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Fundamentos de física, de electromagnetismo y de propagación electromagnética.
Los resultados de Aprendizaje de esta asignatura son:
RA.1 Capacidad para entender la organización general de un sistema de comunicaciones ópticas y los diferentes elementos que la componen.
RA.2 Capacidad para analizar y caracterizar los componentes básicos y circuitos de una red de fibra óptica.
RA.3 Saber diseñar un enlace de fibra óptica.
RA.4 Conocer los parámetros básicos en la configuración de una red de acceso FTTH. Entender el estándar GPON.
RA.5 Conocer las últimas tendencias en redes y componentes empleados en sistemas de comunicaciones ópticas.
1. Introducción a las comunicaciones ópticas.
1.1. Evolución de la tecnología de las comunicaciones ópticas.
1.2. Evolución de los sistemas de telecomunicación por fibra óptica desde sistemas punto-a-punto hacia las redes ópticas punto-multipunto.
1.3. Sistema de comunicaciones ópticas - Componentes básicos.
2. Fibras ópticas - Propagación
2.1. Introducción y conceptos básicos de propagación en fibras ópticas.
2.2. Análisis de la propagación en fibras ópticas a través de Óptica Geométrica
2.3 Análisis de la propagación en fibras ópticas a través de la Teoría Electromagnética
2.4 Tipos de fibras y sus propiedades: fibras multimodo y fibras monomodo.
2.5 Cables de fibra óptica: tipos y características.
2.6 Conexión de fibras ópticas: mecánico, fusión.
3. Fibras ópticas - Fenómenos limitadores de la transmisión
3.1 Atenuación en fibras ópticas. Ventanas de Transmisión.
3.2 Dispersión en fibras ópticas: modal, cromática, modo de polarización.
3.3 Fibras compensadoras de la dispersión.
3.4 No linealidades en la fibra
3.5 Otros fenómenos: Rayleigh scattering, Brillouin scattering y Raman scattering
4. Fuentes ópticas
4.1. Diodo LED: conceptos básicos, tipos y parámetros característicos.
4.2. Diodo Láser: conceptos básicos, tipos y parámetros característicos
4.3. Láseres sintonizables
4.4. El Láser en sistemas de telecomunicación
5. Modulación de la señal óptica
5.1. Modulación directa de la intensidad
5.2. Modulación analógica y digital
5.3. Modulación externa de la portadora óptica
6. Receptores ópticos
6.1. Conversión opto-electrónica
6.2. Tipos de fotodetectores: Fotodiodos PIN y APD
6.3. Eficiencia cuántica y responsividad
6.4. Ruido Shot, ruido de avalancha y ruido térmico.
6.5. Receptor de Detección Directa.
6.6. Parámetros de recepción: Sensibilidad del receptor, BER, SNR, Diagrama de Ojo.
7. Amplificadores ópticos
7.1. Amplificador óptico semiconductor (SOA)
7.2. Amplificador óptico de fibra dopada (EDFA)
7.3. Amplificador de fibra Raman
7.4. Ruido en amplificadores ópticos. Ruido ASE
7.5. Receptor con preamplificador óptico.
8. Modelado y diseño de sistemas de comunicaciones ópticas
8.1. Diagrama de bloques del sistema IM-DD
8.2. Modelado del sistema de comunicaciones ópticas.
8.3. Prestaciones del sistema en función de diferentes parámetros: fibra, tasa de bit, formato de modulación, tipo de receptor, amplificación.
8.4. Elementos ópticos pasivos de interconexión: Polarizadores, Acopladores de fibra óptica, Atenuadores, Aisladores, Circuladores, Filtros ópticos
