Ders AdıKodu Yerel KrediAKTS Ders (saat/hafta)Uygulama (saat/hafta)Laboratuar (saat/hafta)
Optik Haberleşme SistemleriEHM433035300
ÖnkoşullarYok
YarıyılGüz
Dersin Diliİngilizce, Türkçe
Dersin SeviyesiLisans
Dersin TürüSeçmeli @ Elektronik & Haberleşme Mühendisliği Lisans Programı
Seçmeli @ Bilgisayar Mühendisliği Lisans Programı
Seçmeli @ Biyomedikal Mühendisliği Lisans Programı
Seçmeli @ Elektrik Mühendisliği Lisans Programı
Ders KategorisiUzmanlık/Alan Dersleri
Dersin Veriliş ŞekliYüz yüze
Dersi Sunan Akademik BirimElektronik & Haberleşme Mühendisliği Bölümü
Dersin KoordinatörüN. Özlem Ünverdi
Dersi Veren(ler)N. Özlem Ünverdi
Asistan(lar)ı
Dersin AmacıDersin amacı, optik haberleşme sistemlerinin incelenmesi ve iletim ortamı olarak kullanılan optik dalga kılavuzlarının modal analizinin yapılmasıdır.
Dersin İçeriği1. Elektromagnetizmanın Tarihsel Süreci 2. Optik Haberleşmenin Tarihsel Süreci 3. Optik Haberleşmenin İletişim Teknolojileri İçindeki Yeri ve Önemi 4. Elektromagnetik Alan Teorisi a. Temel Kavramlar (Elektrik alan, magnetik alan, elektrik akı yoğunluğu, magnetik akı yoğunluğu, güç, Poynting vektörü, akım, elektrik potansiyel, magnetik vektör potansiyeli, akım yoğunlukları, ortam parametreleri, elektrik enerjisi, magnetik enerji, kapalı alan, korunan alan) b. Ortamların Sınıflandırılması 5. Elektromagnetik Dalga Teorisi a. Dalga Denklemi b. Helmholtz Denklemi c. Mükemmel İletken Ortam, Mükemmel Yalıtkan Ortam, Kayıp Tanjantı 6. Işık a. Kırınımın Geometrik Teorisi b. Fermat İlkesi c. Huygens Prensibi d. Tam Yansıma 7. Optik Teorisi a. Geometrik Optik b. Dalga Optiği c. Fiber Optik d. Nonlineer Fiber Optik e. Demet Optiği f. Elektromagnetik Optik g. Foton Optiği h. Kuantum Optiği i. Fourier Optik j. Elektro – Optik k. Optoelektronik l. Fotonik m. Serbest Uzay Optiği (SUO) 8. Optik Haberleşmede Kullanılan Temel Kavramlar a. Optik fiber, tam yansıma, kritik açı, Brewester açısı, sayısal açıklık, kabul açısı, faz hızı, grup hızı, grup gecikmesi, grup indisi, optik eksen, splice, silindirik fonksiyon, mod, kesim frekansı, ortam parametreleri, dispersive ortam, propagasyon, evanescent alan, polarizasyon b. Optik Haberleşmede İletim Ortamı 9. Fiber Optik a. Optik Dalga Kılavuzları (Optik Fiberler) i. Slab Optik Dalga Kılavuzları ii. Silindirik (3D) Optik Dalga Kılavuzları iii. Zayıfça Kılavuzlayan Optik Dalga Kılavuzları b. Optik Fiberlerin Sınıflandırılması i. Üretim Malzemesine Göre Sınıflandırma 1. Cam Optik Fiberler 2. Plastik Optik Fiberler ii. İletilen Mod Sayına Göre Sınıflandırma 1. Tek Modlu Optik Fiberler 2. Çok Modlu Optik Fiberler iii. Kırılma İndisi Profiline Göre Sınıflandırma 1. Basamak İndisli Optik Fiberler 2. Yumuşak Geçişli Optik Fiberler c. Optik Fiberlerin Avantajları d. Optik Fiberlerin Dezavantajları e. Optik Fiberlerin Kullanım Yerleri f. Optik Filmler ve İnce Film Tekniği g. Maxwell Denklemleri h. Bünye Denklemleri i. Süreklilik Denklemi j. Sınır Koşulları k. Mod Analizi i. TE