Optiset viestintäjärjestelmät -seminaarin aiheet tekniikan opiskelijoille

Optinen viestintä on yksi viestintätyyppi optinen kuitu käytetään pääasiassa valosignaalin kuljettamiseen etäpäähän sähkövirran sijasta. Tämän järjestelmän perusrakennuspalikoita ovat pääasiassa modulaattori tai demodulaattori, lähetin tai vastaanotin, valosignaali ja läpinäkyvä kanava. Optinen viestintäjärjestelmä lähettää dataa optisesti käyttämällä optisia kuituja. Joten tämä prosessi voidaan tehdä yksinkertaisesti muuttamalla elektroniset signaalit valopulsseiksi käyttämällä laser- tai LED-valolähteitä. Sähköiseen siirtoon verrattuna optiset kuidut ovat enimmäkseen korvanneet kuparilankaviestinnän runkoverkoissa monien etujen vuoksi, kuten suuri kaistanleveys, siirtoalue on valtava, erittäin pieni häviö ja ei sähkömagneettisia häiriöitä. Tässä artikkelissa luetellaan optisten viestintäjärjestelmien seminaarin aiheita insinööriopiskelijoille.

Optiset viestintäjärjestelmät -seminaarin aiheet

Luettelo optisista viestintäjärjestelmä Insinööriopiskelijoiden seminaarin aiheita käsitellään alla.

Optinen koherenssitomografia

Optinen koherenssitomografia on ei-invasiivinen kuvantamistesti, joka käyttää valosignaaleja sivukuvan ottamiseksi verkkokalvostasi. Käyttämällä tätä OCT:tä silmälääkäri voi havaita verkkokalvon erottuvia kerroksia, jotta hän voi kartoittaa ja mitata niiden leveyden diagnoosia varten. Verkkokalvon sairauksia ovat pääasiassa ikään liittyvä silmänpohjan rappeuma ja diabeettinen silmäsairaus. OCT:tä käytetään usein arvioimaan näköhermon häiriöitä.

Optinen koherenssitomografia riippuu pääasiassa valoaalloista, eikä sitä voida hyödyntää olosuhteissa, jotka häiritsevät valon kulkemista silmän läpi. OCT on erittäin hyödyllinen erilaisten silmäsairauksien, kuten silmänpohjan reiän, silmänpohjan turvotuksen, silmänpohjan rypytyksen, glaukooman, lasiaisen vedon, diabeettisen retinopatian, sentraalisen seroosin retinopatian jne. diagnosoinnissa.

Optinen purskekytkentä

Optical Burst Switching eli OBS on optinen verkkotekniikka, jota käytetään parantamaan optisen verkon resurssien käyttöä verrattuna OCS:ään tai optiseen piirikytkentään. Tällainen kytkentä toteutetaan WDM:llä (Wavelength Division Multiplexing) ja tiedonsiirtotekniikalla, jossa se välittää dataa optisen kuidun kautta perustamalla useita kanavia, joissa jokainen kanava vastaa tiettyä valon aallonpituutta. OBS on sovellettavissa runkoverkoissa. Tämä kytkentätekniikka yhdistää pääasiassa optisten piirien kytkennän ja optisen pakettikytkennän edut välttäen samalla niiden erityiset viat.

Näkyvän valon viestintä

Visible Light Communication (VLC) on viestintätekniikka, jossa viestintävälineenä käytetään näkyvää valoa tietyllä taajuusalueella. Joten näkyvän valon taajuusalue vaihtelee 400 - 800 THz. Tämä viestintä toimii valonsäteiden avulla tapahtuvan tiedonsiirron teorian mukaisesti viestien lähettämiseksi ja vastaanottamiseksi tietyn etäisyyden sisällä. Näkyvän valon viestinnän ominaisuuksia ovat pääasiassa signaalin rajoittuminen, näköetäisyys ja turvallisuus vaaratilanteissa.

Vapaan tilan optinen viestintä

Vapaan tilan optinen viestintä on optinen viestintätekniikka, joka hyödyntää vapaassa tilassa etenevää valoa tiedon siirtämiseen langattomasti tietokoneverkkoja tai tietoliikennettä varten. Tämä viestintätekniikka on erittäin hyödyllinen silloin, kun fyysiset yhteydet eivät ole käytännöllisiä korkeiden kustannusten vuoksi. Vapaan tilan optinen viestintä käyttää näkymättömiä valonsäteitä tarjoamaan nopeita langattomia yhteyksiä, jotka voivat lähettää ja vastaanottaa videota, ääntä jne.

