Настройки отображения

Размер шрифта:
Цвета сайта
Изображения

Параметры

Оптоэлектронные технологии (фотоника) в инфокоммуникациях

Профиль «Оптоэлектронные технологии (фотоника) в инфокоммуникациях»

Выпускающая кафедра: фотоники и линий связи, факультет ИКСС

Заочное обучение по магистерской программе осуществляет институт непрерывного образования (ИНО).

1.Описание

Программа "Оптоэлектронные технологии (фотоника) в инфокоммуникациях" направлена на подготовку квалифицированных магистров в области разработки, исследований и производства компонентов и устройств оптических систем связи следующих поколений, а также для подготовки руководителей среднего звена для решения задач проектирования, строительства и эксплуатации оптических сетей.

2.Актуальность и значимость

Программа "Оптоэлектронные технологии (фотоника) в инфокоммуникациях" отражает наиболее современные тенденции развития инфокоммуникационных технологий.

Вся история развития отрасли телекоммуникаций (связи) это борьба за увеличение скорости, объемов и дальности передачи любых видов информации. По существу в отрасли решаются две основные задачи:

1) преобразование информационных потоков в многоканальные цифровые сигналы (электрические или оптические), пригодные для передачи в некоторой среде,

2) выбор среды передачи, уменьшение затухания, искажений сигнала, а также уменьшение помех.

Первая задача традиционно решалась средствами электроники и включала задачи: формирования, хранения и обработки сигналов, их усиление, аналого-цифровое и цифроаналоговое преобразования, кодирование, декодирование, модуляцию, демодуляцию, мультиплексирование, демультиплексирование и т.п. Для увеличения скорости и объемов передаваемой информации необходимо было постоянно повышать быстродействие аналоговой и цифровой элементных баз. Уже не секрет, что современные технологии производства электронных интегральных схем подошли практически к пределу своего быстродействия. Нужны революционные идеи и новые технологии. Такими идеями являются:

  • использование фотонных технологий для создания гибридных фотонно-электронных интегральных микросхем,
  • использование оптического излучения не только для передачи сигналов на большие расстояния, но и для передачи управляющих сигналов в компьютерах и других устройствах,
  • создание полностью оптических систем связи, где все необходимые функции реализуются фотонными устройствами, в том числе и функции регенерации.

Для реализации второй задачи используется открытое пространство (для радио и оптической связи) или направляющие системы связи, на основе металлических двухпроводных и волноводных линий. Могут также использоваться диэлектрические волноводы, к которым относятся и оптические волокна. Обычные диэлектрические волноводы используются в диапазоне миллиметровых волн, но практически не используются в современной связи. Оптические волокна, как среда для распространения оптического излучения (обычно от видимого света до ближней инфракрасной области), в настоящее время многократно превосходят все остальные направляющие системы связи по скорости, объему и дальности передачи.

Достигнутая в коммерческих системах цифровой связискорость передачи в одном оптическом канале составляет 100 Гбит/с с возможностью одновременной передачи 100 и более каналов по одному оптическому волокну, длина усилительного участка при этом составляет 100-200 км, а общая протяженность трассы практически неограничена. Тенденция опережающего развития волоконно-оптической связи сохраняется.

Россия вместе с мировой научно-технической общественностью признает особое значение оптоэлектронных (фотонных) технологий. Эти технологии объявлены правительством РФ одним из приоритетных направлений развития науки и техники. Получив образование на данном профиле подготовки, Вы сможете работать в самой передовой области науки и техники и включиться в решение наиболее актуальных на сегодняшний день задач.

3. Цель программы:

Подготовка квалифицированных магистров, обладающих широким кругозором, способных эффективно руководить производственными коллективами, готовых к решению следующих профессиональных, научно-исследовательских и практико-ориентированных задач:

  • Разработка и руководство реализацией проектов строительства и реконструкции оптических телекоммуникационных сетей и линейных сооружений;
  • Разработка и внедрение прогрессивных методов технической эксплуатации инфокоммуникационных систем, сетей и устройств;
  • Разработка и внедрение инновационных технологий для создания инфокоммуникационных систем следующего поколения, использующих оптические солитоны, фотонные кристаллы, сверхплотное спектральное уплотнение, когерентные методы приема;
  • Разработка и исследование отдельных устройств инфокоммуникационных систем, основанных на принципах фотоники;
  • Разработка планов и проведение научных исследований в области оптических методов передачи, приема, хранения и обработки информации, а также измерительных систем с использованием технологий фотоники и оптоинформатики.

