Guía Docente ESCUELA POLITÉCNICA SUPERIOR

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1 Guía Docente TECNOLOGÍAS FOTÓNICAS CUARTO CURSO SEGUNDO SEMESTRE GRADO EN INGENIERÍA DE SISTEMAS DE TELECOMUNICACIÓN MODALIDAD PRESENCIAL CURSO 2017/2018 ESCUELA POLITÉCNICA SUPERIOR

2 1. IDENTIFICACIÓN DE LA ASIGNATURA 1.- ASIGNATURA: Nombre: Tecnologías Fotónicas Código: d403 Curso(s) en el que se imparte: cuarto Semestre(s) en el que se imparte: segundo Carácter: Optativa ECTS: 6 Horas ECTS: 30 Idioma: Español Modalidad: Presencial Grado en que se imparte la asignatura: Grado en Ingeniería de Sistemas de Telecomunicación Facultad en la que se imparte la titulación: Escuela Politécnica Superior 2.- ORGANIZACIÓN DE LA ASIGNATURA: Departamento: Tecnologías de la Información Área de conocimiento: Tecnología Electrónica 2. PROFESORADO DE LA ASIGNATURA 1.- IDENTIFICACIÓN DEL PROFESORADO: Responsable de Asignatura Nombre: DATOS DE CONTACTO Carmen del Río Campos Tlfno (ext): ext.: Despacho: Perfil Docente e Investigador Líneas de Investigación: carmina.eps@ceu.es D Doctor en Ingeniería de Telecomunicación por la Universidad Politécnica de Madrid. Profesor adjunto. Acreditada por Acap Comunicaciones Ópticas (1 sexenio de investigación) 2.- ACCIÓN TUTORIAL: Para todas las consultas relativas a la asignatura, los alumnos pueden contactar con el profesor a través del , del teléfono y en el despacho a las horas de tutoría que se harán públicas, en el portal del alumno. La asistencia a la tutorıá implica un trabajo previo individual por parte del alumno para tratar de resolver el problema a consultar. En ningún caso se utilizarán las tutorías para repetir la impartición de materia a alumnos que no hayan asistido a las clases correspondientes, siendo responsabilidad de dichos alumnos ponerse al día por sus medios. Por otra parte, el profesor podra convocar a tutorıás al alumno para tratar de cualquier aspecto de la asignatura o para cualquier actividad de la misma, incluidas las de evaluacio n. 2

3 3. DESCRIPCIÓN DE LA ASIGNATURA El objetivo de la asignatura de Tecnologías Fotónicas es entender los diferentes elementos de los sistemas de comunicaciones por fibra óptica, es decir, conocer las características básicas de las fuentes y transmisores ópticos, de las fibras y de los fotodetectores y receptores ópticos. Al finalizar el curso el alumno debe ser capaz de diseñar un enlace óptico, considerando los distintos efectos que actúan sobre la señal transmitida (atenuación, dispersión, efectos no lineales, etc.), debe ser capaz de identificar las limitaciones de las actuales infraestructuras de las redes públicas de telecomunicación y conocer los dispositivos/subsistemas de las redes de transporte óptico de nueva generación basadas en la tecnología WDM. 1.- COMPETENCIAS: 4. COMPETENCIAS Código CB2 CB3 CGB1 CGB4 CGB5 Competencias Básicas y Generales Que los estudiantes sepan aplicar sus conocimientos a su trabajo o vocación de una forma profesional y posean las competencias que suelen demostrarse por medio de la elaboración y defensa de argumentos y la resolución de problemas dentro de su área de estudio Que los estudiantes tengan la capacidad de reunir e interpretar datos relevantes (normalmente dentro de su área de estudio) para emitir juicios que incluyan una reflexión sobre temas relevantes de índole social, científica o ética Capacidad para redactar, desarrollar y firmar proyectos en el ámbito de la ingeniería de telecomunicación que tengan por objeto, de acuerdo con los conocimientos adquiridos según lo establecido en el apartado 5 de esta orden, la concepción y el desarrollo o la explotación de redes, servicios y aplicaciones de telecomunicación y electrónica. Capacidad de resolver problemas con iniciativa, toma de decisiones, creatividad, y de comunicar y transmitir conocimientos, habilidades y destrezas, comprendiendo la responsabilidad ética y profesional de la actividad del ingeniero técnico de telecomunicación. Conocimientos para la realización de mediciones, cálculos, valoraciones, tasaciones, peritaciones, estudios, informes, planificación de tareas y otros trabajos análogos en su ámbito específico de la telecomunicación Código Competencias Específicas TE-ST3 Capacidad de análisis de componentes y sus especificaciones para sistemas de comunicaciones guiadas y no guiadas. TE-ST5 Capacidad para la selección de antenas, equipos y sistemas de transmisión, propagación de ondas guiadas y no guiadas, por medios electromagnéticos, de radiofrecuencia u ópticos y la correspondiente gestión del espacio radioeléctrico y asignación de frecuencias. 3

