Slide 1 - DEE UFBA

ENG735 – COMUNICAÇÕES ÓPTICAS: Dispositivos e Sistemas
PLANO DO CURSO
Vitaly Felix Rodriguez Esquerre
Bacharel Eng. Eletrônica 1994 (Revalidado como Eng. Eletricista em 2009 UFMG)
Mestre em Eng. Elétrica 1999 - Unicamp
Doutor em Eng. Elétrica 2003 - Unicamp
Pós-doutorado 2003-2005 - Hokkaido University
Pós-doutorado 2005-2006 - Unicamp
Docente 2006 – IFBA, Docente 2010 - UFBA
Pós-doutorado 2015 - U.C. San Diego
Prof. Dr. Vitaly F. Rodríguez-Esquerre
ENG735 – COMUNICAÇÕES ÓPTICAS: Dispositivos e Sistemas
2016.1
ENG735 – COMUNICAÇÕES ÓPTICAS: Dispositivos e Sistemas
EMENTA
Introdução aos sistemas de comunicações ópticas, Estudo de fibras ópticas. Transmissores
Ópticos: lasers e diodos emissores de luz. Receptores Ópticos: Fotodiodos e circuitos
associados. Amplificadores ópticos, Dispositivos para multiplexação por comprimento de
onda. Sistemas WDM (wavelength division multiplexing).
OBJETIVOS
O curso tem como objetivo proporcionar informações fundamentais em fibras ópticas,
dispositivos ópticos e comunicações ópticas, necessárias a todos que estejam, ou venham
a estar, envolvidos direta ou indiretamente a sistemas, equipamentos, dispositivos e meios
de comunicação que utilizem fibras ópticas como meio de transporte. A proposta do curso é
prover uma introdução teórica e prática na área óptica, envolvendo fundamentos, medidas
e aplicações que possibilitem o treinando a entender sistemas ou aplicações envolvendo
fibras ópticas bem como trabalhar em projetos.
METODOLOGIA
O conteúdo será apresentado em aulas expositivas com discussões dos conceitos teóricos
e resolução de exercícios envolvendo aplicações em engenharia e apresentação de temas
atuais por parte de alunos através de seminários.
