GUÍA DOCENTE

Comunicaciones Ópticas

Grado enIngeniería en Tecnologías de Telecomunicación (GITT)

Ingeniería en Sistemas de Telecomunicación (GIST)

Universidad de Alcalá

Curso Académico 2019/2020

4º Curso - 1er Cuatrimestre (GITT)

3er Curso - 2º Cuatrimestre (GIST)

GUÍA DOCENTE

Nombre de la asignatura: Comunicaciones Ópticas

Código:350033 (GITT)390004 (GIST)

Titulación en la que se imparte:Grado enIngeniería en Tecnologías de Telecomunicación (GITT)

Ingeniería en Sistemas de Telecomunicación (GIST)

Departamento y Área de Conocimiento:Teoría de la Señal y Comunicaciones

Teoría de la señal y comunicaciones

Carácter:Optativa (Especialidad) (GITT)Obligatoria (GIST)

Créditos ECTS: 6

Curso y cuatrimestre:4º Curso - 1er Cuatrimestre (GITT)

3er Curso - 2º Cuatrimestre (GIST)

Profesorado: Coordinador: Pablo Luis López Espí

Horario de Tutoría:El horario de tutorías de los profesores se indicaráel primer día de clase

Idioma en el que se imparte: Español/English friendly

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1a. PRESENTACIÓN

La asignatura de Comunicaciones Ópticas se presenta como una asignatura para la integración yaplicación de los conocimientos adquiridos en cuanto a la Teoría de Comunicación y lasComunicaciones Digitales. La asignatura presenta la evolución tecnológica que han sufrido las redesópticas desde sus comienzos en los años 70 hasta la actualidad.

La asignatura estudia los elementos individuales que componen un sistema óptico para finalmentedesarrollar los procesos de planificación de la red tanto desde el punto de vista de la calidad de la señalrequerida como de la capacidad del enlace diseñado.

Para cursar la asignatura es necesario que el alumno posea los conocimientos que se le han impartidoen las asignaturas de Comunicaciones Digitales como de otras previas como Teoría de laComunicación, Fundamentos Físicos y las asignaturas relativas al estudio de los dispositivoselectrónicos. Esta asignatura está también relacionada con Sistemas de Telecomunicación.

1b. COURSE SUMMARY

Optical Communications is a subject focused on the integration and application of the previouslydelivered contents in Communications Theory and Digital Communications in the modern opticalcommunication systems. The subject is also organized taking into account the evolution of the opticalnetworks from the 70 up to the present.

The individual study of each element in the optical system is given firstly, and finally the overall behavioras well as the required planning processes form the signal quality and capacity are studied.

It is strongly recommended that the student has previously passed the subjects related to DigitalCommunications, Communication Theory, Fundamentals of Physics and Electronic Devices. The subjectis also highly related with Telecommunication Systems.

2. COMPETENCIAS

Competencias básicas, generales y transversales.

Esta asignatura contribuye a adquirir las siguientes competencias básicas, generales y transversalesdefinidas en el apartado 3 del Anexo de la Orden CIN/352/2009:

TR1 - Conocimiento, comprensión y capacidad para aplicar la legislación necesaria durante eldesarrollo de la profesión de Ingeniero Técnico de Telecomunicación y facilidad para el manejo deespecificaciones, reglamentos y normas de obligado cumplimiento.

TR2 - Conocimiento de materias básicas y tecnologías, que le capacite para el aprendizaje denuevos métodos y tecnologías, así como que le dote de una gran versatilidad para adaptarse anuevas situaciones.

TR3 - Capacidad de resolver problemas con iniciativa, toma de decisiones, creatividad, y decomunicar y transmitir conocimientos, habilidades y destrezas, comprendiendo la responsabilidadética y profesional de la actividad del Ingeniero Técnico de Telecomunicación.

TR4 - Conocimientos para la realización de mediciones, cálculos, valoraciones, tasaciones,peritaciones, estudios, informes, planificación de tareas y otros trabajos análogos en su ámbitoespecífico de la telecomunicación.

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TR8 - Capacidad de trabajar en un grupo multidisciplinar y en un entorno multilingüe y decomunicar, tanto por escrito como de forma oral, conocimientos, procedimientos, resultados eideas relacionadas con las telecomunicaciones y la electrónica.

Competencias de Carácter Profesional

Esta asignatura proporciona la(s) siguiente(s) competencia(s) de carácter profesional definida(s) en elapartado 5 del Anexo de la Orden CIN/355/2009:

CST1 - Capacidad para construir, explotar y gestionar las redes, servicios, procesos y aplicacionesde telecomunicaciones, entendidas éstas como sistemas de captación, transporte, representación,procesado, almacenamiento, gestión y presentación de información multimedia, desde el punto devista de los sistemas de transmisión.

