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Comunicaciones Ópticas

Código: 102691 Créditos ECTS: 9
2024/2025
Titulación Tipo Curso
2500898 Ingeniería de Sistemas de Telecomunicación OB 3

Contacto

Nombre:
Gary Junkin
Correo electrónico:
gary.junkin@uab.cat

Idiomas de los grupos

Puede consultar esta información al final del documento.


Prerrequisitos

Conceptos básicos de semiconductores, de campos electromagnéticos y de sistemas de telecomunicación. Los conocimientos y habilidades que el estudiante debería haber alcanzado previamente para poder seguir la asignatura de forma adecuada son: conocer y utilizar los fundamentos y principios de cálculo de una o más variables; Utilizar y resolver ecuaciones diferenciales y ecuaciones diferenciales en derivadas parciales; Capacidad para analizar funciones de variable compleja; Capacidad para comprender y utilizar el análisis vectorial y numérica; Capacidad para resolver sistemas lineales e invariantes y las funciones y transformadas relacionadas; Comprender y utilizar los principios de la probabilidad, los conceptos de variable aleatoria y su aplicación a las telecomunicaciones; Capacidad para comprender y dominar el concepto de oscilación y las leyes generales de las ondas electromagnéticas; Conocer de forma teórica y práctica los conceptos de electricidad y magnetismo, así como la capacidad para analizar los campos electromagnéticos; Conocer y utilizar los conceptos de propagación guiada y no guiada en el dominio del tiempo y de la frecuencia; Conocer el principio físico de los semiconductores.


Objetivos y contextualización

1. Adquirir nivel avanzado de conocimiento de los principales bloques que constituyen un enlace de comunicaciones ópticas, los componentes que lo integran (fibras ópticas, emisores de luz, fotodetectores y otros dispositivos fotónicos), y los principios básicos de la transmisión digital de señales ópticas.
2. Habilitats: capacidad de cálculo de los parámetros más importantes en el contexto de enlaces ópticos digitales, utilizar un software de simulación de sistemas y dispositivos ópticos de altas prestaciones (VPI TransmissionMaker), resolver problemas y redactar trabajos, trabajar en grupos pequeños de dos personas.
3. Competències: Disponer de los fundamentos matemáticos y físicos necesarios para interpretar, seleccionar, valorar, y eventualmente proponer, conceptos, teorías, usos y desarrollos tecnológicos relacionados con las comunicaciones ópticas y su aplicación. Capacidad para analizar dispositivos fotónicos, y su utilización en telecomunicaciones ópticas.


Competencias

  • Actitud personal
  • Analizar componentes y especificaciones para sistemas de comunicaciones guiadas y no guiadas por medios electromagnéticos, de radiofrecuencia u ópticos.
  • Aplicar la legislación necesaria durante el desarrollo de la profesión de Ingeniero Técnico de Telecomunicación y manejar de especificaciones, reglamentos y normas de obligado cumplimiento.
  • Aprender nuevos métodos y tecnologías en base a sus conocimientos básicos y tecnológicos, con gran versatilidad de adaptación a nuevas situaciones.
  • Comunicación
  • Hábitos de pensamiento
  • Hábitos de trabajo personal
  • Seleccionar y concebir circuitos, subsistemas y sistemas de comunicaciones guiadas y no guiadas por medios electromagnéticos, de radiofrecuencia u ópticos, para cumplir unas especificaciones determinadas.
  • Trabajo en equipo

Resultados de aprendizaje

  1. Analizar componentes y especificaciones de sistemas de comunicaciones ópticas
  2. Aplicar la normativa y regulación nacional e internacional en el ámbito de las comunicaciones ópticas
  3. Aplicar las técnicas en que se basan, en el ámbito de las comunicaciones ópticas y desde el punto de vista de los sistemas de transmisión, las redes, servicios y aplicaciones.
  4. Comunicar eficientemente de forma oral y/o escrita conocimientos, resultados y habilidades, tanto en entornos profesionales como ante públicos no expertos.
  5. Desarrollar el pensamiento científico.
  6. Desarrollar el pensamiento sistémico.
  7. Desarrollar la curiosidad y la creatividad.
  8. Evaluar las ventajas e inconvenientes de diferentes alternativas tecnológicas de despliegue o implementación de sistemas de comunicaciones ópticos.
  9. Gestionar el tiempo y los recursos disponibles
  10. Hacer un uso eficiente de las TIC en la comunicación y transmisión de ideas y resultados.
  11. Prevenir y solucionar problemas
  12. Seleccionar equipos y sistemas de transmisión por medios ópticos.
  13. Tomar decisiones propias.
  14. Trabajar cooperativamente.
  15. Utilizar aplicaciones informáticas para apoyar el desarrollo explotación de redes, servicios y aplicaciones basadas en comunicaciones ópticas.

