Οπτικές Τηλεπικοινωνίες

Tίτλος του μαθήματος

Οπτικές Τηλεπικοινωνίες

Κωδικός αριθμός μαθήματος

ELC 302

Τύπος του μαθήματος

Υποχρεωτικό

Επίπεδο του μαθήματος

Μεταπτυχιακό (ΜΔΕ)

Έτος σπουδών

2^o

Εξάμηνο

3^o

Πιστωτικές μονάδες ECTS

5

Όνομα του διδάσκοντος/των διδασκόντων

Δημήτριος Ζευγώλης Καθηγητής,
Γεώργιος Οικονόμου Αναπληρωτής Καθηγητής,
Κυριάκος Βλάχος Επίκουρος Καθηγητής

Επιδιωκόμενα μαθησιακά αποτελέσματα του μαθήματος

Στο τέλος αυτού του μαθήματος ο φοιτητής θα μπορεί να

1. Κατανοεί τις βασικές αρχές και έννοιες των Τηλεπικοινωνιακών Συστημάτων Οπτικών Ινών.

2. Κατανοεί την λειτουργία και γνωρίζει τα χαρακτηριστικά βασικών στοιχείων συστημάτων οπτικών ινών: οπτικές πηγών, οπτικών δεκτών και οπτικές ινών.

3. Γνωρίζει τις αρχές, τα χαρακτηριστικά και την λειτουργία ενεργών και παθητικών οπτικών στοιχείων.

4. Σχεδιάζει σύγχρονα συστήματα μετάδοσης πληροφορίας με οπτικές ίνες και υπολογίζει την επίδοσή τους.

5. Παρακολουθεί τις ταχείες εξελίξεις στο χώρο των τηλεπικοινωνιακών συστημάτων οπτικών ινών.

Δεξιότητες

Στο τέλος αυτού του μαθήματος ο φοιτητής θα έχει περαιτέρω αναπτύξει τις ακόλουθες δεξιότητες

1. Να επιλύει βασικά προβλήματα μετάδοσης σε συστήματα οπτικών ινών

2. Ικανότητα να μοντελοποιεί, εξομοιώνει και σχεδιάζει οπτικές ψηφιακές ζεύξεις.

3. Σχεδιάζει τηλεπικοινωνιακά συστήματα οπτικών ινών με χρήση πολυπλεξίας μήκους κύματος καθώς και δίκτυα οπτικών ινών.

4. Αναπτύσσει λύσεις σε πρακτικά και επιστημονικά προβλήματα που σχετίζονται με τις επικοινωνίες οπτικών ινών.

5. Ικανότητα να αλληλεπιδρά με άλλα άτομα σε προβλήματα σχετιζόμενα με την σχεδίαση οπτικών συστημάτων επικοινωνίας.

Προαπαιτήσεις

Ηλεκτρομαγνητισμός, Φυσική στερεάς κατάστασης, Εισαγωγικό μάθημα σε Αναλογικές και Ψηφιακές Επικοινωνίες.

Περιεχόμενα (ύλη) του μαθήματος

1. Εισαγωγή στις οπτικές ίνες και την γεωμετρική διάδοση του φωτός σε αυτές. Κυματοδηγοί οπτικών ινών. Χαρακτηριστικά διάδοσης των οπτικών ινών. Εξισώσεις Maxwell και προχωρημένα θέματα Οπτικών ινών.

2. Σύγχρονες εξελίξεις των οπτικών τεχνολογιών, εφαρμογές οπτικών ινών.

3. Βασικά στοιχεία ημιαγωγών. Οπτικές πηγές, φωτοεκπομποί δίοδοι, lasers ημιαγωγών, ρυθμοί εκπομπής και απορρόφησης, ισχύς εξόδου, διαμόρφωση, θόρυβος, τύποι laser, σχεδίαση πομπού.

4. Οπτικοί δέκτες, δίοδος PIN , δίοδος χιονοστιβάδας, απόκριση, εύρος ζώνης, θόρυβος, σχεδίαση δέκτη.

5. Ψηφιακή μετάδοση σήματος σε οπτικές ίνες: Συστήματα άμεσης ανίχνευσης, Τύποι ψηφιακής διαμόρφωσης, περιορισμοί λόγω εξασθένησης, περιορισμοί λόγω διασποράς, πιθανότητα σφάλματος κατά την μετάδοση. Αρχές σύμφωνης ανίχνευσης, ετερόδυνα συστήματα, συστήματα αποδιαμόρφωσης. Θόρυβος στα σύμφωνα οπτικά συστήματα.

