page 1 ΟπτικέςΊνες μεΟπτικέςΊνες ΜάθημαΗΜΥ 455 · laser/led Ίνα...

Γ. Έλληνας, Διάλεξη 1, σελ. 1Μάθημα HMY 455 : Συστήματα και Δίκτυα Επικοινωνιών με Οπτικές Ίνες

Μάθημα ΗΜΥ 455Συστήματα και Δίκτυα Επικοινωνιών

με Οπτικές Ίνες

Επ. Καθηγητής Γ. ‘ΕλληναςE-mail: [email protected]


Εισαγωγή στις Τηλεπικοινωνίες μεΟπτικές Ίνες

Page 2


Στόχοι του μαθήματος

Κατανόηση της μετάδοσης του φωτός μέσα από τιςοπτικές ίνες. Κατανόηση των φαινομένων μετάδοσης (απώλεια, διασπορά, κτλ)Κατανόηση της λειτουργίας των οπτικών πομπών, δεκτών και ενισχυτών. Σχεδιασμός οπτικών τηλεπικοινωνιακών συστημάτων.Κατανόηση βασικών εννοιών των οπτικών δικτύων(αρχιτεκτονικές κόμβων και δικτύων), δρομολόγηση, κτλ.


Οπτικό Σύστημα


Απλό οπτικό τηλεπικοινωνιακό σύστημα

Φωτοδίοδος

Δεδομένα

Laser/LED

Ίνα

ΕξωτερικόςΔιαμορφωτής

Οπτικός πομπός

ΕνισχυτήςΙσχύος

ΕνισχυτήςΓραμμής Προενισχυτής

Οπτικός δέκτης

Ίνα

Αποδιαμορφωτής

Οπτικόφίλτρο


Εξέλιξη των τηλεπικοινωνιών

Page 4


Τα πρώτα βήματα των οπτικών τηλεπικοινωνιών(Κενή διαφάνεια: βλ. κείμενο)


Τηλέγραφος (1837)

Samuel Morse (1791-1892)

Σύγχρονη τηλεγραφικήσυσκευή


Φωτόφωνο (1880)

Ο Alexander Graham Bellμιλά στο τηλέφωνο (1892)

Οι δύο πρώτες συσκευές φωτοφώνου από τους A. G. Bell και S. Tainter (Smithsonian Institution, Washington, ΗΠΑ)


Σημαντικές στιγμές στην ιστορία τωνOπτικών Τηλεπικοινωνιών (*)

1870 Ανακάλυψη κυματοδήγησης του φωτός1955 Ανακάλυψη οπτικής ίνας1962 Ανακάλυψη laser ημιαγωγού1966 Πρώτη χρήση οπτικής ίνας στις οπτικές τηλεπικοινωνίες1970 Ανακάλυψη οπτικής ίνας χαμηλής εξασθένισης (< 0.2 dB/km)

Πρώτα lasers ημιαγωγού σε θερμοκρασία δωματίου1977 Πρώτο σύστημα οπτικών τηλεπικοινωνιών (Σικάγο, Η.Π.Α.)1988 Πρώτο οπτικό υπερατλαντικό καλώδιο (ΤΑΤ-8) 1996 Μετάδοση 1 Tb/s σε οπτική ίνα

(*) από το βιβλίο του J. Hecht, City of Light: The Story of Fiber Optics, Oxford University Press, 1999.