Modları ii. TM Modları iii. TEM Modları iv. HE ve EH Modları (Hibrid Modlar) v. Kılavuzlanmış Modlar vi. Radyasyon Modları vii. Sızıntılı Modlar l. Evanescent Alan 10. Optik Haberleşmede Veriyi Bozan Etkenler a. Zayıflama i. Soğurma Kaybı ii. Saçılma Kaybı iii. Dalga Kılavuzu Saçılması iv. Bağlantı Kayıpları 1. Sabit Bağlantı (Splice) Kaybı 2. Açılır – Kapanır Bağlantı (Konnektör) Kaybı v. Bükülme Kaybı b. Dispersiyon i. Modal Dispersiyon ii. Malzeme Dispersiyonu iii. Dalga Kılavuzu Dispersiyonu 11. Nonlineer Fiber Optik 12. Polarizasyon a. Lineer Polarizasyon b. Eliptik Polarizasyon i. Özel Durum : Dairesel Polarizasyon 1. Sağ El Polarizasyonu 2. Sol El Polarizasyonu 13. Optik Haberleşme Sistemleri a. Verici (Lazer, LED, Lazer Diod) b. Alıcı (Fotodiod, Fototransistör) 14. Optik Fiberlerin Üretim Teknikleri a. OVPO Yöntemi b. VAD Yöntemi c. MCVD Yöntemi d. PCVD Yöntemi 15. Optik Haberleşmede Modülasyon Teknikleri a. Analog Modülasyon b. Sayısal Modülasyon 16. Optik Haberleşmede Çoğullama Teknikleri a. Zaman Bölmeli Çoğullama (TDM) b. Frekans Bölmeli Çoğullama (FDM) c. Dalgaboyu Bölmeli Çoğullama (WDM) 17. Optik İşaretin İşlenmesi a. Tek Boyutlu İşaretin İşlenmesi b. İki Boyutlu İşaretin İşlenmesi 18. Optik Devre Elemanları a. Optik Sensör b. Optik Doğrultu Kuplörü c. Optik Amplifikatör (Kuvvetlendirici) i. Erbiyum Katkılı Fiber Kuvvetlendirici (EDFA) ii. Raman Kuvvetlendirici iii. Yarıiletken Optik Kuvvetlendirici d. Optik İzolatör e. Optik Rezonatör f. Optik Polarizör g. Optik Sirkülatör h. Optik Modülatör i. Optik Dedektör j. Optik Filtre k. Optik Çoğullayıcı 19. Optik Haberleşme Sistemlerinin Performansı a. Güvenilirlik b. Gürültü Analizi c. Sinyal Gürültü Oranı (SNR) d. Bit Hata Oranı (BER) 20. Optik İşaretin Karakteristik Özelliklerinin Belirlenmesi a. Optik Spektrum Analizörü b. Optik Güç Ölçer c. İki Kapılı WDM Analizörü d. Zaman Domeninde Görüntüleyici e. BER Analizörü f. OTDR 21. Optik Haberleşme Sistemlerinin Tasarımı a. Optik Ağlar (SDH-PDH, SONET) b. Kablolu Televizyon (CATV) c. Elektrikli Ulaşım Sistemleri d. Telefon Ağları e. Veri Haberleşmesi f. Askeri Uygulamalar 22. Optik Haberleşmenin Diğer İletişim Teknolojileri İle Birlikte Kullanımı a. Kablolu İletişim b. Kablosuz İletişim i. Antenler 1. Dipol Antenler 2. Dipol Anten Dizleri 3. Mikrodalga Antenleri 4. Mikrodalga Anten Dizileri ii. Propagasyon 23. Optik Haberleşmenin Diğer Disiplinlerde ve Disiplinlerarası Çalışmalardaki Uygulamaları 24. OptiWave, OptiSystem, OptiBpm ve Matlab İle Optik Düzenek Uygulamaları 25. Optik Haberleşme Konusundaki Seminerler
Ders Kitabı / Malzemesi / Önerilen Kaynaklar
  • D. Marcuse, Light Transmission Optics, Van Nostrand Reinhold, New York, 1982.
  • G. Keiser, Optical Communication Essentials, McGraw - Hill Companies, New York, 2004.
  • J. M. Simmons, Optical Network Design and Planning, Springer, New York, 2008.
  • N. Ö. Ünverdi, Optik Haberleşme Ders Notları, 2018.
Opsiyonel Program BileşenleriYok

