SNOV PREDMETA OPTIČNE KOMUNIKACIJE V LETNEM SEMESTRU 2013/2014 -------------------------------------------------------------- 20.2.2014 predavanja OPTIČNE KOMUNIKACIJE (UNI) ----------------------------------------------- 1. Naloga: zveza z dimnimi signali, količina informacije, merske enote? 2. Shannon-ov izrek o količini informacije iz razmerja signal/šum. 3. Zmogljivost zveze C pri omejeni pasovni širini. 4. Moč šuma iz spektralne gostote šuma (motenj, popačenja) No. 5. Toplotni šum kbT in zrnati šum hf, graf poteka s frekvenco. 6. Limita zmogljivosti za neskončno pasovno širino. 7. Zmogljivost kot funkcija moči signala, motnje drugih uporabnikov. 8. Domet brezvrvične zveze zaradi razširjanja valovanja. 9. Pasovna širina brezvrvične zveze, radijsko okno ozračja. 10. Souporaba istega spektra pri brezvrvičnih zvezah. 11. Domet vrvične zveze zaradi eksponentnih izgub v vodu. 12. Množenje pasovne širine B in zmogljivosti C z več vrvicami. 13. Pasovna širina vrvične zveze, ko izgube naraščajo s frekvenco. 14. Domet analognega telefona po premotani parici Zk=100ohm. 15. Domet analognega telefona po prostozračni parici Zk=600ohm. 16. Uporaba Pupin-ovih tuljav za zmanjšanje slabljenja. 17. Zgled izgub, višjih rodov in pasovne širine koaksialnega kabla. 18. Goubau-jev vod z neskončnim oklopum in transformatorji impedance. 19. Načrtovanje pravokotnega valovoda in krivulje izgub. 20. Rodovi TE11, TM01 in TE01 v krožnem valovodu s krivuljami izgub. 21. Vodenje laserskega žarka z zaporedjem zbiralnih leč. 22. Vodenje laserskega žarka z zvezno lečo iz pretakajočega plina. 23. Stekleno vlakno s sredico z višjim lomnim količnikom 1000dB/km. 24. Prelomnica 1970 vlakno Corning 20dB/km. 25. Čiste surovine Si in SiO2 znižajo izgube vlakna na 0.2dB/km. 26. Krivulja slabjenja vlakna, IR in UV rezonance, Rayleigh, vodni vrh. 27. Izgradnja sodobnega svetlobnega vlakna, dopiranjeGe jedro, F obloga. 28. Izmere sodobnih vlaken, vprašanje spajanja? 29. I okno 850nm: GaAlAs LED in laser, Si detektor 1980. 30. II okno 1300nm: InGaAsP LED in laser, Ge detektor 1990. 31. III okno 1550nm: InGaAsP laser, InGaAs detektor, Er3+ ojačevalnik 2000. 32. Poskusi vlaken iz fluoridnih stekel in alidov težkih kovin. 33. Zmogljivost preproste zveze: 50km 10Gbit/s. 34. Analogna tehnika: valovnodolžinski multipleks. 35. Sodobna tehnika, komplicirane modulacije in koherentni sprejem. 27.2.2014 - predavanja OPTIČNE KOMUNIKACIJE (UNI) ------------------------------------------------- 1. Ponovitev: Maxwell-ove enačbe v diferencialni in harmonski obliki. 2. Vrtinčenje in izvornost z vektorjem Nabla v xyz. 3. Širok žarek je ravninski val, brez izvorov J=0, ro=0. 4. Predpostavim rešitev v obliki E=Eo.exp(-jk.r).exp(jwt). 5. Poenostavitev Nabla za prostorsko odvisnost exp(-jk.r). 6. Pravokotnost med E in k iz izvornosti 3.ME divD=ro=0. 7. Velikost vektorja k (valovno število) iz 1.ME in 2.ME. 8. Razmerje med E in H, valovna impedanca prostora (snovi) Z. 9. Hitrost svetlobe v praznem prostoru, definicija metra. 10. Permeabilnost praznega prostora, definicija ampera. 11. Relativna permeablnost in dielektričnost snovi, Z in v. 12. Definicija lomnega količnika snovi. 13. Poenostavitve lomnega količnika in impedance za neferomagnetik. 14. Povezava med valovno dolžino in valovnim številom. 15. Lom in odboj na meji dveh različnih snovi. 16. Definicija koordinatnega sistema na meji dveh dielektrikov. 