SNOV PREDMETA OPTIČNE KOMUNIKACIJE V ZIMSKEM SEMESTRU 2022/2023
--------------------------------------------------------------


4.10.2022 predavanja OPTIČNE KOMUNIKACIJE
-----------------------------------------
1. Uvod v predmet, spletna stan LSO, izvajanje predavanj, lab.vaj in izpitov.
2. Količina informacije I in merska enota zanjo (bit).
3. Naloga: zveza z dimnimi signali, količina informacije, merske enote?
4. Shannonov izrek 1948 o količini informacije iz razmerja signal/šum.
5. Zmogljivost zveze C=dI/dt pri omejeni pasovni širini B=1/2T.
6. Zgled: zmogljivost telefonskega modema.
7. Moč šuma iz spektralne gostote šuma (motenj, popačenja) No.
8. Limita zmogljivosti C za neskončno pasovno širino B=neskončno.
9. Zmogljivost kot funkcija moči signala, omejitev popačenja C/B=10bit.
10. Zmogljivost kot funkcija pasovne širine, stroga meja Ps/(No.lnm).
----------
11. Toplotni šum kbT in zrnati šum hf, graf poteka s frekvenco.
12. Zgled: nadomestna temperatura zrnatega šuma vidne svetlobe.
13. Definicije merskih enot MKSA 2019: kg(h) in K(kb).
14. Domet brezvrvične zveze zaradi razširjanja valovanja.
15. Pasovna širina brezvrvične zveze, radijsko okno ozračja.
16. Domet vrvične zveze zaradi eksponentnih izgub v vodu.
17. Primerjava dometov brezvrvične in vrvične zveze.
18. Množenje pasovne širine B in zmogljivosti C z več rodovi/vrvicami.
19. Zgled izgub -20dB/km in pasovne širine 100MHz koaksialnega kabla.
20. Zgledi pasovne širine in izgub svetlobnih vlaken 1990.
----------
21. Mehanizem izgub v koaksialnem kablu: kožni pojav in višji rodovi.
22. Pravokotni in krožni kovinski valovod, krožni rod z malo izgubami TE01, Goubau.
23. Poskusi TE01 Bell Labs z bakreno cevjo dolžine ene milje na cca 50GHz.
24. Vodenje laserskega žarka z zaporedjem zbiralnih leč.
25. Stekleno vlakno s sredico z višjim lomnim količnikom -1000dB/km okoli 1960.
26. Čisti silicij iz SiCl4, prelomnica 1970 vlakno Corning -17dB/km.
27. Čiste surovine Si in SiO2 znižajo izgube vlakna na -0.2dB/km @1.55um.
28. Krivulja slabjenja vlakna, IR in UV rezonance, Rayleigh, vodni vrh.
29. I okno 850nm: GaAlAs LED in laser, Si detektor 1980, 8Mbps 1980.
30. II okno 1300nm: InGaAsP LED in laser, Ge detektor 1990, 622Mbps 1990.
31. III okno 1550nm: InGaAsP laser, InGaAs detektor, Er3+ ojačevalnik 2000.
32. Prekooceanski kabel in WDM 80kanalovX100Gbit/s, QAM16X2polarizaciji, 2010.
33. Preprosta modulacija ON/OFF ASK, ceneni 10Gbit/s SFP modul, 2020.
34. Teorija in praksa vlaken iz halidov težkih kovin TlCl4.


11.10.2022 - predavanja OPTIČNE KOMUNIKACIJE
--------------------------------------------
1. Ponovitev: Maxwell-ove enačbe v integralni, diferencialni in harmonski obliki.
2. Vrtinčenje in izvornost z vektorjem Nabla v xyz.
3. Širok žarek je ravninski val, brez izvorov J=0, ro=0.
4. Predpostavim rešitev v obliki E=Eo.exp(-jk.r).exp(jwt).
5. Pravokotnost med E in k iz izvornosti 3.ME divD=ro=0.
6. Velikost vektorja k (valovno število) iz 1.ME in 2.ME.
7. Poljubna snov in prazen prostor, pregled oznak.
8. Hitrost svetlobe v praznem prostoru, definicija metra.
9. Razmerje med E in H, valovna impedanca prostora (snovi) Z.
10. Definicija A, valovna impedanca praznega prostora Zo=377ohm.
11. Hitrost valovanja in valovna impedanca v poljubni snovi.
12. Definicija lomnega količnika snovi n.
13. Poenostavitve lomnega količnika in impedance za neferomagnetik.
----------
14. Definicija koordinatnega sistema na meji dveh poljubnih snovi.
15. Odbojni zakon na meji dveh poljubnih snovi, enak Beta.
16. Lomni zakon iz pogoja za enako medsebojno fazo, Ibn Sahl 984.
17. Zgled TE odboja/loma na meji dveh poljubnih snovi.
18. Prestopni pogoji, Ey in Hz OK, Bx linearno odvisna.
19. Ponovitev: definicja odbojnosti za električno polje.
20. Izpeljava TE odbojnosti za dve poljubni snovi z Zi in ni.
21. Upoštevanje odbojnega in lomnega zakona, vse s Theta-vpadni.
22. Izpeljava TE odbojnosti za poenostavitev neferomagnetikov, samo ni.
23. Zgled TM odboja/loma na meji dveh poljubnih snovi.
24. Primerjava enačb TM<>TE, zamenjava E in H, popravek odbojnosti.
25. Izpeljava TM odbojnosti za poenostavitev neferomagnetikov.
26. Fresnel-ova izraza za TE in TM odbojnosti, primerjava.
----------
27. Zgledi lomnih količnikov n različnih snovi za svetlobo in radio.
28. Odbojnosti pri pravokotnem vpadu, vprašanje predznaka.
29. Limita odbojnosti pri položnev vpadu theta proti pi/2.
30. Graf odbojnosti za mejo zrak/steklo za različne kote.
31. Brewster-jev pojav, izračun Brewster-jevega kota.
32. Delitev moči vpadnega žarka na odbiti in lomljeni, različni preseki.
33. Moč odbitega žarka iz odbojnosti, moč lomljenega žarka iz razlike.
34. Zgled: vzvratno ogledalo avta, kovinsko zrcalo in odboj.


