Teme seminarja o optičnih komunikacijskih sistemih za študente inženirstva

Optična komunikacija je ena od vrst komunikacije, kjer optična vlakna se uporablja predvsem za prenos svetlobnega signala na oddaljeni konec namesto električnega toka. Osnovni gradniki tega sistema vključujejo predvsem modulator ali demodulator, oddajnik ali sprejemnik, svetlobni signal in transparentni kanal. Optični komunikacijski sistem prenaša podatke optično z uporabo optičnih vlaken. Ta postopek je torej mogoče izvesti tako, da elektronske signale preprosto spremenite v svetlobne impulze z uporabo laserskih ali LED svetlobnih virov. V primerjavi z električnim prenosom so optična vlakna večinoma nadomestila komunikacije z bakrenimi žicami v jedrnih omrežjih zaradi številnih prednosti, kot so visoka pasovna širina, ogromen obseg prenosa, zelo nizke izgube in brez elektromagnetnih motenj. Ta članek navaja optični komunikacijski sistemi seminarske teme za študente strojništva.

Teme seminarja o optičnih komunikacijskih sistemih

Seznam optičnih komunikacijski sistem teme seminarjev za študente inženirstva so obravnavane spodaj.

Optična koherentna tomografija

Optična koherentna tomografija je neinvazivni slikovni test, ki uporablja svetlobne signale za zajemanje stranskih slik vaše mrežnice. Z uporabo te OCT lahko oftalmolog opazi značilne plasti mrežnice, tako da lahko preslika in izmeri njihovo širino za diagnozo. Bolezni mrežnice vključujejo predvsem starostno degeneracijo makule in diabetične očesne bolezni. OCT se pogosto uporablja za oceno motenj vidnega živca.

Optična koherentna tomografija je v glavnem odvisna od svetlobnih valov in je ni mogoče uporabiti v pogojih, ki ovirajo prehod svetlobe skozi oko. OCT je zelo koristen pri diagnosticiranju različnih očesnih stanj, kot so makularna luknja, makularni edem, makularna guba, glavkom, vlečenje steklovine, diabetična retinopatija, centralna serozna retinopatija itd.

Optično preklopno preklapljanje

Optical Burst Switching ali OBS je tehnologija optičnega omrežja, ki se uporablja za izboljšanje uporabe virov optičnega omrežja v primerjavi z OCS ali preklapljanjem optičnih vezij. Tovrstno preklapljanje se izvaja prek WDM (Wavelength Division Multiplexing) in tehnologije prenosa podatkov, kjer prenaša podatke po optičnem vlaknu z vzpostavitvijo številnih kanalov, kjer vsak kanal ustreza določeni svetlobni valovni dolžini. OBS se uporablja znotraj jedrnih omrežij. Ta tehnika preklapljanja v glavnem združuje prednosti preklapljanja optičnih vezij in preklapljanja optičnih paketov, hkrati pa se izogiba njihovim posebnim napakam.

Komunikacija z vidno svetlobo

Komunikacija z vidno svetlobo (VLC) je komunikacijska tehnika, pri kateri se kot komunikacijski medij uporablja vidna svetloba z določenim frekvenčnim razponom. Torej se frekvenčno območje vidne svetlobe giblje od 400 – 800 THz. Ta komunikacija deluje v skladu s teorijo prenosa podatkov s pomočjo svetlobnih žarkov za prenos in sprejemanje sporočil na določeni razdalji. Značilnosti komunikacije v vidni svetlobi vključujejo predvsem omejitev signala, izven vidnega polja in varnost v nevarnih situacijah.

Optična komunikacija v prostem prostoru

Optična komunikacija v prostem prostoru je optična komunikacijska tehnologija, ki uporablja svetlobo, ki se širi v prostem prostoru, za brezžično prenašanje podatkov za računalniško mreženje ali telekomunikacije. Ta komunikacijska tehnologija je zelo uporabna povsod, kjer fizične povezave zaradi visokih stroškov niso praktične. Optična komunikacija v prostem prostoru uporablja nevidne svetlobne žarke za zagotavljanje hitrih brezžičnih povezav, ki lahko prenašajo in sprejemajo video, glas itd.

