Detail předmětu

Optické komunikace

FEKT-BKC-OKOAk. rok: 2022/2023

Studenti se seznámí s vlastnostmi laserového záření, Gaussovským svazkem, časovou a prostorovou koherencí vln, teorií difrakce, Jonesovým popisem polarizace, vlastnostmi základních optických komponentů, laserem, laserovými diodami a LED, tvarováním svazků, principem fotodetekce a fotodetektory, šumy v optické komunikaci, modulačními technikami pro optické komunikace, typy a vlastnostmi optických vláken, výkonovou bilanční rovnicí a návrhem optického vláknového spoje, atmosférickým přenosovým prostředím v optické oblasti spektra a návrhem optického bezkabelového spoje, hybridními a plně fotonickými spoji a VLC.

Jazyk výuky

čeština

Počet kreditů

5

Garant předmětu

doc. Ing. Lucie Hudcová, Ph.D.

Zajišťuje ústav

Ústav radioelektroniky (UREL)

Výsledky učení předmětu

Absolvent předmětu bude schopen:
- Popsat vlnové a elektromagnetické projevy světla
- Popsat a vysvětli polarizaci, koherenci a difrakci
- Vysvětlit princip funkce laseru
- Navrhovat optické vláknové a bezkabelové spoje
- Porovnat jednotlivé optoelektronické a optické součástky a diskutovat jejich výhody a nevýhody

Prerekvizity

Jsou požadovány znalosti na úrovni středoškolského studia. Práce v laboratoři je podmíněna platnou kvalifikací „osoby poučené“, kterou musí studenti získat před zahájením výuky. Informace k této kvalifikaci jsou uvedeny ve Směrnici děkana Seznámení studentů s bezpečnostními předpisy.

Plánované vzdělávací činnosti a výukové metody

Metody vyučování zahrnují přednášky a laboratoře. Předmět využívá e-learning.

Způsob a kritéria hodnocení

Hodnotí se: 1 test (až 10 bodů) a 10 laboratorních úloh (až 20 bodů). Zkouška má povinnou písemnou část (až 50 bodů) a povinnou ústní část (až 20 bodů). Obsah zkoušky odpovídá anotaci předmětu.

Osnovy výuky

1. Základní aspekty optických komunikací.
2. Vlastnosti laserového záření.
3. Optická difrakce a polarizace záření.
4. Optické komponenty.
5. Optické vysílače.
6. Optické přijímače.
7. Teorie optických komunikací.
8. Optická vlákna.
9. Návrh optického kabelového spoje.
10. Atmosférické přenosové prostředí.
11. Optické bezkabelové spoje.
12. Hybridní, plně fotonické spoje a VLC.
13. Optická komunikační síť.

Učební cíle

Cílem předmětu je seznámit studenty se základními aspekty optických komunikací, optickými komponenty, optickou difrakcí a polarizačními vlastnostmi laserového záření, podrobně probrat vlastnosti laserového záření, objasnit funkci optických vysílačů a přijímačů včetně objasnění podstaty funkce laserů a detailně rozebrat optické vláknové spoje, optické bezkabelové spoje včetně hybridních a plně fotonických spojů a VLC.

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

MAJUMDAR, A. K., RICKLIN J.C. Free-Space Laser Communications, Springer Science+Business Media, New York 2008 (CS)
SALEH, B. E. A., TEICH, M. C. Základy fotoniky 1-4. Matfyzpress, Praha 1994 (CS)
WILFERT,O. Optoelektronika. Elektronický učební text. UREL VUT v Brně, Brno 2002, REL 023 (CS)

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program BKC-EKT bakalářský 3 ročník, letní semestr, povinně volitelný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

26 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

doc. Ing. Lucie Hudcová, Ph.D.

Osnova

Základní aspekty optických komunikací
Vlastnosti laserového záření
Optická difrakce a polarizace záření
Optické komponenty
Optické vysílače
Optické přijímače
Teorie optických komunikací
Optická vlákna
Návrh optického kabelového spoje
Atmosférické přenosové prostředí
Optické bezkabelové spoje
Hybridní, plně fotonické spoje a VLC
Optická komunikační síť

Laboratorní cvičení

26 hod., povinná

Vyučující / Lektor

doc. Ing. Lucie Hudcová, Ph.D.

Osnova

Měření parametrů optického vlákna
Přenos informace optickým vláknem
Měření odrazivých vlastností vybraných povrchů
Měření responzivity a linearity optického přijímače
Měření polarizace laserového svazku
Měření vlastností laserové diody a LED
Tvarování laserových svazků
Návrh optického bezkabelového spoje
Návrh optického vláknového spoje
Bezpečnost práce s laserovým zářením