Page 6


Ανατομία μιας οπτικής ίνας

Διάμετρος:Μονότροπη οπτική ίνα: 8 μm πυρήνας, 125 μm μανδύαςΠολύτροπη οπτική ίνα : 50, 62.5, 100 μm πυρήνας, 125 μm μανδύας


Πλεονεκτήματα οπτικών ινών

• Μεγάλο εύρος ζώνης (~25 THz/παράθυρο στο υπέρυθρο 0.8,1.3 και

1.55 μm)

• Χαμηλή εξασθένιση (~0.25 dB/km στο 1.55 μm)

• Χαμηλό κόστος παραγωγής

• Μικρoσκοπικό πάχος (~μm)

• Αναισθησία σε ΗΜΜ παρεμβολές

• Προστασία από πιθανές υποκλοπές (;)Απλουστευμένη εξήγηση λειτουργίας οπτικών ινών http://www.corning.com/opticalfiber/discovery_center/tutorials/fiber_101/


Μειονεκτήματα οπτικών ινών

Μικρές διαστάσεις των ινών, πχ μονότροπη ίναέχει τυπική διάμετρο πυρήνα 8 μm

- ένωση ινών είναι δύσκολη- σύζευξη φωτός από lasers στις ίνες είναιδύσκολο (οδηγεί σε ψηλά κόστη γιαpigtailed lasers).

Μπορεί να μην είναι πάντα η λύση χαμηλότερουκόστους για μικρές αποστάσεις (πχ fiber to the home), αλλά συνήθως οι εφαρμογές είναι αυτέςπου καθορίζουν την τεχνολογία!


Εξέλιξη της εξασθένισης της οπτικής ίνας

D. B. Keck, R. D. Maurer, P. C. SchultzCorning, Inc.

Εθνικό Μετάλλιο Τεχνολογίας ΗΠΑ 2000Εφευρέτες της πρώτης οπτικής ίνας

χαμηλής εξασθένισης (1970)

Page 8


Τα φασματικά παράθυρα των οπτικών ινών προσφέρουνμεγάλο εύρος συχνοτήτων


Η αγορά των οπτικών ινών~600 εκατομμύρια km οπτικών ινών έχουνεγκατασταθεί παγκοσμίωςΗ ετήσια κατανάλωση οπτικών ινών μόνο το2001 ήταν 110 εκατομμύρια km (έναντι 230 εκατομμύρια km χάλκινων καλωδίων)Λόγω της παγκόσμιας οικονομικής κρίσης στοντομέα των τηλεπικοινωνιών, οι πωλήσειςοπτικών ινών το 2002 έπεσαν κατά 50% αλλάαναμένεται να ανακάμψουν μακροπρόθεσμα

Πηγή http://optics.org/articles/news/9/3/19/1


Το διαδίκτυο κι η ανάγκη των οπτικών τηλεπικοινωνιών(Κενή διαφάνεια: βλ. κείμενο)


Page 10


Οπτικά συστήματα


Υποθαλάσσιο δίκτυο οπτικών ινών


Undersea cable laying ship, Cagayan de Oro beach landing

Tycom Reliance , © Nick Rotondo

Υποθαλάσσιο δίκτυο οπτικών ινών


1997: Το πρώτο υπερατλαντικό τηλεφωνικό καλώδιο χαλκού το 1956 μπορούσε να μεταφέρει 36 συνομιλίες; Το πρώτο καλώδιο οπτικών ινώνπου εγκαταστάθηκε το 1988 στον Ατλαντικό μπορούσε να μεταφέρει 8,000 κανάλια (64 kb/s) σε δύο ζεύγη οπτικών ινών. Το Fiber-optic Link Around the Globe (FLAG) μπορεί να μεταφέρει 120,000 κανάλια (64-kb/s) σε δύο ζεύγηοπτικών ινών.

Το αρχικό πρόγραμμα FLAG όταν τελείωσε τον Σεπτέμβρη του 1997 ήταν η μακρύτερηκατασκευή στον κόσμο. Με την ολοκλήρωση του συνδέει την Αγγλία με τηνΙαπωνία με ένα σύστημα υποθαλασσίων οπτικών ινών που καλύπτουν μιαέκταση μεγαλύτερη από 28,000 km (περισσότερη από 2/3 της περιφέρειας τηςγης)

