Optoelektronikai kommunikáció

Az előadások a következő témára: "Optoelektronikai kommunikáció"— Előadás másolata:

1 Optoelektronikai kommunikáció
Optika Elektronika Optoelektronikai rendszer Kommunikáció Sugárbiztonsági előírások

2 Optika Elektronika Optikai alapjelenségek értelmezése a geometriai és hullámoptika alapján fénytörés és visszaverődés fókuszálás Optikai vékonyrétegek Polarizációoptika Elektromágneses hullámok a teljes EM-es spektrum az EM-es hullámok telj. sűrűsége Fényforrások Hőmérsékleti és nemh. sugárzók Kvantumerősítők – a lézerek működése LED, ILD jellemzők és karakterisztikák meghajtó áramkörök, modulációjuk Félvezető detektorok a félvezetők sávmodellje intenzitás detektálás (PN, PIN,APD) képdetektálás (CCD) üzemmódok, előerősítők, zajforrások

3 Optoelektronikai rendszer
Optikai átviteli függvény Száloptikai rendszerek Fényvezető szálak száltípusok (SM, MM) jellemzők (NA, sávszélesség, csillapítás) az üvegszál csillapításgörbéje hullámvezetés, módusok, határfrekvencia Optikai hálózatok építőelemek hálózattervezés optikai hálózatok mérése Optikai adattárolók a CD fizikája (adattárolás és kiolvasás) a CD kódolási rendszere

4 Kommunikáció Fő elemei:
Az információ, vagy az üzenet átvitele az egyik helyről a másikra (Telekommunikáció – nagy távolságú kommunikáció) Fő elemei: adó - a jelek továbbítására szolgáló berendezés, az információforrás helyén vevő - a jelek vételére szolgáló berendezés, azon a helyen, ahol szükség van a küldött információra összeköttetés - az adó és a vevő közti közeg, amely átviszi, közvetíti az üzenetet be ki Adó összeköttetés Kódoló Dekódoló Vevő Adatátviteli információforrás (hang, fény, elektromos, mechanikai, … jel) a rendeltetési helyen visszaállított információ (hang, fény, elektromos, mechanikai, … jel)

5 Főbb jellemzői/követelmények
sebesség hatótávolság adattömeg adatátviteli sebesség megbízhatóság ár kényelem

6 A telekommunikáció fejlődése futárposta füst és fényjelek telegráf
műholdas átvitel száloptika

7 Információ/adatátvitel
Az információ (latin) - értesülés, hír, adat, üzenet, tájékoztatás Információ: C. Shanon, N. Wienr és A. N. Kolmogorov (~1948) üzenet ≠ információ Információ: a bizonytalanság megszüntetésének mértéke "Holnap érkezem, a órás vonattal „ Információ tartalom? … Attól függ, naponta hány vonat jön.

8 A teljes elektromágneses spektrum

9

10 A hőmérsékleti sugárzás
Planck-féle sugárzási törvény látható Teljesítménysűrűség (1013 W/m2) Hullámhossz (nm)

11 A nemhőmérsékleti sugárzás

12 A hullámok jellemzői hullámhossz frekvencia
terjedési sebesség (hullámhosszfüggő!) amplitúdó

13 A szabad terű terjedést korlátozó tényezők
abszorpció (elnyelődés) és az atmoszféra molekuláin való szóródás a terjedés irányában levő akadályok, mint pl. hegyek, épületek, a Föd görbülete, ... természetes (pl. a Nap sugárzása) és az ember által okozott elektromos zajok, zavarok (pl. elektromos készülékek, motorok, világítás, ...)

14 Hullámvezetők Koaxiális kábel Fényvezető kábel

15 A jel modulációja és multiplexelése

16 Fogalmak sávszélesség: BW=f2-f1 (analóg)

17 Fogalmak A decibel-skála – egy hányados logaritmusa
dBm – a bemenő teljesítmény = 1mW A jel/zaj viszonyszám Zajosság: (NF=noise figure):

18 AM - amplitudómoduláció
Vivőfrekvencia: Moduláló frekvencia: (SSB technika)

19 FM - frekvenciamoduláció
Vivőfrekvencia: Moduláló frekvencia: BW=2kAm

20 PSK - fázismoduláció Bináris moduláló jel BPSK jel idő burkoló

21 Mintavételezés és digitalizálás
(Nyquist kritérium)

22 A jel modulációja PAM – impulzus amplitudó moduláció
PWM – impulzusszélesség moduláció PPM - impulzus pozíció moduláció

23 PCM - impulzuskód moduláció

24 A jel multiplexelése Idő-multiplex átvitel

25 A jel multiplexelése Frekvencia multiplex átvitel

26 A zaj hatása az analóg és digitális jelre