciach:
  • Wykład:
    – Obecność obowiązkowa: Tak
    – Zasady udziału w zajęciach: 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.
  • Ćwiczenia laboratoryjne:
    – Obecność obowiązkowa: Tak
    – Zasady udziału w zajęciach: 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.
Sposób obliczania oceny końcowej:

1. Warunkiem uzyskania pozytywnej oceny końcowej jest uzyskanie pozytywnej oceny z laboratorium oraz z egzaminu.
2. Obliczamy średnią ważoną z ocen z laboratorium (40%) i egzaminu (60%)
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:

Wymagania wstępne i dodatkowe, z uwzględnieniem sekwencyjności modułów :

· Znajomość fizyki półprzewodników w odniesieniu do elementów optoelektronicznych oraz optyki
· Podstawowa wiedza z zakresu komunikacji optycznej i sieci światłowodowych
· Ogólna wiedza z technik transmisji cyfrowej i kodowania sygnałów cyfrowych

Zalecana literatura i pomoce naukowe:

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
Digital Optical Communications, Le Nguyen Binh, CRC Press 2009
Optical Fiber Telecommunications, I. Kaminov et all, Academic Press, 2008

Publikacje naukowe osób prowadzących zajęcia związane z tematyką modułu:

Nie podano dodatkowych publikacji

Informacje dodatkowe:

Brak