4. Дисциплины

Основными специальными дисциплинами профессиональной подготовки студентов по профилю «Оптоэлектронные технологии (фотоника) в инфокоммуникациях» являются:

Фотонно-электронные компоненты и устройства в инфокоммуникациях  ориентирована на будущих исследователей и разработчиков устройств инфокоммуникационных систем, основанных на принципах фотоники.Включает три модуля:

  • Оптические материалы: Аморфные и кристаллические оптические материалы; Оптические материалы со специальными свойствами; Технологии производства оптических материалов и волокон.
  • Элементная база пассивных оптических устройств связи: Конструкции и параметры пассивных оптических компонентов, включая оптические волокна, соединители, мультиплексоры, фильтры, кроссовое оборудование и т.п.
  • Элементная база активных оптических устройств связи: Конструкции и параметры активных оптических компонентов, включая оптические передающие и приемные модули, трансиверы и транспондеры, оптические модуляторы и демодуляторы, оптические усилители, конвертеры и т.п.

Общими тенденциями развития пассивных и активных компонентов с целью увеличения скорости и объемов передаваемой по одному волокну информации на максимально большое расстояние являются:

  • использование нанотехнологий для создания интегральных фотонно-электронных схем для современных высокоскоростных волоконно-оптических систем связи,
  • замена проводников оптическими волноводами, управление активными компонентами пучками фотонов, переход на полностью фотонную элементную базу.

Перспективные оптические инфокоммуникационные технологии – готовит выпускников к разработке и внедрению оптических систем связи с применением инновационных технологий. Рассматриваются следующие вопросы:

  • Анализ существующих оптических инфокоммуникационных технологий, их достоинства и недостатки, предельные возможности и тенденции их развития;
  • Современное состояние и направление развития оптических транспортных сетей и сетей доступа, в том числе с использованием технологии мультиплексирования в волновой области;
  • Особенности и возможности создания солитонных и солитоноподобных волоконно-оптических сетей;
  • Анализ и тенденции развития современных пассивных и активных компонентов волоконно-оптических сетей связи, а также элементов для создания фотонно-электронных интегральных микросхем.

Современные технологии проектирования, строительства и эксплуатации оптических сетей связи – направлена на тех, кто будет разрабатывать и руководить реализацией проектов строительства и реконструкции оптических сетей и линейных сооружений, а также разрабатывать и внедрять прогрессивные методы их эксплуатации. Включает три модуля:

  • Проектирование оптических сетей связи. Технико-экономическое обоснование проекта, техническое задание на проектирование и предпроектные изыскательские работы; Выбор технических решений и проектные расчеты; Эскизный и рабочий проекты. Экспертиза проектной документации.
  • Строительство оптических сетей связи. Организация строительных работ по прокладке, монтажу и контролю оптических кабелей; Пуско-наладочные работы и приемно-сдаточные испытания.
  • Эксплуатация оптических сетей связи. Прогрессивные методы технической эксплуатации оптических сетей связи; Профилактические и аварийные измерения; Организация ремонтно-восстановительных работ.

Методы и приборы для оптических измерений в инфокоммуникациях – включает все вопросы, связанные с контрольными, профилактическими и аварийными измерениями и мониторингом оптических линий, устройств и сетей связи. Рассматриваются следующие вопросы:

  • Измерение параметров оптических волокон и линейных трактов волоконно-оптических систем связи;
  • Измерение параметров пассивных и активных компонентов волоконно-оптических систем передачи;
  • Оптические измерительные и сенсорные системы;
  • Переход к многофункциональным измерительным платформам, использующим элементы искусственного интеллекта.  


Оптоинформационные технологии в телекоммуникациях – посвящена оптическим методам передачи, приема, хранения и обработки информации. Рассматриваются следующие вопросы:

  • Методы анализа и синтеза оптических систем обработки информации;
  • Когерентные и энергетические методы приема и обработки оптических сигналов;
  • Голографические методы в оптоинформатике;
  • Оптические устройства для распознавания образов.


5. Руководитель программы, преподаватели
Руководитель программы – Глаголев Сергей Федорович, заведующий кафедрой Фотоники и линий связи, к.т.н., доцент. Дисциплины – Перспективные оптические инфокоммуникационные технологии, Методы и приборы для оптических измерений в инфокоммуникациях.
Былина Мария Сергеевна, доцент кафедры Фотоники и линий связи, к.т.н., доцент. Дисциплины – Материалы и элементная база фотоники и оптических устройств связи, Перспективные оптические инфокоммуникационные технологии.
Андреева Елена Ивановна, доцент кафедры Фотоники и линий связи, к.ф.-м.н. Дисциплина – Методы и приборы для оптических измерений в инфокоммуникациях.
Дюбов Андрей Сергеевич, доцент кафедры Фотоники и линий связи, к.т.н. Дисциплина – Материалы и элементная база фотоники и оптических устройств связи.
Никитин Борис Константинович, доцент кафедры Фотоники и линий связи, к.т.н., доцент. Дисциплина – Современные технологии проектирования, строительства и эксплуатации оптических сетей связи.
Рогов Сергей Александрович, профессор кафедры Фотоники и линий связи, д.ф.-м.н., профессор. Дисциплина – Оптоинформационные технологии в телекоммуникациях.