Tehnologija FSO uporablja svetlobo podobno kot optični prenosi z optičnim kablom, vendar je glavna razlika medij. Tukaj svetloba potuje hitreje po zraku v primerjavi s steklom, zato je pošteno kategorizirati tehnologijo FSO kot optične komunikacije pri svetlobni hitrosti.

3D optično omrežje na čipu

Optično omrežje na čipu zagotavlja visoko pasovno širino in nizko zakasnitev z znatno nižjo disipacijo moči. 3D optično omrežje na čipu je v glavnem razvito z arhitekturo optičnega usmerjevalnika, kot je osnovna enota. Ta usmerjevalnik v celoti uporablja lastnosti usmerjanja po vrstnem redu dimenzij znotraj mrežastih omrežij 3D in zmanjšuje število mikroresonatorjev, potrebnih za optično omrežje na čipih.

Lastnost izgube usmerjevalnika smo ocenili s štirimi drugimi shemami. Rezultati bodo torej pokazali, da usmerjevalnik dobi nizko izgubo za najvišjo pot v omrežju s podobno velikostjo. 3D optično omrežje na čipu se primerja z 2D dvojnikom v treh vidikih, kot so zakasnitev, energija in prepustnost. Primerjava porabe energije prek elektronskih in 2D dvojnikov dokazuje, da lahko 3D ONoC prihrani približno 79,9 % energije v primerjavi z elektronskim in 24,3 % energije v primerjavi z 2D ONoC, ki vključuje 512 jeder IP. Simulacijo delovanja omrežja 3D mesh ONoC je mogoče izvesti prek OPNET v različnih konfiguracijah. Tako bodo rezultati pokazali izboljšano zmogljivost nad 2D ONoC.

Mikrostrukturirana optična vlakna

Mikrostrukturna optična vlakna so nove vrste optičnih vlaken, ki imajo notranjo strukturo in lastnosti vodenja svetlobe, ki se bistveno razlikujejo od običajnih optičnih vlaken. Mikrostrukturirana optična vlakna so običajno optična vlakna iz silicijevega dioksida, kjer so zračne luknje postavljene znotraj območja obloge in se razširijo v aksialni poti vlakna. Ta vlakna so na voljo v različnih velikostih, oblikah in porazdelitvah zračnih lukenj. Nedavno zanimanje za ta vlakna je bilo ustvarjeno s potencialnimi aplikacijami v optičnih komunikacijah; zaznavanje na podlagi optičnih vlaken, frekvenčno meroslovje in optična koherentna tomografija.

Podvodna brezžična optična komunikacija

Podvodna brezžična optična komunikacija (UWOC) je prenos podatkov z brezžičnimi kanali z uporabo optičnih valov kot prenosnega medija pod vodo. Ta optična komunikacija ima višjo komunikacijsko frekvenco in veliko višje hitrosti prenosa podatkov pri manjših zakasnitvah v primerjavi z RF in akustičnimi analogi. Zaradi tega prenosa podatkov z visoko hitrostjo je bila ta vrsta komunikacije izjemno privlačna. V sistemih UWOC so bile predlagane različne aplikacije za varovanje okolja, opozorila v sili, vojaške operacije, podvodno raziskovanje itd. Vendar pa podvodni kanali doživljajo tudi močno absorpcijo in razpršitev.

Optični CDMA

Večkratni dostop z optično kodno delitvijo združuje veliko pasovno širino optičnega medija s prilagodljivostjo CDMA način za doseganje hitre povezave. OCDMA je brezžično večuporabniško omrežje, ki vključuje oddajnik in sprejemnik. V tem omrežju je OOC ali optična ortogonalna koda dodeljena vsakemu oddajniku in sprejemniku za povezavo z enakovrednim uporabnikom OOC in po sinhronizaciji med dvema enakovrednima uporabnikoma OOC lahko prenašata ali prejemata podatke drug od drugega. Glavna prednost OCDMA je, da obravnava končno pasovno širino med velikim številom uporabnikov. Deluje asinhrono brez kolizij paketov.

