Τίτλος Μαθήματος Οπτικές Επικοινωνίες
Κωδικός Μαθήματος 321-8653
Εξάμηνο 9
ECTS 5
Ώρες (Θεωρία) 3
Ώρες (Εργαστηρίο)
Διδάσκοντας Μεσαριτάκης Χάρης

Ύλη μαθήματος

Βασική φυσική ημιαγωγών και βασικές έννοιες κβαντικής φυσικής. Αλληλεπίδραση φωτός με ύλη. Βασικές ημιαγωγικές οπτοηλεκτρονικές διατάξεις: α) Δίοδοι LED: αρχές λειτουργίας και εφαρμογές, β) Laser: Αρχές λειτουργίας, ημιαγωγικά υλικά και δομές laser - σημαντικές εφαρμογές, γ) Άλλα οπτοηλεκτρονικά στοιχεία: Φωτοτρανζίστορ, φωτοδίοδοι, οπτοσυζεύκτες καθώς και εφαρμογές τους, δ) Φωτοβολταϊκά στοιχεία: Αρχές λειτουργίας και εφαρμογές. Οπτικά επικοινωνιακά συστήματα, βασικές αρχές. Οπτική ίνα: αρχές λειτουργίας, τεχνολογία και εφαρμογές στις τηλεπικοινωνίες. Βασικές έννοιες οπτικής επεξεργασίας πληροφορίας.

Επιδιωκόμενα μαθησιακά αποτελέσματα

 Εισαγωγή στην έννοια των οπτικών επικοινωνιών, οπτικές ίνες, είδη οπτικών ινών (μονότροπες, πολύτροπες, πυριτίου, πολυμερών, βηματικού δείκτη διάθλασης κλπ), κυματοδήγηση μέσω γεω- μετρικής οπτικής, εξισώσεις Maxwell, εξίσωση Helmholtz, εγκάρσιοι τρόποι μετάδοσης στην ίνα, διασπορά (ταχύτητα ομάδας, κυματοδήγησης, υλικού), απώλειες, εύρος ζώνης, μη-γραμμικές οπτικές επιδράσεις εντός της ίνας: ενδοφασική διαμόρφωση, διαμόρφωση διασταυρωμένης φάσης και μίξη τεσσάρων κυμάτων. Οπτικές πηγές επικοινωνιακών συστημάτων: laser και LED. Aυθόρμητη και εξαναγκασμένη εκπομπή, κατώφλι έναυσης laser, διαμήκης τρόποι και τύποι laser, θόρυβος, εύρος ζώνης καθώς και τεχνικές διαμόρφωσης. Οπτικοί δέκτες, κβαντική από- δοση, θόρυβος, εύρος ζώνης δεκτών, ευαισθησία, κυκλώματα αποδιαμόρφωσης και ενίσχυσης. Σχεδίαση και αξιολόγηση επικοινωνιακών συστημάτων διαφόρων αρχιτεκτονικών. Τεχνικές σχεδίασης με σκοπό τη διαχείριση ισχύος, του χρόνου ανόδου, της διασποράς. Ανάλυση σύμφωνων οπτικών συστημάτων και πολύ-κάναλων αρχιτεκτονικών.
Το μάθημα προσφέρει μιας εις βάθος εισαγωγή στις οπτικές επικοινωνίες, αναλύοντας τόσο τις θεμελιώδεις οπτικές διατάξεις (πομποί, δέκτες μέσω μεταφοράς πληροφορίας) όσο και επιτρέποντας στο φοιτητή να σχεδιάσει ρεαλιστικές οπτικές ζεύξεις λαμβάνοντας υπόψη τεχνικούς περιορισμούς και αρχιτεκτονικές.

Πιο αναλυτικά με την επιτυχή ολοκλήρωση του μαθήματος οι φοιτητές/τριες θα

  • έχουν τη γνώση να αναγνωρίζουν τα βασικά μέρη ενός οπτικού δικτύου επικοινωνιών (πομποί-δέκτες-μέσω διάδοσης), να αναλύουν σχήματα διαμόρφωσης στις οπτικές επικοινωνίες, των φυσικών μηχανισμών διάδοσης της Η/Μ ακτινοβολίας εντός κυματοδηγών, των φυσικών μηχανισμών της εξαναγκασμένης εκπομπής, αυθόρμητης και απορόφησης, της φώρασης οπτικών σημάτων.
  • Θα έχουν τη δεξιότητα να εκτελούν βασικούς υπολογισμούς σε οπτικές ζεύξεις όπως το ισοζύγιο ισχύος, οι αποστάσεις μεταξύ αναγεννητών-ενισχυτών, εύρεση μέγιστου εύρους ζώνης καθώς και ευαισθησίας δέκτη. Να υπολογίζουν και να αντισταθμίζουν φαινόμενα διασποράς.
  • θα έχουν την ικανότητα να σχεδιάζουν οπτικές ζεύξεις και να αξιολογούν τη βέλτιστη αρχιτεκτονική, τις απαιτούμενες προδιαγραφές στα διάφορα στοιχεία (laser, EDFA, DCF)  

 

Προαπαιτούμενα

Δεν απαιτούνται.

Διδακτικές και μαθησιακές μέθοδοι

Ατομικές και ομαδικές εργασίες, μικρά τεστ στη μορφή κουίζ, τελική γραπτή εξέταση.

Δραστηριότητα Φόρτος Εργασίας Εξαμήνου
Διαλέξεις 39 ώρες
 
Προσωπική μελέτη 83 ώρες
 
Τελική εξέταση 3 ώρες
Σύνολο Μαθήματος 125 ώρες (5 ECTS)

Μέθοδοι αξιολόγησης / βαθμολόγησης


Διαλέξεις στην αίθουσα.
 

Γλώσσα διδασκαλίας

Ελληνικά (Αγγλικά αν υπάρχουν φοιτητές/φοιτήτριες ERASMUS)

Τρόπος παράδοσης μαθήματος

Φυσική Παρουσία