PLANO DO CURSO Prof. Dr. Vitaly F. Rodríguez-Esquerre ENG735 – COMUNICAÇÕES ÓPTICAS: Dispositivos e Sistemas Vitaly Felix Rodriguez Esquerre Bacharel Eng. Eletrônica 1994 (Revalidado como Eng. Eletricista em 2009 UFMG) Mestre em Eng. Elétrica Unicamp Doutor em Eng. Elétrica Unicamp Pós-doutorado Hokkaido University Pós-doutorado Unicamp Docente 2006 – IFBA, Docente UFBA Pós-doutorado U.C. San Diego

ENG735 – COMUNICAÇÕES ÓPTICAS: Dispositivos e Sistemas

EMENTA Introdução aos sistemas de comunicações ópticas, Estudo de fibras ópticas. Transmissores Ópticos: lasers e diodos emissores de luz. Receptores Ópticos: Fotodiodos e circuitos associados. Amplificadores ópticos, Dispositivos para multiplexação por comprimento de onda. Sistemas WDM (wavelength division multiplexing). OBJETIVOS O curso tem como objetivo proporcionar informações fundamentais em fibras ópticas, dispositivos ópticos e comunicações ópticas, necessárias a todos que estejam, ou venham a estar, envolvidos direta ou indiretamente a sistemas, equipamentos, dispositivos e meios de comunicação que utilizem fibras ópticas como meio de transporte. A proposta do curso é prover uma introdução teórica e prática na área óptica, envolvendo fundamentos, medidas e aplicações que possibilitem o treinando a entender sistemas ou aplicações envolvendo fibras ópticas bem como trabalhar em projetos. METODOLOGIA O conteúdo será apresentado em aulas expositivas com discussões dos conceitos teóricos e resolução de exercícios envolvendo aplicações em engenharia e apresentação de temas atuais por parte de alunos através de seminários. ENG735 – COMUNICAÇÕES ÓPTICAS: Dispositivos e Sistemas

CONTEÚDO PROGRAMÁTICO Capítulo 1 – Introdução as Comunicações Ópticas 1.1. Redes de comunicação 1.2. Meios de transmissão 1.3. Evolução dos sistemas de comunicação 1.4. Sistema de comunicação óptico Enlace óptico ponto-a-ponto Redes de distribuição Redes locais Capítulo 2 – Fibras Ópticas Convencionais 2.1. Vantagens das fibras ópticas 2.2. Propagação da luz na fibra Óptica geométrica Teoria eletromagnética A luz como partícula 2.3. Atenuação e largura de banda 2.4. Dispersão cromática e Gerenciamento 2.5. Fibras ITU-T 2.6. Fibras Ópticas Modernas: Fibras de Cristais Fotônicos 2.7. Fibras PBG e Holey Fibers 2.8. Mecanismos de Propagação 2.9. Características das Fibras de Cristais Fotônicos Dispositivos baseados em Fibras de Cristais Fotônicos Efeitos Ópticos Não Lineares Técnicas de Modelagem de Fibras Ópticas

CONTEÚDO PROGRAMÁTICO Capítulo 3 – Transmissores Ópticos 3.1. Perdas por acoplamento Perdas por iluminação não interceptada Perdas devido à abertura numérica Perdas por reflexão 3.2. Diodos eletroluminescentes Característica estática do LED Densidade espectral de luz do LED 3.3. Diodo Láser Láseres Fabry Perot Láseres DFB Capítulo 4 – Receptores Ópticos 4.1. Fotodetectores 4.2. Diodos PIN 4.3. Fotodiodos Avalanche (APDs) 4.4. Circuitos Amplificadores 1ª Prova Não Presencial