CST2 - Capacidad para aplicar las técnicas en que se basan las redes, servicios y aplicaciones detelecomunicación tanto en entornos fijos como móviles, personales, locales o a gran distancia, condiferentes anchos de banda, incluyendo telefonía, radiodifusión, televisión y datos, desde el puntode vista de los sistemas de transmisión.

Resultados de aprendizaje

Al terminar con éxito esta asignatura/enseñanza, los estudiantes serán capaces de:

RA1. Describir el fenómeno del guiado de la luz en una fibra óptica y sus características detransmisión, así como la normativa y la regulación de la materia en los ámbitos nacional, europeo einternacional.

RA2. Determinar los componentes y sus especificaciones de los sistemas de comunicacionesguiadas por fibra óptica.

RA3. Describir de las tecnologías de emisión, detección y procesamiento de señales ópticas.

RA4. Distinguir los diferentes dispositivos que forman un sistema de comunicaciones ópticas y suspropiedades más importantes.

RA5. Planificar un sistema de comunicaciones ópticas con especial atención a la amplificaciónóptica y al multiplexado en longitud de onda.

RA6. Emplear la instrumentación y las técnicas de medida de los dispositivos y redes ópticos.

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3. CONTENIDOS

Bloques de contenidoHoras en

GrupoGrande

Bloque 1: Guiaondas ópticas. Cableado y conexionado ópticosVentajas de las comunicaciones por fibra óptica, generalidades y clasificación de lasfibras, propagación de la luz en las F.O.: teoría de rayos y teoría de modos, dispersióny atenuación, pérdidas y ventanas de trabajo. Fabricación de conductores ópticos y dela preforma, comparativa de métodos, estirado y recubrimiento de la fibra, cables defibra óptica, conectores, empalmes (tipos), conectorización y tendido.

8 horas

Bloque 2: Emisores y Detectores ópticos Interacción de la luz y la materia, teoría de bandas, semiconductores como fuentes deluz, compuestos binarios, ternarios y cuaternarios, el diodo LED, el diodo LASER,dependencia de la emisión de luz con la temperatura y la polarización, modoslongitudinales y modos transversales, espectro de emisión, láseres monomodo.Fundamentos de la absorción de luz, fotodetección mediante diodos de unión, diodoPIN, cálculo de la eficiencia interna y el ancho de banda, mejora de la eficienciainterna, diodo APD, coeficiente de ganancia, producto ganancia por ancho de banda,otras estructuras de fotodetección.

8 horas

Bloque 3: Dispositivos fotónicos.Propiedades de los dispositivos pasivos, atenuadores, acopladores y divisoresópticos, moduladores ópticos externos.

6 horas

Bloque 4: Amplificación Óptica y WDMAmplificador óptico de dos niveles, amplificadores de fibra dopada con erbio, gananciay figura de ruido, rejilla de longitudes de onda de la UIT, componentes típicos de unsistema WDM.

6 horas

Bloque 5. Diseño de sistemas de comunicaciones ópticas.Estructura típica de un sistema de comunicaciones ópticas punto a punto, balance depotencias, balance de tiempos de subida, fenómenos que degradan la sensibilidad.Redes WDM. Redes GPON.

10 horas

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PROGRAMA DE PRÁCTICAS

Bloques de contenido Horas

P1. Caracterización de fotoemisores. Desalineamiento de conexionesMedida de fotoemisores. Obtención de las curvas V-I y P-I. Caracterización dedesalineamiento de conectores

2 horas

P2. Caracterización de acopladores y separadores. Principios de WDMMedida de elementos pasivos por el método de las pérdidas de inserción.Demostración de un sistema WDM.

2 horas

P3. Empalmes de fibra óptica por fusiónRealización de empalmes de fibra óptica mediante fusionadora. Medidas deempalmes.

2 horas

P4. Análisis de una instalación de fibra óptica con el OTDRMedida de una instalación tipo. Pérdidas de empalmes y conectores. Atenuación porkilómetro de la fibra óptica.

2 horas

P5. Comunicación entre PC por fibra óptica. Análisis de anchos de bandaTransmisión de pulsos por fibra óptica. Caracterización del enlace mediante elbalance de tiempos de subida.

2 horas

P6. Caracterización espectral de fuentes de luzMedida de fuentes de luz con el analizador de espectros. Variación del espectro deemisión con el punto de polarización. Introducción a la amplificación óptica.

2 horas

Las prácticas se realizarán en grupos de 3 alumnos por puesto (supuesto de 18 alumnos porlaboratorio), de forma rotatoria en la mayor parte de ellas.

CLASES DE PROBLEMAS

Las clases de problemas se realizarán en el aula en grupos pequeños. Una vez finalizadas las clasesde teoría en grupo grande, se impartirán 16 horas de resolución de problemas enfocadosfundamentalmente al bloque 5 de teoría.