17. Odbojni zakon na meji dveh dielektrikov, enak Beta. 18. Snell-ov lomni zakon iz pogoja za enako medsebojno fazo, enak Beta. 19. Zgled TE odboja/loma na meji dveh dielektrikov. 20. Prestopni pogoji, Ey in Hz OK, Hx linearno odvisna. 21. Ponovitev: definicja odbojnosti za električno polje. 22. Izpeljava TE odbojnosti za poenostavitev neferomagnetikov. 23. Upoštevanje odbojnega in lomnega zakona, vse s Theta-vpadni. 24. Zgled TM odboja/loma na meji dveh dielektrikov. 25. Prestopni pogoji, Hy in Ez OK, Ex linearno odvisna. 26. Izpeljava TM odbojnosti za poenostavitev neferomagnetikov. 27. Fresnel-ova izraza za TE in TM odbojnosti, primerjava. 28. Zgledi lomnih količnikov različnih snovi. 29. Izračun odbojnosti za mejo zrak/steklo za različne kote. 30. Brewster-jev pojav, izračun Brewster-jevega kota, zgledi uporabe. 31. Delitev moči vpadnega žarka na odbiti in lomljeni, različni preseki. 32. Moč odbitega žarka iz odbojnosti, moč lomljenega žarka iz razlike. 33. Odboj in prepust moči za pravokotni vpad valovanja, zgled steklo. 34. Zgled: vzvratno ogledalo avta, kovinsko zrcalo in odboj. 35. *** Predstavitev praktične naloge: infrardeči daljinec. *** 6.3.2014 - predavanja OPTIČNE KOMUNIKACIJE (UNI) ------------------------------------------------ 1. Ponovitev: Fresnel-ovi izrazi za odbojnost. 2. Potek velikosti odbojnosti pri vstopu v gostejšo snov. 3. Zgled: radijska zveza z odbojem od tal. 4. Potek odbojnosti pri izgubni snovi (Zemlja), kompleksni n. 5. Izračun in izvedba antirefleksnega sloja, frekvenčno selektiven. 6. Potek odbojnosti pri vstopu v redkejšo snov, BrewsterMejni. 10. Zgled: redko-gost-redko, prozoren dielektrični pokrov debeline lambda/2. 11. Elektromagnetni zapis žarkov in valovni vektorji pri odboju. 12. Eksponentno usihajoče polje pri popolnem odboju. 13. Smeri žarkov in valovne fronte pri popolnem odboju. 14. Potrebna debelina obloge za preprečevanje tuneliranja. 15. Različne izvedbe dielektričnih valovodov. 16. Definicija relativne razlike lomnih količnikov. 17. Definicija numerične aperture dielektričnega valovoda. 18. Zgledi numeričnih apertur različnih vlaken. 19. Numerična apertura iz relativne razlike lomnih količnikov. 20. Sklopni izkoristek neusmerjenega vira za dano NA. 21. Razširitev impulza zaradi razširjanja po več poteh. 22. Omejitev zmogljivosti zaradi razširjanja po več poteh. 23. *** 1. TIHA VAJA IZ OPTIČNIH KOMUNIKACIJ ***. 13.3.2014 - predavanja OPTIČNE KOMUNIKACIJE (UNI) ------------------------------------------------- 1. Ponovitev: izvedbe dielektričnih valovodov, omejitve. 2. Ponovitev: relativna razlika lomnih količnikov in numerična apertura. 3. Numerična apertura in razmerje f/d zbiralne leče/zrcala. 4. Ponovitev: sklopni izkoristek vira in razširitev večpotja. 5. Stopničasti SI in zvezni GI lomni lik vlakna. 6. Izvedba, delovanje in lastnosti gradientnega vlakna. 7. Poimenovanje vlaken SI in GI, vlakno G.651. 8. Določanje smeri žarka, Heisenberg-ovo načelo nedoločenosti. 9. Pogoj za prečno fazno rezonanco v planarnem valovodu. 10. Ponovitev: fazni zasuk pri popolnem odboju. 11. Nastavek disperzijske enačbe za planarni valovod. 12. Izračun poti žarka preko dveh odbojev do iste fronte. 13. Definicija normirane frekvence v planarnem valovodu. 14. Ugotavljanje mejnih frekvenc posameznih rodov valovanja 15. Transcendentna disperzijska enačba za kote žarkov. 16. Skica kotov theta(V), podvojene rešitve za rodove TE in TM. 17. Zgled: število rodov v stekleni ploščici d=1mm, HeNe vidni laser. 18. Diagram za fazno konstanto Beta/V različnih rodov. 