18.10.2022 - predavanja OPTIČNE KOMUNIKACIJE (UNI)
--------------------------------------------------
1. Ponovitev: Fresnel-ovi izrazi za odbojnost, TE=HP, TM=VP, Brewster.
2. Ponovitev: potek velikosti odbojnosti pri vstopu v gostejšo snov.
3. Zgled: potek TE in TM odbojnosti za različne dielektrike.
4. Potek odbojnosti TE=HP in TM=VP pri odboju od kovine n2 proti neskončno.
5. Seštevanje odbojev pri prehodu žarka čez dve meji.
6. Primer redko-gosto-redko, prozoren radom debeline lambda2/2.
7. Zgled: debelina radoma za satelitsko anteno.
8. Primer redko-srednje-gosto, načrtovanje antirefleksnega sloja. 
9. Praktični antirefleksni sloj iz MgF2 n3=1.37 v optiki.
10. Zgled: debelina AR sloja pri očalih in barva leče CD pogona.
11. Lom pri prehodu iz gostejše snovi v redkejšo.
----------
12. Potek odbojnosti pri prehodu iz gostejše snovi v redkejšo.
13. Smer lomljenega žarka pri prehodu v redkejšo snov n2 pod n1, sin(thetaL)=?
14. Potek odbojnosti (realni del) pri vstopu v redkejšo snov, Brewster pod PI/4.
15. Kompleksna odbojnost med ThetaMejni in PI/2.
16. Smeri žarkov, valovne fronte in valovni vektorji pri popolnem odboju.
17. Eksponentno usihajoče polje pri popolnem odboju, kdaj in kako tuneliranje?
18. Različne izvedbe dielektričnih valovodov, vlakno in planarni.
19. Definicija relativne razlike lomnih količnikov DELTA za šibkolomni valovod.
20. Definicija numerične aperture dielektričnega valovoda NA.
21. Povezava med numerično aperturo in relativno razliko DELTA.
----------
22. Sklopni izkoristek neusmerjenega vira za dano NA.
23. Razširitev impulza zaradi razširjanja po več poteh.
24. Primerjava sklopni izkoristek proti razširitvi impulza (NA).
25. *** 1. tiha vaja iz OPTIČNIH KOMUNIKACIJ ***.