FSO-teknologia käyttää valoa, joka on samankaltainen kuin valokuitukaapelin optiset lähetykset, mutta tärkein ero on väliaine. Täällä valo kulkee ilmassa nopeammin kuin lasin läpi, joten on reilua luokitella FSO-tekniikka, kuten optinen viestintä valonnopeudella.

3D-optinen verkko sirulla

Optinen verkko sirulla tarjoaa suuren kaistanleveyden ja alhaisen latenssin pienemmällä tehohäviöllä merkittävästi. Sirulla oleva 3D-optinen verkko on kehitetty pääasiassa optisella reititinarkkitehtuurilla, kuten perusyksikkö. Tämä reititin käyttää täysin mittajärjestyksen reititysominaisuuksia 3D mesh -verkoissa ja vähentää mikroresonaattoreiden määrää, joita tarvitaan optiseen verkkoon siruilla.

Arvioimme reitittimen häviöominaisuuden neljällä muulla järjestelmällä. Tulokset osoittavat siis, että reititin saa pienen häviön verkon korkeimmalla polulla, jolla on samankokoinen. Sirulla olevaa 3D-optista verkkoa verrataan 2D-vastineeseensa kolmessa suhteessa, kuten latenssi, energia ja suorituskyky. Virrankäytön vertailu elektronisten ja 2D-vastineiden avulla osoittaa, että 3D ONoC voi säästää noin 79,9 % energiaa verrattuna elektroniseen ja 24,3 % energiaa verrattuna 2D ONoC:hen, joka kaikki sisältää 512 IP-ydintä. 3D mesh ONoC -verkon suoritussimulaatio voidaan suorittaa OPNETin kautta eri kokoonpanoissa. Joten tulokset osoittavat parantuneen suorituskyvyn 2D ONoC:n yläpuolella.

Mikrorakenteiset optiset kuidut

Mikrorakenne Optiset kuidut ovat uudentyyppisiä optisia kuituja, joiden sisäinen rakenne ja valoa johtavat ominaisuudet eroavat merkittävästi perinteisistä optisista kuiduista. Mikrorakenteiset optiset kuidut ovat tavallisesti piidioksidioptisia kuituja, joissa ilmareiät muodostetaan verhousalueelle ja laajenevat kuidun aksiaalisella reitillä. Näitä kuituja on saatavana erikokoisina, -muotoisina ja ilmareikäjakaumana. Viimeaikainen kiinnostus näitä kuituja kohtaan on herättänyt mahdollisia sovelluksia optisessa viestinnässä; optinen kuitupohjainen tunnistus, taajuusmetrologia ja optinen koherenssitomografia.

Vedenalainen langaton optinen tiedonsiirto

Vedenalainen langaton optinen viestintä (UWOC) on tiedonsiirtoa langattomilla kanavilla käyttämällä optisia aaltoja tiedonsiirtovälineenä veden alla. Tällä optisella tiedonsiirrolla on korkeampi tiedonsiirtotaajuus ja paljon suuremmat tiedonsiirtonopeudet pienemmillä latenssitasoilla verrattuna RF- ja akustisiin vastaaviin. Tämän nopean tiedonsiirron ansiosta tämäntyyppinen viestintä on ollut erittäin houkuttelevaa. UWOC-järjestelmissä on ehdotettu erilaisia ​​sovelluksia ympäristön suojelemiseen, hätävaroituksiin, sotilasoperaatioihin, vedenalaiseen etsintään jne. Mutta myös vedenalaiset kanavat kokevat voimakasta absorptiota ja leviämistä.

Optinen CDMA

Optinen koodijakoinen monikäyttö yhdistää kuitumedian suuren kaistanleveyden joustavuuden kautta. CDMA tapa saada nopea yhteys. OCDMA on langaton monen käyttäjän verkko, joka sisältää lähettimen ja vastaanottimen. Tässä verkossa jokaiselle lähettimelle ja vastaanottimelle on allokoitu OOC tai optinen ortogonaalinen koodi yhteyden muodostamiseksi vastaavaan OOC-käyttäjään ja kahden vastaavan OOC-käyttäjän välisen synkronoinnin jälkeen he voivat lähettää tai vastaanottaa dataa toisiltaan. OCDMA:n tärkein etu on, että se käsittelee rajallisen kaistanleveyden useiden käyttäjien välillä. Se toimii asynkronisesti ilman pakettien törmäyksiä.

