Seminari de Sistemes de Comunicació Òptica Temes per a Estudiants d'Enginyeria

La comunicació òptica és un tipus de comunicació on fibra òptica s'utilitza principalment per portar el senyal de llum a l'extrem remot en lloc del corrent elèctric. Els blocs bàsics d'aquest sistema inclouen principalment un modulador o demodulador, un transmissor o un receptor, un senyal de llum i un canal transparent. El sistema de comunicació òptica transmet dades òpticament mitjançant fibres òptiques. Per tant, aquest procés es pot fer simplement canviant els senyals electrònics a polsos de llum mitjançant fonts de llum làser o LED. En comparació amb la transmissió elèctrica, les fibres òptiques han substituït principalment les comunicacions de fil de coure dins de les xarxes bàsiques a causa de molts avantatges, com ara un gran ample de banda, el rang de transmissió és enorme, pèrdues molt baixes i sense interferències electromagnètiques. Aquest article enumera Temes del seminari sobre sistemes de comunicació òptica per a estudiants d'enginyeria.

Temes Seminari Sistemes de Comunicació Òptica

La llista d'òptica sistema de comunicació Els temes del seminari per a estudiants d'enginyeria es discuteixen a continuació.

Tomografia de coherència òptica

La tomografia de coherència òptica és una prova d'imatge no invasiva que utilitza senyals de llum per capturar imatges laterals de la retina. Mitjançant l'ús d'aquesta OCT, un oftalmòleg pot notar capes distintives de la retina perquè pugui mapar i mesurar-ne l'amplada per al diagnòstic. Les malalties de la retina inclouen principalment la degeneració macular relacionada amb l'edat i la malaltia ocular diabètica. L'OCT s'utilitza sovint per estimar trastorns del nervi òptic.

La tomografia de coherència òptica depèn principalment de les ones de llum i no es pot utilitzar en condicions que interfereixin amb la llum que passa per l'ull. L'OCT és molt útil per diagnosticar diferents afeccions oculars com un forat macular, edema macular, pucker macular, glaucoma, tracció vítria, retinopatia diabètica, retinopatia serosa central, etc.

Commutat de ràfega òptica

Optical Burst Switching o OBS és una tecnologia de xarxa òptica que s'utilitza per millorar la utilització dels recursos de la xarxa òptica en comparació amb l'OCS o la commutació de circuits òptics. Aquest tipus de commutació s'implementa mitjançant WDM (Wavelength Division Multiplexing) i una tecnologia de transmissió de dades on transmet dades a través d'una fibra òptica mitjançant l'establiment de nombrosos canals on cada canal correspon a una determinada longitud d'ona de llum. OBS s'aplica a les xarxes bàsiques. Aquesta tècnica de commutació combina principalment els avantatges de la commutació de circuits òptics i la commutació de paquets òptics evitant els seus errors particulars.

Comunicació de llum visible

La comunicació de llum visible (VLC) és una tècnica de comunicació on s'utilitza llum visible amb un rang de freqüència particular com a mitjà de comunicació. Per tant, el rang de freqüència de la llum visible oscil·la entre 400 i 800 THz. Aquesta comunicació funciona sota la teoria de la transmissió de dades mitjançant raigs de llum per transmetre i rebre missatges dins d'una distància especificada. Les característiques de la comunicació de llum visible inclouen principalment el confinament del senyal, la no visió i la seguretat en situacions perilloses.

Comunicació òptica en espai lliure

La comunicació òptica d'espai lliure és una tecnologia de comunicació òptica que utilitza la llum que es propaga a l'espai lliure per transmetre dades sense fil per a xarxes d'ordinadors o telecomunicacions. Aquesta tecnologia de comunicació és molt útil sempre que les connexions físiques no siguin pràctiques a causa dels alts costos. La comunicació òptica d'espai lliure utilitza raigs de llum invisibles per proporcionar connexions sense fils d'alta velocitat que poden transmetre i rebre vídeo, veu, etc.

La tecnologia FSO utilitza llum similar a les transmissions òptiques amb el cable de fibra òptica, però la diferència principal és el mitjà. Aquí, la llum viatja més ràpidament per l'aire en comparació amb el vidre, per la qual cosa és just classificar la tecnologia FSO com les comunicacions òptiques a la velocitat de la llum.

Xarxa òptica en xip 3D

La xarxa òptica al xip ofereix un gran ample de banda i una baixa latència amb una menor dissipació d'energia significativament. Una xarxa òptica 3D al xip es desenvolupa principalment amb una arquitectura d'encaminador òptic com la unitat bàsica. Aquest encaminador utilitza completament les propietats d'encaminament de l'ordre de dimensions dins de les xarxes de malla 3D i disminueix el nombre de microresonadors necessaris per a la xarxa òptica als xips.

