Témy seminára o optických komunikačných systémoch pre študentov inžinierstva

Optická komunikácia je jedným z typov komunikácie optické vlákno sa používa hlavne na prenos svetelného signálu na vzdialený koniec namiesto elektrického prúdu. Medzi základné stavebné kamene tohto systému patrí predovšetkým modulátor alebo demodulátor, vysielač alebo prijímač, svetelný signál a priehľadný kanál. Optický komunikačný systém prenáša dáta opticky pomocou optických vlákien. Takže tento proces možno vykonať jednoduchou zmenou elektronických signálov na svetelné impulzy pomocou laserových alebo LED svetelných zdrojov. V porovnaní s elektrickým prenosom optické vlákna väčšinou nahradili komunikáciu s medeným drôtom v rámci základných sietí kvôli mnohým výhodám, ako je vysoká šírka pásma, obrovský dosah prenosu, veľmi nízke straty a žiadne elektromagnetické rušenie. Tento článok uvádza zoznam témy seminára o optických komunikačných systémoch pre študentov inžinierstva.

Témy seminára o optických komunikačných systémoch

Zoznam optických komunikačný systém témy seminárov pre študentov inžinierstva sú uvedené nižšie.

Optická koherentná tomografia

Optická koherentná tomografia je neinvazívny zobrazovací test, ktorý využíva svetelné signály na zachytenie bočných obrázkov sietnice. Pomocou tohto OCT môže oftalmológ zaznamenať výrazné vrstvy sietnice, aby mohol zmapovať a zmerať ich šírku na diagnostiku. Ochorenia sietnice zahŕňajú najmä vekom podmienenú degeneráciu makuly a diabetické očné ochorenie. OCT sa často používa na odhad porúch zrakového nervu.

Optická koherentná tomografia závisí hlavne od svetelných vĺn a nemožno ju využiť v podmienkach, ktoré interferujú s prechodom svetla cez oko. OCT je veľmi nápomocná pri diagnostike rôznych očných stavov, ako je makulárna diera, makulárny edém, makulárny zvrásnenie, glaukóm, trakcia sklovca, diabetická retinopatia, centrálna serózna retinopatia atď.

Optické prepínanie burstov

Optical Burst Switching alebo OBS je optická sieťová technológia používaná na zlepšenie využitia zdrojov optickej siete v porovnaní s OCS alebo prepínaním optických obvodov. Tento druh prepínania je implementovaný prostredníctvom WDM (Wavelength Division Multiplexing) a technológie prenosu dát, kde sa dáta prenášajú cez optické vlákno vytvorením mnohých kanálov, kde každý kanál zodpovedá určitej vlnovej dĺžke svetla. OBS je použiteľný v rámci základných sietí. Táto technika prepínania kombinuje predovšetkým výhody prepínania optických obvodov a prepínania optických paketov, pričom sa vyhýba ich konkrétnym chybám.

Komunikácia viditeľného svetla

Komunikácia pomocou viditeľného svetla (VLC) je komunikačná technika všade tam, kde sa ako komunikačné médium používa viditeľné svetlo s určitým rozsahom frekvencie. Frekvenčný rozsah viditeľného svetla sa teda pohybuje od 400 do 800 THz. Táto komunikácia funguje na základe teórie prenosu údajov pomocou svetelných lúčov na prenos a príjem správ na určitú vzdialenosť. Charakteristiky komunikácie vo viditeľnom svetle zahŕňajú najmä obmedzenie signálu, neviditeľnosť a bezpečnosť v nebezpečných situáciách.

Optická komunikácia vo voľnom priestore

Optická komunikácia vo voľnom priestore je optická komunikačná technológia, ktorá využíva svetlo šíriace sa vo voľnom priestore na bezdrôtový prenos údajov pre počítačové siete alebo telekomunikácie. Táto komunikačná technológia je veľmi užitočná všade tam, kde fyzické spojenia nie sú praktické z dôvodu vysokých nákladov. Optická komunikácia vo voľnom priestore využíva neviditeľné svetelné lúče na poskytovanie vysokorýchlostných bezdrôtových pripojení, ktoré môžu prenášať a prijímať video, hlas atď.

