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Lehre

Übersicht über Lehrveranstaltungen

  Lehrveranstaltungen im SS2017

  Lehrveranstaltungen im WS 2016 / 2017

  Lehrveranstaltungen im SS 2016

Beschreibung von Lehrveranstaltungen

Die Veranstaltungen Optische Nachrichtentechnik A bis D (je 4 SWS, 6 Leistungspunkte) geben einen umfassenden Einblick in die moderne optische Informationsübertragung, auf der Internet und Telefonnetz weitgehend beruhen. In ihrer Gesamtheit vermitteln diese Veranstaltungen eine äußerst fundierte Hardware-Entwicklungskompetenz für ultra-breitbandige Kommunikationssysteme – jeder Lichtwellenleiter ist rund 1000mal so breitbandig wie die leistungsfähigsten Satelliten im Mikrowellenbereich. Die optische Nachrichtenübertragung selbst wird durch den Wellenaspekt der elektromagnetischen Strahlung beschrieben. Emission, Verstärkung, ggf. Umwandlung und Absorption von Photonen werden dagegen durch den Teilchenaspekt beschrieben. Aus diesem Dualismus und Grundkenntnissen in Nachrichtentechnik und Elektronik wird das Verständnis optischer Datenübertragungsstrecken entwickelt. Besondere Bedeutung haben Wellenlängenmultiplexsysteme mit hoher Kapazität – möglich sind >10 Tbit/s oder transozeanische Streckenlängen. Die kostengünstige Kapazitätserhöhung vorhandener Lichtwellenleiterstrecken ist gegenwärtig eine große technische und wirtschaftliche Herausforderung. Die Untertitel und Schwerpunkte der einzelnen Veranstaltungen sind im folgenden aufgeführt. Die Veranstaltungen B bis D bauen nicht aufeinander auf. Vorheriger Besuch von A wird allerdings empfohlen. 

A Grundlagen (4 SWS, 6 Leistungspunkte): Maxwell-Gleichungen, Wellenausbreitung, Polarisation, dielektrische Schichtwellenleiter und kreiszylindrische Wellenleiter, Dispersion, Laser, Photodioden, optische Verstärker, Modulation, Signalformate, optische Empfänger, Regeneratoren, Wellenlängenmultiplex. Hier werden die wichtigsten Zusammenhänge vermittelt. 

B Modenkopplung (4 SWS, 6 Leistungspunkte): Polarisationsmodendispersion, Modenorthogonalität, konstante und periodische, ko- und kontradirektionale Modenkopplung, Profile differentieller Gruppenlaufzeit, elektrooptischer Effekt. Die  Funktion vieler passiver und aktiver optischer Elemente wird so erklärt, u.a. Amplituden- und Phasenmodulatoren, breitbandige und wellenlängenselektive Koppler, Bragg-Gitter, polarisationserhaltende Lichtwellenleiter, Polarisationstransformatoren, Entzerrer für Polarisationsmodendispersion und chromatische Dispersion. 

C Modulationsformate (4 SWS, 6 Leistungspunkte): Rauschen in Systemen mit optischen Verstärkern, Datenübertragung mit differentieller binärer und quaternärer Phasenumtastung und optischen Verstärkern, Polarisationsmultiplex, kohärente optische Datenübertragung, Synchrondemodulation, Asynchrondemodulation, kohärente Basisbandempfänger, Polarisationsdiversität, elektronische Kompensation optischer Verzerrungen wie z.B. elektronische Polarisationregelung und elektronische Kompensation von Polarisationsmodendispersion und chromatischer Dispersion, Phasenrauschen, weitere Modulationsverfahren. Fortschrittliche Modulationsverfahren sind eine wichtige Möglichkeit zur Weiterentwicklung leistungsfähiger optischer Nachrichtenübertragungssysteme. 

D Ausgewählte Kapitel (4 SWS, 6 Leistungspunkte): Nichtlineare Verzerrungen in Lichtwellenleitern und ihre Polarisationsabhängigkeit, elektronische Detektion linearer optischer Verzerrungen, Polarisationsverwürfelung, ... . Nichtlineare Verzerrungen haben große Praxisbedeutung und sind schwierig zu beherrschen. Die Studenten sollten außerdem Themen ihrer Wahl vorbereiten und den anderen vortragen. 

Im Bachelor-Studiengang wird die Veranstaltung Optische Informationsübertragung (4 SWS, 6 Leistungspunkte) angeboten, mit identischem Inhalt wie Optische Nachrichtentechnik A. 

Die Veranstaltung Hochfrequenztechnik (4 SWS, 6 Leistungspunkte) erweitert das in der Veranstaltung Theoretische Elektrotechnik erworbene Wissen um weitere anwendungsrelevante Anteile. Ziel ist es, die Hörer für Entwicklungsarbeiten z.B. im hochfrequenten Teil eines Mobiltelefons zu befähigen. Gesichtspunkte der Hochfrequenztechnik sind aber auch schon in gängigen Digitalschaltungen zu berücksichtigen. Die Schwerpunkte der Veranstaltung sind passive Baugruppen, Hochfrequenzeigenschaften der Transistorgrundschaltungen, lineare und nichtlineare Verstärker, rauschende Mehrtore, Mischer, Oszillatoren, Synchronisation und Phasenregelschleife. 

In den folgenden Projektgruppen können wahlweise kleine Entwicklungs- und Forschungsarbeiten oder eine Reihe von exquisiten Praktikumsversuchen durchgeführt werden, z.B. die optische Datenübertragung mit 10 Gbit/s oder Netzwerkanalyse bis 50 GHz. 

Projekt Optische Nachrichtentechnik und Hochfrequenztechnik (9 Leistungspunkte)

Die Universität der Informationsgesellschaft