19. Slike polja rodov za različne indekse rodov m. 20. Položaj vozlov in smeri valov za različne frekvence za m=3. 21. Slike polja rodu m=3 za različne frekvence. 22. 3D risba 1D planarnega valovoda, neskončna širina w v smeri y. 23. 2D valovodi v 3D: planarni in vlakno. 24. Krožni dielektrični valovod, smeri žarkov za TEnm, TMnm, HEnm, EHnm. 25. Nastavek EM valovne enačbe v optičnem vlaknu okroglega prereza. 26. Rešitev za vzdolžne komponente, izračun prečnih, prestopni pogoji. 27. Definicija normirane frekvence v optičnem vlaknu. 28. Omejitve fazne konstante, rešitve disperzijske enačbe. 29. Osnovni rod HE11 ima dve polarizaciji, oblika polja za šibkolomno vlakno LP01. 30. Zgled: praktične izmere in NA enorodovnega vlakna G.652. 31. Izračun mejne valovne dolžine za vlakno G.652. 32. Razlaga tuneliranja na krivinah s pahljačastimi frontami. 33. Praktična meja vodenja valovanja V>1.8, razlaga poskusa na vajah. 20.3.2014 - predavanja OPTIČNE KOMUNIKACIJE (UNI) ------------------------------------------------- 1. Ponovitev: steklena vlakna G.651, G.652, G.653 ter njihove izmere. 2. Lastnosti vlaken, izdelanih s talilnimi posodami, plastična vlakna. 3. Kemične surovine za izdelavo svetlobnih vlaken. 4. Dvostopenjski postopek: izdelava preforma in vleka vlakna. 5. Čiste tehnologije izdelave preforma: MCVD, OCVD in VAD. 6. Kemične reakcije za izdelavo in dopiranje stekla. 7. Podrobnosti tehnologije MCVD, nanašanje in kolaps. 8. Profil lomnega količnika preforma in vlakna: G.651, G.652, G.653. 9. Vlečenje vlakna iz preforma in primarna zaščita. 10. Izrojenost osnovnega rodu HE11 ali LP01, eliptičnost in ekscentričnost. 11. Polarizacijska rodovna razpršitev PMD, razvoj vlakna G.652. 12. Sukanje preforma za zmanjševanje PMD. 13. Hitrost vlečenja in višina stolpa. 14. Tehnologija rod-in-tube (palica v cevi) za znižanje stroškov. 15. Sekundarna tesna zaščita, izgube mikrokrivin. 16. Sekundarna ohlapna zaščita za majhne izgube. 17. Kabliranje vlaken, strelovodni in podmorski kabli. 18. Trakovi vlaken (ribbon) in kabli za vpihovanje. 19. Izvedbe močno dvolomnih vlaken, PANDA vlakno. 20. Cene komunikacijskih vlaken in PANDA vlakna. 21. Varjenje steklenih svetlobnih vlaken in zaščita zvara. 22. Odstranjevanje zaščite in rezanje svetlobnih vlaken. 23. Mehanski spoji vlaken: V-zareza, elastomer, kapilara. 24. Vlakenski konektorji z lečami, golim vlaknom in ferulami. 25. Konektorji s ferulami: FC, ST, SC in drugi premeri. 26. Brušenje ferule: ravno, krivinsko, kotno in barvne oznake. 27. Spajanje različnih vrst konektorjev, pogoj enako brušene ferule. 27.03.2014 - predavanja OPTIČNE KOMUNIKACIJE (UNI) -------------------------------------------------- 1. Ponovitev: surovine za izdelavo steklenih optičnih vlaken. 2. Mehanizem dielektričnih izgub s sukanjem dipolov. 3. Potek lomnega količnika snovi, realni in imaginarni del. 4. Zgledi: radio, vidno, rentgen, IR in UV rezonance stekla. 5. Slabljenje kremenovega stekla zaradi IR in UV rezonanc. 6. Rayleigh-ovo sipanje svetlobe v ozračju in v steklu. 7. Krivulja slabljenja optičnega vlakna, komunikacijska okna. 8. Fazna in skupinska hitrost v steklu od IR in UV rezonanc. 9. Zakasnitev signalov zaradi skupinske hitrosti. 10. Krivulja skupinske razpršitve SiO2 kot funkcija lambda. 11. Učinek valovodnih rodov na hitrost valovanja z razlago. 12. Izvedba enorodovnega vlakna G.652 in fizikalne omejitve. 13. Krivulja barvne razpršitve enorodovnega vlakna G.652. 