Detail předmětu

Optical Communications and Networks

FEKT-GFOKAk. rok: 2019/2020

Studenti se seznámí s fotonikou a příbuznými obory, dějinami optiky a optických komunikací, výhodami a nevýhodami optických komunikací, rozdělením optických komunikačních systémů, Jonesovými maticemi, nelineární optikou, optickými aktivními a pasivními komponenty, atmosférickým přenosovým prostředím v optické oblasti spektra a návrhem optických spojů.

Jazyk výuky

angličtina

Počet kreditů

5

Garant předmětu

prof. Ing. Otakar Wilfert, CSc.

Zajišťuje ústav

Ústav radioelektroniky (UREL)

Výsledky učení předmětu

Absolvent předmětu bude schopen: (1) navrhnout optický vláknový spoj, (2) navrhnout optický bezkabelový spoj, (3) porovnat jednotlivé optické sítě, (4) vysvětlit funkci hybridních spojů, (5) porovnat jednotlivé optické zdroje a detektory a diskutovat jejich výhody a nevýhody.

Prerekvizity

Jsou požadovány znalosti na úrovni bakalářského studia.

Plánované vzdělávací činnosti a výukové metody

Metody vyučování zahrnují přednášky a laboratoře. Předmět využívá e-learning (Moodle). Student odevzdává jeden samostatný projekt.

Způsob a kritéria hodnocení

Hodnotí se: 2 testy (až 12 bodů za oba testy), 5 laboratorních úloh (až 20 bodů) a 1 individuální projekt (až 8 bodů). Zkouška má povinnou písemnou část (až 40 bodů) a povinnou ústní část (až 20 bodů). Obsah zkoušky odpovídá anotaci předmětu.

Osnovy výuky

Přednášky:
1. Systémové aspekty fotoniky.
2. Fotonová optika.
3. Nelineární optika.
4. Optické čočky a komponenty.
5. Optické rezonátory a teorie laserů.
6. Optické zdroje a detektor.
7. Aplikace laserové techniky.
8. Základy optických komunikací a fotonické sítě.
9. Optická vlákna a optovláknové zesilovače.
10. Optické vláknové spoje.
11. Atmosférické přenosové prostředí v optické oblasti spektra.
12. Optické bezkabelové spoje.
13. Budoucnost optických komunikací.

Laboratorní cvičení:
1. Měření vlnové délky laserového záření.
2. Měření geometrických parametrů laserového svazku.
3. Měření charakteristik laserových diod a LED.
4. Měření útlumů optického vlákna.
5. Přenos informace optickým vláknem.
6. Měření odrazivosti.
7. Měření polarizace.
8. Měření kontrastu interferenčního obrazce.
9. Měření charakteristik optických filtrů.
10. Měření útlumu svazku v atmosféře.

Učební cíle

Cílem tohoto předmětu je seznámit studenty s horizontálními, vertikálními i indoor optickými komunikačními systémy, jejich jednotlivými komponenty a konkrétním využitím. Studenti se naučí navrhovat optické vláknové i bezkabelové spoje. Součástí výuky je i seznámení se s využitím optických solitonů při optických přenosech, zesilujícími i nezesilujícími optickými vlákny a vlnovým multiplexem (WDM). Bude také probíraná budoucnost optických komunikací.

Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky

Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění stanoví každoročně aktualizovaná vyhláška garanta předmětu.

Základní literatura

SALEH, B.E.A., TEICH, M.C. Fundamentals of Photonics. Wiley-Interscience, 2007. (EN)

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program TECO-G magisterský navazující

    obor G-TEC , 2 ročník, zimní semestr, povinný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

26 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

prof. Ing. Otakar Wilfert, CSc.

Osnova

1. Systémové aspekty fotoniky.
2. Fotonová optika.
3. Nelineární optika.
4. Optické čočky a komponenty.
5. Optické rezonátory a teorie laserů.
6. Optické zdroje a detektor.
7. Aplikace laserové techniky.
8. Základy optických komunikací a fotonické sítě.
9. Optická vlákna a optovláknové zesilovače.
10. Optické vláknové spoje.
11. Atmosférické přenosové prostředí v optické oblasti spektra.
12. Optické bezkabelové spoje.
13. Budoucnost optických komunikací.

Laboratorní cvičení

26 hod., povinná

Vyučující / Lektor

prof. Ing. Otakar Wilfert, CSc.

Osnova

1. Měření vlnové délky laserového záření.
2. Měření geometrických parametrů laserového svazku.
3. Měření charakteristik laserových diod a LED.
4. Měření útlumů optického vlákna.
5. Přenos informace optickým vláknem.
6. Měření odrazivosti.
7. Měření polarizace.
8. Měření kontrastu interferenčního obrazce.
9. Měření charakteristik optických filtrů.
10. Měření útlumu svazku v atmosféře.