Fotonikus eszközök és optikai kommunikáció

Photonic devices and optical communication

A tantárgyleírás hatályossága

Hatályosság kezdete:

2026. March 21.

Hatályosság vége:

—

Tantárgy neve (magyarul, angolul)

Fotonikus eszközök és optikai kommunikáció

Photonic devices and optical communication

Tantárgykód

BMEVIHVMB05

Tantárgyjelleg

—

Képzési szint

—

Kurzustípusok és óraszámok (heti/féléves)

Kurzustípus	elmélet	gyakorlat	laboratóriumi gyakorlat
óraszám (heti)	2	2	0
jelleg (kapcsolt/önálló)	—	kapcsolt	—

Tanulmányi teljesítmény/értékelés típusa

félévközi érdemjegy

Tantárgy kreditértéke

Tantárgyfelelős

DR. Bitó János

beosztás: egyetemi docens

elérhetőség: bito.janos@vik.bme.hu

Tantárgyat gondozó oktatási szervezeti egység

Szélessávú Hírközlés és Villamosságtan Tanszék

Kar

Villamosmérnöki és Informatikai Kar

Tantárgy weboldala

https://hvt.bme.hu/

Tantárgy elsődleges mintatantervi jellege

—

Közvetlen előkövetelmények – Erős előkövetelmény

nincs

Közvetlen előkövetelmények – Gyenge előkövetelmény

nincs

Közvetlen előkövetelmények – Párhuzamos előkövetelmény

nincs

Közvetlen előkövetelmények – Mérföldkő előkövetelmény

nincs

Közvetlen előkövetelmények – Kizáró feltétel

nincs

Célkitűzés

Tantárgyprogram

1. előadás: Bevezetés, történelmi áttekintés
Bevezetés, fénytávközlő rendszerek fejlődési lépései, optikai rendszerek előnyei-hátrányai

1. gyakorlat: Üvegszál típusok
Optikai átviteli közeg. Fényterjedés alapjai, üvegszál felépítése, üvegszál típusok: SI MMF (lépcsős törésmutatójú többmódusú szál), GI MMF, SMF (monomódusú szál). Csillapítás: abszorpció, Rayleigh-szórás, sugárzási veszteség, szóródás felületről

2. előadás: Egycsatornás optikai átviteli rendszer felépítése
Adó, vevő, optikai átviteli közeg, moduláció és demoduláció

2. gyakorlat: Optikai összeköttetés csillapítás (teljesítmény) mérlege
Számítógépes gyakorlat, eszközök méretezése

3. előadás: Többcsatornás rendszerek

SDM, SCM,TDM/OTDM, egyszerű WDM, CWDM, DWDM; eszközök tulajdonságainak hatása a rendszer kapacitására

3. gyakorlat: Optikai távközlési szálak, csatlakozók

csatlakozók, mikroszkópos szálvég vizsgálat, hibadetektálás látható fénnyel

4. előadás: DWDM gerinchálózat

felépítés,tervezési szempontok, logikai-fizikai topológia eltérése

4. gyakorlat: DWDM hálózat tervezési feladat

pont-pont és tisztán optikai hálózatok tervezési lépései

5. előadás: Nagysebességű kommunikációs rendszerek

10Gbps feletti adatátvitel megvalósítása egyetlen optikai vivő alkalmazásával(40G, 100G, 400G)

5. gyakorlat: Diszperzió

Diszperzió mérleg számítása, számítógépes gyakorlat

6. előadás: Nagysebességű kommunikációs rendszerek

koherens optikai rendszerek (homodin, heterodin, intradin)

6. gyakorlat:

Koherens rendszerek tulajdonságainak számítása, számítógépes gyakorlat

7. előadás:Optikai hozzáférési hálózatok 1

Fiber To The Home (FTTH), Fiber To The Site (FTTS) megoldások: pont-pont, aktív pont-multipont, passzív pont-multipont, TDM-PON (időosztásos passzív optikai hálózat)

7.gyakorlat: Moduláció

Optikai távközlésben alkalmazott modulációs megoldások paramétereinek összehasonlítása

8. előadás: Optikai hozzáférési hálózatok 2

FTTX jövőbeli irányai (WDM-PON, kódosztás, többcsatornás megoldások, multiplexálási lehetőségek)

8.gyakorlat: FTTH rendszerek teljesítménymérleg számítása

TDM-PON és WDM PON típusok teljesítményviszonyainak számítása

9. előadás: Optikai hozzáférési hálózatok: RoF (Radio over Fibre rendszerek)

Rádiós jelek átvitele. Digitális – analóg megoldás, alapsávi, középfrekvenciás, rádiós frekvencia alkalmazása, digitalizált megoldás

9. gyakorlat: Optikai méréstechnika 1.

