2021年 理工学部 シラバス - 電子工学科
設置情報
| 科目名 | 光通信工学 | ||
|---|---|---|---|
| 設置学科 | 電子工学科 | 学年 | 3年 |
| 担当者 | 大谷 昭仁 | 履修期 | 後期 |
| 単位 | 2 | 曜日時限 | 水曜1 |
| 校舎 | 船橋 | 時間割CD | J31E |
| クラス | |||
| 履修系統図 | 履修系統図の確認 | ||
| その他 | 実務経験のある教員による授業科目 | ||
概要
| 学修到達目標 | 当該科目を修得した結果、光ファイバ通信の基礎的な知識を得ることができるとともに、光ファイバネットワーク網がどのように構築されているかを理解できる。 |
|---|---|
| 授業形態及び 授業方法 |
本科目では、ファイバ通信の基本構成と基本知識を学ぶ。また、光通信の最近の動向について企業で開発経験のある講師とともに議論を行い、大学で学ぶファイバネットワークの基礎知識が今後のユビキタスネットワーク社会を作る礎になることを実感する。 （講義） メディアと対面を併用した「ハイブリッド型授業」形式で実施する。その他、予習復習のための課題レポートを課す。 |
| 履修条件 | 電磁気学の履修が望まれる。 |
授業計画
| 第1回 | （ガイダンス） 当該授業の重要性、位置づけを明確にし、これから半年間、「光通信工学」で学ぶ講義概要を理解する。 予習：シラバスの内容を確認の上、講義に臨むこと。120分 復習：講義の進め方を理解し、ノートの取り方等を検討すること。120分 |
|---|---|
| 第2回 | （光ファイバ通信の概要） 光ファイバ通信システムの構成と光通信で重要なdB計算について学ぶ。 予習：教科書1～11ページを読み、授業概要をつかんでおくこと。120分 復習：教科書15ページ章末問題を解き、光ファイバ通信システムに関する知識とdB計算のやり方を十分に理解すること。120分 |
| 第3回 | （光線の伝搬1） 光導波路構造とその構造による光閉じ込め効果で生じる伝搬モードを理解するための導入知識を学ぶ。 予習：教科書16～25ページを読み、授業概要をつかんでおくこと。120分 復習：例題2.1および例題2.2を解き、臨界角とNAの概念を理解すること。120分 |
| 第4回 | （光線の伝搬2） 伝搬モードを理解するとともに、伝搬可能なモード数やカットオフ波長、分散について学ぶ。 予習：26ページから36ページを読み、授業概要をつかんでおくこと。120分 復習：例題2.3、例題2.4、例題2.5を解き、伝搬モードとモード分散の概念を理解すること。120分 |
| 第5回 | （光線の伝搬3） ファイバ内における光線の軌跡、伝搬定数β、パルス広がりについて学ぶとともに、授業中に章末問題を解き、理解を深める。 予習：37ページから46ページを読むとともに、例題2.6、例題2.7を解いておくこと。120分 復習：章末問題を解き、光ファイバ内の光線の伝搬について理解すること。120分 |
| 第6回 | （光波の伝搬1） マクスウエルの電磁方程式をもとにした伝搬モード概説と光導波路中のTE、TMモードについて学ぶ。 予習：47ページから64ページを読み、授業概要をつかんでおくこと。120分 復習：再度47ページから64ページを読み、理解度を深めること。例題3.1を解くこと。120分 |
| 第7回 | （光波の伝搬2） 幾何光学と波動光学の違いを学ぶとともに群速度と波長分散について学ぶ。 予習：65ページから78ページを読み、授業概要をつかんでおくこと。120分 復習：例題3.2、章末問題を解き、理解度を深めること。120分 |
| 第8回 | （実力確認レポート①の作成） 第１回～第７回までの講義に関してレポートの作成を行い、ファイバの伝搬モードについて理解を深める。 予習および復習：1ページから78ページを読み、授業概要をつかんでおくことと同時に、不明な専門用語等を調査しておく。240分 |
| 第9回 | （光ファイバの種類） 光ファイバの分類と光ファイバ中の伝搬モードについて学ぶ 予習：79ページから104ページを読み、授業概要をつかんでおくこと。60分 復習：例題4.1、例題4.2、例題4.3、章末問題を解き、光ファイバの構造と特性パラメータについて理解度を深めること。60分 （光ファイバケーブル化技術） 光ファイバのケーブル化技術と接続技術および光ファイバ評価技術について学ぶ。 予習：105ページから129ページを読み、授業概要をつかんでおくこと。60分 復習：章末問題を解き、OTDRによる光ファイバの評価について理解度を深めること。60分 |
| 第10回 | （光ファイバ増幅器） エルビウム増幅器、ラマン増幅器の動作原理を増幅特性について学ぶ。 予習：130ページから151ページを読み、授業概要をつかんでおくこと。120分 復習：章末問題を解き、光ファイバ増幅器の原理について理解度を深めること。120分 |
| 第11回 | （半導体レーザ） レーザの発振原理と半導体レーザの構造について学ぶ。 予習：152ページから170ページを読み、授業概要をつかんでおくこと。120分 復習：章末問題を解き、半導体レーザの動作原理と構造について理解度を深めること。120分 |
| 第12回 | （受光器1） 受光器の様々な種類とその特徴について学ぶ。 予習：171ページから17６ページを読み、授業概要をつかんでおくこと。120分 復習：例題8.1を解き、コンデンサの容量と応答速度の関係について理解度を深めること。120分 |
| 第13回 | （受光器2） 受光器を使用する上で、最も重要な信号対雑音比について学ぶ。 予習：177ページから185ページを読み、授業概要をつかんでおくこと。120分 復習：例題8.2、例題8.3、章末問題を解き、信号対雑音比計算ができるようにすること。120分 |
| 第14回 | （フォトニックネットワークとインターネット） フォトニックネットワークの概念とインターネットを支える光ファイバ通信技術について学ぶ。 予習：186ページから210ページを読み、授業概要をつかんでおくこと。120分 復習：例題9.1、例題8.3、9章および10章の章末問題を解き、ネットワーク網の理解度を深めること。120分 |
| 第15回 | 「実力確認レポート②の作成」 第9回～第13回までの講義に関してレポートの作成を行い、光ファイバ通信に関する理解を深める。 予習：教科書79ページから210ページの講義内で重要ポイント問題を確認すること。120分 復習：最終レポート課題を再度、解きなおし重要ポイントを理解すること。120分 |
その他
| 教科書 |
村上 泰司 『入門光ファイバ通信工学』 コロナ社 2003年 第初版
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| 参考書 |
大谷昭仁、古川浩 『光通信と光測定器入門講座』 電波新聞社 2006年
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| 成績評価の方法 及び基準 |
実力確認レポート①②および宿題提出状況を加味して総合的に評価を行う。 実力確認レポート①②（70％）平常点（20％）その他（10％） 出席率６割以下の場合は、実力確認レポート①②の粗点に大きな減点を行う。 |
| 質問への対応 | 適宜、研究室、電話、メール等にて対応 |
| 研究室又は 連絡先 |
船橋キャンパス 4号館414室 内線5452 e-mail：ootani.akihito@nihon-u.ac.jp |
| オフィスアワー |
火曜 船橋 10:30 ～ 11:40 大谷 昭仁
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| 学生への メッセージ |