Doble Grado en International Computer Engineering and Management of Business and Technology

Comunicaciones ópticas

Descripción
Esta asignatura se centra en el estudio de los componentes y los sistemas de comunicaciones por fibra óptica. Se aprenderá con detalle cómo se propaga la luz por la fibra óptica y a realizar el diseño de un enlace de comunicaciones ópticas teniendo en cuenta las limitaciones que afectan al medio de transmisión. Así mismo, el alumno aprenderá a escoger los componentes adecuados teniendo en cuenta sus características funcionales en el contexto de una red de comunicaciones ópticas. Finalmente se estudiarán las principales tipologías de redes de comunicación.
Tipo asignatura
Optativa
Semestre
Primero
Créditos
4.00
Conocimientos previos

Fundamentos de física, de electromagnetismo y de propagación electromagnética.

Objetivos

Los graduados del programa de comunicaciones ópticas adquieren los conocimientos y desarrollan las habilidades que se indican a continuación:

1. El alumno adquiere conocimientos que le dotarán de una base sólida para enfrentarse a diseños complejos de enlaces de fibra óptica.
2. El alumno consolida firmemente los conceptos más generales sobre comunicaciones ópticas, hecho que posibilita un estudio de la temática con más profundidad y la realización de trabajos de investigación.
3. El enfoque de la asignatura hace que el alumno desarrolle su capacidad de aprendizaje y la búsqueda de información.
4. El alumno es consciente de las últimas tendencias en componentes empleados en comunicaciones ópticas, lo que implica la necesidad de formación permanente en estos temas.

Contenidos

1. Introducción a las comunicaciones ópticas.
1.1 Evolución de las comunicaciones ópticas.
1.2 Sistemas de comunicaciones ópticas.
1.3 Características de la fibra óptica.
2. Fundamentos de fibra óptica.
2.1 Fundamentos de óptica de rayos.
2.2 Efectos clásicos de limitación de las comunicaciones por fibra óptica.
2.3 Tipos de fibra óptica y métodos de fabricación.
3. Propagación de la luz por la fibra óptica. Óptica electromagnética.
3.1 Análisis de la propagación de la luz.
3.2 Ecuación general de propagación por la fibra óptica.
4. Diseño y cálculo de enlaces de fibra óptica.
4.1 Atenuación y dispersión.
4.2 No linealidades en la fibra óptica.
4.3 Otros efectos limitadores.
5. Componentes basados en el acoplamiento de modas y la interferometría.
5.1 Acopladores ópticos.
5.2 Circuladores y aisladores.
5.3 Filtros ópticos.
6. Emisores y receptores para comunicaciones ópticas.
6.1 Interacción entre fotones y átomos. Ecuaciones de ritmo.
6.2 Láseres.
6.3 LEDs.
6.4 Diodos detectores de luz.
7. Amplificadores ópticos.
7.1 Introducción.
7.2 EDFA.
7.3 PDFA.
7.4 SOA.
7.5 Amplificadores de Raman.
8. Conmutadores y conversores de longitud de onda.
8.1 Conmutadores ópticos.
8.2 Conversores de longitud de onda.
9. Tipologías de redes y comunicaciones ópticas.
9.1 Redes de broadcast&select.
9.2 Redes con enrutamiento por longitud de onda.
9.3 Recuperación en caso de fallo.

Metodología

La metodología se basa en clases magistrales. Se utilizan transparencias para ayudar a la comprensión de las explicaciones hechas por el profesor. Las transparencias están a disposición de los alumnos antes de cada sesión para que las puedan llevar a clase y tomar notas. Después de cada tema y antes de cada examen se dedican unas clases a resolver problemas relacionados con la materia impartida.

Si el alumno tiene dudas del temario, puede enviar un correo electrónico al profesor para determinar día y hora en que los dos se puedan encontrar para aclarar conceptos, resolver problemas, proponer ejercicios, etc.

El alumno tiene las siguientes tareas fuera de la hora de clase:
1. Buscar documentación complementaria si quiere profundizar todavía más en determinados aspectos dados en clase. El alumno dispone de esta información en la bibliografía propuesta y puede consultar al profesor las fuentes más interesantes de cada a los siguientes objetivos.
2. Estudio individual o en grupo de la temática aplicada a clase. Se puede usar la bibliografía complementaria descrita antes si se desea, pero con los conceptos dados en clase es suficiente para el correcto entendimiento de la asignatura.
3. Resolución individual o en grupo de los problemas propuestos en la colección de enunciados de problemas de exámenes de años anteriores. El alumno los ha de resolver por sí mismo, y nada más en caso de no saber plantear el problema después de haberlo pensado con detenimiento, puede consultar en el fórum la opinión de otros compañeros sobre la resolución del problema.

Evaluación

A. Exámenes

El examen puede tener cualquiera de los siguientes formatos o ser una mezcla de éstos.
1. Teoría: se formulan una serie de preguntas teóricas sobre los conceptos vistos en clase que el alumno deberá desarrollar.
2. Problemas: Se valora el planteamiento de los problemas basados en el conocimiento del alumno y el resultado obtenido. También se tiene en cuenta la interpretación que hace el alumno de los resultados obtenidos.
3. Test: se formulan una serie de preguntas con varias respuestas sobre los conceptos vistos en clase. El alumno deberá elegir la respuesta correcta.

B. Evaluación continúa

Criterios evaluación

Objetivo 1:
- El estudiante deberá demostrar habilidad para resolver problemas complejos de diseño de enlaces de fibra óptica.
Objetivo 2:
- El estudiante deberá demostrar que es capaz de profundizar en la temática del curso y desarrollar alguno de los temas vistos en clase o completamente nuevos.
Objetivo 3:
- El estudiante deberá demostrar que es capaz de potenciar su capacidad de aprendizaje y de búsqueda de información.
Objetivo 4:
- El estudiante deberá demostrar que es capaz de continuar su formación interesándose en las últimas tendencias.

Bibliografía básica

BIBLIOGRAFIA
- Comunicacions òptiques. Guia d'estudi. Simó Graells . ISBN: 978-84-9984-014-7
- Sistemes de telecomunicacions. Guia d'estudi. Simó Graells, Ricard Aquilué, Pere Vidal. ISBN: 978-84-9984-006-2
- Optical Networks: A Practical Perspective (Morgan Kaufmann Series in Networking) Rajiv; Sivarajan, Kumar N. Ramaswami. ISBN-13: 978-0123740922
- Fundamentals of Photonics (Wiley Series in Pure and Applied Optics). Bahaa E. A. Saleh, Malvin Carl Teich. ISBN-13: 978-0471358329

Material complementario

- Nonlinear Fiber Optics, Fourth Edition (Optics and Photonics). Govind Agrawal. ISBN-13: 978-0123695161
- Fiber-Optic Communication Systems (Wiley Series in Microwave and Optical Engineering). Govind P. Agrawal. ISBN-13: 978-0470505113