
Xarxes de fibra òptica	Codi: 11.533 : 6

Consulta de les dades generals Descripció L'assignatura en el conjunt del pla d'estudis Camps professionals en què es projecta Coneixements previs Informació prèvia a la matrícula Objectius i competències Continguts Consulta dels recursos d'aprenentatge de què disposa l'assignatura Recursos d'aprenentatge i eines de suport Informacions sobre l'avaluació a la UOC Consulta del model d'avaluació

Aquest és el pla docent de l'assignatura. Us servirà per planificar la matrícula (consulteu si l'assignatura s'ofereix aquest semestre a l'espai del Campus Més UOC / La Universitat / Plans d'estudis). Un cop comenci la docència, heu de consultar-lo a l'aula. (El pla docent pot estar subjecte a canvis.)

Descripció

Les comunicacions òptiques es caracteritzen principalment per dos factors: la naturalesa dels senyals transmesos (llum) i el canal de transmissió (fibra òptica). Tots dos factors fan front als problemes associats a les transmissions elèctriques i plantegen reptes nous. Els avantatges de les comunicacions òptiques són clars: menys soroll, transmissions no susceptibles a les interferències electromagnètiques, grans amplades de banda, baixa atenuació, etc. Òbviament

també presenten inconvenients: cost d’instal•lació de la fibra òptica elevat, preu de transmissors i receptors, dificultats tecnològiques, fenòmens associats a la transmissió de la llum (com per exemple la dispersió), etc.

Sens dubte les xarxes de fibra òptica han representat un punt d’inflexió en el desenvolupament i la implantació de les telecomunicacions. Les altes taxes de transmissió (de l’ordre dels Gbit/s o fins i tot Tbit/s) han permès augmentar la capacitat de les xarxes troncals, que tenen l’objectiu de transportar el trànsit agregat de múltiples xarxes, i, entre altres aplicacions, han fet possibles la creació de xarxes de dades d’alta velocitat a grans distàncies (xarxes transcontinentals i transoceàniques).

En aquesta assignatura es presenten els principis bàsics que regeixen les transmissions òptiques. Per a això, el curs estructura el temari en apartats dedicats a les fibres òptiques (el canal de transmissió), els transmissors òptics, els receptors òptics i els amplificadors òptics (necessaris per a comunicacions a grans distàncies). Finalment, es presenta una breu introducció a les xarxes òptiques basades en els conceptes desenvolupats al llarg dels apartats precedents.

L'assignatura en el conjunt del pla d'estudis

Aquesta assignatura podem emmarcar-la dintre del conjunt d'assignatures del pla d'estudi orientades a dotar a l'estudiant d'un coneixement complert de les xarxes de comunicacions.

Camps professionals en què es projecta

Les comunicacions òptiques són, sens dubte, un dels punts clau en les xarxes de comunicació de gran capacitat tant presents com futures, i és indispensable per a un enginyer de telecomunicació conèixer els principis fonamentals en els quals es basen.

Els coneixements i competències assolides en l'estudi d'aquesta assignatura han de permetre a l'estudiant avaluar els avantatges i els inconvenients d’aquestes tecnologies.

Coneixements previs

Per cursar aquesta assignatura no calen coneixements previs.

Informació prèvia a la matrícula

Aquesta assignatura es pot superar mitjançant la realització d'un examen final presencial, o bé mitjançant la combinació d'una Avaluació Continuada (AC) i examen final presencial (35% + 65%). Per poder optar a l'AC es requereix la realització de 4 PAC (Prova d'Avaluació Continuada). Tot i que seguir l'AC no és obligatori per superar l'assignatura, és molt recomanable donat que permet adquirir les competències al llarg del semestre, i ajuda a la consolidació de l'aprenentatge.

Objectius i competències

Els objectius d’aquesta assignatura són els següents:

1. Conèixer els principis físics que regeixen la transmissió a través d’una fibra òptica.

2. Entendre les limitacions pròpies del canal de transmissió òptic.

3. Identificar els diferents tipus de fibra òptica.

4. Comprendre els mecanismes d’interacció radiació-matèria, base de les comunicacions òptiques.

5. Entendre el funcionament dels transmissors òptics.

6. Comprendre els tipus de receptors òptics, el seu funcionament, les seves limitacions i les seves característiques.

7. Estudiar els principis físics que regeixen l’amplificació òptica.

8. Aprendre els conceptes bàsics de les xarxes òptiques més importants.

Les competències pròpies del grau que es treballen parcialment a l'assignatura són les següents:

- Capacitat per construir, explotar i gestionar xarxes, serveis, processos i aplicacions de telecomunicació, enteses aquestes com a sistemes de captació, transport, representació, processament, emmagatzemament, gestió i presentació d’informació multimèdia, des del punt de vista dels sistemes de transmissió.