EDFA-järjestelmä WDM:llä

Aallonpituusjakoinen multipleksointi on tekniikka, jonka avulla eri optisia kanavia voidaan lähettää samanaikaisesti eri aallonpituuksilla tietyn optisen kuidun yli. Optista verkkoa WDM:llä käytetään laajasti nykyisissä tietoliikenneinfrastruktuureissa. Sillä on siis merkittävä rooli tulevan sukupolven verkoissa. Aallonpituusjakoiset multipleksointitekniikat yhdistettynä EDFA:han parantavat valoaaltojen siirtokapasiteettia, mikä tarjoaa suuren kapasiteetin ja lisää optisen verkkoteknologian joustavuutta. Joten optisessa viestintäjärjestelmässä EDFA:lla on merkittävä rooli.

Spatial Division Multiplexing Systems

Tilajakoinen multipleksointi/avaruusjako multipleksointi on lyhenne SDM tai SM tai SMX. Tämä on multipleksointijärjestelmä erilaisissa viestintätekniikoissa, kuten kuituoptisessa viestinnässä ja HUOLIMATTA langaton viestintä, jota käytetään avaruuteen jaettujen itsenäisten kanavien lähettämiseen.

Spatial Division Multiplexing valokuituviestinnässä on erittäin hyödyllinen WDM:n kapasiteettirajan ylittämisessä. Tämä multipleksointitekniikka lisää kunkin kuidun spektritehokkuutta multipleksoimalla signaalit ortogonaalisissa LP-moodeissa FMG:ssä (vähän moodin kuidut ja moniytimiset kuidut. Tässä multipleksointijärjestelmässä moodi MUX (multiplekseri)/DEMUX (demultiplekseri) on ensisijainen komponentti, koska se yksinkertaisesti tasoittaa tilariippuvaisen häviön, kompensoi differentiaalisen tilan viiveet ja sitä käytetään lähetin-vastaanottimien rakentamiseen.

SONET

SONET tulee sanoista Synchronous Optical Network on Bellcoren kehittämä viestintäprotokolla. SONETia käytetään pääasiassa valtavan datamäärän siirtämiseen suhteellisen suurten etäisyyksien yläpuolella optisen kuidun kautta. SONETia käyttämällä optisen kuidun yli lähetetään samanaikaisesti useita digitaalisia tietovirtoja. SONET koostuu pääasiassa neljästä toiminnallisesta kerroksesta; polkukerros, viiva, leikkaus ja fotonikerros.

Polkukerros on pääasiassa vastuussa signaalin liikkeestä optisesta lähteestään määränpäähänsä. Viivakerros on vastuussa signaalin liikkeestä fyysisen linjan yli. Osakerros vastaa signaalin liikkeestä fyysisen osan poikki, ja fotonikerros kommunikoi fyysisen kerroksen kanssa OSI-mallissa. SONETin edut ovat; tiedonsiirtonopeudet ovat suuret, kaistanleveys suuri, sähkömagneettiset häiriöt ovat alhaisia ​​ja tiedonsiirto suurilla etäisyyksillä.

Fotoniikkatekniikka

Optiikan ala tunnetaan fotoniikkana, joka käsittää valon ohjaamisen, generoimisen, vahvistamisen, havaitsemisen ja manipuloinnin fotonimuodossa siirron, emission, signaalinkäsittelyn, moduloinnin, kytkennän, havainnoinnin ja vahvistuksen kautta. Muutamia esimerkkejä fotoniikasta ovat optiset kuidut, laserit, puhelimen kamerat ja näytöt, tietokonenäytöt, optiset pinsetit, valaistus autoissa, televisioissa jne.

Fotoniikalla on merkittävä rooli eri aloilla valaistuksesta ja näytöistä valmistussektoriin, optisesta tietoliikenteestä kuvantamiseen, terveydenhuoltoon, biotieteisiin, turvallisuuteen jne. Fotoniikka tarjoaa uusia ja ainutlaatuisia ratkaisuja siellä, missä perinteiset tekniikat lähestyvät tällä hetkellä rajojaan. tarkkuudesta, nopeudesta ja kapasiteetista.