4. METODOLOGÍAS DE ENSEÑANZA APRENDIZAJE.ACTIVIDADES FORMATIVAS

4.1. Distribución de créditos (especificar en horas)

Número de horas presenciales:

28 horas en grupo grande12 horas laboratorio grupo pequeño16 horas grupo pequeño para resolución de problemas yexposición de trabajos.2 horas de exámenes.

Número de horas del trabajo propio delestudiante:

92 horas que incluyen entre otros el estudio de losconceptos teóricos, la realización de ejercicios de auto-evaluación, el análisis de problemas y la realización detrabajos.

Total horas 150

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4.2. Estrategias metodológicas, materiales y recursos didácticos

La asignatura está articulada en cuatro estrategias de aprendizaje diferenciadas pero cuya interrelaciónpermitirá abordar los objetivos marcados por las competencias descritas anteriormente, a saber:aprendizaje teórico en el aula, aprendizaje en sesiones de problemas en grupos reducidos y aprendizajeen sesiones de trabajo en el laboratorio.

Aprendizaje teórico en el aula:

Las sesiones de trabajo en el aula, en grupos grandes, consistirán en clases magistrales, donde seexpondrán los principales conceptos de la materia en estudio. El objetivo es introducir al alumno en losfundamentos teóricos de la asignatura de una forma guiada, secuencial y reflexiva. La asimilación deestos conceptos culminará con la puesta en práctica de los mismos tanto en los grupos de problemascomo en el laboratorio. El apoyo con materiales docentes será fundamental para crear entornos deaprendizaje reflexivo, donde alumno y profesor puedan emprender un análisis crítico que permita alalumno relacionar conceptos de forma autónoma.

El orden de presentación de los contenidos evolucionará desde lo más simple hasta lo más complejo,con el objetivo de evitar un alto grado de abstracción que pudiera causar en el alumno falta de interéspor la asignatura. En cualquier caso, es muy conveniente durante las sesiones de trabajo en el aulaestablecer vínculos con otras materias del plan de estudios, y aportar posibles experiencias sobre loscontenidos, lo que ayudará a captar la atención del estudiante y fomentará su interés por la asignatura.

Aprendizaje en sesiones de problemas en grupos reducidos:

En los grupos reducidos se pretenden crear entornos de trabajo participativos en los que los alumnos –en equipos de unos 3- resolverán problemas teóricos, poniendo en práctica los conceptos tratadosdurante las sesiones de aprendizaje en el aula. La participación del alumno es fundamental, por lo que,tras la resolución de los problemas propuestos por parte de los alumnos, se procederá a su correcciónen el aula siendo los alumnos quienes presenten al resto de compañeros los métodos de solución yresultados obtenidos. El objetivo que se persigue es complementar el proceso de enseñanza-aprendizaje del alumno, acercándolo a la asimilación de los conceptos y la aplicación de los mismos,haciendo hincapié en que las técnicas analíticas a utilizar son herramientas y no objetivos.

Las estrategias a adoptar en estas sesiones estarán encaminadas a fomentar en el estudiante ciertoshábitos a la hora de enfrentarse a la resolución de un problema, a saber: estudio inicial, elección de lamejor estrategia de resolución y evaluación crítica de los resultados obtenidos.

Podrán emplearse las Tecnologías de la Información y las Comunicaciones como apoyo a lasactividades formativas (uso de Internet, foros, wikis y correo electrónico, materiales disponibles en lasplataformas de teleformación, etc.).

Aprendizaje en sesiones de trabajo en el laboratorio:

Las prácticas en el laboratorio componen otro de los escenarios de aprendizaje. Las sesiones de trabajose realizarán en grupos pequeños, en los que el alumno debe trabajar en equipo. El objetivo es que elalumno explore, con la ayuda de un manual de prácticas diseñado para la asignatura, la aplicabilidad delos conceptos de la teoría. Para ello, la metodología será la que se describe a continuación:

Antes de cada sesión, el alumno deberá leerse la introducción teórica y entregar una serie decuestiones previas propuestas en el mencionado manual. Dichas cuestiones incluirán una serie depreguntas donde el alumno podrá realizar una auto-evaluación de los conocimientos adquiridos enteoría.

Dentro del laboratorio, los alumnos realizarán la práctica de simulación o medida correspondiente engrupos de unos 3 alumnos –coincidentes con los equipos de trabajo en las sesiones de problemas-, y asu finalización entregarán al profesor una memoria que recoja el trabajo, las medidas realizadas y lasconclusiones obtenidas con la realización de la práctica.