4 2.- RESULTADOS DE APRENDIZAJE: Código RA1 RA2 RA3 RA4 RA5 RA6 Resultados de Aprendizaje Describir las cualidades esenciales que caracterizan a la luz y los fenómenos físicos que regulan su comportamiento. Calcular analíticamente los parámetros físicos de la fibra y predecir los efectos de la fibra sobre el pulso óptico. Predecir qué fenómenos no lineales estarán presentes en la transmisión y evaluar los efectos que tendrán sobre la propagación. Interpretar los principios básicos que gobiernan la operación de los dispositivos fotónicos basados en semiconductores y calcular los parámetros fundamentales que los caracterizan. Predecir el comportamiento de un enlace compuesto por dispositivos basados en semiconductores y diseñar redes ópticas punto a punto y en anillo con tecnología WDM. Utilizar aplicaciones informáticas de simulación para apoyar el diseño y la resolución de los enlaces ópticos 5. ACTIVIDADES FORMATIVAS 1.- DISTRIBUCIÓN TRABAJO DEL ESTUDIANTE: Total Horas de la Asignatura 180 Código Nombre Horas Presenciales Clase magistral 9 Seminario 31 Seminario de ejercicios 10 Prácticas 15 Tutoría académica 7 TOTAL Horas Presenciales 72 Código Nombre Horas No Presenciales Trabajo Autónomo del Estudiante DESCRIPCIÓN ACTIVIDADES FORMATIVAS: Actividad Clase magistral Seminario Definición Exposición de conceptos teóricos por parte del profesor, exigiendo al alumno preparacio n previa y/o estudio posterior. Se fomentará la participación del estudiante para la aclaración de conceptos y resolución de dudas. Exposición por parte del profesor de la aplicación práctica de los conceptos teóricos a situaciones reales. La participación del estudiante tendrá un papel relevante para la discusión de soluciones, análisis de distintas alternativas, escenarios what- 4