FLAG Atlantic

Page 12


Υπερατλαντικό καλώδιο FLAG Atlantic-1Ρυθμός σηματοδοσίας (Tb/s):2.4/κατεύθυνσηΜήκος (km):6250/κατεύθυνσηΚόστος κατασκευής (δις Δολάρια):1.1Χώρες που συνδέονται:ΗΠΑ, Γαλλία, Αγγλία

http://www.alcatel.com/submarineΠώς ποντίζεται ένα οπτικό καλώδιο;

Βάση δεδομένων υποβρυχίων καλωδίωνInternational Cable Protection Committeehttp://iscpc.org


Ισοδύναμο με όλες τις εφημερίδες του κόσμου για τατελευταία 300 χρόνια να μεταδίδονται στην άλλη πλευράτου Ατλαντικού ή περίπου ισοδύναμο με 30 εκατομμύριαταυτόχρονα τηλεφωνήματα σε 1 δευτερόλεπτο. (www.flagatlantic.com)

Συστήματα που δουλεύουν με 8 Tb/s σε αποστάσειςμεγαλύτερες των 6,500 km διατίθενται τώρα από διάφορεςεταιρείες

Υπερατλαντικό καλώδιο FLAG Atlantic-1


Sea-Me-We339,000 km20 Gb/s (8 × 2.5 Gb/s)

http://smw3.fcr.fr/

What’s next?


Νόμος του Gilder

Σήμερα: 10 Gb/s ανά κανάλι4-128 κανάλια ανά ίνα: > 40 Gb/s32 - 196 ίνες/καλώδιο: > 1.2 Tb/s/καλώδιοΘεωρητικά 25 Tb/s ανά ίνα

1 Tb/s = USA 1996 WAN bisection bandwidthΟλικό εύρος ζώνης διπλασιάζεται κάθε 8 μήνες!

1 fiber = 25 Tbps

Source: http://research.microsoft.com/~Gray/

3x εύρος ζώνης/χρόνο για 25 χρόνια

Page 14


Τάσεις: Αυξανόμενη κίνησηδεδομένων

e-commerce$3 τρισεκατομμύριαμέχρι το 2003

1990 1995 2000 2005

RelativeLoad

30

20

10

• Οι Τηλεπικοινωνίες είναι τώρα ο τρίτος μεγαλύτεροςτομέας της παγκόσμιας οικονομίας

POTS δενδημιουργούνπλέον σημαντικάκέρδη


Source: Corning International Network Traffic Model

Τάσεις: Αυξανόμενη κίνηση δεδομένων


0.01 0.1 1 10 100 1000 10,000

Voice

CD Quality Stereo Audio

Professional Quality Stereo Audio

Compressed Digital Video (MPEG)

0.064

Data rate (Mb/s):

1.4

8

2.3

216

650

1080

Studio Quality Digital Video

Medical Imaging Quality Digital Video

Studio Quality Digital HDTV

Τάσεις: Εξέλιξη σε πιο ψηλούς ρυθμούς δεδομένων


10,000

1,000

100

10

1

0.1

0.01

0.001

BT, B

it ra

te G

b/s

1990 1998 2006 2014 Year

Ethernet

Telecoms

• Ethernet: Χ 10 φορές αύξηση ρυθμού δεδομένων κάθε δύο χρόνια

Τάσεις: Εξέλιξη σε πιο ψηλούς ρυθμούς δεδομένων

Page 16


0.001

0.01

0.1

1

10

100

1000

Cumulativelength(millions km)

Year1975 1980 1985 1990 1995 2000

Source: Corning

Οπτικές Ίνες ανά το παγκόσμιο


Γιατί χρειαζόμαστε όλο αυτό τοεύρος ζώνης?

