Optisko sakaru sistēmu semināra tēmas inženierzinātņu studentiem

Optiskā komunikācija ir viens no komunikācijas veidiem, kur optiskā šķiedra galvenokārt izmanto gaismas signāla pārnešanai uz attālo galu elektriskās strāvas vietā. Šīs sistēmas pamatelementi galvenokārt ietver modulatoru vai demodulatoru, raidītāju vai uztvērēju, gaismas signālu un caurspīdīgu kanālu. Optiskā sakaru sistēma pārraida datus optiski, izmantojot optiskās šķiedras. Tātad šo procesu var veikt, vienkārši mainot elektroniskos signālus uz gaismas impulsiem, izmantojot lāzera vai LED gaismas avotus. Salīdzinot ar elektrisko pārraidi, optiskās šķiedras lielākoties ir aizstājušas vara vadu sakarus pamattīklos, pateicoties daudzām priekšrocībām, piemēram, lielam joslas platumam, lielam pārraides diapazonam, ļoti zemam zudumam un bez elektromagnētiskiem traucējumiem. Šajā rakstā ir uzskaitīti optisko sakaru sistēmu semināru tēmas inženierzinātņu studentiem.

Optisko sakaru sistēmu semināra tēmas

Optisko ierīču saraksts sakaru sistēma semināru tēmas inženierzinātņu studentiem ir aplūkotas turpmāk.

Optiskās koherences tomogrāfija

Optiskā koherences tomogrāfija ir neinvazīvs attēlveidošanas tests, kas izmanto gaismas signālus, lai uzņemtu tīklenes attēlus no sāniem. Izmantojot šo AZT, oftalmologs var pamanīt atšķirīgus tīklenes slāņus, lai varētu kartēt un izmērīt to platumu diagnostikai. Tīklenes slimības galvenokārt ietver ar vecumu saistītu makulas deģenerāciju un diabētisku acu slimību. OCT bieži izmanto, lai novērtētu redzes nerva traucējumus.

Optiskās koherences tomogrāfija galvenokārt ir atkarīga no gaismas viļņiem, un to nevar izmantot apstākļos, kas traucē gaismai iziet cauri acij. AZT ir ļoti noderīga, lai diagnosticētu dažādus acu stāvokļus, piemēram, makulas caurumu, makulas tūsku, makulas saraušanos, glaukomu, stiklveida ķermeņa vilkšanu, diabētisko retinopātiju, centrālo serozo retinopātiju utt.

Optiskā sērijveida pārslēgšana

Optiskā sērijveida komutācija jeb OBS ir optiskā tīkla tehnoloģija, ko izmanto, lai uzlabotu optiskā tīkla resursu izmantošanu salīdzinājumā ar OCS vai optiskās ķēdes komutāciju. Šāda veida pārslēgšana tiek īstenota, izmantojot WDM (Wavelength Division Multiplexing) un datu pārraides tehnoloģiju, kurā tā pārraida datus caur optisko šķiedru, izveidojot daudzus kanālus, kuros katrs kanāls atbilst noteiktam gaismas viļņa garumam. OBS ir piemērojams pamattīklos. Šī komutācijas tehnika galvenokārt apvieno optiskās ķēdes pārslēgšanas un optisko pakešu komutācijas priekšrocības, vienlaikus izvairoties no to īpašajiem defektiem.

Redzamās gaismas komunikācija

Redzamās gaismas komunikācija (VLC) ir saziņas tehnika, kurā kā saziņas līdzeklis tiek izmantota redzamā gaisma ar noteiktu frekvenču diapazonu. Tātad redzamās gaismas frekvenču diapazons svārstās no 400 līdz 800 THz. Šī komunikācija darbojas saskaņā ar teoriju par datu pārraidi, izmantojot gaismas starus, lai pārraidītu un saņemtu ziņojumus noteiktā attālumā. Redzamās gaismas komunikācijas raksturlielumi galvenokārt ietver signāla norobežošanu, neredzamību un drošību bīstamās situācijās.

Brīvās telpas optiskā komunikācija

Brīvās telpas optiskā saziņa ir optisko sakaru tehnoloģija, kas izmanto brīvā telpā izplatošo gaismu, lai bezvadu režīmā pārraidītu datus datortīkliem vai telekomunikācijām. Šī sakaru tehnoloģija ir ļoti noderīga visur, kur fiziski savienojumi nav praktiski augsto izmaksu dēļ. Brīvās vietas optiskā komunikācija izmanto neredzamus gaismas starus, lai nodrošinātu ātrdarbīgus bezvadu savienojumus, kas var pārraidīt un saņemt video, balsi utt.