CONTEÚDO PROGRAMÁTICO
Capítulo 1 – Introdução as Comunicações Ópticas
1.1. Redes de comunicação
1.2. Meios de transmissão
1.3. Evolução dos sistemas de comunicação
1.4. Sistema de comunicação óptico
1.4.1. Enlace óptico ponto-a-ponto
1.4.2. Redes de distribuição
1.4.3. Redes locais
Capítulo 2 – Fibras Ópticas Convencionais
2.1. Vantagens das fibras ópticas
2.2. Propagação da luz na fibra
2.2.1. Óptica geométrica
2.2.2. Teoria eletromagnética
2.2.3. A luz como partícula
2.3. Atenuação e largura de banda
2.4. Dispersão cromática e Gerenciamento
2.5. Fibras ITU-T
2.6. Fibras Ópticas Modernas: Fibras de Cristais Fotônicos
2.7. Fibras PBG e Holey Fibers
2.8. Mecanismos de Propagação
2.9. Características das Fibras de Cristais Fotônicos
2.10. Dispositivos baseados em Fibras de Cristais Fotônicos
2.11. Efeitos Ópticos Não Lineares
2.12. Técnicas de Modelagem de Fibras Ópticas
CONTEÚDO PROGRAMÁTICO
Capítulo 3 – Transmissores Ópticos
3.1. Perdas por acoplamento
3.1.1. Perdas por iluminação não interceptada
3.1.2. Perdas devido à abertura numérica
3.1.3. Perdas por reflexão
3.2. Diodos eletroluminescentes
3.2.1. Característica estática do LED
3.2.2. Densidade espectral de luz do LED
3.3. Diodo Láser
3.3.1. Láseres Fabry Perot
3.3.2. Láseres DFB
Capítulo 4 – Receptores Ópticos
4.1. Fotodetectores
4.2. Diodos PIN
4.3. Fotodiodos Avalanche (APDs)
4.4. Circuitos Amplificadores
1ª Prova
Não Presencial
CONTEÚDO PROGRAMÁTICO
Capítulo 5 – Dispositivos Ópticos
5.1. Amplificadores ópticos
5.1.1. Amplificadores de Fibra Dopada com Érbio (EDFAs)
5.1.2. Amplificadores ópticos semicondutores (SOAs)
5.2. Repetidores ópticos
5.3. Componentes de ligação
5.3.1. Emendas
5.3.2. Conectores
5.3.3. Acopladores direcionais
Capítulo 6 – Sistemas e Componentes WDM
6.1. Sistemas WDM ponto-a-ponto e em anel
6.2. Filtros ópticos
6.2.1. Filtros Fabry Perot
6.2.2. Filtros de FBG
6.2.3. Filtros dielétricos (Multiplexação/Demultiplexação WDM)
6.2.4. Filtros AOTFs
6.3. Transponders/Conversores de comprimentos de onda
6.4. OADM
6.4.1. AWG
6.4.2. Circuladores com FBGs
6.5. OXC
6.6. Redes de distribuição: Bus, Estrela, FDDI, Perdas.
2ª Prova
Presencial
CONTEÚDO PROGRAMÁTICO
Capítulo 7 – Seminãrios sobre Tópicos Avançados – A ser atualizado
7.1. Geração de Pulsos Ultracurtos
7.2. Técnicas de Medição de Dispersão Cromática
7.3. Roteamento Totalmente Óptico
7.4. Técnicas de Modulação Externa para Altas Taxas de Transmissão
7.5. Compensadores de Dispersão Cromática Sintonizáveis
7.6. Técnicas de Modulação dos Lasers para Altas Taxas de Transmissão
7.7. Rádio Sobre Fibra
7.8. Tecnologia de Fotodiodos Ultra Rápidos
7.9. Dispersão devido aos Modos de Polarização
7.10. Tecnologias de Luz Lenta em Fibras Ópticas
7.11. Processamento Totalmente Óptico Usando Não Linearidades
7.12. Comunicações Ópticas sem Fio
7.13. Laseres de Silicio
7.14. Laseres Semicondutores Sintonizáveis
7.15. Geração de Supercontínuo
7.16. Conversão de Comprimento de Onda
Seminário
BIBLIOGRAFIA BÁSICA
1. Govind P. Agrawal, Fiber Optic communication systems, 3a edição, EUA, John
Wiley & Sons 2002.
2. John M. Senior ,Optical Fiber Communications, 1a edição, London, UK, Prentice
Hall, 2012
3. John P. Powers, An Introduction to Fiber Optic Systems, 2a edição, EUA, McGraw
Hill, 1996.
4. R. P. Khare, Fiber Optics and Optoelectronics, 1a edição, India, Oxford University
Press, 2004.
5. José Antônio Justino Ribeiro, Comunicações Ópticas, 2ª edição, São Paulo, Editora
Érica Ltda, 2006.
6. R. Ramaswami, Optical Networks: A Practical Pèrspective, 3ª Edição, MK.
BIBLIOGRAFIA COMPLEMENTAR
4. José Roberto de Almeida Amazonas, Projeto de sistemas de comunicações ópticas,
1ª edição, São Paulo, Editora Manole Ltda, 2005.
5. Amnon Yariv e Pochi Yeh, Photonics, Optical Electronis in Modern Communications,
6a edição, New York, EUA Oxford 2007.
6. Joseph C. Palais , Fiber Optic Communications, 5a edição, New Jersey, EUA,
Pearson Prentice Hall, 2005.
9. Harry J. R. Dutton, Understanding Optical Communications, 1a edição, EUA,
http://www.redbooks.ibm.com/redbooks/pdfs/sg245230.pdf
IBM Corporation, International Technical Support Organization, 1998.
10. Artigos da IEEE/OSA (Journal of Ligthwave and Technology, Photonics Technology
Letters, OpticsExpress e IEEE Sensors Journal).
JULHO 2016
AGOSTO 2016
DOM SEG TER QUA QUI SEX SÁB
DOM SEG TER QUA QUI SEX SÁB
01
02
01
02
03
04
05
06
03
04
05
06
07
08
09
07
08
09
10
11
12
13
10
11
12
13
14
15
16
14
15
16
17
18
19
20
17
18
19
20
21
22
23
21
22
23
24
25
26
27
24
25
26
27
28
29
30
28
29
30
31
31
OUTUBRO 2016
SETEMBRO 2016
DOM SEG TER QUA QUI SEX SÁB
DOM SEG TER QUA QUI SEX SÁB
01
04
05
06
07
01
02
03
08
09
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
02
03
04
05
06
07
08
09
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
AVALIAÇÃO
Escolha das equações
Cálculos
Consistência dos resultados
Conceitos Teóricos
AVALIAÇÃO
AVALIAÇÃO
AVALIAÇÃO
ENG735 – COMUNICAÇÕES ÓPTICAS: Dispositivos e Sistemas
INTRODUÇÃO
Prof. Dr. Vitaly F. Rodríguez-Esquerre
Fig. 1.2 Progress in lightwave communication
technology over the period 1974-1992.
Figure 2.5: Power spectral density of (a) NRZ bit stream and (b) RZ bit stream
with 50% duty cycle. Frequencies are normalized to the bit rate and the
discrete part of the spectrum is shown by vertical arrows.
Figure 2.5: Power spectral density of (a) NRZ bit stream and (b) RZ bit stream
with 50% duty cycle. Frequencies are normalized to the bit rate and the
discrete part of the spectrum is shown by vertical arrows.
Figure 2.3: Two kinds of external modulators: (a) a LiNbO3
modulator in the Mach-Zehnder configuration; (b) an electroabsorption modulator with multi-quantum-well (MQW)
absorbing layers.