Home / Οπτικές Επικοινωνίες

Οπτικές Επικοινωνίες

Κωδικός Μαθήματος:

ΕΕΕ.8-2.1

Εξάμηνο:

Η΄ Εξάμηνο - Επικοινωνίες και Δίκτυα - Β' ΚΥΚΛΟΣ

Κατηγορία:

ΜΕΥ

Ώρες:

3Θ + 1Ε

Μονάδες ECTS:

5


Καθηγητές Μαθήματος

Σταθόπουλος Νικόλαος

ΜΑΘΗΣΙΑΚΑ ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ

Με την επιτυχή ολοκλήρωση του μαθήματος ο/η φοιτητής/ήτρια θα είναι σε θέση:

  • Να παρουσιάσει τις αρχές και τα χαρακτηριστικά λειτουργίας μιας οπτικής ζεύξης
  • Να επεξηγήσει τα χαρακτηριστικά διάδοσης σε οπτικές ίνες.
  • Να επεξηγήσει τα βασικά χαρακτηριστικά των οπτικών πομπών και των οπτικών δεκτών
  • Να περιγράψει την αρχή λειτουργίας και χρήσης των οπτικών εξαρτημάτων δικτύων, όπως οπτικών συζευκτών, φίλτρων, ενισχυτών και διαμορφωτών
  • Να αναλύσει τις τοπολογίες των δικτύων οπτικών ινών (σημείου προς σημείο, αστέρα, δακτυλίου και αρτηριών)
  • Να σχεδιάσει μια ζεύξη για οποιαδήποτε τοπολογία με κατάλληλους υπολογισμούς του ισοζυγίου οπτικής ισχύος, γ και να εκτιμήσει την δυνατότητα λειτουργίας στα πλαίσια συγκεκριμένων προδιαγραφών

 

Γενικές Ικανότητες

  • Αυτόνομη Εργασία
  • Ομαδική Εργασία
  • Αναζήτηση, ανάλυση και σύνθεση δεδομένων και πληροφοριών, με τη χρήση και των απαραίτητων τεχνολογιών

 

ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΟ ΜΑΘΗΜΑΤΟΣ

ΘΕΩΡΗΤΙΚΟ ΜΕΡΟΣ ΤΟΥ ΜΑΘΗΜΑΤΟΣ
Το θεωρητικό μέρος του μαθήματος αναπτύσσεται σε δύο διδακτικές ενότητες οι οποίες καλύπτουν:

  1. την ανάλυση της λειτουργίας και των χαρακτηριστικών διάδοσης των βασικών μέσων και εξαρτημάτων για την υλοποίηση μιας οπτικής τηλεπικοινωνιακής ζεύξης με έμφαση στις ιδιότητες του μέσου, και
  2. την εξέταση τοπολογιών δικτύου οπτικών ινών, οπτικών ζεύξεων πολυπλεξίας μήκους κύματος και της διαχείρισης της εξασθένισης και διασποράς.

 

  1. Βασικές έννοιες οπτικής: οπτικό φάσμα, ταχύτητα διάδοσης, μιγαδικός φασματικός δείκτης διάθλασης. Αρχές γεωμετρικής οπτικής.
  2. Οπτικοί κυματοδηγοί και ηλεκτρομαγνητική προσέγγιση του προβλήματος της διάδοσης μέσω κυματοδηγούμενων ρυθμών. Επίπεδοι κυματοδηγοί: ρυθμοί διάδοσης και διασπορά.
  3. Ιδιότητες οπτικών ινών: χαλαρή κυματοδήγηση, γραμμικά πολωμένοι ρυθμοί, – διαγράμματα διασπορά. Μέθοδοι κατασκευής.
  4. Χαρακτηριστικά διάδοσης σε οπτικές ίνες: μονότροπες και πολύτροπες ίνες, εξασθένιση, διασπορά (ενδοτροπική, διατροπική, πόλωσης), ίνες με βαθμωτή κατανομή του δείκτη διάθλασης, ίνες DCF και DSF, μη γραμμικά φαινόμενα.
  5. Οπτικές πηγές και οπτικοί δέκτες.
  6. Τεχνικές διαμόρφωσης στις οπτικές ζεύξεις. Άμεση και εξωτερική διαμόρφωση.
  7. Οπτικοί συζεύκτες δικωνικής εκλέπτυνσης και εφαρμογές τους.
  8. Οπτικοί ενισχυτές. Οπτικά φίλτρα Fabry-Perot και φίλτρα αλυσίδας MZI.
  9. Αξιολόγηση οπτικής ζεύξης point to point: επίδραση της εξασθένισης και της διασποράς στον ρυθμό εμφάνισης λαθών BER. Τεχνικές διαχείρισης της διασποράς.
  10. Τοπολογίες οπτικών δικτύων: αστέρας,δακτύλιος και αρτηρία. Παθητικά οπτικά δίκτυα πρόσβασης.
  11.  Συστήματα πολυπλεξίας μήκους κύματος WDM. Διαχείριση εξασθένισης και διασποράς σε πολυκαναλικά συστήματα μεγάλων αποστστάσεων.
  12. Οπτική μεταγωγή. Κόμβος οπτικού δικτύου και υποσυστήματα.
  13. Αρχές οπτικών επικοινωνιών ελεύθερου χώρου. Αρχές μετάδοση σημάτων RF με οπτική ίνα για συστήματα ασύρματων/κινητών επικοινωνιών (Radio Over Fiber, ROF).