Technológia FSO využíva svetlo podobné optickým prenosom s optickým káblom, ale hlavným rozdielom je médium. Svetlo sa tu šíri rýchlejšie vzduchom v porovnaní so sklom, preto je spravodlivé kategorizovať technológiu FSO, ako je optická komunikácia pri rýchlosti svetla.

3D optická sieť na čipe

Optická sieť na čipe poskytuje veľkú šírku pásma a nízku latenciu s výrazne nižším rozptylom energie. 3D optická sieť na čipe je vyvinutá hlavne s architektúrou optického smerovača ako základná jednotka. Tento smerovač úplne využíva vlastnosti smerovania poradia rozmerov v rámci 3D mesh sietí a znižuje počet mikrorezonátorov potrebných pre optickú sieť na čipoch.

Hodnotili sme stratovú vlastnosť smerovača so štyrmi ďalšími schémami. Výsledky teda ukážu, že router má nízku stratu pre najvyššiu cestu v rámci siete s podobnou veľkosťou. 3D optická sieť na čipe sa porovnáva s jej 2D náprotivkom v troch aspektoch, ako je latencia, energia a priepustnosť. Porovnanie spotreby energie prostredníctvom elektronických a 2D náprotivkov dokazuje, že 3D ONoC môže ušetriť približne 79,9 % energie v porovnaní s elektronickým a 24,3 % energie v porovnaní s 2D ONoC, ktoré všetky zahŕňajú 512 IP jadier. Simuláciu výkonu siete 3D mesh ONoC je možné vykonávať cez OPNET v rôznych konfiguráciách. Výsledky teda ukážu zlepšený výkon nad 2D ONoC.

Mikroštruktúrované optické vlákna

Mikroštruktúrne optické vlákna sú nové typy optických vlákien, ktoré majú vnútornú štruktúru ako aj svetlovodivé vlastnosti, ktoré sa výrazne líšia v porovnaní s bežnými optickými vláknami. Mikroštruktúrované optické vlákna sú zvyčajne optické vlákna z oxidu kremičitého, kde sú vzduchové otvory vytvorené v oblasti plášťa a expandujú v axiálnej dráhe vlákna. Tieto vlákna sú dostupné v rôznych veľkostiach, tvaroch a distribúciách vzduchových otvorov. Nedávny záujem o tieto vlákna vyvolali potenciálne aplikácie v rámci optických komunikácií; snímanie na báze optických vlákien, frekvenčná metrológia a optická koherentná tomografia.

Bezdrôtová optická komunikácia pod vodou

Podvodná bezdrôtová optická komunikácia (UWOC) je prenos údajov bezdrôtovými kanálmi pomocou optických vĺn ako prenosového média pod vodou. Táto optická komunikácia má vyššiu komunikačnú frekvenciu a oveľa vyššie dátové rýchlosti pri nižšej úrovni latencie v porovnaní s RF, ako aj akustickými náprotivkami. Vďaka tomuto vysokorýchlostnému prenosu dát je tento typ komunikácie mimoriadne atraktívny. V systémoch UWOC boli navrhnuté rôzne aplikácie na ochranu životného prostredia, núdzové poplachy, vojenské operácie, podvodný prieskum atď. Avšak podvodné kanály tiež zažívajú silnú absorpciu a rozptyl.

Optické CDMA

Viacnásobný prístup s optickým kódovým delením kombinuje veľkú šírku pásma optického média prostredníctvom flexibility CDMA spôsob dosiahnutia vysokorýchlostného pripojenia. OCDMA je bezdrôtová sieť pre viacerých používateľov, ktorá obsahuje vysielač a prijímač. V tejto sieti je každému vysielaču a prijímaču pridelený OOC alebo optický ortogonálny kód na pripojenie k ekvivalentnému používateľovi OOC a po synchronizácii medzi dvoma ekvivalentnými používateľmi OOC môžu navzájom prenášať alebo prijímať údaje. Hlavnou výhodou OCDMA je, že zvláda obmedzenú šírku pásma medzi veľkým počtom používateľov. Funguje asynchrónne bez kolízií paketov.