Contenido

Contenidos

(T: teoría, S: problemas o seminarios, PS: preparación de problemas o seminarios, L: laboratorios, PP: preparación prácticas, E: estudio, AA: otras actividades; todas estas actividades se piden especificadas en horas.)

 

1. Fibras ópticas

T

S

PS

L

E

PP

AA

Total

9

3

3

6

9

6

 

36

 

Introducción general. Conceptos básicos de Óptica. Guiado de radiaciones ópticas. Fibras monomodo y multimodo. Fibras de salto de índice y de índice gradual. Propiedades ópticas de las fibras. Pérdidas, scattering de Rayleigh, Mie, Brillouin y Raman. Dispersión cromática, dispersión modal. Características de transmisión. Fibras especiales: dispersión nulo • la, dispersión desplazada, dispersión aplanada. Parámetros de modelado.

 

2. Emisores ópticos

T

S

PS

L

E

PP

AA

Total

9

3

3

6

9

6

 

36

 

Bases de la emisión de luz. Emisión de luz en semiconductores. Estructura de doble heterounión. LED. Ecuación de ritmo. Características: ancho de línea espectral, respuesta escalón, respuesta de modulación, ancho de banda. Resonador Fabry-Perot. Reflectores Bragg. Láser de semiconductor. Tipos y propiedades. Ecuaciones de ritmo, corriente umbral, respuesta escalón, respuesta de modulación, dependencia ancho de banda con corriente. Parámetros de modelado con ecuaciones de ritmo, tiempo de vida portadores y fotones, coeficiente de amortiguamiento, factor de confinamiento.

 

3. Receptores ópticos

T

S

PS

L

E

PP

AA

Total

9

3

3

6

9

6

 

36

 

Detección de luz en uniones p-n. Diodos PIN y APD. Circuito equivalente, amplificador transimpedancia. Responsividad, corriente de oscuridad. Ruido térmico, ruido shot, factor avalancha. Consecuencias de la conversión potencia óptica a la corriente eléctrica: ruido de batido (beat noise) S-ASE y ASE-ASE. Ancho de banda en dispositivos actuales. Parámetros de modelado: densidad espectral de ruido, M, k.

 

4. Amplificadores ópticos

T

S

PS

L

E

PP

AA

Total

9

3

3

6

9

6

 

36

 

Importancia en sistemas WDM. Amplificadores ópticos de semiconductor, sistema de dos niveles, bombeo eléctrico. Nociones de las ecuaciones de ritmo. Ganancia pequeña señal, potencia de saturación, dependencia ruido con ganancia. Ruido ASE, dependencia con ganancia. Fibras amplificadores, sistema de tres niveles, bombeo fotónico, amplificadores de fibra dopada EDFA, amplificadores de fibra RAMAN con gran ancho de banda. Parámetros de modelado.

 

5. Enlaces digitales de comunicaciones ópticas

9

T

S

PS

L

E

PP

AA

Total

9

3

3

6

6

 

36

 

Transmisión de señales digitales, IIDD modulación de intensidad, detección directa. Parámetro Q, BER. Ruido térmico, ruido "shot". Influencia ruido óptico ASE: ruido eléctrico de batido, S-ASE, ASE-ASE. Interferencia entre símbolos (ISI), dispersión. Componentes pasivos: aislador, modulador MZ, filtros ópticos. Balance de potencia y de tiempo. Respuesta impulsional del enlace.