© New Line Cinema


10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90%Online users frequently/occasionally engaging in activity (2001)

0%

20%

40%

60%

80%

100%

120%

140%

160%

- 20%

Cha

nge

19

98 -

2000

Shopping

Buy airline tickets

Banking

Check weatherTravel information

EmailInternetsearchesChat rooms

Sports scoresDownloadsoftware

Gamble Shareprices

Source: YankelovichMonitor & Corning

Τάσεις για E-commerce


Μελλοντικές ανάγκες εύρους ζώνης

1990 2000 2010 2020YearSource: Corning

Mainstream-Graphics-Text-Voice

Frontier-HDTV-Webcasting, streaming video-Multimedia

Future-Web agents-Metacomputing-3-D multimedia-Telemedicine

Today = 1 Tb/s

10 ×

1000 ×

1,000 ×(1 Pb/s)

100,000 ×

1,000,000 ×

Req

uire

d b

it ra

te (

Tb/

s)

Page 18


Κατηγορίες οπτικών τηλεπικοινωνιακώνσυστημάτων

Free Spacee.g. intersatellite links

Κατευθυνόμενες

Ολοκληρωμένα οπτικά(Integrated Optics)-Χρησιμοποιούνται γιαλειτουργικότητα, πχ μεταγωγή, διαίρεση και συνδυασμό σήματος,πολυπλεξία, κτλ

Οπτικές Ίνες- Άριστο μέσο μετάδοσης- Υπερισχύει στις ενσύρματεςτηλεπικοινωνίες μεγάλων αποστάσεων


Τεχνικές Πολυπλεξίας

Το διαθέσιμο εύρος ζώνης είναι μερικά Tbps – Όμως δεν υπάρχουνηλεκτρονικές συσκευές πιο γρήγορες από μερικές δεκάδες Gbps. Πωςμπορούμε να χρησιμοποιήσουμε όλο αυτό το εύρος ζώνης ??

Για να χρησιμοποιήσουμε αποτελεσματικά το εύρος ζώνης σεμονότροπες οπτικές ίνες χρειαζόμαστε κάποια τεχνική πολυπλεξίας => χρησιμοποιούμε πολυπλεξία κατά μήκος κύματος (WDM)

TDM : Διαφορετικές ροές δεδομένων χαμηλότερων ρυθμών (data rates)πολυπλέκονται σε μια ροή δεδομένων ψηλότερου ρυθμούχρησιμοποιώντας πολυπλεξία με διαίρεση χρόνου (Time Division Multiplexing (TDM))

WDM : Ταυτόχρονη μετάδοση δεδομένων σε διαφορετικά μήκη κύματος(όπως το FDM στα ραδιοφωνικά συστήματα)


TDM :

WDM :

.

.

1

N

B bps

NB bps

.

.

1

N

B bps

.

.

B bps

B bps

λ1, λ2, …, λN

Τεχνικές Πολυπλεξίας


Πολυπλεξία κατά μήκος κύματοςΠομποί ΔέκτεςΕνισχυτές γραμμής

Πομποί

Δέκτες

Ενισχυτές γραμμήςΠολυπλέκτης Αποπολυπλέκτης

Page 20


Πολυπλεξία κατά μήκος κύματος(Wavelength Division Multiplexing (WDM))Πολυπλεξία καναλιών από διαφορετικούς χρήστες στην ίδιαοπτική ίνα

Το οπτικό φάσμα μετάδοσης διαμοιράζεται σε ένα αριθμό (μηεπικαλυπτόμενων) ζωνών μήκων κύματος, με το κάθε μήκοςκύματος να χρησιμοποιείται για ένα κανάλι επικοινωνίας.

Η διαφορά μεταξύ ηλεκτρονικής και οπτικής είναι ηκοκκιότητα/ευκρίνεια (granularity) (Electronics provide finer granularity and rich connectivity whereas optics provide coarser granularity and large throughput).


.καλώδιο

ίνα ...