Systém EDFA s WDM

Multiplexovanie s delením vlnových dĺžok je technológia, prostredníctvom ktorej môžu byť súčasne prenášané rôzne optické kanály na rôznych vlnových dĺžkach cez konkrétne optické vlákno. Optická sieť s WDM je široko používaná v súčasných telekomunikačných infraštruktúrach. Takže hrá významnú úlohu v sieťach budúcej generácie. Techniky multiplexovania s delením vlnových dĺžok spojené s EDFA zvyšujú prenosovú kapacitu svetelných vĺn, ktorá poskytuje vysokú kapacitu a zvyšuje flexibilitu technológie optickej siete. Takže v optickom komunikačnom systéme hrá EDFA významnú úlohu.

Priestorové multiplexové systémy

Priestorové rozdelenie multiplexovanie/rozdelenie priestoru multiplexovanie sa označuje skratkou SDM alebo SM alebo SMX. Ide o multiplexný systém v rôznych komunikačných technológiách, ako je komunikácia z optických vlákien a NAPRIEK bezdrôtová komunikácia, ktorá sa používa na prenos nezávislých kanálov rozdelených v priestore.

Priestorové rozdelenie multiplexovania pre komunikáciu optických vlákien je veľmi užitočné na prekonanie kapacitného limitu WDM. Táto technika multiplexovania zvyšuje spektrálnu účinnosť pre každé vlákno multiplexovaním signálov v ortogonálnych režimoch LP v rámci FMG (vlákna s niekoľkými režimami a viacjadrové vlákna. V tomto systéme multiplexovania je režim MUX (multiplexor)/DEMUX (demultiplexor) primárnym komponent, pretože jednoducho vyrovnáva stratu závislú od režimu, kompenzuje oneskorenie diferenciálneho režimu a používa sa na zostavenie vysielačov a prijímačov.

SONET

SONET je skratka pre Synchronous Optical Network je komunikačný protokol vyvinutý spoločnosťou Bellcore. SONET sa používa hlavne na prenos obrovského množstva dát na relatívne veľké vzdialenosti cez optické vlákno. Použitím SONET sa cez optické vlákno súčasne prenášajú rôzne digitálne dátové toky. SONET pozostáva hlavne zo štyroch funkčných vrstiev; vrstva cesty, čiara, sekcia a fotonická vrstva.

Vrstva cesty je zodpovedná hlavne za pohyb signálu z optického zdroja na miesto určenia. Linková vrstva je zodpovedná za pohyb signálu po fyzickej linke. Vrstva sekcie je zodpovedná za pohyb signálu cez fyzickú sekciu a fotonická vrstva komunikuje s fyzickou vrstvou v modeli OSI. Výhody SONET sú; dátové rýchlosti sú vysoké, šírka pásma je veľká, elektromagnetické rušenie nízke a prenos dát na veľkú vzdialenosť.

Technológia fotoniky

Odvetvie optiky je známe ako fotonika, ktorá zahŕňa aplikáciu vedenia, generovania, zosilňovania detekcie a manipulácie so svetlom vo forme fotónu prostredníctvom prenosu, emisie, spracovania signálu, modulácie, prepínania, snímania a zosilňovania. Niekoľko príkladov fotoniky sú optické vlákna, lasery, telefónne kamery a obrazovky, počítačové obrazovky, optické pinzety, osvetlenie v automobiloch, televízoroch atď.

Fotonika hrá významnú úlohu v rôznych oblastiach od osvetlenia a displejov až po výrobný sektor, optické dátové komunikácie až po zobrazovanie, zdravotníctvo, biologické vedy, bezpečnosť atď. Fotonika poskytuje nové a jedinečné riešenia všade tam, kde sa konvenčné technológie v súčasnosti blížia svojim limitom. presnosť, rýchlosť a kapacita.