Sistem EDFA z WDM

Multipleksiranje z delitvijo valovnih dolžin je tehnologija, s katero se lahko po določenem optičnem vlaknu hkrati prenašajo različni optični kanali na različnih valovnih dolžinah. Optično omrežje z WDM se pogosto uporablja v trenutnih telekomunikacijskih infrastrukturah. Tako igra pomembno vlogo v omrežjih prihodnje generacije. Tehnike multipleksiranja z delitvijo valovnih dolžin, združene z EDFA, povečujejo zmogljivost prenosa svetlobnih valov, kar zagotavlja visoko zmogljivost in povečuje prilagodljivost tehnologije optičnega omrežja. V optičnem komunikacijskem sistemu ima EDFA pomembno vlogo.

Sistemi prostorskega multipleksiranja

Prostorsko razdeljeno multipleksiranje/razdelitev prostora multipleksiranje je skrajšano kot SDM ali SM ali SMX. To je sistem multipleksiranja v različnih komunikacijskih tehnologijah, kot je komunikacija z optičnimi vlakni in KLJUB brezžična komunikacija, ki se uporablja za prenos neodvisnih kanalov, razdeljenih znotraj prostora.

Multipleksiranje s prostorsko delitvijo za komunikacijo po optičnih vlaknih je zelo koristno za premagovanje omejitve zmogljivosti WDM. Ta tehnika multipleksiranja poveča spektralno učinkovitost za vsako vlakno z multipleksiranjem signalov v ortogonalnih načinih LP znotraj FMG (nekajmodna vlakna in večjedrna vlakna. V tem sistemu multipleksiranja je način MUX (multiplekser)/DEMUX (demultiplekser) primarni komponento, saj preprosto izenači izgubo, odvisno od načina, kompenzira zakasnitve diferencialnih načinov in se uporablja za izdelavo oddajnikov.

SONET

SONET je kratica za Synchronous Optical Network, ki je komunikacijski protokol, ki ga je razvil Bellcore. SONET se uporablja predvsem za prenos ogromne količine podatkov na relativno velike razdalje po optičnem vlaknu. Z uporabo SONET-a se po optičnih vlaknih hkrati prenašajo različni tokovi digitalnih podatkov. SONET v glavnem obsega štiri funkcionalne plasti; plast poti, linija, odsek in fotonska plast.

Sloj poti je v glavnem odgovoren za premikanje signala od optičnega vira do cilja. Linijska plast je odgovorna za gibanje signala po fizični liniji. Plast odsekov je odgovorna za gibanje signala po fizičnem odseku, fotonska plast pa komunicira s fizično plastjo v modelu OSI. Prednosti SONET-a so; hitrosti prenosa podatkov so visoke, pasovna širina velika, elektromagnetne motnje nizke in prenos podatkov na velike razdalje.

Tehnologija fotonike

Veja optike je znana kot fotonika, ki vključuje uporabo vodenja, generiranja, ojačanja, zaznavanja in manipuliranja svetlobe v obliki fotona s prenosom, emisijo, obdelavo signala, modulacijo, preklapljanjem, zaznavanjem in ojačanjem. Nekaj ​​primerov fotonike so optična vlakna, laserji, telefonske kamere in zasloni, računalniški zasloni, optične pincete, osvetlitev v avtomobilih, televizorjih itd.

Photonics igra pomembno vlogo na različnih področjih od razsvetljave in zaslonov do proizvodnega sektorja, optičnih podatkovnih komunikacij do slikanja, zdravstva, znanosti o življenju, varnosti itd. Photonics zagotavlja nove in edinstvene rešitve povsod, kjer se konvencionalne tehnologije trenutno približujejo svojim mejam natančnosti, hitrosti in zmogljivosti.