5 if, etc. Los seminarios abarcan tanto la resolución analítica como la resolución mediante ordenador. Seminario de ejercicios y problemas Trabajo de Síntesis Tutoría Académica Prácticas Resolución individual o cooperativa de ejercicios y problemas bajo la supervisión del profesor. Los ejercicios y problemas serán de distinta índole cubriendo desde conceptos sencillos (propiedades de la probabilidad, combinatoria, etc.) hasta los más complejos (caracterización de múltiples variables aleatorias, procesado de señales aleatorias, etc.). Labor de escritura y presentación resumida de los resultados de un análisis de cualquier situación o supuesto por parte del alumno Actividad formativa fuera del aula que fomenta el aprendizaje autónomo, con el apoyo, la acción de guía y el seguimiento de un tutor. Trabajos de aplicación práctica relacionados con los temas y conceptos teóricos explicados en la asignatura. 6. SISTEMAS Y CRITERIOS DE EVALUACIÓN 1.- ASISTENCIA A CLASE: La asistencia a las clases prácticas es obligatoria en un 90%. 2.- SISTEMAS Y CRITERIOS DE EVALUACIÓN: CONVOCATORIA ORDINARIA (Evaluación Continua) Código Nombre Peso Examen parcial (P1) Hasta el 35% Examen final (P2) Hasta el 100% Prácticas, trabajos y presentaciones (PTP) Hasta el 20% Se realizarán dos pruebas escritas (la segunda prueba incluye toda la asignatura). Para superar la materia será necesario obtener más de un 5 en el examen final y tener aprobadas las prácticas. En este caso la nota final de curso se calculará como NOTA FINAL DEL CURSO: P1 * P2 * PTP * 0.2 CONVOCATORIA EXTRAORDINARIA Código Nombre Peso Examen extraordinario 100% 3.- DESCRIPCIÓN SISTEMAS DE EVALUACIÓN: Sistemas de Evaluación Definición 5

6 Examen parcial Examen final Prácticas Examen extraordinario Primer examen parcial de la asignatura, donde se examinará al alumno de los contenidos explicados hasta la semana previa de realización del mismo. Examen final de la asignatura, donde se examinará al alumno del contenido de toda la asignatura. Entrega de las diferentes prácticas de las que se compone la asignatura al profesor en la fecha indicada, así como la realización de un examen final de prácticas donde el alumno tendrá que mostrar el conocimiento adquirido durante las sesiones prácticas de la asignatura. Examen extraordinario de la asignatura, donde se examinará al alumno del contenido de toda la asignatura. 3.- DESCRIPCIÓN SISTEMAS DE EVALUACIÓN: Sistemas de Evaluación Exámenes escritos Definición Examen escrito con aproximadamente un 30% de preguntas de razonamiento y un 70% de problemas, ejercicios, supuestos, etc. Prácticas Se realizarán prácticas de simulación y de implementación en el laboratorio que se calificarán con un examen de ambas partes. Trabajo equipo en El alumno trabajará en grupo sobre un tema relacionado con la asignatura que expondrá de forma oral. Presentaciones y exposiciones orales Examen extraordinario El aluno expondrá de forma oral el trabajo realizado individualmente y en grupo. El alumno que no supere la asignatura en la convocatoria ordinaria tendrá la opción de presentarse a la convocatoria extraordinaria. Esta convocatoria constará de una prueba presencial única que determinará la calificación final de la asignatura, sin tener en cuenta su rendimiento académico en la convocatoria ordinaria. 1.- PROGRAMA DE LA ASIGNATURA: 7. PROGRAMA DE LA ASIGNATURA PROGRAMA TEÓRICO: 1. REPASO DE LOS PRINCIPIOS ÓPTICOS BÁSICOS 1.1 Naturaleza de la luz 1.2 Introducción a las comunicaciones ópticas 2. PROPAGACIÓN ELECTROMAGNETICA EN LA FIBRA ÓPTICA 6

7 2.1 Clasificación de fibras ópticas 2.2 Propagación 2.3 Propiedades físicas de la fibra 2.4 Estándares de comunicaciones 3. PARÁMETROS DE LA FIBRA ÓPTICA 3.1 Propagación en un medio confinado 3.2 Constante de propagación 3.3 Modos de propagación 4. EFECTOS NO LINEALES EN LA FIBRA ÓPTICA 4.1 Efectos no lineales del Kerr 4.2 Efectos no lineales de scattering 5. CONCEPTOS BÁSICOS DE SEMICONDUCTORES 5.1 La estructura cristalina en semiconductores 5.2 Semiconductores intrínsecos y extrínsecos 5.3 La unión PN 6. DISPOSIIVOS EMISORES: LED Y LASER 6.1 Interacción radiación-materia 6.2 Emisores ópticos: LED y Láser 7. DISPOSITIVOS RECEPTORES: PIN Y APD 7.1 Fotodetector PN 7.2 Fotodetector PiN 7.3 Fotodetector APD 7.4 Ruido en fotodetectores 8. AMPLIFICADORES ÓPTICOS 9. REDES ÓPTICAS CON TECNOLOGÍA WDM 9.1 Sistemas WDM 9.2 Componentes selectivos en longitud de onda 9.3 Diseño de sistemas de CCOO PROGRAMA DE PRÁCTICAS: - PRÁCTICAS DE SIMULACIÓN: SIM 1: Propagación SIM 2: Fenómenos no lineales SIM 3: Comparativa emisores ópticos SIM 4: Fotodetectores y ruido SIM 5: Diseño de sistema WDM SIM 6: Diseño de red en anillo 7