14. Razlike zakasnitev pri spektralno širokem viru svetlobe. 15. Zgledi dometov za različne FP laserje 1.3um in 1.55um. 16. Zmogljivost zveze z DFB laserjem in zunanjim modulatorjem. 17. Seštevanje barvne razpršitve v prekooceanski zvezi z optičnimi ojačevalniki. 18. Primerjava med mnogorodovno, barvno in polarizacijsko razpršitvijo. 19. Izvedba, lastnosti in pomanjkljivosti DSF vlaken G.653. 20. Izvedba in lastnosti W vlakna G.654 (Dispersion Flattened Fiber). 21. Lastnosti vlaken G.655 +NZDSF in -NZDSF. 22. Kompenzacija disperzije z DCF vlaknom z velikim -D. 23. Izračun dolžine kompenzacijskega vlakna. 24. Kompenzacija z uklonsko mrežico, težava valovitosti odziva. 25. Obračanje spektra sredi dveh enakih poti, težave optičnega mešalnika. 26. *** 2. TIHA VAJA IZ OPTIČNIH KOMUNIKACIJ ***. 3.4.2014 - predavanja OPTIČNE KOMUNIKACIJE (UNI) ------------------------------------------------ 1. Ponovitev: izmere enorodovnih steklenih vlaken G.652. 2. Površina jedra vlakna in efektivna površina. 3. Izračun gostote moči v jedru enorodovnega vlakna, primejave. 4. Izračun električnega polja v jedru enorodovnega vlakna, prebojna trdnost? 5. Pragovi preboja zraka, zažiga konektorjev, uničenja vlakna. 6. Nelinearni pojavi v steklu, razlaga elektrostrikcije v dielektriku. 7. Posledice elektrostrikcije: nelinearni n, Brillouin-ovo in Raman-ovo sipanje. 8. Nelinearni lomni količnik stekla, velikostni razredi. 9. Frekvenčni spekter in prag Brillouin-ovega laserja, protiukrepi. 10. Frekvenčni spekter in prag Raman-ovega laserja, max. moč signala v vlaknu. 11. Porazdeljeni sprejemni predojačevalnik na Raman-ovo sipanje. 12. Razvoj nelinearnega lomnega količnika v vrsto: Pockels in Kerr. 13. Razlaga nelinearnega lomnega količnika z elektrostrikcijo. 14. Lastna fazna modulacija pri konstantni moči v vlaknu. 15. Prekooceanska zveza z valovnodolžinskim multipleksom, velikostni razredi. 16. Izračun trenutne moči dvotonskega signala, zanemaritev členov 2w. 17. Izračun lastne fazne modulacije dvotonskega signala, utripanje z deltaomega. 18. Učinek dvotonske lastne fazne modulacije, opletanje faze prenesenih signalov. 19. Spekter opletanja faze in izračun moči mešalnih produktov. 20. Intermodulacijsko popačenje IMD3 in štirivalovno mešanje FWM. 21. Lastna fazna modulacija z upoštevanjem slabljenja v vlaknu. 22. Naloga prekooceanske zveze, vprašanji D in FWM? 23. Solitonski prenos in kompenzacija D z nelinearnostjo. 24. Valovnodolžinski multipleks v ojačevani svetlobni zvezi. 25. Učinek porazdeljene nelinearniosti v optični zvezi, kazalčna vsota. 26. Definicija in razlaga fazne neusklajenosti mešalnih produktov. 27. Izračun fazne neusklajenosti iz koeficienta barvne razpršitve. 28. Zgled: fazna neusklajenost v prekooceanski zvezi 100GHz, 5ps/nm.km. 29. Izbira barvne razpršitve vlakna za WDM sisteme. 30. Gradnja prekooceanskega kabla iz +NZDSF in -NZDSF vlaken. 10.4.2014 - predavanja OPTIČNE KOMUNIKACIJE (UNI) ------------------------------------------------- 1. Sestavljanje zveze: izvor, različna vlakna, detektor. 2. Spoj neenakih mnogorod. vlaken: jedro in NA? 3. Recipročnost pri sklopu neenakih mnogorodovnih vlaken. 4. Spoj različnih enorodovnih vlaken, primeri. 5. Spoj enorodovnega in mnogorodovnega vlakna, rodovi? 6. Izkoriščanje starih mnogorodovnih z enorodovno opremo. 7. Meritve mnogorodovnih vlaken z mešalnikom rodov. 8. Sklopni izkoristek nekohernetnega vira na mnogorodovno vlakno. 9. Sklopni izkoristek nekoherentnega vira na enorodovno vlakno. 