25.10.2022 - predavanja OPTIČNE KOMUNIKACIJE
--------------------------------------------
1. Ponovitev: izvedbe dielektričnih valovodov, omejitve.
2. Ponovitev: relativna razlika lomnih količnikov in numerična apertura.
3. Ponovitev: sklopni izkoristek vira in razširitev večpotja.
4. Izvedba, delovanje in lastnosti gradientnega vlakna.
5. Poimenovanje gradientnih vlaken G.651 50/125.
6. Določanje smeri žarka, Heisenbergovo načelo.
7. Pogoj za prečno fazno rezonanco v planarnem valovodu.
8. Nastavek disperzijske enačbe za planarni valovod.
9. Izračun poti žarka preko dveh odbojev do iste fronte.
----------
10. Ponovitev: fazni zasuk pri popolnem odboju.
11. Transcendentna disperzijska enačba za kote žarkov.
12. Definicija normirane frekvence v planarnem valovodu.
13. Ugotavljanje mejnih frekvenc posameznih rodov valovanja.
14. Spodnja frekvenčna meja rodu m=0, ko polje zbeži v oblogo.
15. Zgled: število rodov v stekleni ploščici d=1mm, 0.5um vidna svetloba.
16. Skica kotov theta(V), podvojene rešitve za rodove TE in TM.
17. Slike polja rodov za različne indekse rodov m=0,1,2,3,4.
18. Slike polja rodu m=0 za različne frekvence.
19. Koti rodov za m=3 pri naraščajoči frekvenci.
----------
20. Debelina d enodimenzijskega valovoda za NA=0.2, enorodoven pri 1.3um.
21. 2D valovodi v 3D: LiNbO3:Ti integracija, rotacijsko simetrično vlakno.
22. Nastavek EM valovne enačbe za vzdolžne komponente v optičnem vlaknu okroglega prereza.
23. Cikcakajoči rodovi TEnm, TMnm in vijačni rodovi HEnm, EHnm v vlaknu.
24. Definicija normirane frekvence v optičnem vlaknu krožnega prereza.
25. Diagram beta/V namesto theta(V) različnih rodov v valovodu poljubne oblike.
26. Zgled: praktične izmere in NA enorodovnega vlakna G.652.
27. Tuneliranje svetlobe na krivinah, spodnja meja V nad 1.8.
28. Izračun mejne valovne dolžine za vlakno G.652 1.8 pod V pod 2.405.
29. Prečna in vzdolžna slika polja osnovnega rodu HE11, šibkolomni LP01.
30. 2x izrojen HE11, koeficient PMD in računanje z njim.


8.11.2022 - predavanja OPTIČNE KOMUNIKACIJE
-------------------------------------------
1. Lastnosti vlaken, izdelanih s talilnimi posodami, plastična vlakna.
2. Kemijske surovine za izdelavo svetlobnih vlaken in pripadajoče kemijske reakcije.
3. Dvostopenjski postopek: izdelava preforma in vleka vlakna, zgled izmer.
4. Čiste tehnologije izdelave preforma: MCVD, OCVD in VAD.
5. Podrobnosti tehnologije MCVD, nanašanje in kolaps.
6. Vlečenje vlakna iz preforma na stolpu.
----------
7. Primarna zaščita vlakna iz akrilata oziroma silikona.
8. Hitrost vlečenja in višina stolpa.
9. Izrojenost osnovnega rodu HE11 ali LP01, eliptičnost in ekscentričnost.
10. Polarizacijska rodovna razpršitev PMD, razvoj vlakna G.652.
11. Sukanje preforma med vlečenjem za zmanjševanje koeficienta PMD.
12. Tehnologija rod-in-tube (palica v cevi) za znižanje stroškov.
13. Sekundarna tesna zaščita, izgube mikrokrivin, povezave gradnikov, znotraj zgradb.
14. Sekundarna ohlapna zaščita za majhne izgube, medkrajevni kabel, VN vodniki.
15. Trakovi vlaken (ribbon) in kabli za vpihovanje.
----------
16. Odstranjevanje zaščite in rezanje svetlobnih vlaken.
17. Mehanski spoji vlaken z V zarezo ali kapilaro.
18. Varjenje steklenih svetlobnih vlaken in zaščita zvara.
19. SMF s ferulami: FC, ST, SC in drugi premeri.
20. Brušenje ferule: ravno, krivinsko, kotno in barvne oznake.
21. Spajanje različnih vrst konektorjev, pogoj enako brušene ferule.
22. Čiščenje konektorjev s ferulami.


15.11.2022 - predavanja OPTIČNE KOMUNIKACIJE
--------------------------------------------
1. Ponovitev: surovine za izdelavo steklenih optičnih vlaken.
2. Mehanizem dielektričnih izgub s sukanjem/nihanjem dipolov, molekule IR, elektroni UV.
3. Nadomestno električno vezje za relativno dielektričnost.
4. Potek kompleksne relativne dielektričnosti snovi, realni in imaginarni del.
5. Zgledi: radio, vidno, rentgen, IR in UV rezonance stekla.
6. Slabljenje kremenovega stekla zaradi IR in UV rezonanc.
7. Povezava med frekvenco in valovno dolžino, prazen prostor, pasovne širine.
8. Braggov uklon v kristalih in Rayleighjevo sipanje v steklu, odmevna površina majhne kroglice.
9. Krivulja slabljenja optičnega vlakna, komunikacijska okna.
10. Sellmeierjeva krivulja dielektričnosti, fazna hitrost v steklu od IR in UV rezonanc.
11. Definicija skupinske hitrosti, vg jezdim na ovojnici, krivulja vg(lambda).
12. Izračun tg=l/vg, odvod dbeta/domega, potek skupinske zakasnitve.
13. Razlaga skupinske zakasnitve z zvonjenjem rezonanc.
----------
14. Skupinska zakasnitev vlakna: steklo + valovod.
15. Definicija koeficienta barvne razpršitve D (ps/nm.km).
16. Krivulja barvne razpršitve enorodovnega vlakna G.652, steklo in valovod.
17. Razlike zakasnitev pri spektralno širokem viru svetlobe.
18. Zgledi dometov za različne FP laserje 1.3um in 1.55um.
19. Spekter zveze z DFB laserjem in zunanjim modulatorjem.
20. Zgledi dometov G.652 različnih zmogljivosti z zunanjim modulatorjem.
21. Seštevanje barvne razpršitve v prekooceanski zvezi z optičnimi ojačevalniki.
22. Izvedba, lastnosti in pomanjkljivosti DSF vlaken G.653.
23. Kompenzacija barvne D prekooceanske zveze z vlakni +NZDSF in -NZDSF.
24. Kompenzacija barvne D z DCF vlaknom z velikim -D.
----------
25. Kompenzacija z barvne D z uklonsko mrežico.
26. Periodična kompenzacija z etalonom Gires-Tournois
27. Obračanje spektra sredi dveh enakih poti, težave optičnega mešalnika.
28. Izvedba in lastnosti W vlakna G.654 (Dispersion Flattened Fiber).
29. Primerjava med mnogorodovno, barvno in polarizacijsko razpršitvijo.
30. *** 2. tiha vaja iz OPTIČNIH KOMUNIKACIJ ***.