Ders Öğrenim Çıktıları

  1. Optik haberleşme sistemlerinin teorik alt yapısını oluşturmak.
  2. Optik haberleşme sistemlerini elektromagnetik dalga propagasyonu ve sistem bazında analiz etmek ve sorunları çözme yeteneği kazanmak.
  3. Optik haberleşme sistemlerinin, kablolu ve kablosuz haberleşme sistemleri ile birlikte kullanılabilirliğini analiz etmek.
  4. Optik haberleşme sistemlerini optimize etmek.
  5. Dersin konuları ile ilgili grup semineri vermek ve bu şekilde özgüveni artırmak, grup çalışması içinde yer almak ve optik haberleşme konusuna bakış açısını genişletmek.

Haftalık Konular ve İlgili Ön Hazırlık Çalışmaları

HaftaKonularÖn Hazırlık
11. Optik Haberleşmenin Tarihsel Süreci 2. Optik Haberleşmenin İletişim Teknolojileri İçindeki Yeri ve Önemi 3. Işık a. Dalga Kuramı b. Işığın Tanecik Karakteri (Foton, Foton Enerjisi, Planck Sabiti) c. Işık Hızının Ölçülmesi d. Işığın Yayılması ve Aydınlanma e. Gölge ve Yarı Gölge f. Geometrik Optikte Işın Yaklaşımı g. Işığın Yansıması h. Işığın Kırılması i. Kırınımın Geometrik Teorisi j. Fermat İlkesi k. Huygens Prensibi l. Tam YansımaOptik Haberleşme
21. Optik Teorisi a. Geometrik Optik b. Dalga Optiği c. Fiber Optik d. Nonlineer Fiber Optik e. Demet Optiği f. Elektromagnetik Optik g. Foton Optiği h. Kuantum Optiği i. Fourier Optik j. Elektro – Optik k. Optoelektronik l. Fotonik m. Serbest Uzay Optiği (SUO)Optik Teorisi
31. Optik Haberleşmede Kullanılan Temel Kavramlar a. Optik fiber, tam yansıma, kritik açı, Brewester açısı, sayısal açıklık, kabul açısı, faz hızı, grup hızı, grup gecikmesi, grup indisi, optik eksen, splice, silindirik fonksiyon, mod, kesim frekansı, ortam parametreleri, dispersive ortam, propagasyon, evanescent alan, polarizasyon b. Optik Haberleşmede İletim Ortamı 2. Fiber Optik a. Optik Dalga Kılavuzları (Optik Fiberler) i. Slab Optik Dalga Kılavuzları ii. Silindirik (3D) Optik Dalga KılavuzlOptik Haberleşmede Temel Kavramlar
41. Optik Haberleşmede Veriyi Bozan Etkenler a. Zayıflama b. Dispersiyon 2. Optik Haberleşme Sistemleri a. Verici (Lazer, LED, Lazer Diod) b. Alıcı (Fotodiod, Fototransistör) 3. Optik Fiberlerin Üretim Teknikleri a. OVPO Yöntemi b. VAD Yöntemi c. MCVD Yöntemi d. PCVD YöntemiOptik Haberleşmede Kayıp Mekanizması
51. Optik Haberleşmede Modülasyon Teknikleri a. Analog Modülasyon b. Sayısal Modülasyon 2. Optik Haberleşmede Çoğullama Teknikleri a. Zaman Bölmeli Çoğullama (TDM) b. Frekans Bölmeli Çoğullama (FDM) c. Dalgaboyu Bölmeli Çoğullama (WDM) d. Kod Bölmeli Çoğullama (CDM) 3. Optik Haberleşmede Kodlama Teknikleri a. NRZ Kodlar b. RZ Kodlar 4. Optik İşaretin İşlenmesi a. Tek Boyutlu İşaretin İşlenmesi b. İki Boyutlu İşaretin İşlenmesiOptik Haberleşmede Modülasyon ve Çoğullama Teknikleri