Μήκη κύματος

λ1 λ2 λ3

τυπική απόσταση 0.2-1nm

Πολυπλεξία κατά μήκος κύματος(Wavelength Division Multiplexing (WDM))


Οπτικά δίκτυα


Ερευνητικό πρόγραμμα MONETMultiwavelength Optical Networking (*)

(*) R. E. Wagner et al., “MONET: Multiwavelength Optical Networking,”IEEE/OSA J. Lightwave Tech., pp.1349-1355, Jun. 1996.

Page 22



Το φυσικό στρώμα σήμερα

ΑστικήΤηλεφωνία

Υπεραστικήτηλεφωνία


ΤοπικάΔίκτυα

HUB

OC3/OC12

DCS

CO

SuperHUB

OC48OC192

N. Ghani et al., Optical FiberTelecommunications IVB, Ch.8


Το φυσικό στρώμα αύριο

DWDM HUB


Υπεραστικήτηλεφωνία


ΤοπικάΔίκτυα

WDM

OC12/192

DCS/OXC

WDM CO

DWDMSuper HUB


Οπτικοί κόμβοι

Τερματικός κόμβος Wavelength Terminal Multiplexer (WTM)

Κόμβος προσθήκης/απαγωγής μηκών κύματος Wavelength Add/Drop Multiplexer (WADM)

Κόμβος δρομολόγησης μηκών κύματος Wavelength Selective Crossconnect (WSXC)

WTM

WADM

WSXC

Page 24


Τερματικός κόμβος

Combiner

8 x 8

DFB Lasersκαι διαμορφωτές

EDFA

To the network

λλλλλ

3

6

λλ

1

2

4

5

7

λ8

Receiver Array

λλ

1

2

λ8

From the network

EDFA

DM

UX

WTM


Κόμβος προσθήκης/απαγωγής μ.κ.

λ1

EDFA EDFA

DM

UX M

UX

λ2

λN

ΣΥΜΒΟΛΑ

2x2 διακόπτης

Εξασθενητής με βρόχοαυτομάτου ελέγχου

WADM


Κόμβος δρομολόγησης μ.κ.

λ1λ1λ2

λ3λ4

λ5λ6

λ8λ7

λ1

λ8

λ1

4x4space switch

DM

UX

MU

X

Servo-controlled attenuators

Input 1

Input 2

Input 4

Output 1

Output 2

Output 4

ED

FA

ED

FA

λ1 λ8

λ1 λ8

λ1 λ8

λ1

λ8

λ1

λ8

λ1 λ8

λ1 λ8

λ1 λ8

WSXC


Κόμβος δρομολόγησηςμηκών κύματος

Παθητικοί δρομολογητές :

λ1,λ2,λ3 λ1,λ2,λ3

λ1,λ2,λ3

λ1,λ2,λ3

λ1,λ2,λ3

λ1,λ2,λ3

grading

n2 συνδέσεις χρησιμοποιώνταςn μήκη κύματος

Page 26


Κόμβος δρομολόγησηςμηκών κύματος

1

2...n

λ1,λ2,λ3 λ1,λ2,λ3

λ1,λ2,λ3

λ1,λ2,λ3

λ1,λ2,λ3

λ1,λ2,λ3

λ1sw

λ2sw

λ3sw

DMUX

λ1,λ2, . λm λ1sw

λ2sw

λmsw

DMUX

λ1,λ2, . λm

λ1,λ2, . λm

λ1,λ2, . λm

λ1,λ2, . λm

λ1,λ2, . λm

1

2...n

.

...

Ένας nxn μεταγωγός με m μήκη κύματος(n ζεύξεις, m μήκη κύματος)

Χρειάζεται m nxn μεταγωγούς

Δυναμικοί δρομολογητές


WDM Αρχιτεκτονικές Δικτύου

Συστήματα επικοινωνίας μεταξύ δύοσημείων (Point-to-point)

Δίκτυα τοπολογίας δακτυλίου (ring)

Δίκτυα τοπολογίας βρόγχου (mesh)


Σύστημα επικοινωνίας μεταξύ δύο σημείων(point-to-point)

. . .