Hem avaluat la propietat de pèrdua de l'encaminador amb altres quatre esquemes. Per tant, els resultats mostraran que l'encaminador obté la pèrdua baixa per al camí més alt de la xarxa amb una mida similar. La xarxa òptica 3D del xip es compara amb la seva contrapart 2D en tres aspectes com la latència, l'energia i el rendiment. La comparació de la utilització d'energia mitjançant homòlegs electrònics i 2D demostra que l'ONoC 3D pot estalviar aproximadament un 79,9% d'energia en comparació amb l'electrònic i un 24,3% d'energia en comparació amb l'ONoC 2D, que inclou 512 nuclis IP. La simulació del rendiment de la xarxa ONoC de malla 3D es pot dur a terme mitjançant OPNET en diferents configuracions. Així, els resultats mostraran el rendiment millorat per sobre de l'ONoC 2D.

Fibres òptiques microestructurades

Les fibres òptiques de microestructura són nous tipus de fibres òptiques que tenen una estructura interna i propietats de guia de la llum que són molt diferents en comparació amb les fibres òptiques convencionals. Les fibres òptiques microestructurades són normalment fibres òptiques de sílice on els forats d'aire es configuren dins de la zona de revestiment i s'expandeixen en el camí axial de la fibra. Aquestes fibres estan disponibles en diferents mides, formes i distribucions de forats d'aire. L'interès recent per aquestes fibres s'ha generat a través d'aplicacions potencials dins de les comunicacions òptiques; detecció basada en fibra òptica, metrologia de freqüència i tomografia de coherència òptica.

Comunicació òptica sense fils submarina

La comunicació òptica sense fil submarina (UWOC) és la transmissió de dades amb canals sense fil utilitzant ones òptiques com a mitjà de transmissió sota l'aigua. Aquesta comunicació òptica té una freqüència de comunicació més alta i unes taxes de dades molt més altes amb menys nivells de latència en comparació amb RF i homòlegs acústics. A causa d'aquesta transferència de dades amb benefici d'alta velocitat, aquest tipus de comunicació ha estat molt atractiu. En els sistemes UWOC, s'han proposat diverses aplicacions per protegir el medi ambient, alertes d'emergència, operacions militars, exploració submarina, etc. Però, els canals submarins també experimenten una absorció i dispersió severa.

CDMA òptic

L'accés múltiple per divisió de codi òptic combina l'amplada de banda gran del mitjà de fibra a través de la flexibilitat de la CDMA mètode per aconseguir connectivitat d'alta velocitat. OCDMA és una xarxa sense fil multiusuari que inclou un transmissor i un receptor. En aquesta xarxa, s'assigna un codi OOC o òptic ortogonal a cada transmissor i receptor per connectar-se al seu usuari OOC equivalent i després de la sincronització entre dos usuaris OOC equivalents, poden transmetre o rebre les dades entre ells. El principal avantatge d'OCDMA és que gestiona un ample de banda finit entre un gran nombre d'usuaris. Funciona de manera asíncrona sense col·lisions de paquets.

Sistema EDFA amb WDM

Multiplexació per divisió de longitud d'ona és una tecnologia mitjançant la qual es poden transmetre simultàniament diversos canals òptics a diferents longituds d'ona a través d'una fibra òptica determinada. La xarxa òptica amb WDM s'utilitza àmpliament en les infraestructures de telecomunicacions actuals. Per tant, té un paper important en les xarxes de les generacions futures. Les tècniques de multiplexació de divisió de longitud d'ona combinades amb EDFA milloren la capacitat de transmissió d'ones de llum que proporciona una gran capacitat i millora la flexibilitat de la tecnologia de xarxa òptica. Així, en un sistema de comunicació òptica, EDFA té un paper important.

Sistemes de multiplexació de divisió espacial

Divisió espacial multiplexació/divisió espacial multiplexació s'abreuja com a SDM o SM o SMX. Aquest és un sistema de multiplexació en diferents tecnologies de comunicació com la comunicació de fibra òptica i MALGRAT comunicació sense fil que s'utilitza per transmetre canals independents dividits en l'espai.

La multiplexació de divisió espacial per a la comunicació de fibra òptica és molt útil per superar el límit de capacitat de WDM. Aquesta tècnica de multiplexació augmenta l'eficiència espectral per a cada fibra multiplexant els senyals en modes LP ortogonals dins de FMG (fibres de pocs modes i fibres de nuclis múltiples. En aquest sistema de multiplexació, el mode MUX (multiplexor)/DEMUX (demultiplexor) és un element principal. component, ja que simplement iguala la pèrdua depenent del mode, compensa els retards del mode diferencial i s'utilitza per construir transceptors.