6. Οπτικοί ενισχυτές, Οπτικοί ενισχυτές Ερβίου (EDFA), Οπτικοί ενισχυτές Raman, Οπτικοί ενισχυτές ημιαγωγών, κέρδος, θόρυβος. Παθητικά στοιχεία οπτικών ινών, Συζεύκτες, Εξασθενητές, Απομονωτές, Κυκλοφορητές, Φίλτρα πολυπλεξίας μήκους κύματος (WDM), Add-Drop πολυπλέκτες, Οπτικοί διακόπτες.

7. Συστήματα οπτικής πολυπλεξίας μήκους κύματος. Τηλεπικοινωνιακά δίκτυα οπτικών ινών.

8. Optical wavelength Multiplexing systems. Fiber optic telecommunication networks.

Συνιστώμενη βιβλιογραφία προς μελέτη

1. Συστήματα Επικοινωνιών με Οπτικές Ίνες, Govind Agrawal, Εκδόσεις Τζιόλα, (A textbook in Greek language)

2. Fiber-Optic Communication Systems”, Govind Agrawal, Wiley,

3. John M. Senior, Optical Fiber Communications, Prentice Hall

4. John Gowar, Optical Communication Systems Prentice Hall

5. Gerd Keiser, Optical Fiber Communications, McGraw-Hill

Διδακτικές και μαθησιακές μέθοδοι

Παραδόσεις με χρήση διαφανειών ή/και παρουσιάσεις με powerpoint, φροντιστήρια με επίλυση προβλημάτων, χρήση προγραμμάτων εξομοίωσης στοιχείων και τηλεπικοινωνιακών συστημάτων οπτικών ινών, ατομική εργασία και παρουσίαση αυτής.

Μέθοδοι αξιολόγησης/βαθμολόγησης

1) Γραπτή εξέταση (80% του τελικού βαθμού)
2) Εργασία (20% του τελικού βαθμού)

Γλώσσα διδασκαλίας

Ελληνικά. Mπορούν όμως να γίνουν οι παραδόσεις στην αγγλική γλώσσα στην περίπτωση που αλλοδαποί φοιτητές παρακολουθούν το πρόγραμμα.

