Témata semináře o optických komunikačních systémech pro studenty inženýrství

Optická komunikace je jedním z typů komunikace optické vlákno se používá hlavně pro přenos světelného signálu na vzdálený konec místo elektrického proudu. Mezi základní stavební kameny tohoto systému patří především modulátor nebo demodulátor, vysílač nebo přijímač, světelný signál a transparentní kanál. Optický komunikační systém přenáší data opticky pomocí optických vláken. Tento proces lze tedy provést jednoduchou změnou elektronických signálů na světelné impulsy pomocí laserových nebo LED světelných zdrojů. Ve srovnání s elektrickým přenosem, optická vlákna většinou nahradila komunikaci s měděným drátem v jádrových sítích kvůli mnoha výhodám, jako je vysoká šířka pásma, přenosový rozsah je obrovský, velmi nízké ztráty a žádné elektromagnetické rušení. Tento článek uvádí Témata seminářů optické komunikační systémy pro studenty inženýrství.

Témata seminářů Optické komunikační systémy

Seznam optických komunikační systém témata seminářů pro studenty inženýrství jsou diskutována níže.

Optická koherenční tomografie

Optická koherentní tomografie je neinvazivní zobrazovací test, který využívá světelné signály k zachycení bočních snímků vaší sítnice. Pomocí tohoto OCT může oftalmolog zaznamenat výrazné vrstvy sítnice, aby mohl zmapovat a změřit jejich šířku pro diagnostiku. Mezi onemocnění sítnice patří především věkem podmíněná makulární degenerace a diabetické oční onemocnění. OCT se často používá k odhadu poruch zrakového nervu.

Optická koherentní tomografie závisí především na světelných vlnách a nelze ji využít za podmínek, které interferují se světlem procházejícím okem. OCT je velmi užitečné při diagnostice různých očních stavů, jako je makulární díra, makulární edém, makulární vráska, glaukom, sklivcová trakce, diabetická retinopatie, centrální serózní retinopatie atd.

Optické přepínání burstů

Optical Burst Switching neboli OBS je technologie optické sítě používaná ke zvýšení využití zdrojů optické sítě ve srovnání s OCS nebo přepínáním optických obvodů. Tento druh přepínání je implementován prostřednictvím WDM (Wavelength Division Multiplexing) a technologie přenosu dat, kde se data přenášejí přes optické vlákno vytvořením mnoha kanálů, kde každý kanál odpovídá určité vlnové délce světla. OBS je použitelný v hlavních sítích. Tato technika přepínání kombinuje především výhody přepínání optických obvodů a přepínání optických paketů, přičemž se vyhýbá jejich konkrétním chybám.

Komunikace viditelným světlem

Komunikace pomocí viditelného světla (VLC) je komunikační technika všude tam, kde se jako komunikační médium používá viditelné světlo s určitým rozsahem frekvence. Frekvenční rozsah viditelného světla se tedy pohybuje v rozmezí 400 – 800 THz. Tato komunikace funguje na základě teorie přenosu dat pomocí světelných paprsků pro přenos a příjem zpráv na určitou vzdálenost. Mezi vlastnosti komunikace ve viditelném světle patří především omezení signálu, neviditelnost a bezpečnost v nebezpečných situacích.

Optická komunikace ve volném prostoru

Optická komunikace ve volném prostoru je optická komunikační technologie, která využívá světlo šířící se volným prostorem k bezdrátovému přenosu dat pro počítačové sítě nebo telekomunikace. Tato komunikační technologie je velmi užitečná všude tam, kde fyzické spojení není praktické kvůli vysokým nákladům. Optická komunikace ve volném prostoru využívá neviditelné světelné paprsky k poskytování vysokorychlostního bezdrátového připojení, které může přenášet a přijímat video, hlas atd.

Technologie FSO využívá světlo podobné optickým přenosům s optickým kabelem, ale hlavním rozdílem je médium. Světlo se zde šíří rychleji vzduchem ve srovnání se sklem, proto je spravedlivé kategorizovat technologii FSO, jako je optická komunikace rychlostí světla.

3D optická síť na čipu

Optická síť na čipu poskytuje vysokou šířku pásma a nízkou latenci s výrazně nižší ztrátou energie. 3D optická síť na čipu je vyvíjena hlavně s architekturou optického routeru jako základní jednotka. Tento router plně využívá vlastnosti směrování pořadí rozměrů v rámci 3D mesh sítí a snižuje počet mikrorezonátorů nezbytných pro optickou síť na čipech.

