KWALIFIKACJA INF8 - STYCZEŃ 2023

PYTANIE NR 35.
Które urządzenie w pasywnych systemach sieci optycznych jest stosowane jako multiplekser i demultiplekser?
A.
B.
C.
D.
Wyjaśnienie poprawnej odpowiedzi:
Pryzmat może pełnić rolę multipleksera i demultipleksera, bo wykorzystuje dyspersję: różne długości fali załamują się pod różnymi kątami, więc wiązka wielokanałowa rozdziela się na kanały (demux) lub kanały mogą zostać złożone w jedną wiązkę (mux). Soczewka ogniskuje, zwierciadło odbija, a cylinder nie realizuje separacji widma.

Pełne wyjaśnienie:

W pasywnych systemach optycznych, w których rozróżnia się kanały po długości fali (idee znane z WDM), multiplekser łączy kilka kanałów optycznych w jeden tor, a demultiplekser rozdziela tor na kanały. Kluczowe jest więc zastosowanie elementu, który separuje światło zależnie od długości fali.

Pryzmat spełnia to wymaganie dzięki dyspersji: współczynnik załamania zależy od długości fali, więc różne barwy (różne λ) ulegają innemu załamaniu. W praktyce oznacza to, że wiązka złożona z kilku kanałów po przejściu przez pryzmat rozchodzi się w różnych kierunkach (demultipleksacja), a przy odpowiedniej geometrii można też zsumować wiązki o różnych λ do jednej wiązki wyjściowej (multipleksacja).

Dlaczego pozostałe odpowiedzi są niepoprawne?

  • Soczewka służy głównie do ogniskowania lub kolimacji wiązki. Sama z siebie nie realizuje selektywnego rozdziału kanałów po długości fali w sposób wymagany od mux/demux.
  • Zwierciadło odbija (zmienia kierunek propagacji) bez rozdzielania widma na składowe długości fali, więc nie pełni funkcji mux/demux.
  • Cylinder nie jest typowym elementem realizującym rozdział długości fali w torach telekomunikacyjnych; nie stanowi rozwiązania multipleksującego/demultipleksującego kanały optyczne.

Warto pamiętać, że w nowoczesnych rozwiązaniach spotyka się też inne technologie separacji długości fal (np. interferencyjne lub dyfrakcyjne), ale wśród podanych opcji tylko pryzmat bazuje na zjawisku fizycznym umożliwiającym mux/demux.

Dodatkowe pytania

Dodatkowe pytania (FAQ):
Multiplekser optyczny to element toru transmisyjnego, który łączy kilka kanałów światła (najczęściej o różnych długościach fali) w jedną wspólną wiązkę lub jeden tor światłowodowy. Dzięki temu jednym włóknem można przesyłać równolegle wiele sygnałów.
Demultiplekser to urządzenie odwrotne do multipleksera: rozdziela sygnał złożony na oddzielne kanały (np. różne długości fali). W praktyce umożliwia skierowanie każdego kanału do właściwego odbiornika lub portu urządzenia.
Pryzmat wykorzystuje dyspersję: różne długości fali załamują się pod różnymi kątami. To pozwala fizycznie rozdzielić kanały (demux) albo przy odpowiedniej geometrii złożyć kilka wiązek o różnych λ w jedną (mux).
Dyspersja oznacza, że współczynnik załamania ośrodka zależy od długości fali. W efekcie światło o różnych λ ulega innemu załamaniu, więc wiązka wielobarwna (wielokanałowa) rozszczepia się na składowe wychodzące pod różnymi kątami.
Zwykła soczewka najczęściej kolimuje lub ogniskuje wiązkę, a nie rozdziela kanały po długości fali. Sama soczewka nie realizuje selektywnej separacji widma wymaganej do mux/demux. Do WDM potrzebny jest element dyspersyjny lub interferencyjny.
Zwierciadło zasadniczo odbija światło, zmieniając kierunek propagacji, ale nie rozdziela go na kanały według długości fali. Bez dodatkowych elementów (np. filtrów) nie uzyskuje się separacji spektralnej, więc nie spełnia funkcji demultipleksera.
Do rozdziału/łączenia długości fal stosuje się głównie: dyspersję (np. pryzmaty), dyfrakcję (np. siatki dyfrakcyjne) oraz interferencję (np. filtry cienkowarstwowe). W każdym przypadku chodzi o selektywną separację kanałów optycznych.
Najczęstsza pułapka to mylenie "elementów optycznych" z elementami separującymi długości fali. WDM wymaga rozdziału kanałów według λ, więc poprawne są elementy dyspersyjne/interferencyjne. Soczewka i zwierciadło zwykle nie rozwiązują tego zadania.
Element dyspersyjny to taki, który powoduje różne kąty odchylenia dla różnych długości fali. W prostych zestawach odpowiedzi egzaminacyjnych najczęściej będzie to pryzmat (dyspersja) albo siatka (dyfrakcja), a nie elementy do ogniskowania czy odbicia.
Pomaga schemat: mux = łączenie kanałów, demux = rozdział kanałów, a pytanie kontrolne brzmi: "Czy ten element potrafi rozdzielić światło według długości fali?". Jeśli nie ma dyspersji/dyfrakcji/interferencji, zwykle nie jest to mux/demux.
info

To pytanie poprawnie rozwiązuje 43% zdających egzamin. trudne

Specjaliści zwracają uwagę: "Soczewka ogniskuje, zwierciadło odbija, a cylinder nie realizuje separacji widma."

Źródła:

  • Eugene Hecht, "Optics" (Addison-Wesley/Pearson), rozdziały o dyspersji i pryzmatach (prism dispersion) – wydania akademickie (weryfikowalne w bibliotekach)
  • Bahaa E. A. Saleh, Malvin C. Teich, "Fundamentals of Photonics" (Wiley), część o elementach dyspersyjnych i rozdziale widma – wydania akademickie (weryfikowalne w bibliotekach)
  • Govind P. Agrawal, "Fiber-Optic Communication Systems" (Wiley), rozdziały o WDM oraz urządzeniach do łączenia/rozdzielania kanałów optycznych – wydania akademickie (weryfikowalne w bibliotekach)

Materiały:

  • Podstawy optyki falowej i geometrycznej (dyspersja, dyfrakcja, interferencja)
  • Wprowadzenie do systemów światłowodowych i WDM (podręczniki telekomunikacyjne)
  • Notatki/lekcje o elementach optycznych w torach transmisyjnych: pryzmaty, siatki dyfrakcyjne, filtry

Aktualizacja pytania: 31.03.2026



Aktualizacja pytania: 31.03.2026
📡 Brak połączenia internetowego