Faculty Members

« Back

Fiber Optics

Name Fiber Optics
Lesson Code 8101276
Unit Count 3
Need Lessons
Prerequisite Lessons

 

8101276 –  فیبر نوری

شماره و نام درس

3 واحد

مهندسی برق-مخابرات

اختیاری

نوع درس

کارشناسی ارشد

مقطع

-

همنیازها

میدانها و امواج

پیش نیازها

تئوری کلاسیک موجبرها، سرعت فاز و سرعت گروه، پدیده های بازتابش و شکست امواج صفحه ای

مطالب پیش نیاز

[1]   G. Keiser, Optical Fiber Communications, McGraw Hill, 3rd edition, 2000.

[2]   A. H. Cherin, An Introduction to Optical Fibers, McGraw Hill, 1983.

[3]   Wim Van Etten, Jan Van Der Plaats, Fundamentals of Optical Fiber Communications, Prentice Hall, 1991.

[4]   J. Gowar, Optical Communication Systems, Prentice Hall, 1993.

کتاب (کتب) مرجع

رضا فرجی دانا، استاد دانشکده مهندسی برق و کامپیوتر دانشگاه تهران

هماهنگ کننده

هدف این درس آشنا سازی دانشجویان با دانش و مهارتهای مورد نیاز برای طراحی و اجرای سیستم های مخابرات نوری مدرن است.

اهداف درس

دانشجویانی که این درس را با موفقیت بگذارنند قابلیتهای ذیل را خواهند داشت:

1-  مدلسازی و فرمولبندی ریاضی و حل یک ساختار موجبر نوری با پروفیل ضریب شکست دلخواه با استفاده از روشهای نور موجی و نور شعاعی.

2-  تحلیل محدودیتهای عرض باند یک موجبر نوری تک مود یا چند مود به واسطه اعوجاج تاخیر درون مودی یا بین مودی.

3-  طراحی یک لینک فیبر نوری نوعی

نتایج درس

1- مقدمات (سیر تطور تاریخی سیستم های انتقال نوری، مروری بر پدیده های بازتابش، شکست و بازتابش کلی، شیفت گوس-هنشن، نور شعاعی در مقابل نور موجی، مروری بر تحلیل موجبرها با استفاده از نور موجی، معادله آیکونال و یافتن مسیر شعاعهای نور در محیطهای ناهمگن، اصل فرما)  (6 جلسه)

2- موجبر تیغه عایقی- (کاربرد در ادوات الکترونیک نوری، موجبرهای متقارن و نامتقارن: معادله پاشندگی با استفاده از نور موجی و نور شعاعی، حل گرافیکی مودهای هدایت شده و شرط قطع آنها، مودهای تشعشعی در مقابل مودهای هدایت شده، مرور تاخیر فاز و گروه، اعوجاج تاخیر در موجبر تیغه عایقی چند مود) (4 جلسه)

3- فیبرهای با پروفیل ضریب شکست پله ای (SI) (مودهای هایبرید، معادله پاشندگی و حل گرافیکی آن، شرط قطع مودها، اعوجاج تاخیرهای درون مودی و بین مودی، تحلیل فیبر SI  تحت شرایط هدایت کنندگی ضعیف، مودهای LP: استنتاج از مودهای هایبرید، استنتاج از حل اسکالر مودها، تخمین تعداد مودهای منتشره در یک فیبر چند مود، توزیع توان در سطح مقطع فیبر، فیبرهای تک مود: قطر میدانی مود (MFD)، طول ضربان، پاشندگی پلاریزاسیون مود (PMD)، تفاوت تاخیر گروه (DGD) پلاریزاسیون ها  ) (8 جلسه)

4- فیبرهای با پروفیل ضریب شکست  تدریجی (GI) (معرفی روش WKBJ،  دیاگرام عدد موج، خصوصیات انتشاری مودهای هدایت شده، مودهای نشتی در مقابل مودهای هدایت شده، تخمین تعداد مودهای منتشره در یک فیبرGI، پروفیل ضریب شکست توانی، اعوجاج تاخیرهای بین مودی، پروفیل بهینه، اندازه گیریهای توان در میدان دور و نزدیک) (4 جلسه)

5- فناوری فیبر نوری (تولید فیبرهای نوری، اندازه گیرهای فیبر نوری: اندازه­گیری تلف، OTDR، اندازه­گیری عرض باند در حوزه­های فرکانس و زمان، کابلهای فیبر نوری، اتصالات و گره بندی، تزویج گرها) (5 جلسه)      

6- مقدمه‌ای بر طراحی لینکهای فیبر نوری (سیستمهای انتقال نوری، منابع نوری، آشکارسازهای نوری، بودجه­بندی لینک، مثالهایی از طراحی لینکها در سیستم­های نسل اول و دوم) (3جلسه)

مباحث

 

 

استفاده از MATLAB یا سایر ابزارهای برنامه نویسی برای حل پروژه­های عددی مورد نیاز است.

استفاده از کامپیوتر

7 سری تمرین – 3 یا 4 آزمون کلاسی

تکالیف

به جز پروژه های عددی کوچک مرتبط با تکالیف، درس دارای یک پروژه پایانی نیز هست.

پروژه ها

15-20%

تکالیف

5-10%

آزمونهای کلاسی

5-10%

پروژه نهایی

60-70%

آزمون پایان ترم

 

نمره دهی

[1]   J. M. Senior, Optical Fiber Communications, Principles and Practice, Pearson Education Limited, 3rd edition, 2009.

[2]   Chin-Lin Chen, Elements of Optoelectronics & Fiber Optics, Irwin, 1996.

[3] Max Ming-Kang Liu, Principles & Applications of Optical Communications, McGraw Hill, 1996.

سایر مراجع

رضا فرجی دانا               

تنظیم کننده

تیر ماه 1391

تاریخ تنظیم