Hodnotili jsme ztrátovou vlastnost routeru se čtyřmi dalšími schématy. Výsledky tedy ukážou, že router má nízkou ztrátu pro nejvyšší cestu v rámci sítě s podobnou velikostí. 3D optická síť na čipu je srovnávána se svým 2D protějškem ve třech aspektech, jako je latence, energie a propustnost. Srovnání využití energie prostřednictvím elektronických a 2D protějšků dokazuje, že 3D ONoC může ušetřit asi 79,9 % energie ve srovnání s elektronickým a 24,3 % energie ve srovnání s 2D ONoC, který všechny zahrnuje 512 IP jader. Simulaci výkonu sítě 3D mesh ONoC lze provádět prostřednictvím OPNET v různých konfiguracích. Výsledky tedy ukáží zlepšený výkon nad 2D ONoC.

Mikrostrukturovaná optická vlákna

Mikrostrukturní optická vlákna jsou nové typy optických vláken, které mají vnitřní strukturu a také světlovodivé vlastnosti, které se výrazně liší od konvenčních optických vláken. Mikrostrukturovaná optická vlákna jsou normálně křemičitá optická vlákna, kde jsou vzduchové otvory vytvořeny v oblasti pláště a expandují v axiální dráze vlákna. Tato vlákna jsou k dispozici v různých velikostech, tvarech a distribucích vzduchových otvorů. Nedávný zájem o tato vlákna vyvolaly potenciální aplikace v rámci optických komunikací; snímání na bázi optických vláken, frekvenční metrologie a optická koherentní tomografie.

Podvodní bezdrátová optická komunikace

Podvodní bezdrátová optická komunikace (UWOC) je přenos dat bezdrátovými kanály pomocí optických vln jako přenosového média pod vodou. Tato optická komunikace má vyšší komunikační frekvenci a mnohem vyšší datové rychlosti při nižších úrovních latence ve srovnání s RF i akustickými protějšky. Díky tomuto přenosu dat s výhodou vysoké rychlosti je tento typ komunikace mimořádně atraktivní. V systémech UWOC byly navrženy různé aplikace pro ochranu životního prostředí, nouzové poplachy, vojenské operace, podvodní průzkum atd. Podvodní kanály však také zažívají silnou absorpci a rozptyl.

Optické CDMA

Vícenásobný přístup s optickým kódovým dělením kombinuje velkou šířku pásma optického média prostřednictvím flexibility CDMA způsob, jak dosáhnout vysokorychlostního připojení. OCDMA je bezdrátová síť pro více uživatelů, která zahrnuje vysílač a přijímač. V této síti je každému vysílači a přijímači přidělen OOC nebo optický ortogonální kód pro připojení k ekvivalentnímu OOC uživateli a po synchronizaci mezi dvěma ekvivalentními OOC uživateli mohou vzájemně vysílat nebo přijímat data. Hlavní výhodou OCDMA je, že zvládá omezenou šířku pásma mezi velkým počtem uživatelů. Funguje asynchronně bez kolizí paketů.

Systém EDFA s WDM

Vlnové multiplexování je technologie, jejímž prostřednictvím mohou být různé optické kanály současně přenášeny na různých vlnových délkách přes určité optické vlákno. Optická síť s WDM je široce používána v současných telekomunikačních infrastrukturách. Hraje tedy významnou roli v sítích budoucí generace. Techniky multiplexování s dělením vlnových délek spojené s EDFA zvyšují přenosovou kapacitu světelných vln, která poskytuje vysokou kapacitu a zvyšuje flexibilitu technologie optické sítě. Takže v optickém komunikačním systému hraje EDFA významnou roli.

Prostorové multiplexové systémy

Prostorové dělení multiplexování/prostorové dělení multiplexování je zkráceno jako SDM nebo SM nebo SMX. Jedná se o multiplexní systém v různých komunikačních technologiích, jako je komunikace z optických vláken a I PŘES bezdrátová komunikace, která se používá pro přenos nezávislých kanálů rozdělených v prostoru.

Prostorový multiplexování pro komunikaci optických vláken je velmi užitečné pro překonání kapacitního limitu WDM. Tato technika multiplexování zvyšuje spektrální účinnost pro každé vlákno multiplexováním signálů v ortogonálních režimech LP v rámci FMG (vlákna s několika režimy a vícejádrová vlákna. V tomto systému multiplexování je režim MUX (multiplexer)/DEMUX (demultiplexer) primární komponent, protože jednoduše vyrovnává ztráty závislé na režimu, kompenzuje zpoždění rozdílového režimu a používá se ke konstrukci transceiverů.

