BME VIK - Optikai távközlési rendszerek

3. A tantárgyfelelős személy és tanszék Dr. Gerhátné Udvary Eszter,

4. A tantárgy előadója

Gerhátné Dr. Udvary Eszter egyetemi docens, HIT

Dr. Schranz Ágoston egyetemi adjunktus, HIT

7. A tantárgy célkitűzése A tárgy célja, hogy átfogó képet adjon a modern optikai távközlési hálózatok felépítéséről, a bennük alkalmazott eszközök azon tulajdonságairól, melyek befolyásolják a rendszer működését. Bemutatja a fény alkalmazásának sokféle lehetőségét; nyomatékosítja, hogy az üvegszálas technológia nem csak az internet gerincét adja, hanem számos további alkalmazása van.
A tárgy a hatékony száloptikai kommunikációs rendszerhez szükséges kulcsfontosságú komponensek működésének bemutatásával kezdődik, majd ismerteti, hogy ezek a komponensek hogyan hatnak egymásra rendszerszinten. Végül a kurzus a jövőbeli irányok áttekintésével zárul, a jelenlegi hálózatok képességeinek kiterjesztésével, a nagyobb átviteli kapacitás biztosításával, és a biztonságos kommunikációval foglalkozik. A tárgy a tématerület gyakorlatias ismertetésére helyezi a hangsúlyt.

8. A tantárgy részletes tematikája 1.   Bevezetés: Optikai átvitel alapelve, jellemzői. Optikai hálózatok generációi, fejlődése. Alkalmazási lehetőségek sokszínűségének bemutatása
2.   Egycsatornás optikai átviteli rendszer felépítése, alkalmazott eszközök definiálása, azokkal kapcsolatos elvárások. Alkalmazott moduláció ismertetése.
3.   Optikai átviteli közeg: anyaga, csillapítás, diszperziótípusok, nemlineáris jelenségek (négyhullámkeverés, ön- és keresztfázis-moduláció, nemlineáris Raman szórás).
4.   Fényvezető szál és kábel felépítése, optikai csatlakozók és szálhegesztés ismertetése
5.   Optikai adó, fényforrás: lézerdióda, jellemző karakterisztikák, lézerdióda-típusok összehasonlítása
6.   Optikai adó, intenzitásmoduláció megvalósítása: közvetlen modulálás és külső modulátor alkalmazásának összehasonlítása.
7.   Optikai vevő, fotodióda működési elve, típusok összehasonlítása, vevőstruktúrák.
8.   Optikai összeköttetés csillapítás-, zaj-, és diszperziókorlátai, modulációs sebességhatárok
9.   Optikai erősítők, ismétlők felépítése, típusai, tulajdonságai
10.   Hullámhossz-szelektív eszközök, optikai szűrők, optikai multiplexálás, demultiplexálás
11.   Optikai kapcsolók, útvonalválasztás
12.   10 Gbps sebességig alkalmazott megoldások korlátai. Átviteli kapacitás növelésének megoldásai.
13.   Többcsatornás rendszerek. Hullámhosszosztás; eszközök tulajdonságainak hatása a rendszer kapacitására.
14.   Koherens optikai rendszerek. 40 Gbps és feletti sebesség megvalósítása egy csatornán, nagysebességű rendszerek, alkalmazott modulációs formák
15.   Optikai hozzáférési hálózatok, FTTX megoldások
16.   Szabadtéri és tengeralatti összeköttetés kihívásai
17.   Mobil- és optikai hálózatok integrációja
18.   Optikai távközlő rendszerek méréstechnikája
19.   Optikai átviteli rendszerek tervezése és számítógépes szimulációja. Az optikai távközlés szimulációs módszerei.
20.   Jelenleg alkalmazott hálózati architektúrák (TDM, DWDM, QPSK, QAM)
21.   Jövő optikai hálózatai: flexibilis optikai hálózat elve, működése.
22.   Jövő optikai hálózatai: WDM a fiber-to-the-home rendszerekben
23.   Jövő optikai hálózatai: Adatközpontok
24.   Jövő optikai hálózatai: Optikai kvantumkommunikációs rendszerek
25.   Jövő optikai hálózatai: Modus multiplexing és multicore kábelek alkalmazása a modern távközlési rendszerekben
26.   összefoglalás, kitekintés
27.   tartalék
28.   tartalék

9. A tantárgy oktatásának módja (előadás, gyakorlat, laboratórium) Előadás (illusztratív példákkal, esettanulmányokkal)

10. Követelmények

Szorgalmi időszakban: nagy feladat (esszé) készítése a tárgyhoz kapcsolódó kijelölt tématerületen

Vizsgaidőszakban: Szóbeli vizsga (tételsor alapján)

11. Pótlási lehetőségek A sikertelen házi feladat pótlási héten pótolható.

12. Konzultációs lehetőségek Oktatókkal egyeztetett alkalmi időpontban.

13. Jegyzet, tankönyv, felhasználható irodalom

Előadásokhoz rendelt online olvasnivalók (könyvfejezetek, cikkek)
Előadások fóliái
Govind P. Agrawal: Fiber-Optic Communication Systems
John M. Senior: Optical Fiber Communications, Principles and Practice
Rajiv Ramaswami,: Optical Networks: A Practical Perspective

14. A tantárgy elvégzéséhez átlagosan szükséges tanulmányi munka

Kontakt óra	56
Félévközi készülés órákra	16
Felkészülés zárthelyire	0
Házi feladat elkészítése	16
Kijelölt írásos tananyag elsajátítása
Vizsgafelkészülés	32
Összesen	120

15. A tantárgy tematikáját kidolgozta Gerhátné Dr. Udvary Eszter egyetemi docens, HIT