8.5. Elementos ópticos pasivos selectivos en longitud de onda: AWGs.
8.6. Calculo de potencias. Balance de pérdidas. Sensibilidad del receptor.
8.7. Diseño y dimensionamiento de un sistema práctico de comunicaciones ópticas.
9. Tópicos en Implementación de Sistemas de Comunicación Óptica
9.1. Redes de Acceso Óptica y Redes FTTH basadas en el estándar GPON
9.2. Estándar ITU-T 984.x GPON
9.3. Implementación práctica de redes FTTH: OLTs, ONTs, ODN
9.4. Equipos de medida: OTDR, Power Meter, Medidores de BER, Osciloscopio, Analizador de espectro
9.5. Sistemas WDM, DWDM, uDWDM
9.6. Redes de Transporte Ópticas. Cables submarinos de fibra óptica.
En el contexto EEES, la evaluación debe basarse en determinar si se han adquirido una serie de competencias y no solo unos conocimientos. Por lo tanto, y de acuerdo al Proceso de Bolonia, la evaluación del curso pasa de centrarse en el análisis de unos resultados finales en evaluar competencias y en llevarse a cabo de manera continua. Esto supone que en lugar de que la evaluación sólo se base en el resultado de una prueba final o de un conjunto de pruebas parciales, se lleve a cabo una evaluación continua y formativa. Esta permitirá medir en todo momento el estado de avance de cada estudiante a lo largo del proceso formativo, lo que permite una detección más temprana de problemas de aprendizaje. Esto supone, también, que el alumno tenga una asistencia mínima a la asignatura del 50%, de lo contrario, es preferible que no se matricule en esta asignatura.
Así pues, la evaluación de esta asignatura toma como punto de partida los resultados obtenidos de la evaluación continuada, seguido del objeto de evaluación, y las pruebas que, todo ello, medirá el grado de adquisición y desarrollo de las competencias.
Finalmente, se consideran productos o evidencias del proceso formativo: la participación en clase, resolución de ejercicios, el trabajo en grupo, la actitud del alumno en clase, la actitud positiva ante la asignatura y la actitud proactiva al desarrollo profesional. por la calidad y la mejora continua.
Cada sesión estará formada por los siguientes elementos constructivos:
a) Una clase magistral, en la cual el docente expondrá cada uno de los contenidos del tema, abordándolos en forma analítica, con las herramientas matemáticas correspondientes, promoviéndose el espíritu crítico y participativo de los estudiantes, motivando la interactividad con el alumno y su participación en la construcción del conocimiento en base a preguntas, ejemplos, cuestionamiento, crítica y feed-back constante.
b) Aplicación de los contenidos en la industria y en los diferentes sectores de desarrollo, según tema.
c) Ejercicios de diseño e implementación.
d) Resumen y Conclusiones.
El alumno debe contribuir en la construcción del conocimiento con una dedicación mínima de 7,7 horas/semana (100 horas / 13 semanas), para un mejor aprovechamiento del curso.
Además de su participación en las clases magistrales (presenciales), el alumno en casa debería:
-Preparar previamente cada sesión, estudiando los contenidos de las presentaciones (disponibles en la web eStudy - Campus Virtual La Salle BCN).
-Consolidar los conocimientos adquiridos con un breve repaso después de la sesión
-Resolver los ejercicios y prácticas de evaluación continua
-Desarrollar los informes previos e informes finales de las prácticas de laboratorio
-Se recomienda fuertemente el trabajo asociativo en forma de grupos de estudio.
La evaluación se llevará a cabo en base a:
Pruebas de teoría (Midterm y examen final)
Prácticas de laboratorio: Operaciones y medidas en fibras y dispositivos ópticos pasivos, fuentes ópticas y receptores ópticos.
Actividades de evaluación continuada, que comprenden ejercicios en clase, ejercicios en casa, ejercicios de diseño de sistemas y redes.
La evaluación se llevará a cabo con la siguiente ponderación:
Examen Parcial: 30%
Examen Final: 30%
Media Prácticas de Laboratorio: 10%
Media Prácticas de evaluación continua: 30%
Agrawal, G.P. "Fiber-Optic Communication Systems". Wiley Interscience (2010)
Senior, J.M. "Optical fiber communications: principles and practice". 3 ed. New York: Prentice Hall, 2008.
Capmany, José "Fundamentos de comunicaciones ópticas". Síntesis. 2001. 8477385998
Keiser, Gerd; "Optical Fiber Communications", McGraw-Hill (2010)