34130 Introduktion til optisk kommunikation

2021/2022

Kursusinformation
Introduction to optical communication
Engelsk
10
Kandidat
Kurset udbydes som enkeltfag
E4 (tirs 13-17, fre 8-12)
Campus Lyngby
26 forelæsninger inklusive opgaveregning samt 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 , Basal erfaring med Matlab programmering.
Anders Clausen , Lyngby Campus, Bygning 343, Tlf. (+45) 4525 3779 , ancl@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 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.
  • 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 samt udnyttelsen af disse i optiske add-drop multipleksere.
  • redegøre for oprindelsen af krydstale i bølgelængde multipleksede systemer samt forudse system begrænsninger.
  • forklare opbygningen af en kohærent sender på blokdiagramniveau og hvorledes avancerede modulationsformater kan blive dannet.
  • forklare opbygningen af en kohærent modtager på blokdiagramniveau og diskuter indflydelsen af støj på kohærent detektering.
  • forklare udbredelsesegenskaberne for integrerede dielektriske bølgeledere samt de effekter i silicium som benyttes til at modulere datasignaler.
Kursusindhold
Optiske fibre:
Struktur, optiske modes, udbredelsesforhold, dæmpning, ulinearitet og dispersion.
Optiske forstærkere:
Opbygning, forstærkning, støjforhold, Raman, EDFA.
Lyskilder og sendere:
Komponent struktur, modulationsbåndbredde og spektralegenskaber.
Fotodioder og modtagere:
Komponent struktur, elektrisk båndbredde, støj og følsomhed.
Kohærent kommunikation:
Kohærente sendere og modtagere.
Silicium fotonik:
Integrerede dielektriske bølgeledere og modulation.
Multikanalsystemer.
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.34153 fysiske koncepter i optisk kommunikation samt 34156 Avancerede optiske kommunikationssystemer.
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
26. april, 2021