SONET

SONET significa Synchronous Optical Network és un protocol de comunicació, desenvolupat per Bellcore. SONET s'utilitza principalment per transmetre una gran quantitat de dades per sobre de distàncies relativament grans a través d'una fibra òptica. Mitjançant l'ús de SONET, es transmeten diversos fluxos de dades digitals a través de la fibra òptica simultàniament. SONET consta principalment de quatre capes funcionals; capa de camí, línia, secció i capa fotònica.

La capa de camí és principalment responsable del moviment del senyal des de la seva font òptica fins a la seva destinació. La capa de línia és responsable del moviment del senyal a través d'una línia física. La capa de secció és responsable del moviment del senyal a través d'una secció física i la capa fotònica es comunica amb la capa física en el model OSI. Els avantatges de SONET són: les taxes de dades són altes, l'amplada de banda és gran, les interferències electromagnètiques baixes i la transmissió de dades a gran distància.

Tecnologia fotònica

La branca de l'òptica es coneix com a fotònica que implica l'aplicació de guiar, generar, amplificar, detectar i manipular la llum en forma de fotons mitjançant la transmissió, emissió, processament de senyal, modulació, commutació, detecció i amplificació. Alguns exemples de fotònica són fibres òptiques, làsers, càmeres i pantalles de telèfons, pantalles d'ordinador, pinces òptiques, il·luminació dins dels cotxes, televisors, etc.

La fotònica té un paper important en diferents camps, des de la il·luminació i les pantalles fins al sector de la fabricació, les comunicacions de dades òptiques fins a la imatge, l'assistència sanitària, les ciències de la vida, la seguretat, etc. La fotònica ofereix solucions noves i úniques allà on les tecnologies convencionals s'apropen als seus límits en l'actualitat. de precisió, velocitat i capacitat.

Xarxa d'encaminament de longitud d'ona

La xarxa d'encaminament de longituds d'ona és una xarxa òptica escalable que permet el reprocessament de longituds d'ona en diversos elements de xarxes òptiques transparents per conquerir alguns dels límits d'un nombre limitat de longituds d'ona existents. La xarxa d'encaminament de longitud d'ona es pot construir utilitzant diversos enllaços WDM connectant-los a un node mitjançant un subsistema de commutació. Utilitzant aquests nodes interconnectats mitjançant fibres, es poden desenvolupar diferents xarxes amb topologies grans i complexes. Aquestes xarxes proporcionen grans capacitats a través de carrils òptics transparents que no experimenten conversió òptica a electrònica.

Sistema de seguiment adaptatiu de la mirada dels ulls

El dispositiu que s'utilitza per fer un seguiment de la mirada mitjançant l'anàlisi dels moviments de l'ull es coneix com a rastrejador de la mirada. El sistema de seguiment de la mirada s'utilitza per estimar i fer un seguiment de la línia de visió 3D de la persona i també on mira una persona. Aquest sistema funciona simplement transmetent llum IR propera i la llum es reflecteix als teus ulls. Així, aquests reflexos són rebuts per les càmeres de l'eye tracker perquè el sistema eye tracker sàpiga on esteu mirant. Aquest sistema és molt útil per observar i també mesurar els moviments de l'ull, el punt de mira, la dilatació de la pupil·la i el parpelleig dels ulls per observar.

Modulació d'intensitat en comunicació òptica

La modulació d'intensitat en la comunicació òptica és un tipus de modulació on la potència òptica o/p d'una font es modifica d'acord amb algunes característiques del senyal de modulació com el senyal que porta informació o el senyal de banda base. En aquest tipus de modulació, no hi ha bandes laterals superiors inferiors i discretes. Però, una sortida de font òptica té una amplada espectral. L'embolcall del senyal òptic modulat és un anàleg del senyal modulador, ja que la potència de l'embolcall instantània és un anàleg de la característica d'interès dins del senyal modulador.

Comunicació sense fil òptica

La comunicació òptica sense fils és un tipus de comunicació òptica on s'utilitza llum infraroja, visible no guiada o ultraviolada per transmetre un senyal. Generalment, s'utilitza en comunicacions de curt abast. Quan un sistema de comunicació sense fil òptic funciona en el rang de banda visible de 390 a 750 nm, es coneix com a comunicació de llum visible. Aquests sistemes s'utilitzen en una àmplia gamma d'aplicacions com WLANS, WPAN i xarxes de vehicles. Alternativament, els sistemes terrestres punt a punt OWC anomenats sistemes òptics d'espai lliure que operen a freqüències d'infraroig proper com ara 750 a 1600 nm.