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5. EVALUACIÓN: Procedimientos, criterios de evaluación y calificación

Preferentemente se ofrecerá a los alumnos un sistema de evaluación continua que tenga característicasde evaluación formativa de manera que sirva de realimentación en el proceso de enseñanza-aprendizaje por parte del alumno.

5.1. PROCEDIMIENTOS

La evaluación debe estar inspirada en los criterios de evaluación continua (Normativa de Regulación delos Procesos de Enseñanza Aprendizaje, NRPEA, art 3). No obstante, respetando la normativa de laUniversidad de Alcalá se pone a disposición del alumno un proceso alternativo de evaluación final deacuerdo a la Normativa de Evaluación de los Aprendizajes (aprobada en Consejo de Gobierno de 24 demarzo de 2011 y modificada en Consejo de Gobierno de 5 de mayo de 2016) según lo indicado en suArtículo 10, los alumnos tendrán un plazo de quince días desde el inicio del curso para solicitar porescrito al Director de la Escuela Politécnica Superior su intención de acogerse al modelo de evaluaciónno continua aduciendo las razones que estimen convenientes. La evaluación del proceso de aprendizajede todos los alumnos que no cursen solicitud al respecto o vean denegada la misma se realizará, pordefecto, de acuerdo al modelo de evaluación continua. El estudiante dispone de dos convocatorias parasuperar la asignatura, una ordinaria y otra extraordinaria.

Convocatoria ordinaria

Evaluación continua:

1. Prueba de Evaluación Parcial combinada de preguntas tipo test y cuestiones cortas que permitavalorar el conocimiento global de la teoría de la asignatura que se realizará una vez finalizadas lassesiones de aprendizaje teórico en el aula.

2. Realización de prácticas de laboratorio y entrega de las correspondientes memorias. Dado queuna de las competencias perseguidas en este bloque de la asignatura es el adquirir la capacidad yhabilidad para manejar el instrumental propio de un laboratorio de este estilo, la evaluaciónconsiderará la observación sistemática, donde el profesor registrará las principales dificultades yhabilidades observadas en cada alumno, y la realización de una memoria única por práctica, porparte de cada uno de los grupos de alumnos que la hayan realizado.

Los alumnos deberán asistir al 100% de las sesiones de laboratorio y entregar los informescorrespondientes a todas las prácticas de laboratorio. Se habilitará una sesión de recuperaciónpara aquellos alumnos que no hayan asistido a alguna de las sesiones y lo justifiquendocumentalmente.

Los alumnos, en grupo, entregarán los informes de las prácticas de laboratorio siguiendo elcalendario establecido en el Plan de Trabajo de la materia. Estas prácticas serán evaluadas por elprofesor responsable del grupo de laboratorio, para comprobar si se han cumplido los objetivosindicados en el guion de la misma.

3. Prueba de evaluación final. Se realizará una prueba de evaluación final que se basará en larealización de un examen final sobre los contenidos teóricos y prácticos impartidos a lo largo delcurso. Los alumnos que hayan superando con éxito los objetivos de las prácticas de laboratorio,sólo tendrán que realizar la parte del examen relacionada con el resto de los contenidos de lamateria.

Esta prueba será evaluada individualmente para cada alumno.

Evaluación mediante examen final:

En el caso de evaluación mediante examen final, los elementos de evaluación a emplear serán los

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siguientes:

Prueba práctica de laboratorio.Prueba escrita teórico-práctica.

Se recomienda a los alumnos que realicen las prácticas de laboratorio durante el desarrollo delcuatrimestre, sustituyendo de esta forma el examen práctico de laboratorio por la evaluación de lasmemorias correspondientes a las diferentes prácticas.

Convocatoria extraordinaria

El procedimiento será el mismo que el descrito para la evaluación mediante examen final en laconvocatoria ordinaria.

5.2. EVALUACIÓN

CRITERIOS DE EVALUACIÓN

Los procedimientos anteriormente descritos para las convocatorias ordinarias y extraordinarias y los dosmétodos de evaluación, tienen el objetivo de evaluar si el alumno ha adquirido los conocimientos,procedimientos y aptitudes profesiones que se enumeran a continuación:

CE1. Comprensión del fenómeno del guiado de la luz en una fibra óptica y sus características detransmisión, así como de la normativa y la regulación de las telecomunicaciones en los ámbitosnacional, europeo e internacional.

CE2. Conocimiento de los diferentes dispositivos que forman un sistema de comunicaciones ópticasy sus propiedades más importantes.

CE3. Conocimiento de las tecnologías de emisión, detección y procesamiento de señales ópticas,así como de los diferentes dispositivos que forman un sistema de comunicaciones ópticas y suspropiedades más relevantes.

CE4. Conocimiento de las técnicas adecuadas para la concepción, el desarrollo o la explotación desistemas y servicios comunicaciones ópticas incluyendo los que emplean amplificación óptica y delos sistemas multiplexados en longitud de onda.