22.11.2022 - predavanja OPTIČNE KOMUNIKACIJE (UNI)
--------------------------------------------------
1. Ponovitev: linearni pojavi v vlaknu, mnogorodovna, barvna in polarizacijska razpršitev.
2. Površina jedra vlakna in efektivna površina G.652.
3. Izračun gostote moči v jedru enorodovnega vlakna, primejave.
4. Izračun električnega polja v jedru enorodovnega vlakna, prebojna trdnost?
5. Pragovi preboja zraka, zažiga konektorjev, uničenja vlakna.
6. Nelinearni pojavi v steklu, razlaga elektrostrikcije v dielektriku.
7. Nelinearni lomni količnik stekla, velikostni razredi, Kerr in Pockels.
8. Posledice elektrostrikcije: Brillouinovo sipanje, Ramanovo sipanje in nelinearni n.
9. Frekvenčni spekter in prag Brillouinovega laserja, protiukrepi.
10. Frekvenčni spekter in prag Ramanovega laserja, max. moč signala v vlaknu.
11. Porazdeljeni sprejemni predojačevalnik na Raman-ovo sipanje.
----------
12. Lastna fazna modulacija pri konstantni moči v vlaknu.
13. Solitonski prenos, izničenje barve razpršitve z nelinearnostjo, samo opisno.
14. Lastna fazna modulacija z upoštevanjem slabljenja v vlaknu, efektivna dolžina.
15. Izračun trenutne moči dvotonskega signala, zanemaritev členov 2w.
16. Izračun lastne fazne modulacije dvotonskega signala, utripanje z deltaomega.
17. Učinek dvotonske lastne fazne modulacije, opletanje faze prenesenih signalov.
18. Spekter signalov z opletajočo fazo, intermodulacijski produkti.
19. Izračun moči intermodulacijskih produktov, merske enote, definicija Pip3.
20. Logaritemski graf moči intermodulacijskih produktov, presečna točka.
21. Zgled: izračun moči presečne točke Pip3 vlakna G.653 DSF.
----------
22. Učinek porazdeljenosti nelinearnosti v svetlobnem vlaknu.
23. Definicija in razlaga fazne neusklajenosti DeltaBeta mešalnih produktov.
24. Izračun fazne neusklajenosti iz koeficienta barvne razpršitve.
25. Izračun efektivne dolžine z upoštevanjem fazne neusklajenosti, kazalčna vsota mešanja.
26. Izračun efektivne dolžine v prisotnosti fazne neusklajenosti.
27. Tabela zgledov različnih vlaken in različnih DeltaOmega.
28. Upoštevanje, da je DeltaBeta prevladujoči člen.
29. Zgled: efektivna dolžina in presečna točka vlakna +NZDSF ali LEAF.