Az optikai távközlés minősítő műszereinek megismerése, laborbemutató

10. előadás: Látható fényű kommunikáció

Visible Light Communication (VLC), működési elv, előnyök, hátrányok,alkalmazási lehetőségek, beltéri és kültéri rendszerek

10. gyakorlat: Radio over Fibre rendszer - tartalék

Számítógépes gyakorlat. RoF típusok paramétereinek számítása, összehasonlító elemzés

11. előadás: Szabadtéri optikai összeköttetések

Free Space Optic(FSO) rendszer felépítése, tulajdonságai. Szabadtéri optikai csatorna

11. gyakorlat: Labor demonstráció - tartalék

Visible Light Communication (VLC), demonstráció

10. előadás: Műholdak közötti és Műhold - Föld szabadtéri optikai kommunikáció

Rendszer felépítése, tulajdonságok, missziók paraméterei, jellemzők, up- és down-link, atmoszféra hatása, csatorna tulajdonságok

10. gyakorlat: Szabadtéri optikai összeköttetés

Műholdak és Műhold – Föld közötti szabadtéri optikai összeköttetés teljesítménymérleg számítása

11. előadás: LIDAR

Elv ismertetése, funkcionális blokkdiagram, osztályozás, tulajdonságok, működés,űrbeli alkalmazás.

11. gyakorlat: Optikai méréstechnika 2.

Az optikai távközlés minősítő műszereinek megismerése,laborbemutató

12. előadás: Optoelektronikai berendezések a műhold fedélzetén

Műholdon belüli optikai kommunikáció, a műhold fedélzetén végzett optikai kísérletek

12. gyakorlat: Optikai érzékelők

Az érzékelő rendszerek szerepe, alkalmazása. Mikrohullámú szenzorok, lézeres távolságmérők,optikai szenzorok összehasonlító elemzése

13. előadás:Szabadtéri optikai összeköttetés biztonsági kérdései

Lehallgathatóság. Fizikai szintű védelem.

13. gyakorlat:Optikai méréstechnika 3.

Szabadtéri optikai kísérletek műszerei

14. előadás: Összefoglalás, kitekintés - tartalék

14. gyakorlat: Laborbemutató - tartalék

A modern telekommunikációs infrastruktúra optikai szál alapú rendszerekből áll, amelyet vezeték nélküli technológiákkal kombinálunk. A szabadtéri optikai kommunikációs összeköttetések esetén a lézer fényforrás, fotodetektor kiegészül adaptív optikával és távcsövekkel. A szabadtéri optikai kommunikáció alkalmazható műholdak között (LEO, GEO), illetve műhold-földi állomás közötti kapcsolatban is. A tárgyat teljesítő hallgatók jártasak lesznek az optikai hálózatok fizikai rétegének tervezési feladataiban. A tárgy bemutatja az optikai közeget használó adatátviteli rendszerekben lejátszódó fizikai alapjelenségeket és azok mérését, ismerteti a korszerű hálózatokban alkalmazott átviteli eljárásokat és azok méréstechnikáját.

Tanulmányi eredmények

Ez a tantárgy a KKK rendeletben meghatározott, következő kompetenciák fejlesztését szolgálja:

Tudás

Nincsenek rögzített tanulási eredmények.

Képességek

Nincsenek rögzített tanulási eredmények.

Attitűd

Nincsenek rögzített tanulási eredmények.

Autonómia és felelősség

Nincsenek rögzített tanulási eredmények.