CE5. Conocimiento del manejo de la instrumentación y de las técnicas de medida de losdispositivos y redes ópticos.

INSTRUMENTOS DE EVALUACIÓN

Convocatoria ordinaria: evaluación continua

En el caso de evaluación continua la calificación se realizará teniendo en cuenta los siguientesporcentajes y considerandos:

Prueba parcial a realizar durante el cuatrimestre sobre contenidos teórico-prácticos (PEI): 35%Prácticas de laboratorio (PL): 35%.

- Valoración del profesor de las habilidades en el desarrollo de las prácticas: 5%

- Memorias de las prácticas (nota media de todas ellas): 15%

- Cuestionario de realización de prácticas: 15%. (Coincidirá con el examen final en fecha y hora)

Prueba escrita teórico-práctica final (PEF): 30%. Coincidirá en fecha con la realización delexamen escrito teórico-práctico de los alumnos que hayan elegido la opción de evaluaciónmediante examen final.

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Se otorgará la calificación de “No presentado” al alumno que, habiendo optado por el procedimiento deevaluación continua, cumpla alguno de los siguientes requisitos:

1. Cuando el alumno haya incumplido al menos la asistencia al 50% de las clases de problemas engrupos reducidos o de prácticas de laboratorio.

2. Cuando el alumno no haya entregado, al menos el 50% de los trabajos/memorias solicitados.

Cuando el alumno haya superado los limites de asistencia o entrega de trabajos mencionados en elpárrafo anterior, independientemente de su participación en las pruebas parcial o final, no podrá optar ala calificación de “No presentado”.

No podrá obtenerse la calificación de “no presentado”, independientemente de lo expresado en lospárrafos anteriores, cuando el alumno se presente a la prueba parcial (PEI) o a la prueba final (PEF).

Convocatoria ordinaria: evaluación mediante examen final

En el caso de evaluación mediante examen final la calificación se realizará teniendo en cuenta lossiguientes porcentajes y considerandos:

Examen práctico de laboratorio (EP): 20%. El examen consistirá en la realización de una pruebarelativa a las prácticas de laboratorio, donde se demuestre la adquisición de las competencias decarácter práctico de la asignatura.

En el caso de que los alumnos hayan realizado el laboratorio y entregado las correspondientesmemorias el porcentaje sobre la nota final del examen práctico corresponderá al de las prácticasespecificado en el apartado anterior.

La prueba práctica de laboratorio se realizará a continuación de la prueba escrita teórico-práctica.

Examen escrito teórico-práctico (PEF): 80% que incluirá los aspectos teóricos, de laboratorio y deproblemas descritos anteriormente.

Los alumnos deberán conseguir la calificación mínima de aprobado en el examen práctico delaboratorio (o en las prácticas de laboratorio, en el caso de que los alumnos hayan realizado lasprácticas y entregado las memorias).

Convocatoria extraordinaria

En el caso de las convocatorias extraordinarias se mantendrán los mismos porcentajes que se hanestablecido en el caso de la evaluación mediante examen final, dando la opción de realizar el examenpráctico de laboratorio o de mantener la nota obtenida en prácticas de laboratorio (evaluación continua)o en el examen práctico (evaluación final), según decisión del alumno. En cualquier caso, el examenpráctico lo realizarán aquellos alumnos que no lo hayan realizado en la opción de examen final en laconvocatoria ordinaria.

Al igual que en la evaluación mediante examen final de la convocatoria ordinaria, los alumnos deberánconseguir la calificación mínima de aprobado en el examen práctico de laboratorio (o en las prácticas delaboratorio, en el caso de que los alumnos hayan realizado las prácticas y entregado las memorias).

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CRITERIOS DE CALIFICACIÓN

Convocatoria ordinaria: evaluación continua

CompetenciaResultado deAprendizaje

Criterio deEvaluación

Instrumento deevaluación

Peso en lacalificación

TR1-TR3,CST1,2

RA1-RA5 CE1-CE4 PEF 30%

TR1-TR3,CST1,2

RA1-RA5 CE1-CE4 PEI 35%

TR4,TR8,CST1,2

RA6 CE5 PL 35%

Convocatoria ordinaria: evaluación final y convocatoria extraordinaria

CompetenciaResultado deAprendizaje

Criterio deEvaluación

Instrumento deevaluación

Peso en lacalificación

TR1-TR3,CST1,2

RA1-RA5 CE1-CE4 PEF 80%

TR4,TR8,CST1,2

RA6 CE5 PL/EP 20%

6. BIBLIOGRAFÍA

6.1. Bibliografía básica

PAMIES, J. A. Fundamentos y Tecnología de las Comunicaciones por Fibra Óptica. (2009)Servicio de Publicaciones de la UAH.