29.11.2022 - predavanja OPTIČNE KOMUNIKACIJE (UNI)
--------------------------------------------------
1. Sestavljanje zveze: izvor, različna vlakna, detektor, repi, vrvice, kabel.
2. Spoj neenakih mnogorod. vlaken: jedro in NA?
3. Recipročnost pri sklopu neenakih mnogorodovnih vlaken?
4. Spoj različnih enorodovnih vlaken, primeri.
5. Spoj enorodovnenega in mnogorodovnega v obe smeri.
6. Izkoriščanje starih mnogorodovnih z enorodovno opremo.
7. Sklopni izkoristek nekohernetnega vira na mnogorodovno vlakno.
8. Sklopni izkoristek nekoherentnega vira na enorodovno vlakno.
9. Sklopni izkoristek kohernetnega vira na enorodovno vlakno.
10. Sklopni izkoristek optičnega vlakna na fotodiodo (detektor).
----------
11. Zahteve: razcepniki v zvezdastem omrežju PON, kretnice in smerni
sklopniki za dvosmerni prenos, smerni sklopnik za meritve OTDR.
12. Meritev optične zveze z OTDR, odboji konektorjev, Rayleigh, slabljenje.
13. Delovanje polprepustnega zrcala v optiki, najstarejši zgled iz fizike.
14. Definicija smernega sklopnika, sosmerni in protismerni sklop.
15. Delovanje kratkega (radijskega) sklopnika, protismerni sklop..
16. Delovanje dolgega (optičnega) sklopnika, sosmerni sklop.
17. Presek polja sofaznega in protizanega rodu.
18. Potek in velikost beta,betasodi,betalihi.
19. Osnova sosmernega sklopa: različni fazni hitrosti sodega/lihega rodu.
20. Potek deltaBeta s frekvenco, mejne frekvence sodi/lihi.
21. Razvoj vzbujanja v sodi in lihi rod, polje na začetku in na koncu.
22. E polje prepusta in sosmernega sklopa, kvadratura.
----------
23. Moč prepusta in sosmernega sklopa iz električnega polja.
24. Potek moči v sklopniku, definicija utripne dolžine LAMBDA.
25. Izračun utripne dolžine LAMBDA iz deltaBeta.
26. Uporaba sosmernega sklopnika v dvosmernem prenosu, izgube deljenja!
27. Uporaba sosmernega sklopnika kot delilnik, razcepnik v omrežju PON.
28. Brezizgubna frekvenčna kretnica WDM iz različnih deltabeta v sklopniku.
29. Delovanje smernega sklopnika z mnogorodovnimi vlakni.
30. Lastnosti monogorodovnih sklopnikov, porazdelitev moči med rodovi?
31. Izdelava vlakenskih smernih sklopnikov s taljenjem dveh vlaken.
32. Izdelava vlakenskih sklopnikov z brušenjem.


6.12.2022 - predavanja OPTIČNE KOMUNIKACIJE
-------------------------------------------
1. Zahteve za svetlobne izvore, primerjava z električnimi.
2. Možnosti optičnih meritev, samo jakost frekvenčnega spektra.
3. Dodatno za svetlobne izvore, polarizacija in množica rodov.
4. Meritev svetlobne moči preko sproščene toplote, počasen opazovalec!
5. Preprost optični interferometer, različni dolžini poti.
6. Izračun električnega polja vsote in razlike v interferometru.
7. Izračun moči žarkov vsote in razlike v interferometru.
8. Odziv interferometra na enofrekvenčni signal, merimo moč, počasen opazovalec!
9. Zgodovina meritev valovne dolžine, povezava s snovjo in frekvenco.
10. Praktična izvedba Michelsonovega interferometra, samo en linearni premik.
11. Pogoji za interferenco: skoraj ista frekvenca, isti rod, ista polarizacija.
12. Odziv interferometra na dvotonski signal, počasen opazovalec.
----------
13. Odziv interferometra na signal z zveznim spektrom, počasen opazovalec!
14. Resnični viri svetlobe z zveznim spektrom pravokotne oblike končne širine.
15. Odziv interferometra na signal s pravokotnim spektrom.
16. Definicija vzdolžne koherenčne dolžine signala d.
17. Povezava med frekvenčno širino deltaf in deltaomega ter d.
18. Pomanjkljivosti interferometerskega SA, odziv na počasno AM vira.
19. Frekvenčna in valovnodolžinska pasovna širina, povezave s vzd.koh.dolžino.
20. Interferenca točkastega vira skozi dve reži.
21. Prečna koherenca dveh nesinhroniziranih izvorov.
22. Definicija in razlaga prečne koherenčne dolžine.
23. Posplošitev na zvezne nekoherentne vire, samo opisno.
24. Enorodovno vlakno: en sam prečni rod vira, neskončna prečna koherenca.
----------
25. *** 3. tiha vaja iz OPTIČNIH KOMUNIKACIJ ***.


