----------------------------------------- LEZIONE 1 (9/3/04) (ppt): storia delle fibre ottiche - principi fisici: rifrazione, riflessione totale - storia: dagli egizi al 1850 fino alle fibre di Kao del 1960 Conto: attenuazione in dB/km. I dB e conti in dB. - storia della meccanica quantistica: assorbimento emissione spontanea e stimolata - sistemi moderni di TLC ottiche: schema a blocchi (slide 34) ----------------------------------------- LEZIONE 2 (11/3/04) Conto: la riflessione totale e l'angolo critico. Conto: i modi con l'ottica a raggi. La Numerical Aperture (NA, cono d'accettazione). (ppt): attenuazione vs lambda Conto: lambda nel vuoto vs frequency, costante beta di propagazione conversioni (1 nm = 130 GHz at 1.55 mum) - confronto con altri portanti in rame - cenni sulla fabbricazione delle fibre - Le step index multimodo (slide 43) Conto: limiti della disperisone modale sul prodotto bitrate-distanza in sistemi OOK. ----------------------------------------- LEZIONE 3 (16/3/04) (ppt) slide 44: fibre single-mode fibre graded index Le moderme fibre per TLC (slide 48) l'evoluzione sulle tre finestre EDFA e i sistemi WDM: la quarta generazione cenni alle fibre DSF in Italia, Messico e Giappone cenni al FWM e problemi sulle DSF. campi di applicazione e futuri impieghi. (fine ppt) Conto: la condizione di monomodalita': il V-number, l'indice di rifrazione di modo e il parametro b(V). ----------------------------------------- LEZIONE 4 (18/3/04) La fibra a singolo modo come sistema lineare a distorsione di fase. La dispersione cromatica: definizione di beta2, ritardi di fase. di gruppo, coefficiente di dispersione cromatica D. Limiti della GVD sul prodotto bitrate-distanza in sistemi OOK (conto di massima). BIBLIOGRAFIA: [b4] Cap. 5. ----------------------------------------- LEZIONE 5 (25/3/04) Dispersione cromatica: materiale e guida d'onda []. Tecniche di compensazione. L'equazione lineare di propagazione. Il campo normalizzato. BIBLIOGRAFIA: [b4] Cap. 5. ----------------------------------------- LEZIONE 6 (29/3/04) L'equazione lineare di Schroedinger. Il retarded time frame. Differenti notazioni degli ingegneri e dei fisici. La sola GVD: quadratic phase filter. Effetto del chirp lineare: impulsi gaussiani. Dispersion length. Allargamento. BIBLIOGRAFIA: [a1] ----------------------------------------- LEZIONE 7 ( 1/4/04) Allargamento per impulsi qualunque. Effetto del beta3. Effetto della modulazione a step della fase di ingresso. Fresnel transform. La fibra come trasformatore di Fourier. Formula di Chen per la penalty da GVD. Cenni alla profonditā di intereferenza intersimbolica (ISI). ----------------------------------------- LEZIONE 8 ( 5/4/04) Trasmettitori ottici Laser: - Fabry-Perot: trasmissivitā, finesse, free spectral range. - Usi del FP: spectrum analyzer e filtro selettivo. - Condizione di stabilitā del filtro FP - la condizione di oscillazione - l'amplificatore ottico - equazione di propagazione - inversione di popolazione - Diodi laser a semiconduttore - semiconduttori a gap diretto - eterogiunzione - caratteristica P-I del diodo laser ----------------------------------------- Vacanze Pasqua ----------------------------------------- LEZIONE 9 ( 15/4/04) - Riepilogo laser a semiconduttore. - Spatial hole burning e modi multipli trasversali - Oscillazioni di rilassamento - Reticoli di Bragg. Laser DFB e DBR. - Esempio di circuito di pilotaggio laser. - Effetti della modulazione diretta: extinction ratio e chirp. Modulatori esterni: - l'accoppiatore ottico come filtro 2x2 ----------------------------------------- LEZIONE 10 ( 19/4/04) Modulatori esterni: - L'interferometro Mach-Zehnder (MZ) come filtro ottico - Il MZ come modulatore. - Modulatori a directional coupler (crossbar switch) - Modulatori ad elettroassorbimento (EA). Erbium-doped fiber amplifiers (EDFA): - Preliminari - Il reservoir - Modello dinamico - Schemi a blocchi BIBLIOGRAFIA: [] A. Bononi, L. A. Rusch, ``Doped fiber amplifier dynamics: a system perspective'', IEEE J. Lightwave Technol., vol. 16, pp. 945-956, May 1998. ----------------------------------------- LEZIONE 11 ( 22/4/04) - Chirp nei modulatori: ideale, EA, MZ EDFA: - Equazione di Saleh a regime - Ipotesi del modello - Esempi di transitori di guadagno - Saturazione - Spectral hole burning BIBLIOGRAFIA: [] ----------------------------------------- LEZIONE 