10. Sklopni izkoristek kohernetnega vira na enorodovno vlakno. 11. Sklopni izkoristek fotodiode (detektorja) na optično vlakno. 12. Razcepniki in smerni in sklopniki svetlobe, zahteve in možnosti. 13. Delovanje analognih telefonskih vilic (transformatorja). 14. Delovanje kratkega (radijskega) sklopnika, koaks z dvema žilama. 15. Delovanje polprepustnega zrcala v optiki, najstarejši zgled iz fizike. 16. Definicija smernega sklopnika, sosmerni in protismerni sklop. 17. Delovanje dolgega (optičnega) sklopnika z enorodovnimi vlakni. 18. Osnova sosmernega sklopa: različni fazni hitrosti sodega/lihega rodu. 19. Potek deltaBeta s frekvenco, mejne frekvence sodi/lihi. 20. E polje prepusta in sosmernega sklopa, kvadratura. 21. Moč prepusta in sosmernega sklopa, utripna dolžina. 22. Izračun utripne dolžine LAMBDA iz deltaBeta. 23. Uporaba sosmernega sklopnika kot delilnik, razcepnik v omrežju. 24. Uporaba sosmernega sklopnika v dvosmernem prenosu, izgube deljenja! 25. Uporaba sosmernega sklopnika v merilniku OTDR. 26. Meritev optične zveze z OTDR, odboji konektorjev, Rayleigh, slabljenje. 27. Brezizgubna frekvenčna kretnica iz različnih deltabeta v sklopniku. 28. Lastnosti smernega sklopnika z mnogorodovnimi vlakni. 29. Težave meritev monogorodovnih sklopnikov, porazdelitev moči med rodovi? 30. Izdelava vlakenskih smernih sklopnikov s taljenjem dveh vlaken. 17.4.2014 - predavanja OPTIČNE KOMUNIKACIJE (UNI) ------------------------------------------------- 1. Zahteve za svetlobne izvore, primerjava z električnimi. 2. Možnosti optičnih meritev, samo jakost frekvenčnega spektra. 3. Dodatno za svetlobne izvore, polarizacija in množica rodov. 4. Meritev svetlobne moči preko sproščene toplote, počasen opazovalec! 5. Preprost optični interferometer, različni dolžini poti. 6. Izračun električnega polja vsote in razlike v interferometru. 7. Odziv interferometra na enofrekvenčni signal, merimo moč, počasen opazovalec! 8. Zgodovina meritev valovne dolžine, povezava s snovjo in frekvenco. 9. Praktični Michelson-ov interferometer, razlaga prog zaradi neporavnanosti. 10. Odziv interferometra na signal dveh spektralnih črt, počasen opazovalec! 11. Zgled: interferometer in HeNe laser, ki preskakuje med rodovi. 12. Resnični viri svetlobe z zvevnim spektrom končne širine. 13. Odziv interferometra na signal z zveznim spektrom, počasen opazovalec! 14. Definicija vzdolžne koherenčne dolžine signala. 15. Frekvenčna in valovnodolžinska pasovna širina, povezave. 16. Delovanja in pomanjkljivosti interferometerskega SA. 17. Prečna koherenca dveh nesinhroniziranih izvorov. 18. Definicija in razlaga prečne koherenčne dolžine. 19. Posplošitev na zvezne nekoherentne vire, samo opisno. 20. *** 3. TIHA VAJA IZ OPTIČNIH KOMUNIKACIJ ***. 24.4.2014 - predavanja OPTIČNE KOMUNIKACIJE (UNI) ------------------------------------------------- 1. Toplotni izvori svetlobe, lastnosti žarnice z nitko. 2. Energijske ravni molekul (atomov) plinov, sevalni in nesevalni prehodi. 3. Lastnosti tlivk in obločnic, spekter, prečna koherenca in odziv modulacije. 4. Delovanje svetleče diode, energijski pasovi v polprevodniku. 5. Verjetnost nastanka fotonov in fononov v siliciju in v GaAs. 6. Merska enota eV za energijo v optiki, velikostni razredi. 7. Razlaga spektra svetleče diode in padca napetosti na svetleči diodi. 8. Konstrukcija LED, izboljšava izkoristka s heterostrukturo. 9. Pomanjkljivosti LED: sklopni izkoristek in spekter. 