8 - PRÁCTICAS DE IMPLEMENTACIÓN: Práctica 1: Caracterización de fibras ópticas. Práctica 2: Enlace digital básico en fibra. Práctica 3: Sistemas WDM. 8. BIBLIOGRAFÍA DE LA ASIGNATURA 1.- BIBLIOGRAFÍA BÁSICA: Sistemas y Redes Ópticas de Comunicaciones. Ed. Pearson Educacion, ISBN Optical fiber communications 3rd Ed, G. Keiser, ISBN , McGraw-Hill, Singapor, Tecnología fotónica. Prácticas y ejercicios de simulación con Optisystem. ISBN Editorial RC libros. 2.- BIBLIOGRAFÍA COMPLEMENTARIA: STALLINGS, W. Data and Computer Communications, Eighth Edition, Prentice Hall, 2011 TANENBAUM, A., WETHERALL, D. J., Redes de Ordenadores, Fifth Edition, Prentice- Hall, 2011 COMER, D.E., Internetworking with TCP/IP, Volume 1, Prentice Hall, PERLMAN, R., Interconnections: Bridges, Routers, Switches and Internetworking Protocols, Second Edition Addison Wesley, 2001 SCHWARTZ, M. Telecommunication Networks Protocols, Modeling and Analysis, Prentice-Hall, 1ª Ed., 4.- RECURSOS WEB DE UTILIDAD: 1.- NORMAS: 9. NORMAS DE COMPORTAMIENTO Para garantizar el aprovechamiento ma ximo de las sesiones presenciales, el alumno mantendra una actitud activa implica ndose en todo momento en el desarrollo de las actividades. Por lo tanto, no se permitira cualquier actitud que vaya en detrimiento de lo anterior, como el consumo de bebidas o alimentos, la utilizacio n del tele fono mo vil, la utilizacio n del ordenador porta til para tareas ajenas a la actividad, etc. Todos los presentes mostrara n siempre el ma ximo respeto mutuo (actitud, vestimenta, etc), procura ndose un ambiente distendido y cordial. Debe siempre recordarse que el objetivo de todos es obtener el ma ximo aprovechamiento del tiempo de clase. Actitudes contrarias a estos principios podra n conllevar la expulsio n de clase y la contabilizacio n de la ausencia correspondiente. 8

9 Una vez fijado el calendario de actividades o pruebas presenciales (exa menes, cuestionarios, etc.) con la debida antelacio n, para garantizar la igualdad de condiciones para todos los alumnos, no se repetira n dichas pruebas para el o los alumnos que no asistieran a las mismas salvo causas de fuerza mayor. Las prácticas se realizarán en semanas alternas y deberán entregarse antes de que comience la siguiente práctica propuesta. El retraso en las entregas se penalizara con un 50% de la calificación. Las faltas en la Integridad Académica (ausencia de citación de fuentes, plagios de trabajos o uso indebido/prohibido de información durante los exámenes), así como firmar en la hoja de asistencia por un compañero que no está en clase, implicarán la pérdida de la evaluación continua, sin perjuicio de las acciones sancionadoras que estén establecidas 9