Aallonpituusreititysverkko

Aallonpituusreititysverkko on skaalautuva optinen verkko, joka mahdollistaa aallonpituuksien uudelleenkäsittelyn läpinäkyvien optisten verkkojen eri elementeissä, jotta voidaan valloittaa joitain rajoitetun määrän olemassa olevia aallonpituuksia. Aallonpituusreititysverkko voidaan rakentaa käyttämällä erilaisia ​​WDM-linkkejä yhdistämällä ne solmussa kytkentäalijärjestelmän kautta. Käyttämällä tällaisia ​​kuitujen kautta kytkettyjä solmuja voidaan kehittää erilaisia ​​verkkoja, joilla on suuri ja monimutkainen topologia. Nämä verkot tarjoavat suuria kapasiteettia läpinäkyvien optisten kaistojen kautta, jotka eivät koe optista muuntamista elektroniseksi.

Mukautuva katseenseurantajärjestelmä

Laite, jota käytetään katseen seuraamiseen analysoimalla silmän liikkeitä, tunnetaan katseenseurantana. Katseutuksen seurantajärjestelmää käytetään arvioimaan ja seuraamaan henkilön 3D-näkölinjaa ja myös sitä, mihin henkilö katsoo. Tämä järjestelmä toimii yksinkertaisesti lähettämällä lähellä infrapunavaloa ja valo heijastuu silmiisi. Joten katseenseurantalaitteen kamerat vastaanottavat nämä heijastukset, jotta katseenseurantajärjestelmä tietää, mistä katsot. Tämä järjestelmä on erittäin hyödyllinen tarkkailemaan ja myös mittaamaan silmän liikkeitä, katsepistettä, pupillien laajenemista ja silmän räpyttelyä.

Intensiteettimodulaatio optisessa tiedonsiirrossa

Optisen viestinnän intensiteettimodulaatio on modulaation tyyppi, jossa lähteen optista tehoa o/p muutetaan joidenkin moduloivan signaalin ominaisuuksien, kuten informaatiota kantavan signaalin tai kantataajuisen signaalin, mukaisesti. Tämän tyyppisessä modulaatiossa ei ole alempaa ja erillistä yläsivukaistaa. Mutta optisen lähteen lähdöllä on spektrin leveys. Moduloidun optisen signaalin verhokäyrä on moduloivan signaalin analogi siinä mielessä, että välitön verhokäyräteho on moduloivan signaalin kiinnostavan ominaisuuden analogi.

Optinen langaton tiedonsiirto

Optinen langaton viestintä on optisen viestinnän tyyppi, jossa signaalin kuljettamiseen käytetään infrapuna-, ohjaamatonta näkyvää valoa tai ultraviolettivaloa. Yleensä sitä käytetään lyhyen kantaman viestinnässä. Kun optinen langaton viestintäjärjestelmä toimii 390-750 nm näkyvän kaistan alueella, sitä kutsutaan näkyvän valon viestintäksi. Näitä järjestelmiä käytetään monissa sovelluksissa, kuten WLANS-, WPAN- ja ajoneuvoverkoissa. Vaihtoehtoisesti maanpäälliset point-to-point OWC-järjestelmät, joita kutsutaan vapaan tilan optisiksi järjestelmiksi, jotka toimivat lähi-infrapunataajuuksilla, kuten 750-1600 nm.

Visuaalinen MIMO

Optinen viestintäjärjestelmä, kuten Visual MIMO, on johdettu MIMO:sta, missä usean lähettimen usean vastaanottimen malli on otettu käyttöön näkyvän ja ei-näkyvän spektrin valolle. Joten Visual MIMOssa, elektroninen visuaalinen näyttö tai LED toimii lähettimenä, kun taas kamera toimii vastaanottimena.

Tiheä aallonpituusjakomultipleksointi

Valokuitumultipleksointitekniikkaa, kuten Dense wavelength-division multipleksointia (DWDM), käytetään parantamaan kuituverkon kaistanleveyttä. Se yhdistää datasignaalit eri lähteistä yhden valokuitukaapeliparin yläpuolelle säilyttäen samalla tietovirtojen täydellisen eron. DWDM käsittelee nopeampia protokollia, jotka vastaavat 100 Gbps jokaista kanavaa kohti. Jokainen kanava on vain 0,8 nm:n etäisyydellä toisistaan. Tämä multipleksointi toimii yksinkertaisesti samalla tavalla kuin CWDM, mutta kanavakapasiteetin parantamisen lisäksi sitä voidaan vahvistaa myös erittäin pitkille etäisyyksille.