13.12.2022 - predavanja OPTIČNE KOMUNIKACIJE
-------------------------------------------
1. Toplotni izvori svetlobe, lastnosti žarnice z nitko.
2. Energijske ravni molekul (atomov) plinov, sevalni in nesevalni prehodi.
3. Lastnosti tlivk in obločnic, spekter, prečna koherenca in odziv modulacije.
4. Merska enota eV za energijo v optiki, velikostni razredi.
5. Delovanje svetleče diode, energijski pasovi v polprevodniku.
6. Verjetnost nastanka fotonov in fononov v siliciju in v GaAs.
7. Pomanjkljivosti LED: sklopni izkoristek in spekter.
8. Konstrukcija LED, izboljšava izkoristka s heterostrukturo GaAs/GaAlAs.
9. Razlaga spektra svetleče diode in padca napetosti na svetleči diodi.
----------
10. Zgledi padcev napetosti na svetlečih diodah različnih barv.
11. Električni oscilatorji, ojačenje in povratna vez H(w).
12. Absorpcija, spontano in stimulirano sevanje v snovi.
13. Naravna toplotna naseljenost energijskih ravni.
14. Obratna naseljenost energijskih ravni je pogoj za ojačenje.
15. Energijske ravni plinskih zmesi He/Ne in Ar/Ar+.
16. Doseganje obratne naseljenosti in ojačanja v plinskih zmeseh.
17. Frekvenčna odvisnost ojačanja plinskih zmesi, Dopplerjev pomik.
18. Ojačanje, spekter in izvedba HeNe laserja.
19. Povratna vezava s Fabry-Perotjevim rezonatorjem TEM00n.
20. Izkoristki plinskih laserjev HeNe, ArAr+.
21. Izgradnja polprevodniškega laserja in izmere.
22. Polprevodniški laser s FP rezonatorjem, odbojnost polprevodnik/zrak.
---------
23. Vzdolžni in prečni rodovi, močnostni in telekomunikacijski laser.
24. Heterostruktura, MQW, ojačenje in polarizacijska odvisnost.
25. Frekvenčni spekter polprevodniškega laserja s FP rezonatorjem.
26. Modulacijska krivulja, pragovni tok Ith in spekter FP laserja
27. Toplotna odvisnost laserja in mehanizem odpovedi, zažig zrcal.
28. Vgradnja polprevodniškega laserja v ohišje z monitorsko fotodiodo.
29. Smerni diagram telekomunikacijskega laserja.
30. Izvedba DFB/DBR laserjev, izvedba porazdeljenih zrcal in spekter vira.
31. Zahteve za fotolitografijo pri izdelavi DBR/DFB laserjev.
32. Modulacija DFB laserja, delovanje kot LED in kot FP pri malih močeh.
33. Hitra AM (200ps stimulirano) in počasna FM 60GHz (toplotna) DFB laserja.
34. Vgradnja polprevodniškega DFB laserja v ohišje, leče in monitor.
35. Temperaturna stabilizacija s toplotno črpalko in NTK.
36. Koherenčna dolžina DFB laserja bo delala težave.


20.12.2022 - predavanja OPTIČNE KOMUNIKACIJE
--------------------------------------------
1. Ponovitev: vpliv bremena na DFB laser.
2. Nerecipročne snovi v optiki, tenzor permeabilnosti ferita v enosmernem B.
3. Faradayevo sukanje ravnine polarizacije v YIG feritu.
4. Enopolarizacijski optični izolator z dvema polarizatorjema.
5. Vgradnja enopolarizacijskega izolatorja v ohišje DFB laserja.
6. EC laserji z zunanjim rezonatorjem, vrtljivo uklonsko mrežico ali LC.
7. Izvedba VCSEL laserja, eneorodovni, krajši rezonator daje širši spekter.
8. Zgodovinski razvoj optičnih ojačevalnikov: Nd3+ 1964, Er3+ 1988.
9. Absorpcijski in sevalni pasovi valovnih dolžin Er3+ v steklu, časovne konstante.
10. Izvedbe ojačevalnih vlaken (Ge, Al), kristalizacija, dolžine.
11. Preprosta izvedba Er3+ ojačevalnika z enosmernim črpanjem.
12. Šum spontanega sevanja ASE v laserskem ojačevalniku, faktor mu.
13. Zgled moči ASE v Er3+ ojačevalniku z G=40dB, SMF 4 rodovi HP/VP naprej/nazaj.
14. Načrtovanje prekooceanskega kabla WDM, povprečna in vršna moč.
15. Samodejna regulacija ojačanja Er3+ ojačevalnika, visoka linearnost in vršna P.
----------
16. Različne zahteve za optične zveze, kakšen zunanji modulator in kje?
17. Elektro-absorpcijski modulator z zaporno napetostjo na MWQ, deltaW(Uz).
18. Odziv elektroabdosrpcijskega modulatorja kot funkcija valovne dolžine.
19. Ugasno razmerje in hitrost odziva elektroabsorpcijskega modulatorja.
20. Nelinearni lomni količnik LiNbO3, Kerr (elektrostrikcija) in Pockels (vgrajeni E).
21. Zgradba molekule LiNbO3, vgrajeni E preko položaja Li+, piezoelektričnost.
22. Pockelsov pojav v LiNbO3 za TE (2.8E-11m/V) in TM (1E-11m/V).
23. Izdelava valovoda v LiNbO3 z dopiranjem s Ti, slabljenje -0.1dB/cm.
24. Modulacijske elektrode za valovod v LiNbO3.
25. Zgled TE delta-n in delta-fi v praktičnem faznem modulatorju iz LiNbO3.
26. Mach-Zehnderjev interferometer za amplitudno modulacijo.
27. Odziv elektrooptičnega MZM za polje E in moč P, kam gre izgubljena moč?
28. Krivulja odziva za TE in TM, delovne točke za AM in phiM.
29. Definicija občutljivost modulatorja Upi z zgledi za TE(4-7V) in TM(11-20V).
30. Elektrode na potujoči val za večjo pasovno širino MZM (zakaj ne GaAs niti InP).
31. Neusklajenost hitrosti svetlobe in električne modulacije v LiNbO3.
32. Povezava zunanjega modulatorja, kje PANDA vlakno?
33. Osnove akustooptike, zgoščine in razredčine, uklonska mrežica.
34. Raman-Nathov uklon, smeri uklonjenih žarkov, Q stikalo v močnostnem laserju.
35. Braggov odboj, izračun smeri žarkov, svetlobni preklopnik.
36. Akustooptika: počasnejša, visoko ugasno razmerje in velike optične moči.
----------
37. *** 4. tiha vaja iz OPTIČNIH KOMUNIKACIJ ***.


