Subiecte seminarii sisteme de comunicații optice pentru studenții la inginerie

Comunicarea optică este un tip de comunicare în care fibra optica este utilizat în principal pentru a transporta semnalul luminos la capătul de la distanță în locul curentului electric. Elementele de bază ale acestui sistem includ în principal un modulator sau demodulator, un transmițător sau un receptor, un semnal luminos și un canal transparent. Sistemul de comunicații optice transmite datele optic folosind fibre optice. Deci, acest proces poate fi realizat prin simpla schimbare a semnalelor electronice în impulsuri de lumină folosind surse de lumină laser sau LED. În comparație cu transmisia electrică, fibrele optice au înlocuit în mare parte comunicațiile cu fir de cupru în cadrul rețelelor de bază, datorită numeroaselor beneficii, cum ar fi lățimea de bandă mare, intervalul de transmisie este uriaș, pierderi foarte mici și nicio interferență electromagnetică. Acest articol enumeră teme de seminar sisteme de comunicații optice pentru studenții la inginerie.

Subiecte seminarii sisteme de comunicații optice

Lista de optice Sistem de comunicatii subiectele seminarului pentru studenții la inginerie sunt discutate mai jos.

Coerență a tomografiei optice

Tomografia cu coerență optică este un test imagistic neinvaziv care utilizează semnale luminoase pentru a captura imagini laterale ale retinei. Prin utilizarea acestui OCT, un oftalmolog poate observa straturi distinctive ale retinei, astfel încât să le poată mapa și măsura lățimea pentru diagnostic. Bolile retinei includ în principal degenerescența maculară legată de vârstă și boala oculară diabetică. OCT este frecvent utilizat pentru a estima tulburările nervului optic.

Tomografia cu coerență optică depinde în principal de undele luminoase și nu poate fi utilizată în condiții care interferează cu trecerea luminii prin ochi. OCT este foarte util în diagnosticarea diferitelor afecțiuni ale ochiului, cum ar fi gaura maculară, edemul macular, încrețirea maculară, glaucomul, tracțiunea vitroasă, retinopatia diabetică, retinopatia seroasă centrală etc.

Comutarea în rafală optică

Optical Burst Switching sau OBS este o tehnologie de rețea optică utilizată pentru a îmbunătăți utilizarea resurselor rețelei optice în comparație cu OCS sau comutarea circuitelor optice. Acest tip de comutare este implementat prin WDM (Wavelength Division Multiplexing) și o tehnologie de transmisie a datelor în care transmite date printr-o fibră optică prin stabilirea a numeroase canale în care fiecare canal corespunde unei anumite lungimi de undă luminii. OBS este aplicabil în cadrul rețelelor de bază. Această tehnică de comutare combină în principal avantajele comutării circuitelor optice și comutării optice de pachete evitând în același timp defecțiunile lor specifice.

Comunicare cu lumină vizibilă

Comunicarea cu lumină vizibilă (VLC) este o tehnică de comunicare ori de câte ori lumina vizibilă cu o anumită gamă de frecvență este utilizată ca mediu de comunicare. Deci, gama de frecvență a luminii vizibile variază de la 400 la 800 THz. Această comunicare funcționează sub teoria transmiterii datelor prin intermediul razelor de lumină pentru a transmite și a primi mesaje la o distanță specificată. Caracteristicile comunicării cu lumină vizibilă includ în principal limitarea semnalului, non-linea de vedere și securitatea în situații periculoase.

Comunicare optică în spațiu liber

Comunicația optică în spațiu liber este o tehnologie de comunicație optică care utilizează propagarea luminii în spațiul liber pentru a transmite date fără fir pentru rețele de computere sau telecomunicații. Această tehnologie de comunicare este foarte utilă oriunde conexiunile fizice nu sunt practice din cauza costurilor ridicate. Comunicația optică în spațiu liber utilizează fascicule de lumină invizibile pentru a oferi conexiuni fără fir de mare viteză care pot transmite și primi video, voce etc.

Tehnologia FSO folosește lumină similară transmisiilor optice cu cablul de fibră optică, dar principala diferență este mediul. Aici, lumina călătorește mai repede prin aer decât prin sticlă, astfel încât este corect să clasificați tehnologia FSO ca comunicațiile optice la viteza luminii.

Rețea optică 3D pe cip

Rețeaua optică pe cip oferă lățime de bandă mare și latență scăzută, cu disipare semnificativă a puterii mai reduse. O rețea optică 3D pe cip este dezvoltată în principal cu arhitectură de router optic, ca unitatea de bază. Acest router folosește complet proprietățile de rutare a ordinii dimensiunilor în cadrul rețelelor de plasă 3D și scade numărul de microrezonatoare necesare pentru rețeaua optică pe cipuri.