10. Električni oscilatorji, ojačenje in povratna vez H(w). 11. Absorpcija, spontano in stimulirano sevanje v snovi. 12. Naravna toplotna naseljenost energijskih ravni. 13. Obratna naseljenost energijskih ravni je pogoj za ojačenje. 14. Energijske ravni plinskih zmesi He/Ne in Ar/Ar+. 15. Doseganje obratne naseljenosti in ojačanja v plinskih zmeseh. 16. Frekvenčna odvisnost ojačanja plinskih zemesi, Doppler-jev pomik. 17. Povratna vezava s Fabry-Perot-ovi rezonatorjem TEM00m. 18. Ojačanje, spekter in izvedba HeNe laserja. 19. Določanje polarizacije plinskega laserja z Brewster-jevim oknom. 20. Izgradnja polprevodniškega laserja in izmere. 21. Heterostruktura, MQW, ojačenje in polarizacijska odvisnost. 22. Polprevodniški laser s FP rezonatorjem, odbojnost polprevodnik/zrak. 23. Vzdolžni in prečni rodovi, močnostni in telekomunikacijski laser. 24. Frekvenčni spekter polprevodniškega laserja s FP rezonatorjem. 25. Polarizacija in oblika snopa polprevodniškega laserja. 26. Modulacijska krivulja, pragovni tok Ith in spekter FP laserja 27. Toplotna odvisnost laserja in mehanizem odpovedi, zažig zrcal. 28. Vgradnja polprevodniškega laserja v ohišje z monitorsko fotodiodo. 1.5.2014 - predavanja OPTIČNE KOMUNIKACIJE (UNI) ------------------------------------------------ - predavanja odpadla zaradi prvomajskih praznikov 8.5.2014 - predavanja OPTIČNE KOMUNIKACIJE (UNI) ------------------------------------------------ 1. Ponovitev: lastnosti polprevodniškega FP laserja. 2. Prečni in vzdolžni rodovi, močnostni in komunikacijski laser. 3. Modulacijska krivulja, Tau=200ps, pragovni tok in spekter svetlobe. 4. Spekter FP laserja, problem mnogih vzdolžnih rodov. 5. Izračun širine spektra, razdalje med rodovi in števila rodov FP laserja. 6. Izvedba DFB/DBR laserjev, prevajalna funkcija zrcal in FP rodovi. 7. Zahteve za fotolitografijo pri izdelavi DBR/DFB laserjev. 8. Relativna pasovna širina DB laserja, primerjava z električnimi oscilatorji. 9. Modulacija DFB laserja, delovanje kot LED in kot FP pri malih močeh. 10. Neželjeni FM pri DFB laserju: segrevanje valovoda in gostota nosilcev. 11. Zahteve za nastavljivo valovno dolžino v WDM, inventar rezervnih delov. 12. EC laserji z zunanjim rezonatorjem, vrtljivo uklonsko mrezico. 13. Lastnosti EC laserja, širina spektralne črte. 14. Vgradnja polprevodniškega DFB laserja v ohišje, leče in monitor. 15. Delovanje baterije termočlenov, Peltier-ova toplotna črpalka. 16. Temperaturna stabilizacija s toplotno črpalko in NTK. 17. Vpliv bremena na spekter oscilatorja, ločitev v elektroniki. 18. Zgledi koherenčnih dolžin za FP, DFB in EC laserje. 19. Nerecipročne snovi v optiki, tenzor permeabilnosti ferita v enosmernem B. 20. Faraday-evo sukanje ravnine polarizacije v YIG feritu. 21. Enopolarizacijski optični izolator z dvema polarizatorjema. 22. Vgradnja enopolarizacijskega izolatorja v ohišje DFB laserja. 23. Polarizacijsko neodvisni izolator z dvolomnima kristaloma. 24. Neskladnost vzdolžnih polprevodniških laser in vlaken, leče? 25. Zgradba pokončnega polprevodniškega laserja VCSEL. 26. Rodovi in spekter laserja VCSEL. 27. Preprost sklop VCSEL na vlakno brez leč. 15.5.2014 - predavanja OPTIČNE KOMUNIKACIJE (UNI) ------------------------------------------------- 1. Ponovitev: modulacijska krivulja polprevodniškega laserja. 2. Hitra AM (200ps stimulirano) in počasna FM 60GHz (toplotna). 3. Uporaba zunanjega modulatorja z in brez izolatorja. 4. Zgradba elektroabsorpcijskega modulatorja, odvisnost deltaW(U). 