3.1.2023 - predavanja OPTIČNE KOMUNIKACIJE
--------------------------------------------
1. Frekvenčna meja nelinearnosti polprevodnikov f pod 1THz.
2. Kvantni značaj elektromagnetnega valovanja, energija fotonov in toplotna energija.
3. Lastnosti toplotnih sprejemnikov, neodvisni od lambda, meritve.
4. Odkritje selenskega fotoupora, hitrost odziva fotoupora.
5. Vakuumske in polprevodniške fotodiode, kvantni izkoristek.
6. Fotovoltaični in fotouporovni režim delovanja fotodiode.
7. Izbira polprevodnika za diodo: Si, Ge, InGaAs.
8. Nastavljiv prepovedan energijski pas 3-5 polprevodnikov.
9. Izvedba čipa polprevodniške fotodiode, heterostruktura.
10. Definicija odzivnosti I/P fotodiode, izračun in krivulja (lambda).
11. Toplotni in zrnati šum v radiu in optiki, učinek na obliki signala.
12. Razmerje signal/šum, različen šum enic in ničel, definicija faktorja Q.
----------
13. Zgradba sprejemnika, fotodioda in ojačevalnik, kapacitivnosti.
14. Občutljivost sprejemnika za en fotoelektron 0.5pF več kot 0.32uV.
15. Ocena impedance fotodiode in toplotnega šuma sprejemnika več kot zrnati sqrt(Ne).
16. Zgled: izračun jakosti toplotnega šuma v sprejemniku.
17. Pogostnost napak BER=0.5erfc(Q/sqrt(2)) pri optimalnem pragu odločanja.
18. Krivulja BER kot funkcija Q, uporabno med 6 (1E-9) in 7 (1E-12).
19. Izračun števila elektronov Ne za zahtevano razmerje Q.
20. Primerjava zrnatega šuma sigma=sqrt(Ne) s toplotnim šumom.
21. Občutljivost sprejemnika iz toplotnega šuma za povprečni Nf.
22. Graf dometa PIN sprejemnika za 100Mbit/s, 1Gbit/s in 10Gbit/s.
23. Izgube razcepa v pasivnem optičnem omrežju.
24. Rezerva PON, izgube cepljenja omrežja zahtevajo občutljiv sprejemnik.
25. Konvektivni in prevodniški tok, zveza s toplotnim šumom.
26. Izvedba, delovanje in lastnosti fotopomnoževalke.
27. Fotodetektorji s plazovno ionizacijo: plinska fotodioda in APD.
28. Zgradba APD iz InGaAs-InP, množenje elektronov daje nižji šum od vrzeli.
29. Signal, šum in razmerje signal/šum APD(Uz), optimalni Uz in M za Si, Ge in InGaAsP APD.
30. Lastnosti APD sprejemnika: 200fotonov/bit, +7dB glede na PIN.
31. Množilni šum enic pri fotopomnoževalki in APD, nesimetrični signal in prag odločanja.
32. Domet APD v zvezi točka-točka in premagovanje izgub razvoda v PON.
33. Ponovitev: lastnosti PIN in APD sprejmnikov.
34. PIN fotodioda na potujoči val (TW-PIN).
35. Nizkoimpedančni sprejemnik, zaključitev impedance, občutljivost.
36. Visokoimpedančni integracijski sprejemnik, težave prkatične izvedbe.
----------
37. Transimpedančni sprejemnik, definicija transimpedance, prilagoditev pasovne širine.
38. Optični in električni decibeli in pasovne širine, kvadratični odziv sprejemnika.
39. Signal in šum v ojačevani svetlobni zvezi, primerjava z AM radiodifuzijo.
40. Koherentni svetlobni sprejemnik, dobitek 2Elo/Es, tehnične težave.
41. Balančni RX za dušenje šuma LO in neželjenih produktov mešanja.
42. Kvadraturni RX omogoča popravek frekvence v ničelni medfrekvenci v elektroniki.
43. Dvopolarizacijski (MIMO) RX celotne informacije v vlaknu.
44. Preprosta jakostna modulacija ON/OFF ali ASK.
45. Solitonska modulacija (RZ) in optični balon 2001.
46. Dvofazna modulacija BPSK.
47. Diferencialna demodulacija BPSK.
48. Štirifazna modulacija QPSK ali QAM.
49. QPSK (QAM) polarizacijski multipleks (MIMO 2x2).
50. Ničelna medfrekvenca (ZIF) za 100Gbit/s 2xQAM16 (MIMO 2x2).
51. Prekooceanski kabel 120 kanalov po 100Gbit/s 2xQAM16.
52. Kretnice z valovodno razvrstitveno strukturo AWG.


