Rok akademicki: 2013/2014 Kod: IET SU-s Punkty ECTS: 4. Kierunek: Elektronika i Telekomunikacja Specjalność: Sieci i usługi

Transkrypt

1 Nazwa modułu: Technika światłowodowa i fotonika Rok akademicki: 2013/2014 Kod: IET SU-s Punkty ECTS: 4 Wydział: Informatyki, Elektroniki i Telekomunikacji Kierunek: Elektronika i Telekomunikacja Specjalność: Sieci i usługi Poziom studiów: Studia II stopnia Forma i tryb studiów: Stacjonarne Język wykładowy: Polski Profil kształcenia: Ogólnoakademicki (A) Semestr: 1 Strona www: Osoba odpowiedzialna: Krehlik Przemysław (krehlik@agh.edu.pl) Osoby prowadzące: Krehlik Przemysław (krehlik@agh.edu.pl) Śliwczyński Łukasz (sliwczyn@agh.edu.pl) 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 pogłębioną, podbudowaną teoretycznie wiedzę w zakresie techniki światłowodowej i fotoniki, w tym wiedzę niezbędną do zrozumienia działania systemów telekomunikacji optycznej ET2A_W02 Egzamin, Kolokwium M_W002 Student ma uporządkowaną wiedzę w zakresie urządzeń wchodzących w skład sieci teleinformatycznych ET2A_W03 Egzamin, Kolokwium Umiejętności M_U001 Student potrafi pozyskiwać informacje z literatury, baz danych i innych źródeł; potrafi integrować uzyskane informacje, dokonywać ich interpretacji i krytycznej oceny, a także wyciągać wnioski oraz formułować i wyczerpująco uzasadniać opinie ET2A_U01 M_U002 Student potrafi zaplanować oraz przeprowadzić symulację i pomiary charakterystyk elektrycznych, optycznych i transmisyjnych charakteryzujących elementy i układy elektroniczne, urządzenia sieciowe oraz systemy transmisji danych ET2A_U09 1 / 5

2 M_U003 Student potrafi formułować oraz wykorzystując odpowiednie narzędzia analityczne, symulacyjne i eksperymentalne testować hipotezy związane z modelowaniem i projektowaniem elementów, układów i systemów elektronicznych oraz sieci i usług telekomunikacyjnych ET2A_U16 Egzamin, Aktywność na zajęciach Kompetencje społeczne M_K001 Student potrafi myśleć i działać w sposób kreatywny i przedsiębiorczy ET2A_K01 Matryca efektów kształcenia w odniesieniu do form zajęć Kod EKM Student, który zaliczył moduł zajęć wie/umie/potrafi Forma zajęć Wykład audytoryjne laboratoryjne projektowe Konwersatori um seminaryjne praktyczne Inne terenowe E-learning Wiedza M_W001 M_W002 Umiejętności M_U001 M_U002 Student ma pogłębioną, podbudowaną teoretycznie wiedzę w zakresie techniki światłowodowej i fotoniki, w tym wiedzę niezbędną do zrozumienia działania systemów telekomunikacji optycznej Student ma uporządkowaną wiedzę w zakresie urządzeń wchodzących w skład sieci teleinformatycznych Student potrafi pozyskiwać informacje z literatury, baz danych i innych źródeł; potrafi integrować uzyskane informacje, dokonywać ich interpretacji i krytycznej oceny, a także wyciągać wnioski oraz formułować i wyczerpująco uzasadniać opinie Student potrafi zaplanować oraz przeprowadzić symulację i pomiary charakterystyk elektrycznych, optycznych i transmisyjnych charakteryzujących elementy i układy elektroniczne, urządzenia sieciowe oraz systemy transmisji danych / 5

3 M_U003 Student potrafi formułować oraz wykorzystując odpowiednie narzędzia analityczne, symulacyjne i eksperymentalne testować hipotezy związane z modelowaniem i projektowaniem elementów, układów i systemów elektronicznych oraz sieci i usług telekomunikacyjnych Kompetencje społeczne M_K001 Student potrafi myśleć i działać w sposób kreatywny i przedsiębiorczy Treść modułu zajęć (program wykładów i pozostałych zajęć) Wykład w ramach modułu prowadzone są w postaci wykładu (30 godzin) oraz ćwiczeń laboratoryjnych (30 godzin). Tematyka wykładów: 1.Systematyzacja podstawowej wiedzy dotyczącej światłowodów, źródeł i detektorów sygnałów optycznych, oraz elementarnych systemów transmisji światłowodowej 2 2.Nowoczesne konstrukcje telekomunikacyjnych laserów półprzewodnikowych 4 3.Zagadnienia ultraszybkiej modulacji sygnałów optycznych (modulacja bezpośrednia i zewnętrzna). Realizacje układowe modułów nadawczych i odbiorczych dla szybkich transmisji optycznych. Systemy 40 i 100 Gb/s- 4 4.Specjalne konstrukcje światłowodów jednomodowych 2 5.Optyczna i elektryczna kompensacja dyspersji chromatycznej i polaryzacyjnej. Metody pomiaru i zarządzania dyspersją w systemach światłowodowych 2 6.Efekty nieliniowe w światłowodach 2 7.Metody, standardy i podstawy sprzętowe multipleksacji falowej (D)WDM 2 8.Systemy transmisji koherentnej i solitonowej 2 9.Wzmacnianie i regeneracja sygnałów optycznych. Routing optyczny 2 10.Zaawansowane techniki modulacji sygnałów optycznych i kodowanie kanałowe 2 11.Sieci światłowodowe. (PON, SDH, OTN) 4 12.Wybrane zagadnienia fotoniki generacja i zastosowania bardzo krótkich impulsów optycznych, optyczne przetwarzanie informacji, konwersja długości fali. Elementy fotoniczne światłowody fotoniczne, pamięci, przełączniki optyczne, siatki Bragga 2 laboratoryjne laboratoryjne 1. Spawanie światłowodów 4 Własnoręczne wykonanie czynności przygotowawczych do spawania: usuwanie powłok kablowych, pokrycia pierwotnego, czyszczenie i cięcie włókna. Spawanie światłowodów spawarką z ręcznym pozycjonowaniem włókien. Ustawianie parametrów spawania, wykonanie spawu, analiza wizualna po0łaczenia. Badanie wytrzymałości 3 / 5