Tίτλος του μαθήματος	Οπτικές Τηλεπικοινωνίες
Κωδικός αριθμός μαθήματος	ELC 302
Τύπος του μαθήματος	Υποχρεωτικό
Επίπεδο του μαθήματος	Μεταπτυχιακό (ΜΔΕ)
Έτος σπουδών	2^o
Εξάμηνο	3^o
Πιστωτικές μονάδες ECTS	5
Όνομα του διδάσκοντος/των διδασκόντων	Δημήτριος Ζευγώλης Καθηγητής, Γεώργιος Οικονόμου Αναπληρωτής Καθηγητής, Κυριάκος Βλάχος Επίκουρος Καθηγητής
Επιδιωκόμενα μαθησιακά αποτελέσματα του μαθήματος	Στο τέλος αυτού του μαθήματος ο φοιτητής θα μπορεί να 1. Κατανοεί τις βασικές αρχές και έννοιες των Τηλεπικοινωνιακών Συστημάτων Οπτικών Ινών. 2. Κατανοεί την λειτουργία και γνωρίζει τα χαρακτηριστικά βασικών στοιχείων συστημάτων οπτικών ινών: οπτικές πηγών, οπτικών δεκτών και οπτικές ινών. 3. Γνωρίζει τις αρχές, τα χαρακτηριστικά και την λειτουργία ενεργών και παθητικών οπτικών στοιχείων. 4. Σχεδιάζει σύγχρονα συστήματα μετάδοσης πληροφορίας με οπτικές ίνες και υπολογίζει την επίδοσή τους. 5. Παρακολουθεί τις ταχείες εξελίξεις στο χώρο των τηλεπικοινωνιακών συστημάτων οπτικών ινών.
Δεξιότητες	Στο τέλος αυτού του μαθήματος ο φοιτητής θα έχει περαιτέρω αναπτύξει τις ακόλουθες δεξιότητες 1. Να επιλύει βασικά προβλήματα μετάδοσης σε συστήματα οπτικών ινών 2. Ικανότητα να μοντελοποιεί, εξομοιώνει και σχεδιάζει οπτικές ψηφιακές ζεύξεις. 3. Σχεδιάζει τηλεπικοινωνιακά συστήματα οπτικών ινών με χρήση πολυπλεξίας μήκους κύματος καθώς και δίκτυα οπτικών ινών. 4. Αναπτύσσει λύσεις σε πρακτικά και επιστημονικά προβλήματα που σχετίζονται με τις επικοινωνίες οπτικών ινών. 5. Ικανότητα να αλληλεπιδρά με άλλα άτομα σε προβλήματα σχετιζόμενα με την σχεδίαση οπτικών συστημάτων επικοινωνίας.
Προαπαιτήσεις	Ηλεκτρομαγνητισμός, Φυσική στερεάς κατάστασης, Εισαγωγικό μάθημα σε Αναλογικές και Ψηφιακές Επικοινωνίες.
Περιεχόμενα (ύλη) του μαθήματος	1. Εισαγωγή στις οπτικές ίνες και την γεωμετρική διάδοση του φωτός σε αυτές. Κυματοδηγοί οπτικών ινών. Χαρακτηριστικά διάδοσης των οπτικών ινών. Εξισώσεις Maxwell και προχωρημένα θέματα Οπτικών ινών. 2. Σύγχρονες εξελίξεις των οπτικών τεχνολογιών, εφαρμογές οπτικών ινών. 3. Βασικά στοιχεία ημιαγωγών. Οπτικές πηγές, φωτοεκπομποί δίοδοι, lasers ημιαγωγών, ρυθμοί εκπομπής και απορρόφησης, ισχύς εξόδου, διαμόρφωση, θόρυβος, τύποι laser, σχεδίαση πομπού. 4. Οπτικοί δέκτες, δίοδος PIN , δίοδος χιονοστιβάδας, απόκριση, εύρος ζώνης, θόρυβος, σχεδίαση δέκτη. 5. Ψηφιακή μετάδοση σήματος σε οπτικές ίνες: Συστήματα άμεσης ανίχνευσης, Τύποι ψηφιακής διαμόρφωσης, περιορισμοί λόγω εξασθένησης, περιορισμοί λόγω διασποράς, πιθανότητα σφάλματος κατά την μετάδοση. Αρχές σύμφωνης ανίχνευσης, ετερόδυνα συστήματα, συστήματα αποδιαμόρφωσης. Θόρυβος στα σύμφωνα οπτικά συστήματα. 6. Οπτικοί ενισχυτές, Οπτικοί ενισχυτές Ερβίου (EDFA), Οπτικοί ενισχυτές Raman, Οπτικοί ενισχυτές ημιαγωγών, κέρδος, θόρυβος. Παθητικά στοιχεία οπτικών ινών, Συζεύκτες, Εξασθενητές, Απομονωτές, Κυκλοφορητές, Φίλτρα πολυπλεξίας μήκους κύματος (WDM), Add-Drop πολυπλέκτες, Οπτικοί διακόπτες. 7. Συστήματα οπτικής πολυπλεξίας μήκους κύματος. Τηλεπικοινωνιακά δίκτυα οπτικών ινών. 8. Optical wavelength Multiplexing systems. Fiber optic telecommunication networks.
Συνιστώμενη βιβλιογραφία προς μελέτη	1. Συστήματα Επικοινωνιών με Οπτικές Ίνες, Govind Agrawal, Εκδόσεις Τζιόλα, (A textbook in Greek language) 2. Fiber-Optic Communication Systems”, Govind Agrawal, Wiley, 3. John M. Senior, Optical Fiber Communications, Prentice Hall 4. John Gowar, Optical Communication Systems Prentice Hall 5. Gerd Keiser, Optical Fiber Communications, McGraw-Hill
Διδακτικές και μαθησιακές μέθοδοι	Παραδόσεις με χρήση διαφανειών ή/και παρουσιάσεις με powerpoint, φροντιστήρια με επίλυση προβλημάτων, χρήση προγραμμάτων εξομοίωσης στοιχείων και τηλεπικοινωνιακών συστημάτων οπτικών ινών, ατομική εργασία και παρουσίαση αυτής.
Μέθοδοι αξιολόγησης/βαθμολόγησης	1) Γραπτή εξέταση (80% του τελικού βαθμού) 2) Εργασία (20% του τελικού βαθμού)
Γλώσσα διδασκαλίας	Ελληνικά. Mπορούν όμως να γίνουν οι παραδόσεις στην αγγλική γλώσσα στην περίπτωση που αλλοδαποί φοιτητές παρακολουθούν το πρόγραμμα.