λ1

λΝ

Mu

x/Dem

ux

. . .

λ1

λΝ

Mu

x/D

emu

x

600km

120km


Αρχιτεκτονική Δακτυλίου(Ring Network Architecture)

2 Fiber 2 Fiber WDM WDM RingRing

Electronic Electronic EquipmentEquipment

2 Fiber WADM2 Fiber WADM(Wavelength Add(Wavelength Add--Drop Drop

Mux)Mux)

SONET or SONET or Other NEOther NE

Central Central OfficeOffice

Page 28


Αρχιτεκτονική Βρόγχου(Mesh Network Architecture)

Wavelength Cross-connect



Element Management System



Αρχιτεκτονικές ΔικτύωνΣενάριο Εξέλιξης

SONET Ring

ADM

WDM link

WADM

WDM RingInter-office

1-2.5 Gbps/wavelength8-32 wavelengths

OXC

Ring

Star

WDM backbone


Αρχιτεκτονικές Δικτύων

32 λ

ATM SwitchIP Router

WDM Backbone Network

Metro WDM Network

Access Network

ATM/IP/SONET

SONET Ring

64 λ

64 λ


HH11

HH22 4

1 2

3

Cap

acity

/Cab

le E

xhau

st

large sparecapacity

large sparecapacity

large spare

capacity

larg

e spa

re

capa

city

large spare

capacity

100

mile

s

Κόστος Δικτύων (point-to-point)

Page 30


Κόστος Δικτύων (point-to-point)

• e.g 16 μήκη κύματος καιένας οπτικός ενισχυτής => οικονομία 16 ινών και

16 O/E/O αναγεννητές ($80K για κάθε σήμα OC-48 Gbps)

HH22 44

HH11

1 2

3

WD

M

Term

inal

Capacity/Cable ExhaustRelief

16 fold increase in capacity

...

...

...

WD

M

Term

inal


HH11 HH22

1

2 3

4

100 miles

Cap

acity

/Cab

le E

xhau

st

large sparecapacity

larg

e spa

re

capa

city

Capacity/C

able Exhaust

Capacity/CableExhaust

Capacity/Cable

Exhaust

HH11 HH22

1 2 3 4

Traffic:One OC-48 between each CO and the two hubs

Κόστος Δικτύων (δακτύλιοι)


1. Backhoe Solution: Ψηλό κόστος - $6M

2. OC-192 TDM solution:0 % spare capacity in network10 Add/Drop MuxesCost = 10 x $300K = $3M

3. OC-48 WDM 16 λ Solution:50 % spare capacity in network6 Wavelength Add/Drop MuxesCost = 6 x $375K = $2.25M

HH11 HH22

1

2 3

4

OC-48

4x OC-48

OC-48

OC-48OC-48

4x OC-48

OC-48

OC-48OC-48

OC-48

HH11 HH22

1

2 3

4

OC-48

OC-48

OC-48

OC-48OC-48

OC-48

OC-48

OC-48

OC-48

OC-48

OC-48

OC-48

OC-48

OC-48

OC-48

OC-48

Κόστος Δικτύων (δακτύλιοι)


50% Through Traffic

0

5

10

15

20

2 4 6 8 10 15

Number OC48s

Nu

mb

er o

f B

ays

DCS Only

OXC + DCS

50% Through Traffic

$0

$1,000

$2,000

$3,000

$4,000

$5,000

$6,000

2 4 6 8 10 15

Number of OC48

Co

st in

$ T

ho

usa

nd

s

DCS Only

OXC + DCS

Μείωση κόστους χρησιμοποιώντας οπτικούςδρομολογητές (μειώνοντας το μέγεθος των

ηλεκτρονικών δρομολογητών)