Sieť smerovania vlnovej dĺžky

Sieť na smerovanie vlnových dĺžok je škálovateľná optická sieť, ktorá umožňuje prepracovanie vlnových dĺžok v rôznych prvkoch transparentných optických sietí na prekonanie niektorých obmedzení obmedzeného počtu existujúcich vlnových dĺžok. Sieť smerovania vlnovej dĺžky môže byť skonštruovaná pomocou rôznych WDM prepojení ich spojením v uzle cez prepínací subsystém. Pomocou takýchto uzlov prepojených cez vlákna je možné vyvinúť rôzne siete s veľkými a komplexnými topológiami. Tieto siete poskytujú veľké kapacity prostredníctvom priehľadných optických pruhov, ktoré nezažívajú optickú konverziu na elektronickú.

Adaptívny systém sledovania pohľadu očí

Zariadenie, ktoré sa používa na sledovanie pohľadu pomocou analýzy pohybov oka, je známe ako sledovanie pohľadu. Systém sledovania pohľadu očí sa používa na odhadnutie a sledovanie 3D línie pohľadu osoby a tiež na to, kam sa osoba pozerá. Tento systém funguje jednoducho tak, že prenáša blízke infračervené svetlo a svetlo sa odráža vo vašich očiach. Takže tieto odrazy sú prijímané kamerami eye trackeru, takže systém eye trackeru bude vedieť, kam sa pozeráte. Tento systém je veľmi užitočný pri pozorovaní a tiež meraní pohybov oka, bodu pohľadu, rozšírenia zreníc a žmurkania na pozorovanie.

Modulácia intenzity v optickej komunikácii

Modulácia intenzity v optickej komunikácii je typ modulácie, kde sa optický výkon zdroja mení v súlade s niektorými charakteristikami modulačného signálu, ako je signál nesúci informácie alebo signál v základnom pásme. Pri tomto type modulácie neexistujú žiadne spodné a samostatné horné postranné pásma. Výstup optického zdroja má však spektrálnu šírku. Obálka modulovaného optického signálu je analógom modulačného signálu v tom, že okamžitý výkon obalu je analógom záujmovej charakteristiky v rámci modulačného signálu.

Optická bezdrôtová komunikácia

Optická bezdrôtová komunikácia je typ optickej komunikácie, kde sa na prenos signálu využíva infračervené, neriadené viditeľné alebo ultrafialové svetlo. Vo všeobecnosti sa používa v komunikácii na krátke vzdialenosti. Keď optický bezdrôtový komunikačný systém pracuje v rozsahu viditeľného pásma 390 až 750 nm, je známy ako komunikácia vo viditeľnom svetle. Tieto systémy sa používajú v širokej škále aplikácií, ako sú WLAN, WPAN a automobilové siete. Alternatívne, pozemné systémy OWC bod-bod nazývané optické systémy vo voľnom priestore, ktoré pracujú na frekvenciách blízkej infračervenej oblasti, ako je 750 až 1600 nm.

Vizuálne MIMO

Optický komunikačný systém ako Visual MIMO je odvodený od MIMO všade tam, kde bol pre svetlo vo viditeľnom a neviditeľnom spektre použitý model s viacerými vysielačmi a prijímačmi. Takže vo Visual MIMO, elektronický vizuálny displej resp LED slúži ako vysielač, zatiaľ čo kamera slúži ako prijímač.

Multiplexovanie s hustotou vlnovou dĺžkou

Na zvýšenie šírky pásma vláknovej siete sa používa technológia multiplexovania optických vlákien, ako je multiplexovanie s hustou vlnovou dĺžkou (DWDM). Zlučuje dátové signály z rôznych zdrojov nad jedným párom optických káblov pri zachovaní úplného oddelenia dátových tokov. DWDM spracováva vysokorýchlostné protokoly rovnajúce sa 100 Gbps pre každý kanál. Každý kanál je od seba jednoducho 0,8 nm. Toto multiplexovanie jednoducho funguje rovnako ako CWDM, ale okrem zlepšenia kapacity kanála môže byť tiež zosilnené na veľmi veľké vzdialenosti.