Optinen pakettikytkentä

Optinen pakettikytkentä mahdollistaa yksinkertaisesti pakettisignaalien siirron optisella alueella pakettikohtaisesti. Kaikki normaalien elektronisten reitittimien optiset tulopaketit muutetaan sähköisiksi signaaleiksi, jotka tallennetaan myöhemmin muistiin. Tämäntyyppinen vaihto tarjoaa tiedon läpinäkyvyyttä ja suuren kapasiteetin. Mutta niin monen tutkimuksen jälkeen tällaista tekniikkaa ei ole vielä käytetty todellisissa tuotteissa nopeiden, syvien optisten muistien puutteen ja heikon integrointitason vuoksi.

Muita optisten viestintäjärjestelmien seminaarin aiheita

Luettelo optisten viestintäjärjestelmien seminaarin aiheista on lueteltu alla.

• High-Density Contextiin perustuvat optiset verkkoratkaisut.
• Optinen Ethernet-pohjainen kokeilu ja sovellukset.
• Toiminto C:n sijoittelu – RAN ja luotettavuus optisissa N/W:issä.
• Optisten 5G-verkkojen ohjaus SDN:n kautta.
• Optiset verkkomenetelmät aikaherkkiin sovelluksiin.
• Cloud RAN -verkkojen käyttöönotto ja virtualisointi.
• WDM-optisen verkon uudelleenmääritys 5G-tuella
• MIMO Transmissions. Faster Adaptive Optics & Electronics Systems.
• Optisen verkon integrointi radioliityntäverkkoon.
• Verkkosuojaus ja optimaalisen polun valitseminen.
• Kilpailun ja Smart Moden siirtymäresoluutio.
• Optisen verkon useaan vuokraajaan perustuva virtualisointi ja viipalointi.
• Intra tai Inter Data Center -yhteys Edge Computingissa.
• Energiatietoinen viestintä optisessa verkossa.
• Optisen verkon parannettu suunnittelu ja optimointi.
• Fotonisten mikropiirien käsittely optisissa verkoissa.
• Parannettuun VLC:hen perustuvat optiset viestintäsovellukset.
• SDN-NFV:hen perustuva optisen verkon orkestrointi ja ohjaus.
• Yhteentoimivuus ja kenttäkokeet optisessa verkossa.
• Optisen solmun mallit avoimille optisille linjajärjestelmille.
• Tietojen analysointi ja optisen viestinnän tekoälykäytännöt.
• Nykyaikaisten vertikaalisten teollisuudenalojen hyödyntäminen optisessa viestinnässä.
• Taajuuksien jakaminen ja reititys Flex-gridissä tai staattisissa optisissa verkoissa.
• Helppokäyttöisyys, joustavuus, turvallisuus ja selviävyys optisessa verkossa.
• NFC:n avustama optinen tiedonsiirto suuren kaistanleveyden ja alhaisen viiveen saavuttamiseksi.
• Moniulotteisen optisen verkkoarkkitehtuurin suunnittelu.
• Skaalautuva kuituoptinen tiedonsiirto.
• Monen roottorin UAV:iden törmäysten välttäminen kaupunkiympäristöissä optisen virtauksen perusteella.
• CDMA-järjestelmän simulointi, joka perustuu optisiin ortogonaalisiin koodeihin.
• Optinen SDM-viestintäjärjestelmä, joka perustuu orbitaalisen kulmamomentin numeeriseen analyysiin.
• Lyhyen tai keskipitkän kantaman sovellukset optisilla lähteillä.

Tämä on siis luettelo optiset viestintäjärjestelmät seminaarien aiheita insinööriopiskelijoille. Yllä oleva luettelo optisten viestintäjärjestelmien seminaarin aiheista on erittäin hyödyllinen valittaessa teknistä seminaarin aihetta optisesta viestinnästä. Optisia viestintäjärjestelmiä käytetään tiedon siirtämiseen optisesti kuitujen avulla. Joten tämä voidaan tehdä yksinkertaisesti muuttamalla elektroniset signaalit valopulsseiksi käyttämällä valonlähteitä, kuten valodiodeja tai lasereita. Tässä on sinulle kysymys, mikä on optinen kuitu?