תקשורת אופטית

קוד קורס: 40058
2.5 נ"ז

מבוא: תקשורת אופטית במרחב פתוח ובסיבים- תאור מרכיבי המערכות. יסודות פיסיקליים של תקשורת אופטית: קרינה אופטית כגל נושא מידע ספקטרום ותחום התדרים של קרינה אופטית. קרינה מונוכרומטית וקרינה קוהרנטית. תאור מתמטי של גל נושא אופטי. מאפיינים של הגל. קרינה אופטית כזרימת חלקיקים. חלקיק קרינתי-פוטון. קשר בין אנרגית הפוטון לתדר ואורך הגל. הובלת הקרינה האופטית במרחב פתוח ובסיב אופטי: מאפייני התווך האופטי. פיזור. בליעה. החזרה ושבירת הקרינה. חוק Kirchoff. חוק Snell. החזרה מלאה של קרינה. מנגנון הפסדים של קרינה בטווח. מבנה ועיקרון הפעולה של סיב אופטי. פרמטרים של סיב. אופני התפשטות הקינה בסיב ותופעת נפיצה. סיבים חד ורב אופניים. סוגי נפיצה והשלכותיה על קצב העברת נתונים. הנמכת הנפיצה בסיבים. תופעות לא ליניאריות בסיבים:  פיזור Brillouin. פיזור Raman. אפנון עצמי. יצירת אורכי גל מדומים-Four Wave Mixing (FWM). סקירת מקורות הקרינה לתקשורת אופטית: מושגים מפיסיקת מצב מוצק ומוליכים למחצה. מנגנון היווצרות קרינה בהתקני מצב מוצק. פליטה ספונטנית ופליטה מאולצת. דיודה פולטת אור LED. מאפיינים ושימוש בדיודות LED בקווי תמסורת אופטית. דיודות לייזר IDL: מבנה ועיקרון פעולה. עקרון הגברת הקרינה ע"י פליטה מאולצת. סוגי לייזרים בתקשורת  אופטית: Fabry-Perot DFB, MQW, VCSEL. מאפיינים ורעש של לייזרים (RIN). יעילות ההצמדה של מקור קרינה לסיב. גילוי וקליטת אותות אופטיים: גילוי והמרת הספק אופטי לזרם. תגובת צומת p-n לפגיעת פוטון. מבנה ועיקרון הפעולה של גלאים אופטיים. סוגים עיקריים של גלאים בתקשורת אופטית: דיודת PIN ודיודת APD. מנגנון הגברה פנימית בדיודת APD. פרמטרים ומאפיינים של פוטודיודות רעשים בגלאים. והשפעתם על גילוי  אותות  בתמסורת אופטית. רכיבים אקטיביים בתמסורת אופטית: עיקרון ההגברה האופטית. שאיבת מגבר אופטי. מגבר סיבים אופטיים EDFA. מגבר מוליך למחצה SOA. מאפיינים ויישומים של מגברים אופטיים בקווי תמסורת אופטית. אפנון קרינה אופטית: עיקרון האפנון של קרינה אופטית. סוגים ומבנה של מאפננים.  שיטות אפנון של קרינה בתמסורת אופטית: אפנון ישיר, אפנון חיצוני. יתרונות. מגבלות .העברת אותות ספרתיים בסיבים אופטיים: תרשים קו תמסורת אופטית ספרתית בסיבים. תבניות קידוד מקובלות בתקשורת אופטית ספרתית. תרשים פונקציונלי של משדר ומקלט אותות אופטיים. רוחב פס. קצב נתונים. קצב שגיאות BER. גילוי ושיחזור האות. קשר בין יחס אות לרעש לקצב שגיאות. ריבוב ערוצים בתקשורת אופטית: ריבוב בחלוקת זמן- TDM,  תדר –FDM ואורך גל– WDM. ריבוב ופענוח אותות בטכנולוגית DWDM. קיבולת הערוץ, "רוחב" ונפיצת הערוץ.  ביצועים של ערוץ. טופולוגיות ופרוטוקולים של מערכות תמסורת אופטית: תמסורתPoint- to –Point. רשתות תמסורת בטופולוגיות טבעת וכוכב- Ring- Configured Mesh and Star Networks. ניהול פרוטוקולים של תמסורת ברשתות. תכנון וחקר ביצועים של קווי תמסורת בסיבים: גורמי הפסדים בקווי תמסורת אופטית. תקציב הספקים בקו. חקר ביצועים של מערכות תקשורת ספרתיות. היבטים יישומיים בפריסת קווי תקשורת בסיבים: היתוך ואיחוי סיבים. צימוד סיבים באמצעות מחברים. הפסדי כיפוף וחיבור. פריסת קווי תמסורת אופטית. מדידות ומכשור מדידה למערכות סיב-אופטיות: מדידת הספק. הנחתה ונפיצה מדידת ספקטרליות. מכשור OTDR לאיתור תקלות.

דרישות הקדם והדרישות המקבילות בקורס תקשורת אופטית הינן:

דרישות קדם: גלים ומבוא לתורת הקוונטים (40034), מערכות תקשורת (40067)

דרישות מקבילות: אין

לחצו למעבר אל תוכנית לימודי הנדסת אלקטרוניקה - התמחות VLSI

לחצו למעבר אל תוכנית לימודי הנדסת אלקטרוניקה - התמחות בתקשורת