10.1.2023 - predavanja OPTIČNE KOMUNIKACIJE
-------------------------------------------
22. Psevdonaključna zaporedja LFSR, matematične lastnosti in uporaba.
23. Preizkus zveze s psevdonaključnim zaporedjem.
24. Krivulja pogostnosti napak (BER), error floor, nasičenje.
25. Vnaprejšnje popravljanje napak FEC.
26. Stopnje regeneracije signala, tokokrogovna in paketna omrežja.
----------
1. Mejniki v zgodovini telekomunikacij
2. Kaj je bil Ethernet pred pol stoletja (1973)?
3. Kratka zgodovina Etherneta
4. Thick Ethernet 10BASE-5
5. Oznake Ethernet inačic
6. Zasnova Ethernet okvirja
7. Thin Ethernet 10BASE-2
8. Računalniški duh uide iz steklenice
9. TCP/IP Ethernet okvirji
10. Program Wireshark
11. TCP/IP Ethernet omrežja
12. Address Resolution Protocol (ARP)
13. Neoklopljena sukana parica (UTP)
14. Zvrsti UTP/STP vodnikov
15. Vtikač in trafo vtičnica RJ45
16. Manchester, 4B5B in MLT3
17. Delovanje 10BASE-T in 100BASE-TX
----------
18. TCP/IP/Ethernet/UTP sklad protokolov
19. Nadzor pretoka (Flow control)
20. Različice Media-Independent Interface (MII)
21. Reduced Media-Independent Interface (RMII)
22. 100BASE-TX 3R regenerator (Extender)
23. 100BASE-TX/100BASE-FX Media Converter
24. Hub v središču zvezde UTP kablov
25. Aktivno Ethernet stikalo
26. Uporaba stikala v domačem usmerjevalniku
27. Virtual Local Area Network (VLAN)
28. Zgodovina optičnega Etherneta
29. Linijsko kodiranje v optičnem Ethernetu
30. Različice 1Gbps Media Converterjev
31. Ethernet standardi 100Gbps (40,200,400Gbps)
32. Neuspehi Etherneta
33. Kaj je to Ethernet danes?
----------
34. *** 5. tiha vaja iz OPTIČNIH KOMUNIKACIJ ***


Seznam laboratorijskih vaj pri predmetu optične komunikacije 2022/2022 
----------------------------------------------------------------------

1. sklop
1. Merjenje lomnega količnika preko popolnega odboja
2. Merjenje lomnega količnika iz Brewster-jevega kota
3. Pojavi v mnogorodovnem optičnem vlaknu
4. Stično slabljenje med mnogorodovnima vlaknoma

2. sklop
1. Barvna razpršitev v enorodovnem vlaknu
2. Modulacijska pasovna širina mnogorodovnega vlakna
3. Optični reflektometer v časovnem prostoru
4. Porazdelitev polja rodov vlakna

3. sklop
1. Rayleighjevo sipanje v svetlobnem vlaknu
2. Mejne valovne dolžine rodov vlakna
3. Optični reflektometer v frekvenčnem prostoru (OFDR)
4. Pragovni tok polprevodniškega laserja
5. Temperaturna odvisnost pragovnega toka

4. sklop
1. Vlakenski konektorji s ferulami
2. Varjenje svetlobnih vlaken
3. Upravljanje s polarizacijo svetlobe
4. Vzdolžna koherenca virov z Michelsonovim interferometrom

5. sklop
1. Mach−Zehnderjev modulator
2. Akusto−optični pojavi
3. Štirivalovno mešanje v enorodovnem vlaknu
4. Smerni diagram sevanja polprevodniškega laserja

6. sklop
1. Križna modulacija v erbijevem vlakenskem ojačevalniku
2. Šum polprevodniškega laserja
3. Pogostnost napak v optični zvezi
4. Vpliv barvne disperzije na amplitudno moduliran signal


***********************************************************************