SK3883 Fiberoptisk kommunikation 9,0 hp

Fiber-Optic Communication

IT-samhällets elektroniska motorvägar består av optiska fibrer. En optisk fiber kan i sig transportera tiotals terabit per sekund över hundratals kilometer. Den fiberoptiska kommunikationstekniken är etablerad men är samtidigt stadd i en snabb utveckling mot högre bithastigheter och mer komplexa nätverk. Kursen fiberoptisk kommunikation ger dig grunderna för att förstå dagens snabba utveckling, så att du som yrkesverksam ingenjör kan utnyttja fiberoptikens möjligheter. I kursen går vi igenom komponenter, såsom laserdioder, optiska fibrer, och mottagare både från systemmässiga och fysikaliska synpunkter. Vi lär oss också att dimensionera fiberoptiska system och beräkna bitfelssannolikhet. Kursen följer grundutbildningskursen SK2811 men inkluderar dessutom en projektuppgift där eleven ska designa och simulera ett fiberoptiskt system. Språket är engelska.

  • Utbildningsnivå

    Forskarnivå
  • Huvudområde

  • Betygsskala

Information för forskarstuderande om när kursen ges

Kursen ges årligen om åtminstone fem studenter har förhandsregistrerat på grundkursen

Lärandemål

Kunskap om fiberoptiska komponenter och system för kommunikation. Parametrar hos fotoniska komponenter som är relevanta för systemprestanda härleds från fysikaliska principer och utgör inparametrar vid dimensioneringen av fiberoptiska system
Efter genomgången kurs, deltagarna ska kunna:

  • förstå, beskriva, analysera, och jämföra de viktigaste komponenterna: optiska sändare, optiska fibrer, och optiska mottagare
  • dimensionera fiberoptiska länkar
  • simulera ett koherent fiberoptiskt system med multinivåsignalering med hjälp av datorprogram

Kursens huvudsakliga innehåll

Dielektriska vågledare: Dämpning, våglängdsdispersion, moder, fibermoder.
Ljuskällor och optiska förstärkare: Halvledarlaser, lysdiod, rate-ekvationeruteffekt, modulationresponse, chirp, optiska förstärkare.
Detektorer och mottagare: PIN-diod, lavinfotodiod, responsivitet, bandbredd, brus.
Transmissionsystem:Optiska länkar, direktdetekterande system, solitoner, koherenta system, multinivåsignalering, dispersionsbegränsning, dämpningsbegränsning, additivt brus, signalberoende brus, bitfelssannolikhet, optiska nätverk, simulering och design.

Kursupplägg

Kursen ges på traditionellt sätt, d.v.s. med föreläsningar (28h) och efterföljande övningar (16h). Det är också två laborationer (2*4h) and en projektuppgift motsvarande en veckas studier. Kursen följer grundutbildningskursen SK2811 men inkluderar dessutom en projektuppgift där eleven ska designa och simulera ett fiberoptiskt system. Om sammanlagda antalet studenter på båda kurserna är mindre än 10 så ersätts övningarna med motsvarande självstudier. Språket är engelska.

Behörighet

Inskriven som forskarstuderande.
Det förväntas att eleven är förtrogen med:

  • Vågledare: Vågekvationen och modbegreppet
  • Halvledarelektronik: p-n-junction
  • Kretsteori: Impulsresponse, faltning, överföringsfunktion hos linjära system.
  • Signalteori: Autokorrelationsfunktion, spektraltäthet

Rekommenderade förkunskaper

Det förväntas att eleven är förtrogen med:
- Vågledare: Vågekvationen och modbegreppet
- Halvledarelektronik: p-n-junction
- Kretsteori: Impulsresponse, faltning, överföringsfunktion hos linjära system.
- Signalteori: Autokorrelationsfunktion, spektraltäthet

Litteratur

Fiber-Optic Communication Systems by Govind Agrawal, 4th edition, Wiley.

Utrustningskrav

Miniräknare och tillgång till en dator för projektuppgift

Examination

TEN1: skriftlig tentamen, 6 hp, betygsskala: P/F
Miniräknare, formelsamling, kursboken och föreläsningsanteckningar (men EJ övningsanteckningar) är tillåtna och rekommenderade hjälpmedel
LAB1: laborationer,  1.5 hp, betygsskala: P/F
PRO1: projektuppgift,  1.5 hp, betygsskala: P/F

Krav för slutbetyg

För att få godkänt på kursen, krävs godkänt på examen, laborationer och projektuppgift.

Ges av

SCI/Tillämpad fysik

Kontaktperson

Richard Schatz (rschatz@kth.se)

Examinator

Sergei Popov <sergeip@kth.se>

Övrig information

Kursen följer grundutbildningskursen SK2811 men inkluderar även en projektuppgift där studenten ska designa och/eller simulera ett fiber-optiskt system

Versionsinformation

Kursplan gäller från och med HT2018.