Page 32


Διασύνδεση Η/Υ


Οπτικές συνδέσεις σε Η/Υ ΙΣήμερα Σε 5-10 χρόνια


Οπτικές συνδέσεις σε Η/Υ ΙΙ

Το σχήμα δείχνει μια πρωτότυπη οπτική ζεύξη μεταξύ δύοπλακετών που χρησιμοποιούνται στον υπολογιστή ενόςαεροπλάνου. Το κύκλωμα υλοποιήθηκε σταεργαστήρια της Daimler-Chrysler στο Ulm της Γερμανίας καιλειτουργεί με ρυθμό σηματοδοσίας 1 Gb/s. Η διαμορφωμένηοπτική δέσμη ενός laser που βρίσκεται στημια πλακέτα στέλνεται δια μέσου ενός συστήματος φακών, ενός πλαστικού κυματοδηγού και δυο καθρεφτών σε μιαφωτοδίοδο στην κάτω πλακέτα.

Ενσύρματη μετάδοση


Οπτικές συνδέσεις σε Η/Υ ΙΙIΑσύρματη μετάδοση Το σχήμα δείχνει μια πρωτότυπη

οπτική ζεύξη 256 καναλιών μεταξύδύο ολοκληρωμένων κυκλωμάτωνCMOS. Το κύκλωμα υλοποιήθηκεστο Πανεπιστήμιο του San Diego. Χρησιμοποιεί μια συστοιχία από 256 lasers κάθετης κοιλότητας επιφανειακήςεκπομπής (VCSELs), που είναιτοποθετημένα πάνω στο έναολοκληρωμένο, και που το καθέναεκπέμπει διαμορφωμένο φως με ρυθμόσηματοδοσίας 1 Gb/s σεδιαφορετική φέρουσα συχνότητα.Το φως κατευθύνεται σε μια συστοιχίαφωτοδιόδων που βρίσκεται στο άλλοολοκληρωμένο δια μέσου ενόςσυστήματος φακών, φραγμάτωνπερίθλασης και ενός καθρέφτη.

Page 34


Μέρος Γ

Οπτικές Τηλεπικοινωνίες

Ένα λαμπρό μέλλον


Μεσοπρόθεσμη έρευναΥψίρρυθμη μετάδοση σε μεγάλες αποστάσεις:

> 40 Gb/s ανά οπτικό κανάλι~10 Tb/s ανά οπτική ίνα~10000 km

Αμιγώς οπτικά δίκτυα (μεταγωγής κυκλωμάτων, πακέτων)Οπτικά ολοκληρωμένα κυκλώματαΜονολιθικά (νανοτεχνολογία, φωτονικοί κρύσταλλοι)Υβριδικά (μικρο-ελεκτρο-μηχανικά συστήματα)

Νέα υλικά (π.χ. Οργανικοί ημιαγωγοί, πολυμερή πλαστικά)


Ιδέες για μακροπρόθεσμη έρευνα

Κβαντικές τηλεπικοινωνίες & κρυπτογραφία(τηλεμεταφορά) Χαοτικές τηλεπικοινωνίεςΚαινούριες εφαρμογές, απαιτητικές σε εύροςζώνης

... και σίγουρα, κάτι εντελώς αναπάντεχο πουδεν το έχει σκεφθεί (;) ακόμη κανένας!


Πληροφορίες για το μάθημα

Page 36


Ύλη μαθήματος Ι

• Εισαγωγή• Οπτικές ίνες• Οπτικοί Πομποί• Οπτικοί Δέκτες• Οπτικοί ενισχυτες

• Φαινόμενα διάδοσης καιτεχνικές αντιμετώπισής τους

• Σχεδίαση οπτικώνσυστημάτων με πολυπλεξίακατά μήκος κύματος

ΜέροςΜέρος A : A : ΣυστατικάΣυστατικά ΜέροςΜέρος B : B : ΣυστήματαΣυστήματα


Ύλη μαθήματος ΙΙ

ΜέροςΜέρος ΓΓ : : ΔίκτυαΔίκτυα

• Οπτική μεταγωγή• Δρομολόγηση και ανάθεση μηκώνκύματος• Έλεγχος και διαχείριση τωνοπτικών δικτύων• Σχεδίαση αμιγώς οπτικών δικτύωνμε πολυπλεξία μήκους κύματος καιμεταγωγή κυκλώματος