Omrežje za usmerjanje valovnih dolžin

Omrežje za usmerjanje valovnih dolžin je razširljivo optično omrežje, ki omogoča ponovno obdelavo valovnih dolžin v različnih elementih preglednih optičnih omrežij, da se premagajo nekatere meje omejenega števila obstoječih valovnih dolžin. Omrežje za usmerjanje valovnih dolžin je mogoče zgraditi z uporabo različnih povezav WDM, tako da jih povežete v vozlišču prek preklopnega podsistema. Z uporabo takšnih vozlišč, ki so med seboj povezana prek vlaken, je mogoče razviti različna omrežja z velikimi in kompleksnimi topologijami. Ta omrežja zagotavljajo velike zmogljivosti prek preglednih optičnih pasov, ki ne doživljajo pretvorbe optičnega v elektronsko.

Prilagodljiv sistem za sledenje pogledu oči

Naprava, ki se uporablja za sledenje pogledu z analizo gibov očesa, je znana kot sledilnik pogleda. Sistem za sledenje pogledu oči se uporablja za oceno in sledenje 3D vidne črte osebe in tudi, kam oseba gleda. Ta sistem deluje preprosto tako, da oddaja bližnjo IR svetlobo in svetloba se odbije v vaših očeh. Tako te odseve sprejmejo kamere sledilnika očem, tako da bo sistem za sledenje očem vedel, kam gledate. Ta sistem je zelo koristen pri opazovanju in tudi merjenju gibov očesa, točke pogleda, širjenja zenic in mežikanja oči za opazovanje.

Intenzivnostna modulacija v optični komunikaciji

Intenzivnostna modulacija v optični komunikaciji je vrsta modulacije, kjer se optična moč o/p vira spremeni v skladu z nekaterimi značilnostmi moduliranega signala, kot je signal, ki nosi informacije, ali signal osnovnega pasu. Pri tej vrsti modulacije ni spodnjih in diskretnih zgornjih stranskih pasov. Toda izhod optičnega vira ima spektralno širino. Ovojnica moduliranega optičnega signala je analogna modulacijskemu signalu, saj je trenutna moč ovojnice analogna značilnosti, ki nas zanima, v modulacijskem signalu.

Optična brezžična komunikacija

Optična brezžična komunikacija je vrsta optične komunikacije, pri kateri se za prenos signala uporablja infrardeča, nevodena vidna ali ultravijolična svetloba. Na splošno se uporablja v komunikaciji kratkega dosega. Ko optični brezžični komunikacijski sistem deluje v območju vidnega pasu od 390 do 750 nm, je to znano kot komunikacija z vidno svetlobo. Ti sistemi se uporabljajo v številnih aplikacijah, kot so omrežja WLAN, WPAN in omrežja za vozila. Druga možnost je, da se prizemni sistemi OWC od točke do točke imenujejo optični sistemi prostega prostora, ki delujejo na skoraj infrardečih frekvencah, kot je 750 do 1600 nm.

Vizualni MIMO

Optični komunikacijski sistem, kot je Visual MIMO, izhaja iz MIMO, povsod, kjer je bil za svetlobo znotraj vidnega in nevidnega spektra sprejet model z več oddajniki in več sprejemniki. Torej v Visual MIMO, elektronski vizualni prikaz oz LED služi kot oddajnik, kamera pa kot sprejemnik.

Gosto valovnodolžinsko multipleksiranje

Tehnologija multipleksiranja optičnih vlaken, kot je DWDM (Dense wavelength-division multiplexing), se uporablja za povečanje pasovne širine optičnega omrežja. Združuje podatkovne signale iz različnih virov nad enim parom kablov iz optičnih vlaken, hkrati pa ohranja popolno ločitev podatkovnih tokov. DWDM obravnava višje hitrostne protokole, ki so enaki 100 Gbps za vsak kanal. Vsak kanal je preprosto 0,8 nm narazen. To multipleksiranje preprosto deluje enako kot CWDM, vendar ga je poleg izboljšanja zmogljivosti kanala mogoče tudi ojačati na zelo velike razdalje.