 


Actividades formativas y Metodología

Título Horas ECTS Resultados de aprendizaje
Tipo: Dirigidas      
Clases de Problemas 18 0,72 1, 3, 8, 5, 6, 12, 15
Clases de Teoría 39 1,56 1, 3, 8, 5, 6, 12
Prácticas en Laboratorio 18 0,72 1, 3, 8, 5, 6, 10, 9, 13, 11, 12, 14, 15
Tipo: Supervisadas      
Tutorias 18 0,72 11
Tipo: Autónomas      
Búsqueda de documentación 9 0,36 2, 8, 12, 15
Estudio 50 2 1, 3, 8, 5, 6, 9, 12
Lectura de libros, artículos y casos 9 0,36 3
Preparación de las sesiones de laboratorio y realización de la memoria 36 1,44 3, 4, 15
Resolución de problemas y preparación de casos 18 0,72 5, 6, 9

Clases de teoría (objetivos 1 y 3) y problemas, ambas presenciales y vinculadas cronológicamente con 6 módulos prácticos de laboratorio. Aprendizaje basado en problemas (APB): estudios previos de cuestiones individuales para cada alumno en cada módulo (objetivo 2).

Nota: se reservarán 15 minutos de una clase dentro del calendario establecido por el centro o por la titulación para que el alumnado rellene las encuestas de evaluación de la actuación del profesorado y de evaluación de la asignatura o módulo.


Evaluación

Actividades de evaluación continuada

Título Peso Horas ECTS Resultados de aprendizaje
Exámenes 67% 6 0,24 1, 2, 3, 8, 4, 5, 6, 9, 13, 11, 12
Módulo de trabajo en el laboratorio y memorias correspondientes 33% 4 0,16 1, 2, 3, 8, 4, 5, 6, 7, 10, 9, 13, 11, 12, 14, 15

Evaluación OPTCOM 

 a) Proceso y actividades de evaluación programadas, con la indicación del valor asignado a la evaluación continua y en las pruebas finales.

 •         Examen 67%. La prueba constará de tres exámenes parciales obligatorias (OB) y dos exámenes de recuperación opcionales (OP) aplicables únicamente a las primeras dos partes. Cada examen parcial durará 60 minutos y consistirá en contestar 12 cuestiones tipo test (cuatro opciones que restan 1/3 de la nota en casos erróneos).

  1. La primera prueba EP1 cubre el primer 37,5% del curso (OB).
  2. La segunda prueba EP2 cubre el siguiente 37,5% del curso (OB). 
  3. La tercera prueba EP3 cubre el último 25% del curso (OB).
  4. El examen de recuperación consistirá en dos partes (EF1 + EF2), cada una de una hora de duración, correspondientes con EP1 y EP2. Cuando la nota en EP1 es inferior a 5, el examen EF1 es obligatoria. Cuando la nota de EP2 es inferior a 5, el examen EF2 es obligatoria.
  • Trabajo de laboratorio LAB de seis módulos (de 3 horas) en grupos pequeños de dos personas, evaluación continua (30%). La prueba LAB es obligatoria.
  • Seis módulos de problemas PROB: trabajo individual, evaluación continua (3%). La prueba PROB es obligatoria.

 Los indicadores que se usarán para calificar el aprendizaje logrado: interpretación, selección, valoración, y uso de conceptos, teorías, desarrollos tecnológicos relacionados con las comunicaciones ópticas.

 La nota final de examen EX será el máximo valor de (0.375*EP1+0.375*EP2+0.25*EP3) o (0.375*EF1+0.375*EF2+0.25*EP3). Para aprobar es necesario que EX supere la nota mínima de 5 puntos y que la nota de las partes [max(EF1,EP1); max(EF2,EP2)] supera 4 puntos. La evaluación global NF = 0.67*EX+0.30*LAB+0.03*PROB, se basa en la nota de examen EX (67%), la nota de prácticas LAB (30%), y la nota de problemas PROB (3%). En el caso de que la nota de teoría EX sea inferior a 4 puntos sobre 10, pero la nota global NF supere los 5 puntos, se suspendería con una nota de 4,5 puntos.

 b) Programación de actividades de evaluación.

 El calendario de evaluación:

 Evaluación continua de Prácticas de Laboratorio, cada dos semanas.

  • Evaluación continua de problemas, cada dos semanas (PROB).
  • EP1 (60 minutos), aproximadamente semana 6-7
  • EP2 (60 minutos), aproximadamente semana 11-13
  • EP3 (60 minutos), aproximadamente semana 16-18 (horario exámenes Escuela)
  • Exámenes de recuperación (EF1 60 minutos, EF2 60 minutos),  aproximadamente semana 16-18 (horario exámenes Escuela).