12 ( 26/4/04) EDFA: - Lunghezza ottima - Modello ai piccoli segnali - L'ASE (rumore ottico): - Densitā spettrale di potenza (PSD) - Modello a reservoir esteso all'ASE - Cifra di Rumore (definizione di Haus) - Esempi di EDFA - Principio dell'isolatore ottico BIBLIOGRAFIA: [] ----------------------------------------- LEZIONE 13 ( 29/4/04) - Direzione della pompa ed ASE - Dual stage - Signal double Rayleigh backscattering (SDRB) ed il motivo degli isolatori. - Calcolo rapporto segnale crosstalk (OSXR) - Gain calmping: principio ed esempi BIBLIOGRAFIA: [] A. Bononi and L. Barbieri, ``Design of gain-clamped doped-fiber amplifiers for optimal dynamic performance,'' IEEE J. Lightwave Technol., vol. 17, pp. 1229--1240, July 1999. ----------------------------------------- LEZIONE 14 ( 3/5/04) Semiconductor optical amplifiers (SOA): - Analogie/differenze con EDFA - saturazione e crosstalk nel WDM La Fotorivelazione: - Ricezione ottica nei semiconduttori, efficienza quantica - Fotodiodo (PD): giunzione PN - Responsivity - Zone di lavoro e dark current - Banda del fotodiodo - Fotodiodo PIN - Circuito elettrico equivalente - Curve di progetto dei PIN - Fotodiodo APD BIBLIOGRAFIA: [b7], cap. 4. ----------------------------------------- LEZIONE 15 ( 6/5/04) Modello matematico del PD: - Luce coerente, arrivi di Poisson - Risposta del PD (solo transito) - Teorema di Campbell - Processo impulsi di Poisson - PSD del rumore shot noise (SN) - APD: impulsi di Poisson filtrati e marcati Ricevitori Ottici: - Richiami sulla teoria della ricezione - Filtro adattato - NRZ e integratore a finestra mobile ----------------------------------------- LEZIONE 16 ( 10/5/04) Ricevitori Ottici: - Tipi di Front-End - Bassa impedenza - Alta impedenza - Transimpedenza - Rumore Termico Calcolo del BER in sistemi OOK: - Quantum limit BIBLIOGRAFIA: [b7], cap. 6. ----------------------------------------- LEZIONE 17 ( 13/5/04) Calcolo del BER in sistemi OOK: - BER con PIN e rumore termico - Approssimazione gaussiana, formula Personick. - Sensitivity - BER con APD e rumore termico - Sensitivity - sensitivity penalty (SP) vs Eye closure penalty (ECP) ----------------------------------------- LEZIONE 18 ( 17/5/04) Calcolo del BER in sistemi OOK: - Power Budget, margine. - lughezza massima di tratta con PIN e APD - ISI dovuta a GVD: SP con PIN e APD - Altre formule di penalty per GVD. ----------------------------------------- LEZIONE 19 ( 20/5/04) Ricezione con amplificatori ottici: - il PIN come quadratore di campo - l'ASE - Ricezione IM/DD amplificata - la griglia ITU per WDM, bande S,C,L - calcolo BER ----------------------------------------- LEZIONE 20 ( 24/5/04) Ricezione con amplificatori ottici: - fine calcolo BER, formula Marcuse - sensitivity con preamplificatore - SP vs ECP con preamplificatore - ISI della circuiteria elettronica - Misura di Q-factor Catene di amplificatori: - Richiami sulla cifra di rumore Fn - Definizione classica di Fn BIBLIOGRAFIA: [b7], cap. 6. ----------------------------------------- LEZIONE 21 ( 27/5/04) Catene di amplificatori: - M span identiche - Degrado OSNR lungo la linea - Nonlinearitā a singolo canale: limite sulla fase nonlineare - distanza massima e potenza necessaria in fibra - Amplificazioen Raman - Catene non omogenee - Link sottomarini (singolo canale): - stabilizzazione in saturazione ----------------------------------------- LEZIONE 22 ( 31/5/04) Laboratorio: - Splice di una fibra SMF - EDFA: - EDFA industriali a cuore aperto - coupler WDM (film sottile) - spettro di ASE sull'OSA - saturazione al variare della lambda di canale - gain clamping: variazione potenza laser con lambda di canale - SOA e rumore ASE - SOA con gain clamping: linear optical amplifiers (LOA) - Modulatore Mach-Zehnder: punti di bias - Occhio in ricezione al variare del punto di bias. ----------------------------------------- LEZIONE 23 ( 3/6/04) Catene di amplificatori: - Link sottomarini (singolo canale): - spiegazione stabilizzazione con equazioni reservoir - link sottomarini WDM: - motivo variazione OSNR sui canali - pre-enfasi: calcolo autovettore/autovalore matrice Gamma - Filtri Equalizzatori BER con rumore interferometrico: - trattazione generale com rumore gaussiano - sensitivity penalty - applicazioni: SDRB, RIN, crosstalk homowavelength -----------------------------------------