5. Odziv EAM, ugasno razmerje, pomik krivulje z lambda. 6. Nelinearni lomni količnik, Kerr (elektrostirkcija) in Pockels (vgrajeni E). 7. Zgradba molekule LiNbO3, vgrajeni E preko položaja Li+, dvolomnost. 8. Izdelava valovoda v LiNbO3 z dopiranjem s Ti, slabljenje 10dB/m. 9. Pockels-ov pojav v LiNbO3 za TE (2.8E-11m/V) in TM (1E-11m/V). 10. Zgled: delta-n in delta-fi v praktičnem faznem modulatorju iz LiNbO3. 11. Mach-Zehnder-jev interferometer za amplitudno modulacijo. 12. Odziv elektrooptičnega MZM za polje E in moč P, kam gre izgubljena moč? 13. Definicija občutljivost modulatorja Upi z zgledi za TE(5V) in TM(14V). 14. Elektrode na potujoči val za visoke frekvence, neusklajenost hitrosti. 15. Izbira delovne točke MZM za amplitudno in fazno modulacijo. 16. Povečanje dometa zveze z uporabo modulacije BPSK brez nosilca. 17. Povečanje spektralne učinkovitosti QPSK, neodvisna bočna pasova. 18. Podvojevanje spektralne učinkovitsti z uporabo obeh polarizacij. 19. Uporaba večnivojskih modulacij QAM16 X 2 polarizaciji. 20. Zgled: sodobna 100Gbps terminalska oprema za prekoocenaski WDM kanal. 21. Akustooptika: počasnejša, visoko ugasno razmerje in velike optične moči. 22. Raman-Nath-ov uklon, smeri uklonjenih žarkov, RF spektralni analizator. 23. Bragg-ov odboj, izračun smeri žarkov, svetlobni preklopnik. 24. Akustooptika na LiNbO3, frekvenčno selektiven sklop rodov TE in TM. 25. *** 4. TIHA VAJA IZ OPTIČNIH KOMUNIKACIJ ***. 22.5.2014 - predavanja OPTIČNE KOMUNIKACIJE (UNI) ------------------------------------------------- 1. Frekvenčna meja nelinearnosti polprevodnikov f<1THz. 2. Lastnosti toplotnih sprejemnikov, neodvisni od lambda, meritve. 3. Odkritje selenskega fotoupora, hitrost odziva fotoupora. 4. Vakuumske in polprevodniške fotodiode, kvantni izkoristek. 5. Fotovoltaični in fotouporovni režim delovanja fotodiode. 6. Izbira polprevodnika za diodo: Si, Ge, InGaAs. 7. Ponovitev: merska enota eV za energijo. 8. Izvedba čipa polprevodniške fotodiode, heterostruktura. 9. Definicija odzivnosti I/P fotodiode, izračun in velikostni razred. 10. Krivulja odzivnosti fotodiode s heterostrukturo. 11. Zgradba sprejemnika, fotodioda in ojačevalnik, kapacitivnosti. 12. Občutljivost sprejemnika za en fotoelektron. 13. Zrnati šum in Poisson-ova porazdelitev, BER=1E-9 >>> Ne=21. 14. Ocena impedance fotodiode in toplotnega šuma sprejemnika. 15. Zgled: izračun jakosti toplotnega šuma v sprejemniku. 16. Razmerje signal/šum, faktor Q in BER v svetlobni zvezi. 17. Krivulja BER kot funkcija Q, uporabno med 6 in 7. 18. Zgled: občutljivost sprejemnika iz toplotnega šuma. 19. Izračun števila fotonov enice in povprečja fotonov. 20. Zgled občutljivosti sprejemnika za 1Gbit/s v uW in dBm. 21. Zgled dometa 1.3um zveze točka točka s PIn srpejemnikom. 22. Domet PON, izgube cepljenja omrežja zahtevajo občutljiv sprejemik. 23. Konvektivni in prevodniški tok, zveza s toplotnim šumom. 24. Izvedba, delovanje in lastnosti fotopomnoževalke. 25. Fotodetektorji z ojačenjem: plinska fotodioda in APD. 26. Zgradba APD iz InGaAs-InP, množenje elektronov. 27. Signal, šum in razmerje signal/šum v sprejemniku s plazovno diodo. 28. Optimalni M in Ub za Si, Ge in InGaAsP APD. 29. Lastnosti APD sprejemnika: 200fotonov/bit, +7dB glede na PIN. 29.5.2014 - predavanja OPTIČNE KOMUNIKACIJE (UNI) ------------------------------------------------- 1. Ponovitev: občutljivost sprejemnikov PIN in APD. 2. Tehnična izvedba sprejemnikov, PIN-FET in APD-FET moduli. 