Optično paketno preklapljanje

Preklapljanje optičnih paketov preprosto omogoča prenos paketnih signalov znotraj optične domene na podlagi paketa za paketom. Vsi vhodni optični paketi v običajnih elektronskih usmerjevalnikih se spremenijo v električne signale, ki se pozneje shranijo v pomnilnik. Ta vrsta preklapljanja nudi preglednost podatkov in veliko zmogljivost. Toda po toliko raziskavah ta vrsta tehnologije še ni bila uporabljena v dejanskih izdelkih zaradi pomanjkanja hitrih, globokih optičnih pomnilnikov in slabe stopnje integracije.

Še nekaj tem seminarja o optičnih komunikacijskih sistemih

Spodaj je naveden seznam tem seminarjev o optičnih komunikacijskih sistemih.

• Rešitve optičnega omrežja, ki temeljijo na kontekstu visoke gostote.
• Eksperimentiranje in aplikacije na osnovi optičnega etherneta.
• Postavitev funkcije C – RAN in zanesljivost v optičnih N/W.
• Upravljanje optičnih omrežij 5G prek SDN.
• Optične omrežne metode za časovno občutljive aplikacije.
• Uvajanje in virtualizacija omrežij Cloud RAN.
• Rekonfiguracija optičnega omrežja WDM s podporo za 5G
• Prenosi MIMO. Hitrejša prilagodljiva optika in elektronski sistemi.
• Integracija optičnega omrežja z radijskim dostopovnim omrežjem.
• Omrežna varnost in izbira optimalne poti.
• Prepir in ločljivost prehoda v pametni način.
• Virtualizacija in rezanje optičnega omrežja na osnovi več najemnikov.
• Povezava znotraj ali med podatkovnimi centri znotraj Edge Computing.
• Energijsko ozaveščena komunikacija znotraj optičnega omrežja.
• Optično omrežje Izboljšana zasnova in optimizacija.
• Manipulacija fotonskih IC v optičnih omrežjih.
• Aplikacije za optično komunikacijo, ki temeljijo na izboljšanem VLC.
• Orkestracija in nadzor optičnega omrežja na podlagi SDN-NFV.
• Interoperabilnost in terenski poskusi znotraj optičnega omrežja.
• Zasnove optičnega vozlišča za odprte optične sisteme.
• Podatkovna analiza in prakse umetne inteligence pri optični komunikaciji.
• Izkoriščanje sodobnih vertikalnih industrij v optični komunikaciji.
• Dodeljevanje spektra in usmerjanje znotraj omrežij Flex-grid ali statičnih optičnih omrežij.
• Dostopnost, prilagodljivost, varnost in možnost preživetja znotraj optičnega omrežja.
• Optična komunikacija s pomočjo NFC za visoko pasovno širino in nizko zakasnitev.
• Večdimenzionalno načrtovanje arhitekture optičnega omrežja.
• Razširljiva komunikacija z optičnimi vlakni.
• Izogibanje trčenju za UAV z več rotorji v urbanih okoljih na podlagi optičnega toka.
• Simulacija sistema CDMA na osnovi optičnih ortogonalnih kod.
• Optični komunikacijski sistem SDM, ki temelji na numerični analizi orbitalnega kotnega momenta.
• Aplikacije kratkega ali srednjega dosega z optičnimi viri.

Torej, to je seznam optični komunikacijski sistemi seminarske teme za študente strojništva. Zgornji seznam tem seminarjev o optičnih komunikacijskih sistemih je zelo koristen pri izbiri njihove teme tehničnega seminarja o optičnih komunikacijah. Optični komunikacijski sistemi se uporabljajo za optični prenos podatkov z uporabo vlaken. To lahko storite tako, da elektronske signale preprosto spremenite v svetlobne impulze z uporabo svetlobnih virov, kot so svetleče diode ali laserji. Tukaj je vprašanje za vas, kaj je optično vlakno?