34130 Grundkursus i fiber-optiske kommunikationssystemer

2024/2025

Kursusinformation
Fundamentals of fibre-optic communication systems
Engelsk
10
Kandidat
Kurset udbydes som enkeltfag
Generel retningskompetence (MSc), Communication Technologies and System Design
Retningsspecifikt kursus (MSc), Communication Technologies and System Design
Retningsspecifikt kursus (MSc), Engineering Light
Teknologisk specialisering (MSc), Communication Technologies and System Design
Teknologisk specialisering (MSc), Engineering Light
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 og obligatoriske rapporter. Den mundtlige eksamen vil dække både pensum i lærebog samt de afleverede karakterbedømte rapporter. Mundtlig eksamen (50 %), rapporter (50 %)
Ingen hjælpemidler
7-trins skala , ekstern censur
34140
34120/31400/1003634210/34230/34231 , Grundlæggende Matlab programmeringserfaring
Anders Clausen , Lyngby Campus, Bygning 343, Tlf. (+45) 4525 6306 , ancl@dtu.dk
34 Institut for Elektroteknologi og 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.
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.
  • Simuler fiber optiske transmissionssystemer og diskuter resultaterne.
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.
Multikanalsystemer.
Computer simulering af optiske transmissionssystemer.
Bemærkninger
Kurset 34130 adskiller sig fra 34121 ved at behandle de forskellige dele af et optisk kommunikationssystem mere tilbundsgående.
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
23. august, 2024