Optické prepínanie paketov

Optické prepínanie paketov jednoducho umožňuje prenos paketových signálov v rámci optickej domény na základe paketu po pakete. Všetky vstupné optické pakety v rámci bežných elektronických smerovačov sa menia na elektrické signály, ktoré sú následne uložené v pamäti. Tento typ prepínania ponúka transparentnosť údajov a veľkú kapacitu. Po toľkých výskumoch však tento druh technológie ešte nebol použitý v skutočných produktoch kvôli nedostatku rýchlych, hlbokých optických pamätí a nízkej úrovni integrácie.

Niektoré ďalšie témy seminárov o optických komunikačných systémoch

Zoznam tém seminára o optických komunikačných systémoch je uvedený nižšie.

• Optické sieťové riešenia založené na kontexte s vysokou hustotou.
• Experimentovanie a aplikácie na báze optického Ethernetu.
• Umiestnenie funkcie C – RAN a spoľahlivosť v optických N/W.
• Ovládanie 5G optických sietí cez SDN.
• Metódy optických sietí pre časovo citlivé aplikácie.
• Nasadenie a virtualizácia cloudových sietí RAN.
• Rekonfigurácia optickej siete WDM s podporou na 5G
• MIMO prevodovky. Rýchlejšie adaptívne optické a elektronické systémy.
• Integrácia optickej siete s rádiovou prístupovou sieťou.
• Zabezpečenie siete a výber optimálnej cesty.
• Rozlíšenie prechodu konfliktu a inteligentného režimu.
• Virtualizácia a delenie optickej siete na báze viacerých nájomníkov.
• Intra alebo Inter Data Center Connection v rámci Edge Computing.
• Energeticky orientovaná komunikácia v rámci optickej siete.
• Vylepšený dizajn a optimalizácia optickej siete.
• Manipulácia s fotonickými integrovanými obvodmi v rámci optických sietí.
• Optické komunikačné aplikácie založené na vylepšenom VLC.
• Organizácia a riadenie optickej siete na báze SDN-NFV.
• Interoperabilita a experimenty v teréne v rámci optických sietí.
• Návrhy optického uzla pre otvorené systémy optických vedení.
• Analytika údajov a AI praktiky optickej komunikácie.
• Využitie moderných vertikálnych odvetví v rámci optickej komunikácie.
• Alokácia spektra a smerovanie v rámci Flex-grid alebo statických optických sietí.
• Dostupnosť, flexibilita, bezpečnosť a prežitie v rámci optickej siete.
• Optická komunikácia s pomocou NFC pre veľkú šírku pásma a nízke oneskorenie.
• Návrh architektúry multidimenzionálnej optickej siete.
• Škálovateľná optická komunikácia.
• Predchádzanie zrážke pre viacrotorové UAV v mestskom prostredí na základe optického toku.
• Simulácia systému CDMA založená na optických ortogonálnych kódoch.
• Optický komunikačný systém SDM založený na numerickej analýze orbitálnej uhlovej hybnosti.
• Aplikácie s krátkym alebo stredným dosahom s optickými zdrojmi.

Toto je teda zoznam optické komunikačné systémy témy seminárov pre študentov inžinierskeho štúdia. Vyššie uvedený zoznam tém seminára o optických komunikačných systémoch je veľmi nápomocný pri výbere témy technického seminára o optickej komunikácii. Optické komunikačné systémy sa používajú na prenos dát opticky pomocou vlákien. Dá sa to urobiť jednoduchou zmenou elektronických signálov na svetelné impulzy pomocou svetelných zdrojov, ako sú svetelné diódy alebo lasery. Tu je otázka pre vás, čo je optické vlákno?