6. Техническое обеспечение
На кафедре создано 7 учебно-исследовательских лабораторий (УИЛ), оснащенных современным телекоммуникационным, технологическим и измерительным оборудованием:

  • УИЛ Фотоники и оптоинформатики
  • УИЛ Оптических измерительных систем
  • УИЛ Физических основ оптической связи
  • УИЛ Пассивных оптических сетей
  • УИЛ Сетей широкополосного доступа
  • УИЛ Направляющих систем электросвязи
  • УИЛ Высокоскоростных магистральных DWDM-систем

В трех лабораториях развернуты действующие оптические сети.


7. Темы выпускных работ
Приведены обобщенные темы (направления исследований), выпускных квалификационных работ (магистерских диссертаций):
1. Теоретическое и экспериментальное исследование процессов (формирования и обработки сигналов, передачи, приема, кодирования, модуляции, мультиплексирования и т.п.) в современных или вновь разрабатываемых волоконно-оптических системах связи.
2. Теоретическое и экспериментальное исследование отдельных устройств (источников излучения, передатчиков, приемников, трансиверов, модуляторов, разъемных соединителей и т.п.), используемых в в современных или вновь разрабатываемых волоконно-оптических системах связи.
3. Теоретическое и экспериментальное исследование измерительных приборов (измерителей мощности, рефлектометров, анализаторов спектра и т.п.) и технологического оборудования (для сварки или механического соединения оптических волокон, для изготовления оптических волокон или кабелей и т.п.), используемых при производстве оптических волокон и кабелей, строительстве, монтаже, эксплуатации волоконно-оптических линейных трактов.
4. Выбор и обоснование технических и экономических решений при строительстве, монтаже, ремонте и эксплуатации волоконно-оптических систем связи


8. Набор компетенций
Кроме компетенций, приведенных в образовательном стандарте, наши выпускники получают дополнительные компетенции, повышающие их привлекательность на рынке труда:

  • способность использовать современную элементную базу и схемотехнику для разработки компонентов и устройств оптической связи, включая интегрально-оптические и фотонно-кристаллические;
  • готовность разрабатывать и применять прогрессивные методы проектирования и строительства оптических телекоммуникационных сетей;
  • способность спланировать и организовать эффективную эксплуатацию линейных сооружений оптической связи, включая мониторинг их состояния, профилактические и аварийные измерения, ремонтно-восстановительные работы;
  • готовность осуществлять проектирование, монтаж и ввод в эксплуатацию оптических сетей доступа, включая сети, построенные с использованием технологий PON, FTTx, CaTV;
  • способность к разработке математических моделей процессов, компонентов и устройств оптической связи и оптических измерительных систем, в том числе сверхвысокоскоростных систем связи с новыми форматами модуляции и кодирования, с когерентным приемом;
  • способность разрабатывать и применять оптические методы обработки, хранения и отображения информации.


9. Трудоустройство и востребованность
Наши выпускники трудоустраиваются в ведущие телекоммуникационные, производственные и научные компании: ОАО «Ростелеком», ОАО «Мегафон», ОАО «МТС», ОАО «ВымпелКом» («Билайн»), компания «Т8», ОАО «Супертел», ГРУППА СТР, ЗАО «Связьстройдеталь», Группа компаний «ОПТЕН», НПК «Связьсервис», НПП «Измерительная техника связи», ОАО «Гипросвязь», ЛОНИИС, ЛОНИИР, ООО «Сименс», ООО «Транссвязь», Группа компаний «ВестКолл», ООО «Волиус», АО «ТКТ-Строй», ООО «Телеком-Проект и др.

10. Практика и стажировка
Магистранты проходят практику в промышленных и научных центрах, деятельность которых связана с оптическими телекоммуникациями, оптическими технологиями и оптическим приборостроением. Основные базы практики: ОАО «Ростелеком», компания «Т8», ОАО «Супертел», АО «ТКТ-Строй», ООО «Телеком-Проект», НПК «Связьсервис», НПП «Измерительная техника связи», АО «НПО ГОИ им. С.И. Вавилова» и др.