ΜαθηματικόΜαθηματικό συμπλήρωμασυμπλήρωμα

• Μαθηματική αναπαράσταση σημάτων καισυστημάτων σε βασική ζώνη• Στοχαστικές διαδικασίες• Είδη θορύβων• Είδη διαμόρφωσης


Ελληνική Βιβλιογραφία

ΣύγγραμμαG. P. Agrawal, Συστήματα επικοινωνιών με οπτικές Ίνες, 2η έκδοση, Εκδ. Τζιόλα, 2000.

ΒοηθήματαΟπτικές τηλεπικοινωνίεςP. E. Green, Δίκτυα οπτικών ινών, Εκδόσεις Παπασωτηρίου, 1994.Ν. Ουζούνογλου, Τηλεπικοινωνίες Οπτικών Ινών, Εκδόσεις Συμεών, Αθήνα 1990.Χ. Ι. Γεωργόπουλος, Οπτικές ίνες : Θεωρία κι εφαρμογές, Πάτρα, 1993.Α. Αλεξανδρής, Οπτικές Ίνες, Εκδ. Ίων, 2001.


Ξένη βιβλιογραφία I

Προπτυχιακού επιπέδου• Joseph C. Palais, Fiber optic communications, Prentice Hall, 4th edition, 1998,

ISBN: 0138954429.• John M. Senior, "Optical Fiber Communications : Principles and Practice",

Prentice Hall, 1993, ISBN : 0136354262.• John Gowar, Optical Communication Systems, Prentice Hall, 2nd edition, 1993,

ISBN: 0136387276• Gerd Keiser, Optical fiber communication, McGraw-Hill, 1983, ISBN:

0070334676.• Wim Van Etten and Jan Van Der Plaats, Fundamentals of optical fiber

communications, Prentice Hall, 2nd edition, 1991, ISBN: 0137175132.• Robert M. Gagliardi and Sherman Karp, Optical Communications, Wiley, 2nd

edition, 1995, ISBN: 0471542873

Page 38


Ξένη βιβλιογραφία II

Μεταπτυχιακού επιπέδου• Govind Agrawal, Nonlinear Fiber Optics, Academic Press, 3 edition, 2001, ISBN:

0120451433.

• Govind Agrawal, Applications of Nonlinear Fiber Optics, Academic Press, 2001, ISBN: 0120451441

• Eugenio Iannone, Francesco Matera, Antonio Mecozzi, and Marina Settembre, Nonlinear Optical Communication Networks, Wiley, 1998, ISBN: 0471152706

• Ivan Kaminow and Tingye Li, Optical Fiber Telecommunications IV-B: Systems and Impairments, Academic Press, 4th edition, 2002, ISBN: 0123951739.

• L. Kazovsky, S. Benedetto, and A. Willner, "Optical Fiber Communication Systems", Artech House, 1996, ISBN : 0-89006-756-2.


Ξένη βιβλιογραφία IIIΟπτικά δίκτυα• T. Stern and K. Bala, Multiwavelength Optical Networks, Prentice Hall,

1999.• Rajiv Ramaswami and Kumar Sivarajan, Optical Networks: A Practical

Perspective, Morgan Kaufmann, 2nd edition, 2001, ISBN: 1558606556.• Biswanath Mukherjee, Optical Communication Networks, 2006.

• Hussein T. Mouftah and Pin-Han Ho, Optical Networks: Architecture and Survivability, Kluwer Academic Publishers, 2002, ISBN: 1402071965

page 1 ΟπτικέςΊνες μεΟπτικέςΊνες ΜάθημαΗΜΥ 455 · laser/led Ίνα...

Documents