Comunicações Ópticas

Turma 2016.2 - TURMA?

Pré-Requisito de Comunicações Ópticas COM04 Obrigatória (Projeto pedagógico Telecomunicações 16/07/2010): COM02 - Comunicação Digital e EM02 - Eletromagnetismo 2 .

Pré-requisito de Comunicação Digital (Projeto pedagógico 16/07/2010): COM01 - Princípios de Comunicações e EST01 - Processos Estocásticos.

Pré-requisito de Princípios de Comunicações (Projeto pedagógico 16/07/2010): SSI01 - Sinais e Sistemas.

Pré-requisito de Processos Estocásticos (Projeto pedagógico 16/07/2010): MAT08 - Probabilidade e Estatística.,

Pré-requisito de Eletromagnetismo 2 (Projeto pedagógico 16/07/2010): EMG01 - Eletromagnetismo 1 e MAT09 - Complementos de Matemática.

- SEGUNDA CHAMADA SERÁ 08/12/2016 10/12/2016 as 10h. Sala a combinar.

- FINAL SERÁ DIA 14/12/2016 - Todo conteúdo (exceto o conteúdo dos seminários).

Planejamento das Aulas, Datas e Conteúdo Ministrado

• CALENDÁRIO ACADÊMICO 2016 DA UPE
• Visualize aqui o Planejamento de Comunicações Ópticas

1. Como é um planejamento, podem ocorrer mudanças.
2. As mudanças são sempre comunicadas (aulas extras, mudança nas datas dos EE - por motivo de força maior, etc).
3. Para solicitar a Segunda Chamada, é necessário seguir os trâmites da Escola Politécnica.
4. Segunda Chamada é feita fora do horário da disciplina.

Aulas em PDF

Ementa

1. Panorama das Comunicações Ópticas [8]

1.1 Introdução

1.2 Caracterização das Comunicações Ópticas

2. Dispositivos Emissores e Receptores de Luz [8 + 10]

2.1 Fontes Ópticas(Atualizado dia 13/10/2015)

2.1.1 Tópicos de Física de Semicondutores (155-163)

2.1.2 Diodos Emissores de Luz (LED) (163-177)

2.1.3 Diodos Laser (176-202)

2.1.4 Codificação de Canal, Linearidade da Luz, Considerações sobre Confiabilidade e Pacotes Transmissores (202-212)

2.2 Receptores Ópticos

2.2.1 Princípios Físicos do Fotodiodos. (256 - 266)

2.2.2 Ruído do Fotodetector, Tempo de Resposta do Detector e Ruído de Multiplicação Avalanche. (266-276)

2.2.3 Estruturas APDs para InGaAs, Efeito da Temperatura sobre o ganho avalanche e Comparação entre fotodetectores. (276-283)