Visual MIMO

El sistema de comunicació òptica com Visual MIMO es deriva de MIMO, allà on s'ha adoptat el model de receptor múltiple de transmissors múltiples per a la llum dins de l'espectre visible i no visible. Així, a Visual MIMO, una pantalla visual electrònica o LED serveix com a transmissor mentre que una càmera serveix com a receptor.

Multiplexació densa per divisió de longitud d'ona

S'utilitza una tecnologia de multiplexació de fibra òptica com la multiplexació densa per divisió de longitud d'ona (DWDM) per millorar l'ample de banda de la xarxa de fibra. Combina senyals de dades de diverses fonts per sobre d'un sol parell de cables de fibra òptica mentre manté la separació total dels fluxos de dades. DWDM gestiona protocols de major velocitat iguals a 100 Gbps per a cada canal. Cada canal està simplement separat de 0,8 nm. Aquesta multiplexació simplement funciona igual que CWDM, però a més de la millora de la capacitat del canal, també es pot amplificar a distàncies molt llargues.

Commutació òptica de paquets

La commutació òptica de paquets permet simplement la transferència de senyals de paquet dins del domini òptic basant-se en paquet per paquet. Tots els paquets òptics d'entrada dels encaminadors electrònics normals es transformen en senyals elèctrics emmagatzemats posteriorment dins d'una memòria. Aquest tipus de commutació ofereix transparència de dades i gran capacitat. Però, després de tanta investigació, aquest tipus de tecnologia encara no s'ha utilitzat en productes reals a causa de la manca de memòries òptiques ràpides i profundes i el nivell d'integració deficient.

Alguns temes més del seminari de sistemes de comunicació òptica

A continuació es mostra la llista de temes del seminari sobre sistemes de comunicació òptica.

• Solucions de xarxa òptica basades en un context d'alta densitat.
• Experimentació i aplicacions basades en Ethernet òptica.
• Col·locació de funcions de C - RAN i fiabilitat en N/W òptics.
• Control de xarxes òptiques 5G mitjançant SDN.
• Mètodes de xarxa òptica per a aplicacions basades en el temps.
• Desplegament i virtualització de xarxes RAN al núvol.
• Reconfiguració de la xarxa òptica WDM amb suport a 5G
• Transmissions MIMO. Sistemes electrònics i òptics adaptatius més ràpids.
• Integració de la xarxa òptica amb la xarxa d'accés de ràdio.
• Seguretat de la xarxa i selecció del camí òptim.
• Contenció i resolució de transició en mode intel·ligent.
• Virtualització i tall de xarxa òptica basada en múltiples inquilins.
• Connexió intra o inter centre de dades dins de Edge Computing.
• Comunicació conscient de l'energia dins de la xarxa òptica.
• Disseny i optimització millorats de la xarxa òptica.
• Manipulació de circuits integrats fotònics dins de xarxes òptiques.
• Aplicacions de comunicació òptica basades en VLC millorat.
• Orquestració i control de la xarxa òptica basat en SDN-NFV.
• Interoperabilitat i experiments de camp en xarxes òptiques.
• Dissenys de node òptic per a sistemes de línia òptica oberta.
• Pràctiques d'anàlisi de dades i IA de comunicació òptica.
• Aprofitant les indústries verticals modernes dins de la comunicació òptica.
• Assignació d'espectre i encaminament dins de xarxes flexibles o òptiques estàtiques.
• Accessibilitat, flexibilitat, seguretat i supervivència a la xarxa òptica.
• Comunicació òptica assistida per NFC per a una amplada de banda alta i un retard baix.
• Disseny d'arquitectura de xarxa òptica multidimensional.
• Comunicació escalable de fibra òptica.
• Evitació de col·lisions per a UAV multirotor en entorns urbans basat en el flux òptic.
• Simulació del sistema CDMA basada en codis ortogonals òptics.
• Sistema de comunicacions òptic SDM basat en l'anàlisi numèrica del moment angular orbital.
• Aplicacions d'abast curt o mitjà amb fonts òptiques.

Per tant, aquesta és una llista de sistemes de comunicació òptica temes de seminari per a estudiants d'enginyeria. La llista anterior de temes del seminari sobre sistemes de comunicació òptica és molt útil per seleccionar el tema del seminari tècnic sobre comunicació òptica. Els sistemes de comunicació òptica s'utilitzen per transmetre dades òpticament mitjançant fibres. Per tant, això es pot fer simplement canviant els senyals electrònics a polsos de llum mitjançant fonts de llum com ara díodes emissors de llum o làsers. Aquí teniu una pregunta per a vosaltres, què és la fibra òptica?