Oktatási módszertan

Előadás: A tárgy sikeres elvégzése és az ismeretek egymásra épülése miatt a leadott tananyag folyamatos elsajátítása szükséges. Gyakorlat: Az előadáson elhangzottak áttekintése, gyakorlati példákkal történő kiegészítése. A legfontosabb gyakorlati ismeretek bemutatása laboratóriumban is.

Tanulástámogató anyagok

Online források

1. Berceli Tibor, Gerhátné Udvary Eszter, Zólomy Attila, Bánky Tamás: Optikai távközlés; (1. rész), elektronikus jegyzet, 2006.; 2. Govind; P.Agrawal: Fiber-Optic Communication Systems, 4th edition, John; Willey & Sons, 2010.; 3. Murat; Uysal, Carlo Capsoni, Zabih Ghassemlooy, Anthony Boucouvalas, Eszter G. Udvary:; Optical; Wireless Communication, Springer International, 2016.; 4. John; M.Senior: Optical Fiber Communications, Principles and Practice, 3rd; edition, Pearson, Prentice Hall, 2009.;

A tantárgy teljesítéséhez ajánlott előzetes ismeretek

Tudás típusú kompetenciák

(azon előzetes ismeretek összessége, amelyek megléte nem kötelező, de a tantárgy eredményes teljesítését nagyban elősegíti)

Infokommunikáció, elektronika

Képesség típusú kompetenciák

(azon előzetes képességek és készségek összessége, amelyek megléte nem kötelező, de a tantárgy eredményes teljesítését nagyban elősegíti)

nincs

Ajánlott (nem kötelező) előzetesen megszerzendő kompetenciák

(azon ajánlott (nem kötelező) előzetesen megszerzendő kompetenciák összessége, amelyek jelentősen hozzájárulnak a tantárgy eredményes teljesítéséhez)

Infokommunikáció, elektronika

Általános szabályok

Követelmények: a. A szorgalmi időszakban: két zárthelyi dolgozat. Minden zárthelyire maximum 100 pontot lehet kapni. A kapott pontok alapján az egyes zárthelyik eredménye a következő: Elégtelen Elégséges Közepes Jó Jeles 0-49 pont 50-62 pont 63-74 pont 75-87 pont 88-100 pont A meg nem írt zárthelyiket 0 eredménnyel vesszük figyelembe. Amennyiben a zárthelyik pontszámának átlaga eléri az 50 pontot, a hallgató megkapja a félévközi jegyet, az előző táblázat alapján. Az 50 pontnál gyengébb átlag esetén a félévközi számonkérés eredménye elégtelen és így a hallgató a jegyre nem jogosult. b. A vizsgaidőszakban: - c. Elővizsga: - Pótlási lehetőségek: Mindkét zárthelyi javítására, illetve pótlására a szorgalmi időszak utáni pótlási héten van lehetőség. Amennyiben a zárthelyi pótlását megkísérli a hallgató (jelzi a tanszék számára, hogy azt javítani/pótolni kívánja), akkor ezen zárthelyi végső eredménye minden esetben a pótlási héten írt javító/pótló zárthelyi eredménye lesz.

Teljesítményértékelési módszerek

Szorgalmi időszakban végzett teljesítményértékelések részletes leírása

Nincs megadva részletes értékelés.

Szorgalmi időszakban végzett teljesítményértékelések részaránya

Nincs megadva részarány.

Vizsgaidőszakban végzett teljesítményértékelések részletes leírása

Nincs megadva részletes értékelés.

Vizsgarészek részaránya

Nincs megadva részarány.

Érdemjegy megállapítása

Nincs megadva érdemjegy határ.

Jelenléti és részvételi követelmények

Nincs megadva jelenléti követelmény.

Javítás, ismétlés és pótlás különös szabályai

Nincs megadva.

Rövid leírás

Nincs megadva.

Részletes leírás

Nincs megadva.

Ajánlott tantárgyak

A tantárgy elvégzéséhez szükséges tanulmányi munka

Nincs megadva munkaidő bontás.

Tantárgykövetelmények hatályossága

Tantárgykövetelmények hatályosságának kezdete:

—

Tantárgykövetelmények hatályosságának vége:

—

Tantervi elhelyezés

Nincsenek rögzített tantervi elhelyezések ehhez a tárgyverzióhoz.