FSO tehnoloģija izmanto gaismu, kas ir līdzīga optiskajai pārraidei ar optisko šķiedru kabeli, taču galvenā atšķirība ir vide. Šeit gaisma pa gaisu pārvietojas ātrāk nekā caur stiklu, tāpēc ir godīgi klasificēt FSO tehnoloģijas, piemēram, optiskos sakarus gaismas ātrumā.

3D optiskais tīkls mikroshēmā

Optiskais tīkls mikroshēmā nodrošina lielu joslas platumu un zemu latentumu ar ievērojami mazāku jaudas izkliedi. 3D optiskais tīkls mikroshēmā galvenokārt ir izstrādāts ar optiskā maršrutētāja arhitektūru, piemēram, pamata bloku. Šis maršrutētājs pilnībā izmanto izmēru secības maršrutēšanas īpašības 3D tīkla tīklos un samazina mikrorezonatoru skaitu, kas nepieciešami optiskajam tīklam mikroshēmās.

Mēs novērtējām maršrutētāja zuduma īpašumu ar četrām citām shēmām. Tātad rezultāti parādīs, ka maršrutētājs saņem zemus zaudējumus augstākajam ceļam tīklā ar līdzīgu izmēru. Mikroshēmas 3D optiskais tīkls tiek salīdzināts ar tā 2D ekvivalentu trīs aspektos, piemēram, latentuma, enerģijas un caurlaidspējas ziņā. Jaudas izmantošanas salīdzinājums, izmantojot elektroniskos un 2D līdziniekus, pierāda, ka 3D ONoC var ietaupīt aptuveni 79,9% enerģijas salīdzinājumā ar elektronisko un 24,3% enerģijas salīdzinājumā ar 2D ONoC, kurā ir 512 IP kodoli. 3D tīkla ONoC tīkla veiktspējas simulāciju var veikt, izmantojot OPNET dažādās konfigurācijās. Tātad rezultāti parādīs uzlabotu veiktspēju virs 2D ONoC.

Mikrostrukturētas optiskās šķiedras

Mikrostruktūra Optiskās šķiedras ir jauni optisko šķiedru veidi, kuriem ir iekšējā struktūra, kā arī gaismas vadīšanas īpašības, kas būtiski atšķiras no parastajām optiskajām šķiedrām. Mikrostrukturētas optiskās šķiedras parasti ir silīcija dioksīda optiskās šķiedras, kurās gaisa caurumi ir izveidoti apšuvuma zonā un izplešas šķiedras aksiālajā ceļā. Šīs šķiedras ir pieejamas dažādos izmēros, formās un gaisa caurumu sadalījumos. Nesenā interese par šīm šķiedrām ir radusies, izmantojot iespējamos pielietojumus optisko sakaru jomā; uz optisko šķiedru balstīta sensora, frekvenču metroloģija un optiskās koherences tomogrāfija.

Zemūdens bezvadu optiskā komunikācija

Zemūdens bezvadu optiskā komunikācija (UWOC) ir datu pārraide ar bezvadu kanāliem, izmantojot optiskos viļņus kā pārraides līdzekli zem ūdens. Šai optiskajai saziņai ir augstāka sakaru frekvence un daudz lielāks datu pārraides ātrums ar mazāku latentuma līmeni, salīdzinot ar RF, kā arī akustiskajiem līdziniekiem. Pateicoties šai datu pārsūtīšanai ar ātrgaitas priekšrocībām, šāda veida saziņa ir bijusi ārkārtīgi pievilcīga. UWOC sistēmās ir piedāvātas dažādas lietojumprogrammas, lai aizsargātu vidi, brīdinājumus par ārkārtas situācijām, militārām operācijām, zemūdens izpēti utt. Taču arī zemūdens kanāliem ir liela absorbcija un izkliede.