6.2. Bibliografía complementaria

AGRAWAL, G. P. (2005) Lightwave Technology: Telecommunication Systems. Wiley-Interscience.AGRAWAL, G. P. (2004) Lightwave Technology: Components and Devices. Wiley-Interscience.DESURVIRE, E. et al (2002). Erbium-Doped Fiber Amplifiers. Device and System Developments.John Wiley and Sons.GUPTA, M. C. Editor. (1997). Handbook of Photonics. CRC Press.IGA, K. (1994). Fundamentals of Laser Optics. Plenum Press.KEISER, G. (2000). Optical Fiber Communications, 3ª Ed. McGraw Hill.

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TEACHING GUIDE

Optical Communications

Degree inTelecommunication Technologies Engineering (GITT)

Telecommunication Systems Engineering (GIST)

Universidad de Alcalá

Academic Year 2019/2020

4th Year - 1st Semester (GITT)

3rd Year - 2nd Semester (GIST)

TEACHING GUIDE

Course Name: Optical Communications

Code:350033 (GITT)390004 (GIST)

Degree in:Telecommunication Technologies Engineering (GITT)

Telecommunication Systems Engineering (GIST)

Department and area:Teoría de la Señal y Comunicaciones

Signal Theory and Communications

Type:Optional (Specialized) (GITT)Compulsory (GIST)

ECTS Credits: 6

Year and semester:4th Year - 1st Semester (GITT)

3rd Year - 2nd Semester (GIST)

Teachers: Coordinator: Pablo López Espí

Tutoring schedule: To be known at the beginning of the term.

Language: Spanish/English friendly

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1. COURSE SUMMARY

Optical Communications is a subject focused on the integration and application of the previouslydelivered contents in Communications Theory and Digital Communications in the modern opticalcommunication systems. The subject is also organized taking into account the evolution of the opticalnetworks from the 70 up to the present.

The individual study of each element in the optical system is given firstly, and finally the overall behavioras well as the required planning processes form the signal quality and capacity are studied.

It is strongly recommended that the student has previously passed the subjects related to DigitalCommunications, Communication Theory, Fundamentals of Physics and Electronic Devices. The subjectis also highly related with Telecommunication Systems.

2. SKILLS

Basic, Generic and Cross Curricular Skills.

This course contributes to acquire the following generic skills, which are defined in the Section 3 of theAnnex to the Orden CIN/352/2009:

en_TR1 - Knowledge, understanding and ability to apply the necessary legislation during thedevelopment of the profession of Technical Engineer of Telecommunication and ease of handlingspecifications, regulations and mandatory rules.

en_TR2 - Knowledge of basic subjects and technologies that enables to learn new methods andtechnologies, as well as to provide versatility that allows adaptation to new situations.

en_TR3 - Aptitude to solve problems with initiative, decision making, creativity, and tocommunicate and to transmit knowledge, skills and workmanship, comprising the ethical andprofessional responsibility of the activity of the Technical Engineer of Telecommunication.

en_TR4 - Knowledge for the achievement of measurements, calculations, evaluations, appraisals,examinations, studies, reports, planning of tasks and other similar works in its specific ambience ofthe telecommunication.

en_TR8 - Capacity of working in a multidisciplinary and multilingual team and of communicating,both in spoken and written language, knowledge, procedures, results and ideas related totelecommunications and electronics.

Professional Skills

This course contributes to acquire the following professional skills, which are defined in the Section 5 ofthe Annex to the Orden CIN/352/2009:

en_CST1 - Ability to build, operate and manage telecommunications networks, services,processes and applications, understood as systems for capturing, transporting, representing,processing, storing, managing and presenting multimedia information, from the point of view oftransmission systems .

en_CST2 - Ability to apply the techniques on which telecommunication networks, services andapplications are based, both in fixed and mobile environments, personal, local or at a greatdistance, with different bandwidths, including telephony, broadcasting, television and data, from thepoint of view of transmission systems.

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Learning Outcomes

After succeeding in this subject the students will be able to:

RA1. Describe the light guidance in an optical fibber, its transmission properties and the local andInternational regulations and recommendations.

RA2. Identify the main components of an optical communication system and their specifications.

RA3. Describe the light emission, detection and processing technologies.

RA4. Characterize the passive optical components and their properties and advantages.

RA5. Be able to calculate an optical communications system in a wavelength multiplexing andoptical amplification case.

RA6. Have the theoretical and practical basis about the measurement of optical devices andnetworks.

3. CONTENTS

Contents Blocks Total number of hours

Module 1: Optical guides. Cabling and connectionsFibber optic communications advantages. Properties of the optical fibbers.Light Propagation: ray and modal theories. Attenuation and dispersion.Optical Windows. Manufacturing and cabling optical fibbers. Connectors andsplices.