2.3 Funcionamento do Receptor Óptico

2.3.1 Operação Fundamental do Receptor e Desempenho do Receptor Digital. (285-300).

2.3.2 Diagramas de Olho, Receptores de Modo Burst e Receptores Analógicos. (300-310)

3. Fibras Ópticas [12 + 14]

3.1 Características e Tipos de Fibra

3.1.1 Natureza da Luz e Leis Básicas da Óptica e Definições (29-42)

3.1.2 Modos de Fibra Óptica e Configurações e Teoria Modal para Guias de Onda Circulares (42-67)

3.1.3 Fibras Monomodo, Estrutura das Fibras Índice-Gradual, Materiais das Fibras e Fibras de Cristal Fotônico (67-77)

3.1.4 Fabricação das Fibras e Propriedades Mecânicas das Fibras (77-86)

3.1.5 Cabos de Fibra Óptica e Métodos de Instalação de Cabos (86-97)

3.2 Atenuação e Dispersão

3.2.1 Atenuação (105 - 117)

3.2.2 Dispersão de Sinal em Fibras (117 - 131)

3.2.3 Características de Fibras Monomodo (131 - 142)

3.2.4 Padrões Internacionais e Fibras Especiais (142 - 149)

3.3 Lançamento e Acoplamento de Potência

3.3.1 Lançamento de Potência da Fonte para a Fibra e Esquemas de Lentes para Melhoria do Acoplamento (218 - 228)

3.3.2 Junções de Fibra para Fibra e Acoplamento de LED em Fibras Monomodo (228-240)

3.3.3 Emenda de Fibra e Conectores de Fibras Ópticas (240- 250)

4. Tópicos em Redes Ópticas [8]

4.1 Links Analógicos*

4.1.1 Visão geral dos links analógicos; Relação portadora-ruído; Técnicas de transmissão multicanal; (361 - 376)

4.1.2 RF sobre Fibra; Links de rádio sobre fibra; Fotônica sobre fibras multimodo. (376 - 383).

4.2 Links Digitais*

4.2.1 Links ponto-a-ponto. (313 - 326).

4.2.2 Penalidades de Potência (326 - 338)

4.2.3 Controle de Erro (338 - 344)

4.2.4 Detecção Coerente; Chaveamento de fase em quadratura diferencial (344-354).

4.3 Conceitos e Componentes WDM

4.4 Redes Ópticas

5. Testes em Sistemas Ópticos*

5.1 Medidas e monitoramento de Desempenho

5.1.1 Padrões de Medidas; Medidas de Potência Óptica. (591 - 600)

5.1.2 Caracterização da Fibra Óptica; Teste de Diagrama de Olho. (600- 613)

5.1.3 Reflectômetro Óptico de Domínio do Tempo; Monitoramento do Desempenho. (613 - 627).

5.1.4 Medidas de Desempenho de Sistemas de Fibra Óptica. (627 - 636)

6. Tópicos Especiais

6.1 Amplificadores Ópticos [8]

6.1.1 Aplicações Básicas e tipos de amplificadores ópticos; Amplificadores ópticos semicondutores. (443 - 452)

6.1.2 Amplificadores de Fibra Dopada com Érbio; Ruído do Amplificador; SNR Óptica. (452 - 466)

6.1.3 Aplicações do Sistema. (466 - 472)

6.1.4 Amplificadores Ramam. Amplificadores Ópticos de Banda Larga. (472 - 477)

6.2 Efeitos não-lineares*

6.2.1 Visão Geral das não linearidades; Área e comprimento efetivos; Espalhamento Raman estimulado; Espalhamento Brillouin estimulado; Automodulação de fase, Modulação de Fase Cruzada; (483 - 493)

6.2.2 Mistura de quatro ondas; Abrandamento da FWM; Conversores de comprimento de onda; Sólitons. (492 - 505)

*Tópicos Optativos

7. Exercícios Escolares [4]

Seminários 2016.2

6 pontos para 2 EE (3 apresentação oral + 3 documento resumo sobre tema). ­ Máximo duas pessoas.

­Haverá contabilidade da presença.

Entrega da apresentação dia 09 de Novembro de 2016.

­Em pdf e editável (docx por exemplo) via e­mail (eng.vladhomobono@gmail.com).

­ Nome do arquivo: ResumoComunicaçõesOpticas_NumerodoTema*

­ Escopo do E­mail:

­ Assunto: Apresentação Comunicações Ópticas 2016.2

­ Corpo do texto: Nome(s) e Tema.

­ Sem seguir a regra, não haverá nota.

Apresentação:

- 30 minutos por apresentação.

- Avaliação é individual.

Seguirá a ordem: Na ausência de uma equipe, a próxima será chamada.

- Mesmo que um da dupla falte, o presente deverá apresentar todo o tema sob penalidade da apresentação valer, no máximo, a metade.

­ - Falta justificada (seguindo os critérios da instituição) resultará na realização da segunda chamada (isto anula o 2 EE).

Inicio das Apresentações: 09 de Novembro de 2016

6.1 Amplificadores Ópticos

Tema A. 6.1.1 Aplicações Básicas e tipos de amplificadores ópticos; Amplificadores ópticos semicondutores. (443 ­ 452) | 6.1.2 Amplificadores de Fibra Dopada com Érbio; Ruído do Amplificador; SNR Óptica. (452 466). Henrique & Paulo

Tema B. 6.1.3 Aplicações do Sistema. (466 ­ 472). | 6.1.4 Amplificadores Ramam. Amplificadores Ópticos de Banda Larga. (472 ­ 477)

4.1 Links Analógicos

Tema C. 4.4.1 Visão geral dos links analógicos; Relação portadora-­ruído; Técnicas de transmissão multicanal(361 ­ 376).|4.4.2 RF sobre Fibra; Links de rádio sobre fibra; Fotônica sobre fibras multimodo. (376 383).