- Capacitat d’anàlisi de components i les seves especificacions per a sistemes de comunicacions guiades i no guiades.

- Capacitat per a la selecció d’antenes, equips i sistemes de transmissió, propagació d’ones guiades i no guiades, per mitjans electromagnètics, de radiofreqüència o òptics i la corresponent gestió de l’espai radioelèctric i assignació de freqüències.

Continguts

1. Fibra òptica

1.1. Principis de transmissió en fibra òptica

1.1.1. Nombre de modes de propagació

1.1.2. Atenuació

1.1.3. Dispersió intermodal

1.1.4. Dispersió intramodal

1.1.5. Dispersió de mode de polarització

1.1.6. Amplada de banda de les fibres

1.1.7. Tipus de fibra òptica i disseny de sistemes de transmissió en fibra

1.1.8. Fenòmens no lineals en la fibra òptica

2. Transmissors òptics

2.1. Els semiconductors

2.1.1. Semiconductor intrínsec

2.1.2. Semiconductor extrínsec

2.2. Mecanismes d’interacció radiació-matèria

2.2.1. Emissió espontània

2.2.2. Emissió estimulada

2.2.3. Absorció

2.2.4. Relacions d’Einstein

2.2.5. Amplificador làser

2.2.6. Oscil•lador làser

2.3. Emissió i absorció en materials semiconductors

2.3.1. Concentració dels portadors

2.3.2. Generació i recombinació

2.4. Díodes LED

2.4.1. Eficiència

2.4.2. Modulació de la potència òptica emesa

2.4.3. Estructura dels díodes LED

2.5. Làser de semiconductor

2.5.1. Guany òptic

2.5.2. Equacions de ritme

2.5.3. Estructura d’un díode làser

2.5.4. Làser DFB

3. Receptors òptics

3.1. Fotodíodes PIN

3.2. Fotodíodes d’allau

3.3. Soroll

3.3.1. Relació senyal-soroll per als fotodíodes PIN

3.3.2. Relació senyal-soroll per als fotodíodes d’allau

3.4. Taxa d’error de bit

3.5. Sensibilitat

3.5.1. Límit quàntic de fotodetecció

4. Amplificadors òptics

4.1. Guany òptic

4.2. Figura de soroll

4.3. Amplificadors òptics de semiconductor

4.3.1. Convertidors de longitud d’ona

4.4. Amplificadors de fibra dopada amb erbi

5. Introducció a les xarxes òptiques

5.1. Xarxes SONET/SDH

5.1.1. Tècniques de concatenació

5.1.2. Ajust de la capacitat d’enllaç

5.2. Xarxes de transport òptiques

5.2.1. Tecnologies WDM

5.2.2. Xarxes òptiques transparents

5.2.3. Xarxes òptiques ASON

Consulta dels recursos d'aprenentatge de què disposa l'assignatura


Xarxes de fibra òptica	PDF

Recursos d'aprenentatge i eines de suport

L'assignatura disposa d'un material, tant en paper com en format electrònic, que és la base del treball fet a l'aula.

Informacions sobre l'avaluació a la UOC

El procés d'avaluació es fonamenta en el treball personal de l'estudiant i pressuposa l'autenticitat de l'autoria i l'originalitat dels exercicis realitzats.

La manca d'autenticitat en l'autoria o d'originalitat de les proves d'avaluació; la còpia o el plagi; l'intent fraudulent d'obtenir un resultat acadèmic millor; la col·laboració, l'encobriment o l'afavoriment de la còpia, o la utilització de material o dispositius no autoritzats durant l'avaluació, entre d'altres, són conductes irregulars que poden tenir conseqüències acadèmiques i disciplinàries greus.

D'una banda, si es detecta alguna d'aquestes conductes irregulars, pot comportar el suspens (D/0) en les activitats avaluables que es defineixin en el pla docent incloses les proves finals o en la qualificació final de l'assignatura, sigui perquè s'han utilitzat materials o dispositius no autoritzats durant les proves, com ara xarxes socials o cercadors d'informació a internet, perquè s'han copiat fragments de text d'una font externa (internet, apunts, llibres, articles, treballs o proves d'altres estudiants, etc.) sense la citació corresponent, o perquè s'ha practicat qualsevol altra conducta irregular.

De l'altra, i d'acord amb les normatives acadèmiques, les conductes irregulars en l'avaluació, a més de comportar el suspens de l'assignatura, poden donar lloc a la incoació d'un procediment disciplinari i a l'aplicació, si escau, de la sanció que correspongui.

Consulta del model d'avaluació

Aquesta assignatura es pot superar únicament mitjançant la realització d'un examen final (EX). La nota final de l'avaluació contínua (AC) complementa la nota de l'examen final (EX) mitjançant l'encreuament d'acord amb la fórmula corresponent. La fórmula d'acreditació de l'assignatura és la següent: EX + AC o EX .