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Module 2: Optical emitters and detectors Light and matter interactions. Semiconductors band theory. Semiconductorlight sources. LED and Laser diodes. Properties of the laser emitters. Single-mode lasers. Fundamentals of light absorption. Photo detection usingdiodes. PIN and APD diodes. Efficiency and Bandwidth.

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Module 3: Photonic devicesProperties of the passive devices: Attenuators, couplers, optical dividers,dispersion compensators and optical modulators.

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Module 4: Optical amplification and WDMTwo levels optical amplifier. Erbium Doped fibber Amplifier: gain and noisefigure. ITU Wavelength Division Multiplexing grid. Parts of a DWDM system.

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Module 5. Design of an optical communication system.Typical structure of an optical communication system. Power and rise timebudgets. WDM design. GPON networks.

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Laboratory Program Hours

P1. Light emitters characterization. Misalignment in connections. 2

P2. Couplers and dividers properties. WDM fundamentals 2

P3. Optical splices 2

P4. Optical measurements using and OTDR. 2

P5. Communications between PC using optical fibber. Rise time Budget. 2

P6. Light sources measurement 2

Students must done laboratory exercises on the basis of 2-3 student per group.

Problem Lessons

Problem solving lesson will be delivered to small groups. After theoretical lessons, 16 hours for problemsare scheduled, mainly focused on module 5 topics.

4. TEACHING - LEARNING METHODOLOGIES.FORMATIVE ACTIVITIES.

4.1. Credits Distribution

Number of on-site hours:

58 hours (56 hours on-site +2 exams hours):28 hours for Theory Lessons12 hours for laboratory experiments16 hours for problem solving lessons2 hours for assessments.

Number of hours of student work: 92

Total hours 150

4.2. Methodological strategies, teaching materials and resources

The teaching strategy of the course is divided into 3 sections: classroom learning, learning in smallgroups and finally the working sessions in the laboratory.

Sessions of large group in the classroom:

Working sessions in the classroom, in large groups, will consist of lectures where the main concepts ofthe theory of circuits will be presented. The aim is to introduce students to the theoretical foundations ofcircuit analysis in a guided and reflective way. The understanding of these concepts will culminate withthe use of them in both the laboratory and the problem solving sessions in small groups.

Teaching materials will be essential to create reflective learning environments, where students andteachers can undertake a critical analysis that allows the student to autonomously relate concepts.

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The order of presentation of the contents will evolve from the simple to the complex, in order to avoid ahigh degree of abstraction that might cause a student lack of interest in the course. In any case, it is veryconvenient, during the working sessions in the classroom, to establish linkages with other subjects inthe curriculum, and to provide possible experience on the contents, which will help to attract students'attention and will encourage their interest in the subject.

Sessions of small groups in the classroom:

These small group solving problems lessons are focused on giving the students the tools to face theresolution of optical communications planning problems.

Student participation is a key factor. The lessons intend to create a systematic approach to solve thiskind of problems: previous study, best solution planning and discussion of the problem solution.

Sessions of small groups in the Laboratory:

Laboratory practice will be organized into groups. The objective is that the student may test, using theexperiments and lab guides, the main theoretical ideas of the subject.

Lab guide should be studied before and some previous questions may be answered by the students.

After the lab experiment, every team must give to the teacher a report about the practice developmentand conclusions.

5. ASSESSMENT: procedures, evaluation and grading criteria

Preferably, students will be offered a continuous assessment model that has characteristics of formativeassessment in a way that serves as feedback in the teaching-learning process.

5.1. PROCEDURES

The evaluation must be inspired by the criteria of continuous evaluation (Regulations for the Regulationof Teaching Learning Processes, NRPEA, art 3). However, in compliance with the regulations of theUniversity of Alcalá, an alternative process of final evaluation is made available to the student inaccordance with the Regulations for the Evaluation of Apprenticeships (approved by the GoverningCouncil on March 24, 2011 and modified in the Board of Directors). Government of May 5, 2016) asindicated in Article 10, students will have a period of fifteen days from the start of the course to requestin writing to the Director of the Polytechnic School their intention to take the non-continuous evaluationmodel adducing the reasons that they deem convenient. The evaluation of the learning process of allstudents who do not apply for it or are denied it will be done, by default, according to the continuousassessment model. The student has two calls to pass the subject, one ordinary and one extraordinary.

Ordinary Call

Continuous Assessment:

Full details about contents and scheduling will be given in the subject presentation. The mainassessment tools will be:

1. Intermediate evaluation assessment (PEI): Multiple choice and short questions about the differenttopics.

2. Laboratory skills (PL): Group reports and questions about laboratory experiments.3. Final evaluation assessment (PEF): Problem resolution about optical systems planning.