CONTEÚDO PROGRAMÁTICO Capítulo 5 – Dispositivos Ópticos 5.1. Amplificadores ópticos Amplificadores de Fibra Dopada com Érbio (EDFAs) Amplificadores ópticos semicondutores (SOAs) 5.2. Repetidores ópticos 5.3. Componentes de ligação Emendas Conectores Acopladores direcionais Capítulo 6 – Sistemas e Componentes WDM 6.1. Sistemas WDM ponto-a-ponto e em anel 6.2. Filtros ópticos Filtros Fabry Perot Filtros de FBG Filtros dielétricos (Multiplexação/Demultiplexação WDM) Filtros AOTFs 6.3. Transponders/Conversores de comprimentos de onda 6.4. OADM AWG Circuladores com FBGs 6.5. OXC 6.6. Redes de distribuição: Bus, Estrela, FDDI, Perdas. 2ª Prova Presencial

CONTEÚDO PROGRAMÁTICO Capítulo 7 – Seminãrios sobre Tópicos Avançados – A ser atualizado 7.1. Geração de Pulsos Ultracurtos 7.2. Técnicas de Medição de Dispersão Cromática 7.3. Roteamento Totalmente Óptico 7.4. Técnicas de Modulação Externa para Altas Taxas de Transmissão 7.5. Compensadores de Dispersão Cromática Sintonizáveis 7.6. Técnicas de Modulação dos Lasers para Altas Taxas de Transmissão 7.7. Rádio Sobre Fibra 7.8. Tecnologia de Fotodiodos Ultra Rápidos 7.9. Dispersão devido aos Modos de Polarização Tecnologias de Luz Lenta em Fibras Ópticas Processamento Totalmente Óptico Usando Não Linearidades Comunicações Ópticas sem Fio Laseres de Silicio Laseres Semicondutores Sintonizáveis Geração de Supercontínuo Conversão de Comprimento de Onda Seminário

BIBLIOGRAFIA BÁSICA 1.Govind P. Agrawal, Fiber Optic communication systems, 3a edição, EUA, John Wiley & Sons John M. Senior,Optical Fiber Communications, 1a edição, London, UK, Prentice Hall, John P. Powers, An Introduction to Fiber Optic Systems, 2a edição, EUA, McGraw Hill, R. P. Khare, Fiber Optics and Optoelectronics, 1a edição, India, Oxford University Press, José Antônio Justino Ribeiro, Comunicações Ópticas, 2ª edição, São Paulo, Editora Érica Ltda, R. Ramaswami, Optical Networks: A Practical Pèrspective, 3ª Edição, MK.

BIBLIOGRAFIA COMPLEMENTAR 4. José Roberto de Almeida Amazonas, Projeto de sistemas de comunicações ópticas, 1ª edição, São Paulo, Editora Manole Ltda, Amnon Yariv e Pochi Yeh, Photonics, Optical Electronis in Modern Communications, 6a edição, New York, EUA Oxford Joseph C. Palais, Fiber Optic Communications, 5a edição, New Jersey, EUA, Pearson Prentice Hall, Harry J. R. Dutton, Understanding Optical Communications, 1a edição, EUA, IBM Corporation, International Technical Support Organization, Artigos da IEEE/OSA (Journal of Ligthwave and Technology, Photonics Technology Letters, OpticsExpress e IEEE Sensors Journal).

JULHO 2016 DOMSEGTERQUAQUISEXSÁB AGOSTO 2016 DOMSEGTERQUAQUISEXSÁB SETEMBRO 2016 DOMSEGTERQUAQUISEXSÁB OUTUBRO 2016 DOMSEGTERQUAQUISEXSÁB

AVALIAÇÃO Escolha das equações Cálculos Consistência dos resultados Conceitos Teóricos

AVALIAÇÃO

INTRODUÇÃO Prof. Dr. Vitaly F. Rodríguez-Esquerre ENG735 – COMUNICAÇÕES ÓPTICAS: Dispositivos e Sistemas

Fig. 1.2 Progress in lightwave communication technology over the period

Figure 2.5: Power spectral density of (a) NRZ bit stream and (b) RZ bit stream with 50% duty cycle. Frequencies are normalized to the bit rate and the discrete part of the spectrum is shown by vertical arrows.

Figure 2.3: Two kinds of external modulators: (a) a LiNbO 3 modulator in the Mach-Zehnder configuration; (b) an electro- absorption modulator with multi-quantum-well (MQW) absorbing layers.