34130 Introduktion til optisk kommunikation

2019/2020

Kursusinformation
Introduction to optical communication
Engelsk
10
Kandidat
Kurset udbydes som enkeltfag
E4 (tirs 13-17, fre 8-12)
Campus Lyngby
24 forelæsninger inklusive opgaveregning. En obligatorisk laboratorieøvelse og fire obligatoriske computersimuleringsøvelser.
13-uger
E4A, F4A
Mundtlig eksamen og bedømmelse af rapport(er)
Mundtlig eksamen (65 %), rapporter (35 %)
Uden hjælpemidler
7-trins skala , ekstern censur
34140
34140
34120/31400/10036
Anders Clausen , Lyngby Campus, Bygning 343, Tlf. (+45) 4525 3779 , ancl@fotonik.dtu.dk
34 Institut for Fotonik
I studieplanlæggeren
Overordnede kursusmål
At sætte de studerende til at
1. Beskrive fysiske principper af komponenter i optiske kommunikationssystemer samt opliste relevante data parametre.
2. Udtrække komponent specifikationer fra datablade der kræves for at designe et optisk kommunikationsystem.
3. Designe et optiske kommunikationssystem i det fysiske lag.
4. Evaluere den forventede systemydelse af et designet system
Læringsmål
En studerende, der fuldt ud har opfyldt kursets mål, vil kunne:
  • beskrive bølgeudbredelse i en trin-indeks fiber og afgøre krav til single-mode udbredelse samt redegøre for afskæringsfrekvens, dobbeltbrydning, pletstørrelse, dæmpning og ikke lineære optiske effekter samt vurdere indflydelsen af disse på systemydelse.
  • redegøre for den grundlæggende udbredelsesligning, beskrive dispersionsintroduceret pulsespredning og redegøre for udbredelsen af Gaussiske pulser uden og med chirp
  • redegøre for spontan emission, absorption, stimuleret emission samt forstærkning og give en teoretisk beskrivelse af halvlederlaseren vha. rateligninger
  • redegøre for halvlederlaserens og lysdiodens opbygning og virkemåde, herunder statiske og dynamiske egenskaber
  • redegøre for fotodioders fysiske virkemåde samt den optiske modtagers elektroniske opbygning på blokdiagramniveau
  • foretage detaljerede beregninger af optiske modtageres termiske støj, haglstøj, signal-støjforhold, fejlhyppighed og følsomhed og sammenligne med kvantegrænsen
  • opstille detaljerede effekt- og dispersionsbudgetter og foretage konkrete beregninger af strafeffekt som følge af puls spredning og frekvens chirp.
  • definer båndbrede, mætning, optiske signal støjforhold samt støjtal for Raman og erbiumdoterede fiberforstærkere.
  • evaluere indflydelsen af optisk forstærkning samt støj på den totale ydeevne af et system.
  • redegøre for principperne for bølgelængde selektive komponenters virkemåde og for anvendelsen af interferens og diffraktion til bølgelængdefiltrering.
  • konstruere på blokdiagramniveau konfigurerbare optiske add-drop multipleksere.
  • redegøre for oprindelsen af krydstale i bølgelængde multipleksede systemer samt forudse system begrænsninger.
Kursusindhold
Optiske fibre:
Struktur, udbredelsesforhold, dæmpning og dispersion.
Optiske forstærkere:
Opbygning, forstærkning og støjforhold.
Lyskilder og sendere:
Opbygning, modulationsbåndbredde og spektralegenskaber.
Fotodioder og modtagere:
Opbygning, elektrisk båndbredde, støj og følsomhed.
Optiske kommunikationssystemer med digitale modulationsformater:
Opbygning og systembudgetter.
Multikanalsystemer.
Laboratorieøvelse med måling på optiske fibre og optiske forstærkere, systemforsøg med bitfejlmåling
Computer simulering af optiske transmissionssystemer.
Bemærkninger
Dette kursus er det teoretiske sidestykke til det eksperimentelle kursus i optisk kommunikation 34126 og 34129; kurserne komplementerer hinanden.
Dette kursus giver den nødvendige baggrundsviden til at følge videregående kurser i optisk kommunikation som f.eks.34150 optiske kommunikations systemer samt 34153 fysiske koncepter i optisk kommunikation.
For studerende som tidligere har fulgt kurset 34361 optiske netværk, giver dette kursus en mere grundlæggende behandling af optik i kommunikation på det fysiske lag.
Sidst opdateret
09. april, 2019