 

ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΟ ΜΕΡΟΣ ΤΟΥ ΜΑΘΗΜΑΤΟΣ

Το εργαστηριακό μέρος του μαθήματος αναπτύσσεται σε 6 ασκήσεις δίωρης διάρκειας:

  1. Τεχνικές συγκόλλησης ινών – splicers, τύποι συνδετήρων, μετρήσεις με OTDR.
  2. Πειραματική μελέτη κυκλωμάτων οπτικού πομπού και οπτικού δέκτη.
  3. Άσκηση προσομοίωσης ζεύξεων point to point με ενίσχυση και διόρθωση διασποράς μέσω ίνας DCF.
  4. Άσκηση προσομοίωσης τοπολογιών αστέρα, αρτηρίας και δακτυλίου.
  5. Άσκηση προσομοίωσης οπτικών φίλτρων Fabry-Perot.
  6.  Άσκηση προσομοίωσης ζεύξης με πολυπλεξία μήκους κύματος (WDM)

 

ΑΞΙΟΛΟΓΗΣΗ ΦΟΙΤΗΤΩΝ

Ι. Γραπτή τελική εξέταση επί του θεωρητικού μέρους του
μαθήματος (80%) που περιλαμβάνει:
– Ερωτήσεις πολλαπλής επιλογής
– Ερωτήσεις με σκοπό την ανάπτυξη θεωρητικών ζητημάτων
– Επίλυση αριθμητικών προβλημάτων τοπολογιών οπτικών δικτύων με συγκεκριμένες προδιαγραφές
ΙΙ. Αξιολόγηση επί του εργαστηριακού μέρους του μαθήματος (20%) ως εξής:
– Γραπτή εξέταση σε δύο κύκλους εργαστηριακών ασκήσεων
– Αξιολόγηση ατομικών εργασιών
– Προφορική αξιολόγηση κατά τη διάρκεια των εργαστηριακών ασκήσεων

 

ΣΥΝΙΣΤΩΜΕΝΗ ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ

  1. GREEN, P., Δίκτυα οπτικών ινών, (μεταφρασμένο) εκδ. Παπασωτηρίου 1994.
  2. ΠΑΓΙΑΤΑΚΗ, Γ.Κ., Ινοοπτικές επικοινωνίες, εκδ. Τζιόλα 2004.
  3. OYZOYNOΓΛΟΥ, Ν., Τηλεπικοινωνίες Οπτικών Ινών, Εκδόσεις Συμεών, Αθήνα 1990.
  4. SINGH, J., Οπτοηλεκτρονική (μεταφρασμένο), Εκδ. Τζιόλα, Αθήνα 1998.
  5. AGRAWAL, G.P. Συστήματα επικοινωνιών με οπτικές ίνες (μεταφρασμένο) εκδ. Τζιόλα 1997.
  6. SENIOR, J., Optical fiber communications, Prentice Hall 1992.
  7. HUNSPERGER, R.G., Integrated optic: theory and technology, Springer – Verlag 1991.
  8. GOWAR, J., Optical communication systems, Prentice Hall 1993.
  9. CHEO, P. , Fiber optics and optoelectronics, Prentice Hall 1990.
  10. PALAIS, J.C., Fiber optics communications Prentice Hall 2005.
  11. RAMASWAMI, R. and SIVARAJAN, K., Optical Networks, Elsevier, 2002.
  12. ΣΤΑΘΟΠΟΥΛΟΣ, Ν., Οπτικές επικοινωνίες, Σημειώσεις διδασκαλίας, 2007.
  13. Φυλλάδιο Εργαστηριακών Ασκήσεων.