Am evaluat proprietatea de pierdere a routerului cu alte patru scheme. Deci, rezultatele vor arăta că routerul primește pierderea scăzută pentru cea mai mare cale din rețea cu o dimensiune similară. Rețeaua optică 3D de pe cip este comparată cu omologul său 2D în trei aspecte, cum ar fi latența, energia și debitul. Comparația utilizării energiei prin electronice și omologii 2D demonstrează că ONoC 3D poate economisi aproximativ 79,9% energie în comparație cu cel electronic și 24,3% energie în comparație cu ONoC 2D care include toate 512 nuclee IP. Simularea performanței rețelei ONoC cu plasă 3D poate fi realizată prin OPNET în diferite configurații. Deci rezultatele vor arăta performanța îmbunătățită peste ONoC 2D.

Fibre optice microstructurate

Fibrele optice cu microstructură sunt noi tipuri de fibre optice care au structură internă, precum și proprietăți de ghidare a luminii care sunt semnificativ diferite în comparație cu fibrele optice convenționale. Fibrele optice microstructurate sunt în mod normal fibre optice de silice în care găurile de aer sunt instalate în zona de placare și se extind pe calea axială a fibrei. Aceste fibre sunt disponibile în diferite dimensiuni, forme și distribuții ale orificiilor de aer. Interesul recent pentru aceste fibre a fost generat prin potențiale aplicații în comunicațiile optice; detecție pe bază de fibre optice, metrologie de frecvență și tomografie cu coerență optică.

Comunicație optică fără fir subacvatică

Comunicația optică fără fir subacvatică (UWOC) este transmisia de date prin canale fără fir folosind unde optice ca mediu de transmisie sub apă. Această comunicare optică are o frecvență de comunicare mai mare și rate de date mult mai mari la niveluri de latență mai mici în comparație cu RF, precum și cu omologii acustici. Datorită acestui transfer de date cu beneficii de mare viteză, acest tip de comunicare a fost extrem de atractiv. În sistemele UWOC, au fost propuse diverse aplicații pentru a proteja mediul, alerte de urgență, operațiuni militare, explorare subacvatică, etc. Dar, canalele subacvatice experimentează, de asemenea, absorbție și dispersie severe.

CDMA optic

Accesul multiplu cu diviziune de cod optic combină lățimea de bandă mare a mediului de fibră prin flexibilitatea CDMA metodă de a obține conectivitate de mare viteză. OCDMA este o rețea fără fir multi-utilizator care include un transmițător și un receptor. În această rețea, un cod OOC sau optic ortogonal este alocat fiecărui transmițător și receptor pentru conectarea la utilizatorul OOC echivalent și după sincronizarea între doi utilizatori OOC echivalenti, aceștia pot transmite sau primi datele unul de la celălalt. Principalul avantaj al OCDMA este că gestionează o lățime de bandă finită între un număr mare de utilizatori. Funcționează asincron fără coliziuni de pachete.

Sistem EDFA cu WDM

Multiplexare prin diviziune în lungime de undă este o tehnologie prin care diferite canale optice pot fi transmise simultan la diferite lungimi de undă printr-o anumită fibră optică. Rețeaua optică cu WDM este utilizată pe scară largă în infrastructurile de telecomunicații actuale. Deci joacă un rol semnificativ în rețelele de generație viitoare. Tehnicile de multiplexare cu divizare a lungimii de undă îmbinate cu EDFA îmbunătățesc capacitatea de transmisie a undelor luminoase, ceea ce oferă o capacitate mare și îmbunătățește flexibilitatea tehnologiei rețelelor optice. Deci, într-un sistem de comunicații optice, EDFA joacă un rol semnificativ.

Sisteme de multiplexare cu diviziune spațială

Diviziune spațială multiplexare/diviziune spațială multiplexarea este prescurtat ca SDM sau SM sau SMX. Acesta este un sistem de multiplexare în diferite tehnologii de comunicație, cum ar fi comunicația prin fibră optică și ÎN CIUDA comunicație fără fir care este utilizată pentru transmiterea de canale independente împărțite în spațiu.

Multiplexarea prin diviziune spațială pentru comunicațiile cu fibră optică este foarte utilă pentru a depăși limita de capacitate a WDM. Această tehnică de multiplexare crește eficiența spectrală pentru fiecare fibră prin multiplexarea semnalelor în moduri LP ortogonale în cadrul FMG (fibre cu puține moduri și fibre cu mai multe nuclee. În acest sistem de multiplexare, modul MUX (multiplexor)/DEMUX (demultiplexor) este un element primar. componentă, deoarece pur și simplu egalizează pierderea dependentă de mod, compensează întârzierile modului diferențial și este folosit pentru a construi transceiver.