SONET

SONET znamená Synchronous Optical Network je komunikační protokol vyvinutý společností Bellcore. SONET se používá hlavně pro přenos velkého množství dat na relativně velké vzdálenosti přes optické vlákno. Při použití SONET jsou různé digitální datové toky přenášeny přes optické vlákno současně. SONET se skládá především ze čtyř funkčních vrstev; vrstva cesty, linie, řez a fotonická vrstva.

Vrstva cesty je zodpovědná hlavně za pohyb signálu z jeho optického zdroje na místo určení. Linková vrstva je zodpovědná za pohyb signálu po fyzické lince. Vrstva sekce je zodpovědná za pohyb signálu po fyzické sekci a fotonická vrstva komunikuje s fyzickou vrstvou v modelu OSI. Výhody SONET jsou; datové rychlosti jsou vysoké, šířka pásma je velká, elektromagnetické rušení nízké a přenos dat na velkou vzdálenost.

Technologie fotoniky

Odvětví optiky je známé jako fotonika, která zahrnuje aplikaci navádění, generování, zesilování detekce a manipulace se světlem ve fotonové formě prostřednictvím přenosu, emise, zpracování signálu, modulace, přepínání, snímání a zesílení. Několik příkladů fotoniky jsou optická vlákna, lasery, telefonní kamery a obrazovky, počítačové obrazovky, optické pinzety, osvětlení v autech, televizorech atd.

Fotonika hraje významnou roli v různých oblastech od osvětlení a displejů po výrobní sektor, optické datové komunikace po zobrazování, zdravotnictví, vědy o živé přírodě, bezpečnost atd. Fotonika poskytuje nová a jedinečná řešení všude tam, kde se v současnosti konvenční technologie blíží svým limitům. přesnost, rychlost a kapacita.

Síť pro směrování vlnových délek

Síť pro směrování vlnových délek je škálovatelná optická síť, která umožňuje přepracování vlnových délek v různých prvcích transparentních optických sítí k překonání některých omezení omezeného počtu existujících vlnových délek. Směrovací síť vlnových délek může být konstruována pomocí různých WDM spojení jejich připojením v uzlu přes přepínací subsystém. Pomocí takových uzlů propojených vlákny lze vyvinout různé sítě s velkými a komplexními topologiemi. Tyto sítě poskytují velké kapacity prostřednictvím transparentních optických pruhů, u kterých nedochází k optickému převodu na elektronický.

Adaptivní systém sledování očí

Zařízení, které se používá ke sledování pohledu pomocí analýzy pohybů oka, se nazývá tracker. Systém sledování očního pohledu se používá k odhadu a sledování 3D linie pohledu osoby a také toho, kam se osoba dívá. Tento systém funguje jednoduše tak, že vysílá blízké IR světlo a světlo se odráží ve vašich očích. Tyto odrazy jsou tedy přijímány kamerami eye trackeru, takže systém eye trackeru bude vědět, kam se díváte. Tento systém je velmi nápomocný při pozorování a také měření pohybů oka, bodu pohledu, rozšíření zornice a mrkání při pozorování.

Modulace intenzity v optické komunikaci

Modulace intenzity v optické komunikaci je typ modulace, kde se optický výkon o/p zdroje mění v souladu s některými charakteristikami modulačního signálu, jako je signál nesoucí informace nebo signál v základním pásmu. V tomto typu modulace neexistují žádná spodní a diskrétní horní postranní pásma. Ale výstup optického zdroje má spektrální šířku. Obálka modulovaného optického signálu je analogem modulačního signálu v tom, že okamžitý výkon obálky je analogem charakteristiky, která je předmětem zájmu v modulačním signálu.

Optická bezdrátová komunikace

Optická bezdrátová komunikace je typ optické komunikace, kde se pro přenos signálu využívá infračervené, neřízené viditelné nebo ultrafialové světlo. Obecně se používá v komunikaci na krátkou vzdálenost. Když optický bezdrátový komunikační systém pracuje v rozsahu viditelného pásma 390 až 750 nm, nazývá se to komunikace ve viditelném světle. Tyto systémy se používají v široké řadě aplikací, jako jsou WLAN, WPAN a automobilové sítě. Alternativně, pozemské dvoubodové OWC systémy nazývané optické systémy volného prostoru, které pracují na frekvencích blízkých infračervenému záření, jako je 750 až 1600 nm.