4 mechanicznej i tłumienia spawu. Spawanie spawarką automatyczną. Porównanie procesów spawania i rezultatów. Analiza porównawcza, interpretacja i dyskusja parametrów użytkowych spawarek 2. Szybka modulacja sygnałów optycznych 4 Symulacyjne i sprzętowe badanie bezpośredniej modulacji laserów półprzewodnikowych z szybkością 10 Gb/s. Analiza i obserwacja oddziaływania migotania lasera z dyspersją chromatyczną światłowodu. Badanie pracy modułu ze zintegrowanym modulatorem elektroabsorbcyjnym. Modulator zewnętrzny Macha- Zehndera sterowanie niesymetryczne oraz różnicowe, kontrola migotania i redukcja wpływu dyspersji chromatycznej. 3. Kompensacja dyspersji chromatycznej 4 Pomiary parametrów różnego typu kompensatorów dyspersji (kompensatory światłowodowe, interferometryczne, Bragga). Symulacyjne i pomiarowe badanie skuteczności kompensacji dyspersji przy transmisji 10 i 40 Gb/s. Badanie możliwości formowania impulsów poprzez oddziaływanie migotania źródła i układów o dodatniej/ujemnej dyspersji. 4. Filtry optyczne 4 Projektowanie i symulacja filtrów cienkowarstwowych dielektrycznych i filtrów Bragga. Pomiary charakterystyk filtrów dwoma metodami przy zastosowaniu przestrajanego lasera, oraz źródła szerokopasmowego. Porównacie wyników i dyskusja. Badanie multiplekserów i demultiplekserów dla systemów CWDM oraz DWDM. Badania filtru przestrajanego charakterystyka przenoszenia, powtarzalność strojenia, wpływ temperatury. 5. Efekty nieliniowe w światłowodach 4 Nieliniowość Kerra symulacyjna i pomiarowa analiza deformacji obwiedni sygnałów. Połączony wpływ efektu Kerra i dyspersji chromatycznej. Dyskusja skupionej i rozłożonej kompensacji dyspersji. Mieszanie czterofalowe pomiar zależności efektywności mieszania od dyspersji światłowodu i względnej lokacji długości fali mieszanych sygnałów. Wymuszone rozpraszanie Brillouina pomiar zależności pomiędzy mocą wejściową, wyjściową i rozproszoną wstecznie w światłowodzie. Pomiar widma sygnału wstecznego. Badanie wpływu szerokości spektralnej lasera na próg wzbudzenia wymuszonego rozpraszania Brillouina. 6. Wzmacniacze optyczne 4 Wszechstronne badania wzmacniacza EDFA. Pomiary zależności wzmocnienie od mocy pompy i mocy sygnału wejściowego. Pomiar szumów ASE. Widmowa charakterystyka wzmocnienie i jej korekcja dedykowanym filtrem Bragga. Wzmacniacz na pasmo L. Wzmacniacz półprzewodnikowy SOA analogiczne badania. 7. Projekt, zestawienie i badania dalekosiężnego systemu transmisji 10 Gb/s 6 Projekt i budowa łącza DWDM 10 Gb/s o zasięgu 150 km. Stabilizacja długości fali lasera, dobór filtrów optycznych, bilans mocy, wyznaczenie wzmocnienia wzmacniacza EDFA, bilans szumu ASE. Uruchomienie systemu. Pomiar parametrów sygnału w dziedzinie optycznej i elektrycznej. Inne - 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: 4 / 5

5 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 Wymagania wstępne i dodatkowe 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 Nakład pracy studenta (bilans punktów ECTS) Forma aktywności studenta Udział w wykładach Udział w ćwiczeniach laboratoryjnych Przygotowanie do zajęć Przygotowanie sprawozdania, pracy pisemnej, prezentacji, itp. Sumaryczne obciążenie pracą studenta Punkty ECTS za moduł Obciążenie studenta 30 godz 30 godz 25 godz 25 godz 110 godz 4 ECTS 5 / 5