61. Optik Devre Elemanları a. Optik Sensör b. Optik Doğrultu Kuplörü c. Optik Amplifikatör (Kuvvetlendirici) d. Optik İzolatör e. Optik Osilatör f. Optik Rezonatör g. Optik Polarizör h. Optik Sirkülatör i. Optik Modülatör j. Optik Dedektör k.Optik Filtre l. Optik Anahtar m. Optik Ayırıcı n.Optik Çoğullayıcı 2. Optik Haberleşme Sistemlerinin Performansı a. Güvenilirlik b. Gürültü Analizi c. Sinyal Gürültü Oranı (SNR) d. Bit Hata Oranı (BER)Optik Devre Elemanları
71. Optik İşaretin Karakteristik Özelliklerinin Belirlenmesi a. Optik Spektrum Analizörü b. Optik Güç Ölçer c. İki Kapılı WDM Analizörü d. Zaman Domeninde Görüntüleyici e. BER Analizörü f. OTDR 2. Optik Haberleşme Sistemlerinin Tasarımı a. Optik Ağlar (SDH-PDH, SONET) b. Kablolu Televizyon (CATV) c. Elektrikli Ulaşım Sistemleri d. Raylı Sistemler e. Telefon Ağları f. Veri Haberleşmesi g. Güvenlik Sistemleri h. Askeri UygulamalarOptik Haberleşmede Ölçme Teknikleri
8Ara Sınav 1
91. Optik Ağlar a. Ağ Topolojileri i. Yol Topolojisi ii. Halka Topolojisi iii. Yıldız Topolojisi iv. Ağaç Topolojisi v. Mesh Topolojisi b. Optik Paket Anahtarlama c. Erişim Bilgileri i. Bir Noktadan Diğer Noktaya (Unicast) Erişim ii. Bir Noktadan Çok NoktayOptik Ağlar
10 1. Optik Ağlar a. Pasif Optik Ağlar i. APON ii. EPON iii. GPON iv. WDM-PON b. Optik Ağlarda İşaret İşleme c. Optik Ağlarda Trafik Mühendisliği d. Optik Ağlarda Servis Kalitesi e. Optik Ağların Dizaynı, Kontrolü ve Yönetimi f. Optik Ağların Performansı g. Optik Ağların OptimizasyonuOptik Ağlar
111. Optik Haberleşmenin Diğer İletişim Teknolojileri İle Birlikte Kullanımı a. Kablolu İletişim b. Kablosuz İletişim 2. Optik Haberleşmenin Diğer Disiplinlerde ve Disiplinlerarası Çalışmalardaki Uygulamaları a. Fen ve Mühendislik Alanlarındaki Uygulamalar b. Sosyal Alanlardaki Uygulamalar 3. OptiWave, OptiSystem, OptiBpm ve Matlab İle Optik Düzenek Uygulamaları a. Modülasyon Uygulamaları b. Çoğullama Uygulamaları c. Kodlama Uygulamaları d. Devre Elemanları Uygulamaları e. Kayıp Analizi f. BER AnaOptik Haberleşmenin Diğer İletişim Teknolojileri İle Birlikte Kullanımı
12 1. Optik Haberleşme Konusundaki Seminerler Araştırma, Sunum ve Seminer Raporu Hazırlama
13 1. Optik Haberleşme Konusundaki Seminerler *Araştırma, Sunum ve Seminer Raporu Hazırlama
141. Optik Haberleşme Konusundaki Seminerler *Araştırma, Sunum ve Seminer Raporu Hazırlama
15Final

Değerlendirme Sistemi

EtkinliklerSayıKatkı Payı
Devam/Katılım
Laboratuar
Uygulama
Arazi Çalışması
Derse Özgü Staj
Küçük Sınavlar/Stüdyo Kritiği
Ödev210
Sunum/Jüri
Projeler
Seminer/Workshop120
Ara Sınavlar130
Final140
Dönem İçi Çalışmaların Başarı Notuna Katkısı
Final Sınavının Başarı Notuna Katkısı
TOPLAM100

AKTS İşyükü Tablosu

EtkinliklerSayıSüresi (Saat)Toplam İşyükü
Ders Saati133
Laboratuar
Uygulama
Arazi Çalışması
Sınıf Dışı Ders Çalışması132
Derse Özgü Staj
Ödev22
Küçük Sınavlar/Stüdyo Kritiği
Projeler
Sunum / Seminer123
Ara Sınavlar (Sınav Süresi + Sınav Hazırlık Süresi)125
Final (Sınav Süresi + Sınav Hazırlık Süresi)125
Toplam İşyükü :
Toplam İşyükü / 30(s) :
AKTS Kredisi :
Diğer NotlarYok