4.2 Links Digitais

Tema D. 4.2.1 Links ponto­-a-­ponto. (313 ­ 326). | 4.2.2 Penalidades de Potência (326 ­ 338).

Tema E. 4.2.3 Controle de Erro (338 ­ 344). | 4.2.4 Detecção Coerente; Chaveamento de fase em quadratura diferencial (344­354). Raiza Tamara.

5.1 Medidas e monitoramento de Desempenho

Tema F. 5.1.1 Padrões de Medidas; Medidas de Potência Óptica. (591 ­ 600). | 5.1.2 Caracterização da Fibra Óptica; Teste de Diagrama de Olho. (600­ 613). Thiago & José Ricardo

Tema G. 5.1.3 Reflectômetro Óptico de Domínio do Tempo; Monitoramento do Desempenho. (613 - 627). |5.1.4 Medidas de Desempenho de Sistemas de Fibra Óptica. (627 ­ 636). Thiago Augusto & Jonas.

6.2 Efeitos não­-lineares

Tema H. 6.2.1 Visão Geral das não linearidades; Área e comprimento efetivos; Espalhamento Raman estimulado; Espalhamento Brillouin estimulado; Automodulação de fase, Modulação de Fase Cruzada;

Tema I. 6.2.2 Mistura de quatro ondas; Abrandamento da FWM; Conversores de comprimento de onda; Sólitons.

Bibliografia:

Livro texto 01: Comunicações por Fibras Ópticas. Gerd Keiser. 4ª Ed (Pela rede da UPE é possível acessar o livro completo on-line)

Sugestões: Meu material de Comunicações Ópticas

Hierarquia TDM (Tópico 3.5 material concurso UPE)

Introdução aos Semicondutores

LED

• Novo LED é duas mil vezes mais eficiente (em 16/11/2011)
• Trio ganha Nobel de Física por viabilizar uso de LED para iluminação (em 07/10/2014)
• Por que Prêmio Nobel para o LED azul (em 23/09/2014)
• LED azul é fonte de energia eficiente e ecologicamente correta (em 08/10/2014)
• Internet sem fio por LED pode alcançar velocidade surpreendente; (em 11/04/2015)

LASER

• Aspectos e elementos para emissão luminosa do LASER
• LASER: Saiba mais sobre essa tecnologia que está no nosso dia-a-dia!
• Datasheet de um Laser DFB modelo GB5A016 Número de Série D12931
• Datasheet de um Laser DFB modelo GB5A016 Número de Série D17731
• Multimode Fiber: the good, the bad and the rather ordinary
• Laser Diodo com acoplador de fibra, pacote butterfly (Thorlabs)
• Suporte do Laser Diodo Butterfly (Thorlabs)
• Laser Diodo com acoplador de fibra (Pigtail) [Thorlabs]
• Estudo de Contato Ôhmico em Camadas de GaAs Tipo p e n
• O que é um contato ôhmico?

Fotodetector

• Datasheet thorlabs high speed InGaAs detector - det410
• Alguns Fotodetectores DETN/M da Thorlabs

Fibras Ópticas

• História dos Cabos Submarinos

Redes Ópticas

• Vamos Falar de Fibras e Estrutura de Redes
• O que é um backbone?
• Mapa dos Cabos Submarinos

Fibras Especiais

• Fibra de Cristal Fotônico e aplicações

Métodos de Instalação de Cabos Ópticos

• Cabos autossustentados
• 210-coyote-in-line-caixa-terminal
• Exército instala cabos no fundo de rio para levar internet rápida à Amazônia
• Cabo de fibra óptica é instalado em rio para levar internet ao interior do AM
• Como a internet passa de um continente para o outro?

Emendas e Instalação

• Imagens na busca Google

Listas de Exercícios - Todas as Listas devem ser feitas à mão. A organização conta.

• Lista 01 - Entrega na sala de aula dia 13/10/2016 - Fazer as questões do Livro Texto 01: 1.2, 1.6, 1.8, 1.11, 1.12, 1.13, 4.1, 4.3, 4.6, 4.13, 4.15, 4.18, 4.22, 4.24, 6.1, 6.2, 6.5, 6.7, 6.8, 6.12.
• Lista 02 - Entrega na sala de aula dia 13/10/2016

Provas Passadas

• 1EE 2015.2
• 1EE 2016.1