Vizuální MIMO

Optický komunikační systém, jako je Visual MIMO, je odvozen od MIMO všude tam, kde byl použit model s více vysílači a přijímači pro světlo ve viditelném a neviditelném spektru. Takže ve Visual MIMO, elektronický vizuální displej resp VEDENÝ slouží jako vysílač, zatímco kamera slouží jako přijímač.

Dense Wavelength Division Multiplexing

Technologie optického multiplexování, jako je DWDM (Dense wavelength-division multiplexing), se používá ke zvýšení šířky pásma optické sítě. Spojuje datové signály z různých zdrojů nad jediným párem optických kabelů při zachování úplného oddělení datových toků. DWDM zpracovává vysokorychlostní protokoly rovnající se 100 Gbps pro každý kanál. Každý kanál je od sebe jednoduše 0,8 nm. Toto multiplexování jednoduše funguje stejně jako CWDM, ale kromě zlepšení kapacity kanálu může být také zesíleno na velmi dlouhé vzdálenosti.

Optické přepínání paketů

Optické přepínání paketů jednoduše umožňuje přenos paketových signálů v rámci optické domény na základě paketu po paketu. Všechny vstupní optické pakety v rámci běžných elektronických směrovačů se mění na elektrické signály, které jsou následně uloženy v paměti. Tento typ přepínání nabízí transparentnost dat a velkou kapacitu. Po tolika výzkumu však tento druh technologie dosud nebyl použit ve skutečných produktech kvůli nedostatku rychlých, hlubokých optických pamětí a špatné úrovni integrace.

Některá další témata seminářů o optických komunikačních systémech

Seznam témat seminářů optických komunikačních systémů je uveden níže.

• Optická síťová řešení založená na kontextu s vysokou hustotou.
• Experimentování a aplikace na bázi optického Ethernetu.
• Umístění funkce C – RAN a spolehlivost v optických N/W.
• Ovládání 5G optických sítí přes SDN.
• Metody optické sítě pro časově citlivé aplikace.
• Nasazení a virtualizace cloudových sítí RAN.
• Rekonfigurace optické sítě WDM s podporou na 5G
• MIMO Transmissions. Rychlejší adaptivní optika a elektronické systémy.
• Integrace optické sítě s rádiovou přístupovou sítí.
• Zabezpečení sítě a výběr optimální cesty.
• Rozlišení přechodu do sporu a inteligentního režimu.
• Virtualizace a dělení optické sítě na bázi více nájemců.
• Intra nebo Inter Data Center připojení v rámci Edge Computing.
• Energy-Aware komunikace v rámci optické sítě.
• Vylepšený návrh a optimalizace optické sítě.
• Manipulace s fotonickými IC v optických sítích.
• Optické komunikační aplikace založené na vylepšeném VLC.
• Orchestration & Control optické sítě založené na SDN-NFV.
• Interoperabilita a experimenty v terénu v rámci optických sítí.
• Návrhy optického uzlu pro otevřené systémy optických linek.
• Data Analytics & AI praktiky optické komunikace.
• Využití moderních vertikálních odvětví v rámci optické komunikace.
• Alokace spektra a směrování v rámci Flex-grid nebo statických optických sítí.
• Dostupnost, flexibilita, bezpečnost a přežití v rámci optické sítě.
• Optická komunikace s podporou NFC pro vysokou šířku pásma a nízké zpoždění.
• Návrh architektury vícerozměrné optické sítě.
• Škálovatelná optická komunikace.
• Zamezení kolize pro vícerotorové UAV v městském prostředí na základě optického toku.
• Simulace systému CDMA založená na optických ortogonálních kódech.
• Optický komunikační systém SDM založený na numerické analýze orbitální úhlové hybnosti.
• Aplikace s krátkým nebo středním dosahem s optickými zdroji.

Jedná se tedy o seznam optické komunikační systémy témata seminářů pro studenty strojírenství. Výše uvedený seznam témat seminářů o optických komunikačních systémech je velmi užitečný při výběru jejich technického tématu semináře o optické komunikaci. Optické komunikační systémy se používají k přenosu dat opticky pomocí vláken. To lze provést jednoduše změnou elektronických signálů na světelné impulsy pomocí světelných zdrojů, jako jsou světelné diody nebo lasery. Zde je pro vás otázka, co je to optické vlákno?