Students must attend 100% of the laboratory sessions and deliver the corresponding reports to alllaboratory practices. Recovery sessions will be enabled for those students who have not attended any ofthe sessions and justify it documentary.

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The students, as a group, will deliver the reports of the laboratory practices following the establishedschedule. These practices will be evaluated by the professor responsible for the laboratory group, toassess if the objectives indicated in the script of the same have been met.

Assessment through final exam:

In the case of evaluation by means of a final exam, the evaluation elements to be used will be thefollowing:

Final evaluation assessment including problem resolution about optical systems planning and theory andpractical assessment about measurement techniques and results interpretation.

Extraordinary Call

The procedure will be the same as that described for the assessment by means of a final exam in theordinary call.

5.2. EVALUATION

EVALUATION CRITERIA

The assessment criteria measure the level in which the competences have been acquired by thestudent. For that purpose, the following are defined::

CE1. Knowledge of the light guidance and the transmission properties as well as the national andInternational recommendations and Laws

CE2. Knowledge of the different devices that an optical communication system comprises and theirmain properties.

CE3. Knowledge of the light emission and detection methods, technologies, and devices.

CE4. Knowledge of the design, development and maintenance techniques and methods in opticalsystems using WDM and Optical Amplification.

CE5. Knowledge of the measurement devices and techniques of optical networks and components.

GRADING TOOLS

The work of the student is graded in terms of the assessment criteria above, through the following tools:

1. Ordinary call

Intermediate Evaluation Assessment (PEI): 35%Laboratory Skills (PL): 35%.

Teacher assessment: 5%Experiment Reports: 15%Laboratory Assessment 15%.

Final Evaluation Assessment (PEF): 30%.

2. Extraordinary call.

Laboratory question Assessment (20%)Final assessment (PEF) (80%)

GRADING CRITERIAIn the ordinary call-continuous assessment the relationship between the competences, learningoutcomes, criteria and evaluation instruments is as follows.

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SkillLearningOutcomes

Evaluationcriteria

GradingTool

Contribution to the finalmark

TR1-TR3, CST1,2 RA1-RA5 CE1-CE4 PEF 30%

TR1-TR3, CST1,2 RA1-RA5 CE1-CE4 PEI 35%

TR4,TR8, CST1,2 RA6 CE5 PL 35%

In the ordinary call-final evaluation and in the extraordinary call, the relationship between thecompetences, learning outcomes, criteria and evaluation instruments is as follows.

SkillLearningOutcomes

Evaluationcriteria

GradingTool

Contribution to the finalmark

TR1-TR3, CST1,2 RA1-RA5 CE1-CE4 PEF 80%

TR4,TR8, CST1,2 RA6 CE5 PL 20%

Extraordinary call

In the case of the extraordinary call, the same percentages that have been established in the case of theevaluation by means of a final exam will be maintained, giving the option of making the PL ormaintaining the mark obtained in the EL (continuous evaluation). In any case, the PL will be made bythose students who have not done it in the final exam option in the ordinary call.

6. BIBLIOGRAPHY

6.1. Basic Bibliography

PAMIES, J. A. Fundamentos y Tecnología de las Comunicaciones por Fibra Óptica. (2009) Servicio dePublicaciones de la UAH.

6.2. Additional Bibliography

AGRAWAL, G. P. (2005) Lightwave Technology: Telecommunication Systems. Wiley-Interscience.

AGRAWAL, G. P. (2004) Lightwave Technology: Components and Devices. Wiley-Interscience.

DESURVIRE, E. et al (2002). Erbium-Doped Fiber Amplifiers. Device and System Developments. JohnWiley and Sons.

GUPTA, M. C. Editor. (1997). Handbook of Photonics. CRC Press.

IGA, K. (1994). Fundamentals of Laser Optics. Plenum Press.

KEISER, G. (2000). Optical Fiber Communications, 3ª Ed. McGraw Hill.

LAUDE, J. P. (2002). DWDM, Fundamentals, Components and Applications. Artech House.

MARTIN PEREDA, J. A. (2004). Sistemas y Redes Ópticas de Comunicaciones. Pearson SALEH, B. E.A. Y TEICH, M. C. (1991). Fundamentals of Photonics. John Wiley and Sons.

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SENIOR, J. M. (1992). Optical Fiber Communications. Principles and Practice. Pearson Education.

SUSO, S. (1997). Optical Fiber Amplifiers: Materials, Devices and Applications. Artech House.

UIT-T. Unión Internacional de Telecomunicaciones. Recomendaciones de la serie G. http://www.uit.int.

Harry J. R. Dutton (1998) Understanding Optical Communications. IBM International Technical SupportOrganization

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