Μαθησιακά Αποτελέσματα
1. Κατανόηση του μηχανισμού οδήγησης σε επίπεδους οπτικούς κυματοδηγούς και οπτικές ίνες. Είναι σε θέση να υπολογίζει τους ρυθμούς που υποστηρίζονται από τους παραπάνω κυματοδηγούς.
2. Κατανόηση σε βάθος των μηχανισμών διασποράς σε οπτικές ίνες/κυματοδηγούς και επίσης της εξίσωσης μετάδοσης παλμών σε μονόρρυθμες οπτικές ίνες.
3. Γενική κατανόηση της τεχνολογίας οπτικών πηγών ημιαγωγού, με έμφαση στις laser διόδους.
4. Κατανόηση των βασικών αρχών που διέπουν φωτοδιόδους και οπτικούς δέκτες, όπως πηγές θορύβου και θεμελιώδεις περιοριστικούς παράγοντες.
5. Κατανόηση των συστημάτων οπτικών επικοινωνιών διαμόρφωσης έντασης / απευθείας ανίχνευσης (IM/DD, OOK): επιδόσεις σε επίπεδο συστήματος, ρυθμός σφαλμάτων (BER), λόγος σήματος-προς-θόρυβο (SNR). Τεχνικές πολυπλεξίας.
Περιεχόμενο Μαθήματος
Εισαγωγή στα συστήματα οπτικών επικοινωνιών.
Οπτικοί κυματοδηγοί και οπτικές ίνες: γενικά χαρακτηριστικά, ακτινική και κυματική θεωρία, οδηγούμενοι ρυθμοί, ονοματολογία ρυθμών. Ειδικοί τύποι ινών. Επίπεδοι οπτικοί κυματοδηγοί.
Μετάδοση κυμάτων σε οπτικές ίνες: Μηχανισμοί απόσβεσης. Τύποι διασποράς, διασπορά υλικού και κυματοδηγού. Εξίσωση μετάδοσης σε μονόρρυθμες ίνες. Μετάδοση Γκαουσιανών παλμών παρουσία GVD & TOD, μετάδοση παλμών αυθαίρετου σχήματος, πεπερασμένο φασματικό εύρος πηγής. Περιορισμοί στο μέγιστο ρυθμό μετάδοσης λόγω διασποράς.
Πηγές φωτός: βασικές αρχές Laser, εκπομπή από ημιαγωγούς, δίοδοι Laser (LD), τύποι LD (Fabry-Perot, VCSEL, DBR, DFB), χαρακτηριστικά λειτουργίας, διαμόρφωση. Δίοδοι Εκπομπής Φωτός (LED). Σύζευξη με οπτικές ίνες.
Οπτικοί ανιχνευτές: φωτοδίοδοι PIN και φωτοδίοδοι χιονοστιβάδας (APD).
Οπτικός δέκτης απευθείας ανίχνευσης: πηγές θορύβου (θερμικός, κβαντικός, σκοτεινού ρεύματος), κβαντικό όριο, λόγος σήματος προς θόρυβο (SNR), τυπικές δομές δέκτη, ευαισθησία δέκτη, παράγοντες που επηρεάζουν την ευαισθησία, Ρυθμός Σφαλμάτων Ψηφίων (BER).
Συστήματα οπτικών επικοινωνιών: συστήματα διαμόρφωσης έντασης / απευθείας ανίχνευσης (IM/DD), βασικές αρχιτεκτονικές συστημάτων, περιορισμοί σχεδίασης, τεχνικές πολυπλεξίας (οπτική πολυπλεξία με διαίρεση χρόνου OTDM, οπτική πολυπλεξία με διαίρεση στο μήκος κύματος WDM). Σύμφωνα συστήματα οπτικών επικοινωνιών (BPSK, QPSK).
Μη γραμμικά φαινόμενα σε οπτικές ίνες: αυτοδιαμόρφωση φάσης, ετεροδιαμόρφωση φάσης, μείξη τεσσάρων κυμάτων, σολιτόνια, σκέδαση Brillouin και Raman.
Λέξεις Κλειδιά
Οπτικές ίνες, μετάδοση οπτικών σημάτων, laser, δίοδοι laser, φωτοδίοδοι, οπτικοί δέκτες, συστήματα οπτικών επικοινωνιών