Optiskais CDMA

Optiskā kodu dalīšanas daudzkārtēja piekļuve apvieno šķiedru datu nesēja lielo joslas platumu, izmantojot CDMA metode ātrdarbīga savienojuma nodrošināšanai. OCDMA ir bezvadu vairāku lietotāju tīkls, kas ietver raidītāju un uztvērēju. Šajā tīklā katram raidītājam un uztvērējam tiek piešķirts OOC jeb optiskais ortogonālais kods, lai izveidotu savienojumu ar līdzvērtīgu OOC lietotāju, un pēc sinhronizācijas starp diviem līdzvērtīgiem OOC lietotājiem tie var pārsūtīt vai saņemt datus viens no otra. Galvenā OCDMA priekšrocība ir tā, ka tā apstrādā ierobežotu joslas platumu starp lielu skaitu lietotāju. Tas darbojas asinhroni bez pakešu sadursmēm.

EDFA sistēma ar WDM

Viļņa garuma dalīšanas multipleksēšana ir tehnoloģija, ar kuras palīdzību pa noteiktu optisko šķiedru var vienlaicīgi pārraidīt dažādus optiskos kanālus dažādos viļņu garumos. Optiskais tīkls ar WDM tiek plaši izmantots pašreizējās telekomunikāciju infrastruktūrās. Tāpēc tam ir nozīmīga loma nākamās paaudzes tīklos. Viļņu garuma dalīšanas multipleksēšanas metodes, kas apvienotas ar EDFA, uzlabo gaismas viļņu pārraides jaudu, kas nodrošina lielu jaudu un uzlabo optiskā tīkla tehnoloģiju elastību. Tātad optiskajā sakaru sistēmā EDFA ir nozīmīga loma.

Telpiskās dalīšanas multipleksēšanas sistēmas

Telpiskā dalījuma multipleksēšana/telpiskā dalīšana multipleksēšana ir saīsināts kā SDM vai SM vai SMX. Šī ir multipleksēšanas sistēma dažādās sakaru tehnoloģijās, piemēram, optisko šķiedru komunikācijā un NEskatoties bezvadu sakari, ko izmanto neatkarīgu kanālu pārraidīšanai, kas sadalīti telpā.

Telpiskā dalījuma multipleksēšana optisko šķiedru sakariem ir ļoti noderīga, lai pārvarētu WDM jaudas ierobežojumu. Šis multipleksēšanas paņēmiens palielina katras šķiedras spektrālo efektivitāti, multipleksējot signālus ortogonālos LP režīmos FMG (dažu režīmu šķiedras un daudzkodolu šķiedras. Šajā multipleksēšanas sistēmā režīms MUX (multiplekseris)/DEMUX (demultiplekseris) ir primārais. komponents, jo tas vienkārši izlīdzina no režīma atkarīgos zaudējumus, kompensē diferenciālo režīmu aizkavi un tiek izmantots raiduztvērēju veidošanai.

SONET

SONET apzīmē Synchronous Optical Network ir sakaru protokols, ko izstrādājis Bellcore. SONET galvenokārt tiek izmantots, lai caur optisko šķiedru pārsūtītu milzīgu datu apjomu no salīdzinoši lieliem attālumiem. Izmantojot SONET, pa optisko šķiedru vienlaikus tiek pārraidītas dažādas digitālās datu plūsmas. SONET galvenokārt sastāv no četriem funkcionālajiem slāņiem; ceļa slānis, līnija, sadaļa un fotoniskais slānis.

Ceļa slānis galvenokārt ir atbildīgs par signāla kustību no tā optiskā avota uz galamērķi. Līnijas slānis ir atbildīgs par signāla kustību pa fizisko līniju. Sekcijas slānis ir atbildīgs par signāla kustību fiziskajā sadaļā, un fotoniskais slānis sazinās ar fizisko slāni OSI modelī. SONET priekšrocības ir: datu pārraides ātrums ir liels, joslas platums ir liels, elektromagnētiskie traucējumi ir zemi un datu pārraide lielā attālumā.

Fotonikas tehnoloģija

Optikas nozare ir pazīstama kā fotonika, kas ietver gaismas vadīšanu, ģenerēšanu, pastiprināšanu, uztveršanu un manipulēšanu fotonu formā, izmantojot pārraidi, emisiju, signālu apstrādi, modulāciju, komutāciju, sensoru un pastiprināšanu. Daži fotonikas piemēri ir optiskās šķiedras, lāzeri, tālruņu kameras un ekrāni, datoru ekrāni, optiskās pincetes, apgaismojums automašīnās, televizoros utt.

Fotonikai ir nozīmīga loma dažādās jomās, sākot no apgaismojuma un displejiem līdz ražošanas nozarei, optiskajiem datu sakariem līdz attēlveidošanai, veselības aprūpei, dzīvības zinātnēm, drošībai utt. Fotonika nodrošina jaunus un unikālus risinājumus visur, kur tradicionālās tehnoloģijas šobrīd tuvojas savām robežām. precizitāte, ātrums un ietilpība.