SONET

SONET înseamnă Synchronous Optical Network este un protocol de comunicație, dezvoltat de Bellcore. SONET este utilizat în principal pentru transmiterea unei cantități uriașe de date peste distanțe relativ mari printr-o fibră optică. Prin utilizarea SONET, diferite fluxuri de date digitale sunt transmise simultan prin fibra optică. SONET cuprinde în principal patru straturi funcționale; strat de cale, linie, secțiune și strat fotonic.

Stratul de cale este responsabil în principal pentru mișcarea semnalului de la sursa sa optică la destinație. Stratul de linie este responsabil pentru mișcarea semnalului de-a lungul unei linii fizice. Stratul de secțiune este responsabil pentru mișcarea semnalului pe o secțiune fizică, iar stratul fotonic comunică cu stratul fizic în modelul OSI. Avantajele SONET sunt; ratele de date sunt mari, lățimea de bandă este mare, interferența electromagnetică scăzută și transmisia de date la distanțe mari.

Tehnologia Fotonică

Ramura opticii este cunoscută sub numele de fotonică, care implică aplicarea ghidării, generării, amplificării, detectării și manipulării luminii sub formă de fotoni prin transmisie, emisie, procesare a semnalului, modulare, comutare, detectare și amplificare. Câteva exemple de fotonică sunt fibrele optice, laserele, camerele și ecranele telefoanelor, ecranele computerelor, pensetele optice, iluminatul din mașini, televizoarele etc.

Fotonica joacă un rol semnificativ în diferite domenii, de la iluminat și afișaje până la sectorul de producție, comunicații optice de date până la imagistică, îngrijire a sănătății, științe ale vieții, securitate etc. Fotonica oferă soluții noi și unice oriunde tehnologiile convenționale se apropie în prezent de limitele lor. de precizie, viteză și capacitate.

Rețeaua de rutare a lungimii de undă

Rețeaua de rutare a lungimii de undă este o rețea optică scalabilă care permite reprocesarea lungimilor de undă în diferite elemente ale rețelelor optice transparente pentru a cuceri unele dintre limitele unui număr limitat de lungimi de undă existente. Rețeaua de rutare a lungimii de undă poate fi construită utilizând diverse legături WDM conectându-le la un nod printr-un subsistem de comutare. Folosind astfel de noduri interconectate prin fibre, pot fi dezvoltate diferite rețele cu topologii mari și complexe. Aceste rețele oferă capacități mari prin benzi optice transparente care nu au conversie optică în electronică.

Sistem adaptiv de urmărire a privirii ochilor

Dispozitivul care este folosit pentru a urmări privirea prin analizarea mișcărilor ochiului este cunoscut sub numele de urmăritor de privire. Sistemul de urmărire a privirii ochilor este utilizat pentru a estima și pentru a urmări linia vizuală 3D a persoanei și, de asemenea, locul în care se uită o persoană. Acest sistem funcționează pur și simplu prin transmiterea luminii IR din apropiere, iar lumina este reflectată în ochi. Așadar, aceste reflexii sunt recepționate de camerele eye tracker-ului, astfel încât sistemul de eye tracker va ști unde căutați. Acest sistem este foarte util în observarea și măsurarea mișcărilor ochiului, punctul de privire, dilatarea pupilei și clipirea ochilor pentru a observa.

Modularea intensității în comunicarea optică

Modulația de intensitate în comunicarea optică este un tip de modulație în care puterea optică o/p a unei surse este modificată în conformitate cu unele caracteristici ale semnalului de modulare, cum ar fi semnalul purtător de informații sau semnalul în bandă de bază. În acest tip de modulație, nu există benzi laterale superioare inferioare și discrete. Dar, o sursă optică de ieșire are o lățime spectrală. Anvelopa semnalului optic modulat este un analog al semnalului modulator, prin aceea că puterea anvelopă instantă este un analog al caracteristicii de interes din semnalul modulator.

Comunicare optică fără fir

Comunicarea optică fără fir este un tip de comunicare optică în care se utilizează lumina infraroșu, vizibilă neghidată sau ultravioletă pentru a transporta un semnal. În general, este utilizat în comunicarea pe distanță scurtă. Când un sistem optic de comunicații fără fir funcționează în intervalul de bandă vizibilă de la 390 la 750 nm, este cunoscut sub numele de comunicare cu lumină vizibilă. Aceste sisteme sunt utilizate într-o gamă largă de aplicații precum WLAN-uri, WPAN-uri și rețele de vehicule. Alternativ, sistemele terestre punct-la-punct OWC numite sisteme optice de spațiu liber care funcționează la frecvențe apropiate de infraroșu, cum ar fi 750 până la 1600 nm.