3. Nizkoimpedančni sprejemnik, zaključitev impedance, občutljivost. 4. Visokoimpedančni integracijski sprejemnik, težave prkatične izvedbe. 5. Transimpedančni sprejemnik, izbira povratne vezave. 6. Definicija transimpedance, prilagoditev pasovne širine. 7. Električni in optični decibeli, definicije pasovne širine. 8. Odziv fotodiode za moči in polja/napetosti. 9. Možnost heterodinskega sprejemnika, mešalni produkt. 10. Dobitek signala koherentnega sprejema 2Elo/es. 11. Težave koherentnega sprejemnika: polarizacija, frekvenca, šum LO. 12. Balančni RX za dušenje šuma LO in neželjenih produktov mešanja. 13. Kvadraturni RX omogoča popravek frekvence v elektroniki. 14. Dvopolarizacijski RX celotne informacije v vlaknu. 15. Izkoriščane celotne zmogljivosti vlakna, MIMO 2x2. 16. Odvisnost regeneratorjev od protokola, zahteve za optični ojačevalnik. 17. Zgodovinski razvoj optičnih ojačevalnikov: Nd3+ 1964, Er3+ 1988. 18. Vrste optičnih ojačevalnikov: polprevodniški in vlakenski. 19. Vrste vlakenskih ojačevalnikov: Raman in dopirani. 20. Lastnosti dopantov: Nd3+, Pr3+, Er3+, Tm3+ in Yb3+. 21. Energijski pasovi Er3+ ionov v steklu, časovne konstante. 22. Izvedbe ojačevalnih vlaken (Ge, Al), kristalizacija, dolžine. 23. Absorpcijski in sevalni pasovi valovnih dolžin Er3+ v steklu. 24. Preprosta izvedba Er3+ ojačevalnika z enosmernim črpanjem. 25. Izvedba Er3+ ojačevalnika z dvosmernim črpanjem in izravnalnim sitom. 26. Šum spontanega sevanja ASE v laserskem ojačevalniku, faktor mu. 27. Zgled moči ASE v Er3+ ojačevalniku z G=40dB. 28. Definicija šumnega števila svetlobnega ojačevalnika. 29. Zgledi šumnih števil Er3+ 980nm, Er3+ 1480nm, polprevodniški 1.55um. 30. Izbira črpalnih dolžin pri dvosmernem črpanju. 31. Samodejna regulacija ojačanja Er3+ ojačevalnika. 29.5.2014 - predavanja OPTIČNE KOMUNIKACIJE (UNI) ------------------------------------------------- - obisk izdelave optičnih vlaken v podjetju Optacore 5.6.2014 - predavanja OPTIČNE KOMUNIKACIJE (UNI) ------------------------------------------------ 1. Kratka zgodovina Etherneta, Robert Metcalfe. 2. Thick Ethernet 10BASE5, komplicirano in drago omrežje, jabber limit. 3. Oznake Ethernet inačic. 4. Zasnova Ethernet okvirja. 5. Thin Ethernet 10BASE2, ceneno omrežje z BNC vtičnicami. 6. Računalniški duh uide iz steklenice, zmagovita pot TCP/IP in Etherneta. 7. TCP/IP Ethernet okvirji in omrežja. 8. Address Resolution Protocol (ARP). 9. Neoklopljena sukana parica (UTP), zvrsti UTP/STP vodnikov. 10. Vtikač in trafo vtičnica RJ45. 11. Linijska kodiranja Manchester, 4B5B in MLT3. 12. Delovanje 10BASE-T in 100BASE-TX. 13. OSI ravni, TCP/IP/Ethernet/UTP sklad protokolov. 14. Nadzor pretoka (Flow control), backpressure in pause frame. 15. Različice Media-Independent Interface (MII). 16. Reduced Media-Independent Interface (RMII). 17. 100BASE-TX 3R regenerator (Extender). 18. 100BASE-TX/100BASE-FX Media Converter. 19. Hub v središču zvezde UTP kablov za način delovanja half-duplex. 20. Aktivno Ethernet stikalo, uporaba v domačem usmerjevalniku. 21. Virtual Local Area Network (VLAN). 22. Zgodovina optičnega Etherneta. 23. Linijsko kodiranje v optičnem Ethernetu. 24. Različice 1Gbps Media Converter-jev. 25. Ethernet standardi 40Gbps in 100Gbps. 26. Uspehi in neuspehi Etherneta, kaj je to Ethernet danes? 27. Vprašanja študentov o Ethernetu, opis delovanja PoE. 28. Predstavitev izbirnih predmetov modula K. 29. *** 5. TIHA VAJA IZ OPTIČNIH KOMUNIKACIJ ***.