Viļņa garuma maršrutēšanas tīkls

Viļņa garuma maršrutēšanas tīkls ir mērogojams optiskais tīkls, kas ļauj pārstrādāt viļņu garumus dažādos caurspīdīgo optisko tīklu elementos, lai pārvarētu dažas no ierobežota skaita esošo viļņu garumu robežām. Viļņa garuma maršrutēšanas tīklu var izveidot, izmantojot dažādas WDM saites, savienojot tās mezglā, izmantojot komutācijas apakšsistēmu. Izmantojot šādus mezglus, kas savienoti ar šķiedrām, var izveidot dažādus tīklus ar lielām un sarežģītām topoloģijām. Šie tīkli nodrošina lielas ietilpības, izmantojot caurspīdīgas optiskās joslas, kuras nepārveido no optiskās uz elektronisko.

Adaptīvā acu skatiena izsekošanas sistēma

Ierīce, ko izmanto, lai izsekotu skatienu, analizējot acs kustības, ir pazīstama kā skatiena izsekotājs. Acu skatiena izsekošanas sistēma tiek izmantota, lai novērtētu, kā arī izsekotu personas 3D redzes līniju, kā arī to, kur cilvēks skatās. Šī sistēma darbojas, vienkārši pārraidot tuvu infrasarkano gaismu, un gaisma tiek atspoguļota jūsu acīs. Tātad šos atspulgus uztver acu izsekotāja kameras, lai acu izsekošanas sistēma zinātu, kur jūs skatāties. Šī sistēma ir ļoti noderīga, lai novērotu un arī mērītu acs kustības, skatiena punktu, zīlītes paplašināšanos un acu mirkšķināšanu.

Intensitātes modulācija optiskajā komunikācijā

Intensitātes modulācija optiskajā komunikācijā ir modulācijas veids, kurā avota optiskā jauda o/p tiek mainīta atbilstoši dažiem modulējošā signāla raksturlielumiem, piemēram, informāciju nesošajam signālam vai pamatjoslas signālam. Šāda veida modulācijā nav apakšējo un diskrētu augšējo sānjoslu. Taču optiskā avota izvadei ir spektrālais platums. Modulētā optiskā signāla aploksne ir modulējošā signāla analogs, jo tūlītējā apvalka jauda ir interesējošās īpašības analogs modulējošā signāla ietvaros.

Optiskie bezvadu sakari

Optiskā bezvadu saziņa ir optiskās komunikācijas veids, kurā signāla pārnēsāšanai tiek izmantota infrasarkanā, nevadāmā redzamā vai ultravioletā gaisma. Parasti to izmanto neliela attāluma saziņā. Ja optiskā bezvadu sakaru sistēma darbojas redzamās joslas diapazonā no 390 līdz 750 nm, to sauc par redzamās gaismas saziņu. Šīs sistēmas tiek izmantotas plašā lietojumprogrammu klāstā, piemēram, WLAN, WPAN un transportlīdzekļu tīklos. Alternatīvi, zemes no punkta līdz punktam OWC sistēmas, ko sauc par brīvās telpas optiskajām sistēmām, kas darbojas tuvās infrasarkanās frekvencēs, piemēram, no 750 līdz 1600 nm.

Vizuālā MIMO

Optiskā sakaru sistēma, piemēram, Visual MIMO, ir atvasināta no MIMO, kur vairāku raidītāju vairāku uztvērēju modelis ir pieņemts gaismai redzamajā un neredzamajā spektrā. Tātad Visual MIMO, elektroniskā vizuālā displeja vai LED kalpo kā raidītājs, savukārt kamera kalpo kā uztvērējs.

Blīvā viļņu garuma dalīšanas multipleksēšana

Optisko šķiedru multipleksēšanas tehnoloģija, piemēram, blīvā viļņa garuma dalīšanas multipleksēšana (DWDM), tiek izmantota, lai palielinātu šķiedru tīkla joslas platumu. Tas apvieno datu signālus no dažādiem avotiem virs viena optiskās šķiedras kabeļu pāra, vienlaikus saglabājot datu plūsmu pilnīgu atdalīšanu. DWDM apstrādā lielāka ātruma protokolus, kas vienādi ar 100 Gbps katram kanālam. Katrs kanāls atrodas tikai 0,8 nm attālumā viens no otra. Šī multipleksēšana vienkārši darbojas tāpat kā CWDM, bet papildus kanāla jaudas uzlabošanai to var arī pastiprināt līdz ļoti lieliem attālumiem.