MIMO vizual

Sistemul de comunicații optice, cum ar fi Visual MIMO, este derivat din MIMO, oriunde a fost adoptat modelul cu mai multe transmițătoare și receptoare multiple pentru lumina din spectrul vizibil și nevizibil. Deci, în Visual MIMO, un afișaj vizual electronic sau LED servește ca transmițător, în timp ce o cameră servește drept receptor.

Multiplexare cu diviziune densă a lungimii de undă

Pentru a îmbunătăți lățimea de bandă a rețelei de fibră este utilizată o tehnologie de multiplexare a fibrei optice, cum ar fi multiplexarea cu diviziune în lungime de undă densă (DWDM). Acesta îmbină semnalele de date din diverse surse deasupra unei singure perechi de cabluri de fibră optică, menținând în același timp separarea totală a fluxurilor de date. DWDM gestionează protocoale cu viteză mai mare, egală cu 100 Gbps pentru fiecare canal. Fiecare canal este la o distanță de 0,8 nm. Această multiplexare funcționează pur și simplu la fel ca CWDM, dar pe lângă îmbunătățirea capacității canalului, poate fi și amplificată la distanțe foarte mari.

Comutarea optică a pachetelor

Comutarea optică a pachetelor permite pur și simplu transferul de semnale de pachete în domeniul optic pe baza pachetului cu pachet. Toate pachetele optice de intrare din routerele electronice normale sunt schimbate în semnale electrice stocate ulterior într-o memorie. Acest tip de comutare oferă transparență a datelor și capacitate mare. Dar, după atât de multe cercetări, acest tip de tehnologie nu a fost încă folosit în produsele reale din cauza lipsei de memorii optice rapide și profunde și a nivelului slab de integrare.

Mai multe subiecte de seminar privind sistemele de comunicații optice

Lista subiectelor seminarului privind sistemele de comunicații optice este listată mai jos.

• Soluții de rețea optică bazate pe context de înaltă densitate.
• Experimentare și aplicații pe bază de Ethernet optică.
• Plasarea funcției C – RAN și fiabilitate în N/W optice.
• Controlul rețelelor optice 5G prin SDN.
• Metode optice de rețea pentru aplicații bazate pe timp sensibile.
• Implementarea și virtualizarea rețelelor Cloud RAN.
• Reconfigurarea rețelei optice WDM cu suport pentru 5G
• Transmisii MIMO. Sisteme electronice și optice adaptive mai rapide.
• Integrarea rețelei optice cu rețeaua de acces radio.
• Securitatea rețelei și selectarea căii optime.
• Rezoluție de tranziție în mod inteligent și disputa.
• Virtualizare bazată pe mai mulți chiriași și tăiere a rețelei optice.
• Conexiune intra sau inter centru de date în Edge Computing.
• Comunicare conștientă de energie în cadrul rețelei optice.
• Design și optimizare îmbunătățite pentru rețea optică.
• Manipularea circuitelor integrate fotonice în cadrul rețelelor optice.
• Aplicații de comunicații optice bazate pe VLC îmbunătățit.
• Orchestrarea și controlul rețelei optice bazate pe SDN-NFV.
• Interoperabilitate și experimente pe teren în cadrul rețelelor optice.
• Proiectări de noduri optice pentru sisteme de linii optice deschise.
• Analiza datelor și practici AI de comunicare optică.
• Utilizarea industriilor verticale moderne în cadrul comunicațiilor optice.
• Alocarea spectrului și rutare în cadrul rețelelor Flex-grid sau optice statice.
• Accesibilitate, flexibilitate, securitate și supraviețuire în cadrul rețelei optice.
• Comunicare optică asistată de NFC pentru lățime de bandă mare și întârziere redusă.
• Proiectare arhitectură de rețea optică multidimensională.
• Comunicare cu fibră optică scalabilă.
• Evitarea coliziunii pentru UAV-uri cu mai multe rotoare în medii urbane pe baza fluxului optic.
• Simularea sistemului CDMA bazată pe coduri optice ortogonale.
• Sistem de comunicații optice SDM bazat pe analiza numerică a momentului unghiular orbital.
• Aplicații cu rază scurtă sau medie cu surse optice.

Astfel, aceasta este o listă de sisteme de comunicații optice subiecte de seminar pentru studenții la inginerie. Lista de mai sus a subiectelor de seminar privind sistemele de comunicații optice este foarte utilă în selectarea subiectului seminarului tehnic despre comunicarea optică. Sistemele de comunicații optice sunt folosite pentru a transmite date optic folosind fibre. Deci, acest lucru se poate face prin simpla schimbare a semnalelor electronice în impulsuri de lumină folosind surse de lumină precum diode emițătoare de lumină sau lasere. Iată o întrebare pentru tine, ce este fibra optică?