 c) Proceso de recuperación. Las pruebas EP1 y EP2 (50,25% de la evaluación global) puedan ser recuperadas en los exámenes correspondientes (EF1, EF2). La quinta prueba consta del examen parcial EP3 (16,75%) no es recuperable. De acuerdo con la coordinación del Grado y la dirección de la Escuela de Ingeniería las siguientes actividades no se podrán recuperar: Practicas (1-6, 5% cada uno), módulos PROB (1-6, 0,5% cada uno) .

 d) Procedimiento de revisión de las calificaciones. Para cada actividad de evaluación, se indicará un lugar, fecha y hora de revisión en la que el estudiante podrá revisar la actividad con el profesor. En este contexto, se podrán hacer reclamaciones sobre la nota de la actividad, que serán evaluadas por el profesorado responsable de la asignatura. Si el estudiante no se presenta en esta revisión, no se revisaráposteriormente esta actividad.

 e) Calificaciones especiales: No Evaluable: Un estudiante se considerará no evaluable (NA) si no se ha presentado a ninguna de las actividades. Matrículas de honor: Otorgar una calificación de matrícula de honor se decisión del profesorado responsable de la asignatura. La normativa de la UAB indica que las MH sólo se podrán conceder a estudiantes que hayan obtenido una calificación final igual o superior a 9.00. Se puede otorgar hasta un 5% de MH del total de estudiantes matriculados.

 f) Irregularidades por parte del estudiante, copia y plagio. Sin perjuicio de otras medidas disciplinarias que se estimen oportunas, y de acuerdo con la normativa académica vigente, se calificarán con un cero las irregularidades cometidas por el estudiante que puedan conducir a una variación de la calificación de un acto de evaluación. Por lo tanto, plagiar, copiar o dejar copiar una práctica o cualquier otra actividad de evaluación implicará suspender con un cero y no se podrá recuperar en el mismo curso académico. Si esta actividad tiene una nota mínima asociada, entonces la asignatura quedará suspendida.

 g) Evaluación de los estudiantes repetidores.

 En línea con artículo 117 de la Normativa Académica de la UAB,  a partir de la segunda matrícula (concretamente, para alumnos que NO están en su primera matricula y que han superado ambas pruebas LAB y PROB con una nota de 5), la evaluación de la asignatura o módulo consistirá en una prueba de síntesis, que permita la evaluación de los resultados de aprendizaje previstos en la guía docente de la asignatura. En este caso, la calificación de la asignatura corresponderá a la calificación de la prueba de síntesis. Por prueba de síntesis se utilizaránlos exámenes (0.375*EP1+0.375*EP2+0.25*EP3) o (0.375*EF1+0.375*EF2+0.25*EP3. No obstante, alumnos que no han superado ambas pruebas LAB y PROB con una nota de 5, en cada caso, están obligados a repetir las pruebas LAB y/o PROB no superadas.


Bibliografía

Bibliografía básica 

  1. Fundamentos De Comunicaciones Ópticas, José Capmany,  Francisco Javier Fraile-Peláez; Javier Martí; (Sintesis), 2ª Edición (ISBN84-7738-599-8)
  2. Problemas de Comunicaciones Ópticas, José Capmany, Daniel Pastor, Beatriz Ortega, Salvador Sales, 2003 (ISBN: 84-9705-381-8)

 

Bibliografía complementaria 

  1. Sistemas Y Redes Opticas De Comunicaciones; Martin Pereda, Jose A., Pearson Educacion, 1ª Edición, Madrid, 2004, ISBN: 8420540080
  2. Optical fiber communication systems ; Leonid Kazovsky, Sergio Benedetto, Alan Willner, Artech House, 1996 ,  ISBN: 0-89006-756-2                                                   
  3. Optical Fiber Communications: Principles and Practice. J.M. Senior, Prentice-Hall International. Series in Optoelectrónics. Londres, 1993. Segunda Edición.

Software

VPI Transmission Maker

Excel


Lista de idiomas

Nombre Grupo Idioma Semestre Turno
(PAUL) Prácticas de aula 331 Inglés segundo cuatrimestre manaña-mixto
(PAUL) Prácticas de aula 332 Inglés segundo cuatrimestre manaña-mixto
(PLAB) Prácticas de laboratorio 331 Inglés segundo cuatrimestre manaña-mixto
(PLAB) Prácticas de laboratorio 332 Inglés segundo cuatrimestre manaña-mixto
(PLAB) Prácticas de laboratorio 333 Inglés segundo cuatrimestre manaña-mixto
(TE) Teoría 330 Inglés segundo cuatrimestre manaña-mixto