Optiskā pakešu pārslēgšana

Optiskā pakešu komutācija vienkārši ļauj pārsūtīt pakešu signālus optiskajā domēnā, pamatojoties uz pakešu pa paketi. Visas ieejas optiskās paketes parastos elektroniskajos maršrutētājos tiek pārveidotas par elektriskiem signāliem, kas tiek saglabāti atmiņā. Šāda veida pārslēgšana nodrošina datu caurspīdīgumu un lielu ietilpību. Taču pēc tik ilgiem pētījumiem šāda veida tehnoloģija vēl nav izmantota faktiskajos produktos, jo trūkst ātru, dziļu optisko atmiņu un sliktā integrācijas līmeņa.

Vēl dažas optisko sakaru sistēmu semināra tēmas

Optisko sakaru sistēmu semināru tēmu saraksts ir norādīts zemāk.

• Optiskā tīkla risinājumi, kuru pamatā ir augsta blīvuma konteksts.
• Optiskā Ethernet eksperimentēšana un lietojumprogrammas.
• Funkcija C — RAN izvietojums un uzticamība optiskajos N/W.
• 5G optisko tīklu kontrole, izmantojot SDN.
• Optiskā tīkla metodes lietojumprogrammām, kuru pamatā ir laiks.
• Mākoņa RAN tīklu izvietošana un virtualizācija.
• WDM optiskā tīkla ar atbalstu 5G pārkonfigurēšana
• MIMO Transmissions. Faster Adaptive Optics & Electronics Systems.
• Optiskā tīkla integrācija ar radiopiekļuves tīklu.
• Tīkla drošība un optimālā ceļa izvēle.
• Sacensību un viedā režīma pārejas izšķirtspēja.
• Uz vairākiem nomniekiem balstīta optiskā tīkla virtualizācija un sadalīšana.
• Iekšējais vai starpdatu centra savienojums Edge Computing.
• Energoefektīva komunikācija optiskajā tīklā.
• Optiskā tīkla uzlabots dizains un optimizācija.
• Fotonisko IC manipulācijas optiskajos tīklos.
• Optiskās komunikācijas lietojumprogrammas, kuru pamatā ir uzlabota VLC.
• Optiskā tīkla orķestrēšana un vadība, pamatojoties uz SDN-NFV.
• Sadarbspēja un lauka eksperimenti optiskajā tīklā.
• Optiskā mezgla konstrukcijas atvērtām optisko līniju sistēmām.
• Datu analīze un optiskās komunikācijas AI prakse.
• Moderno vertikālo nozaru izmantošana optiskajā komunikācijā.
• Spektra piešķiršana un maršrutēšana Flex-grid vai statiskajos optiskajos tīklos.
• Pieejamība, elastība, drošība un izdzīvošana optiskajā tīklā.
• Optiskā komunikācija ar NFC palīdzību lielam joslas platumam un zemai aizkavei.
• Daudzdimensiju optiskā tīkla arhitektūras dizains.
• Mērogojama optisko šķiedru komunikācija.
• Vairāku rotoru bezpilota lidaparātu sadursmes novēršana pilsētvidē, pamatojoties uz optisko plūsmu.
• CDMA sistēmas simulācija, kuras pamatā ir optiskie ortogonālie kodi.
• Optiskā SDM sakaru sistēma, kuras pamatā ir orbitālā leņķiskā momenta skaitliskā analīze.
• Īsa vai vidēja diapazona lietojumprogrammas ar optiskajiem avotiem.

Tādējādi šis ir saraksts ar optiskās sakaru sistēmas semināru tēmas inženierzinātņu studentiem. Iepriekš minētais optisko sakaru sistēmu semināru tēmu saraksts ir ļoti noderīgs, izvēloties tehniskā semināra tēmu par optisko komunikāciju. Optiskās sakaru sistēmas izmanto, lai pārraidītu datus optiski, izmantojot šķiedras. Tātad to var izdarīt, vienkārši mainot elektroniskos signālus uz gaismas impulsiem, izmantojot gaismas avotus, piemēram, gaismas diodes vai lāzerus. Šeit ir jautājums jums, kas ir optiskā šķiedra?