Optiliste sidesüsteemide seminari teemad tehnikaüliõpilastele

Proovige Meie Instrumenti Probleemide Kõrvaldamiseks





Optiline side on üks suhtluse tüüp, kus optiline kiud kasutatakse peamiselt valgussignaali edastamiseks elektrivoolu asemel kaugemasse otsa. Selle süsteemi peamised ehitusplokid hõlmavad peamiselt modulaatorit või demodulaatorit, saatjat või vastuvõtjat, valgussignaali ja läbipaistvat kanalit. Optiline sidesüsteem edastab andmeid optiliselt optiliste kiudude abil. Nii et seda protsessi saab teha lihtsalt elektrooniliste signaalide muutmisega valgusimpulssideks, kasutades laser- või LED-valgusallikaid. Võrreldes elektriülekandega on optilised kiud põhivõrkudes enamasti asendanud vasktraatside tänu paljudele eelistele, nagu suur ribalaius, edastusulatus on tohutu, kadu väga väike ja elektromagnetiliste häirete puudumine. Selles artiklis on loetletud optiliste sidesüsteemide seminari teemadel inseneritudengite jaoks.


Optiliste sidesüsteemide seminari teemad

Optika loend sidesüsteem inseneritudengite seminari teemasid käsitletakse allpool.



  Optiliste sidesüsteemide seminari teemad
Optiliste sidesüsteemide seminari teemad

Optiline koherentstomograafia

Optiline koherentstomograafia on mitteinvasiivne pilditest, mis kasutab valgussignaale teie võrkkesta külgvaatepiltide jäädvustamiseks. Seda ÜMT-d kasutades saab silmaarst märgata võrkkesta eristatavaid kihte, et saaks diagnoosimiseks kaardistada ja mõõta nende laiust. Võrkkesta haigused hõlmavad peamiselt vanusega seotud kollatähni degeneratsiooni ja diabeetilist silmahaigust. OCT-d kasutatakse sageli nägemisnärvi häirete hindamiseks.

Optiline koherentstomograafia sõltub peamiselt valguslainetest ja seda ei saa kasutada tingimustes, mis segavad valguse läbimist läbi silma. ÜMT on väga abiks erinevate silmahaiguste, nagu maakula auk, kollatähni turse, kollatähni turse, glaukoom, klaaskeha tõmme, diabeetiline retinopaatia, tsentraalne seroosne retinopaatia jne, diagnoosimisel.



  Optiline koherentstomograafia
Optiline koherentstomograafia

Optiline sarivõtte lülitamine

Optiline sarivõte ehk OBS on optilise võrgu tehnoloogia, mida kasutatakse optilise võrgu ressursside kasutamise parandamiseks võrreldes OCS-i või optilise ahela vahetamisega. Seda tüüpi ümberlülitamist rakendatakse WDM-i (Wavelength Division Multiplexing) ja andmeedastustehnoloogia kaudu, kus see edastab andmeid läbi optilise kiu, luues arvukalt kanaleid, kus iga kanal vastab teatud valguse lainepikkusele. OBS on rakendatav põhivõrkudes. See lülitustehnika ühendab peamiselt optilise ahela vahetamise ja optilise pakettkommutatsiooni eelised, vältides samal ajal nende konkreetseid vigu.

  Optiline sarivõtte lülitamine
Optiline sarivõtte lülitamine

Nähtava valguse kommunikatsioon

Nähtava valguse kommunikatsioon (VLC) on kommunikatsioonitehnika, kus sidevahendina kasutatakse nähtavat valgust kindla sagedusvahemikuga. Seega jääb nähtava valguse sagedusvahemik 400–800 THz. See side toimib valguskiirte abil andmete edastamise teooria alusel, et edastada ja vastu võtta sõnumeid kindlaksmääratud kaugusel. Nähtava valguse kommunikatsiooni omadused hõlmavad peamiselt signaali piiramist, vaatevälja puudumist ja turvalisust ohtlikes olukordades.

  PCBWay   Nähtava valguse kommunikatsioon
Nähtava valguse kommunikatsioon

Vaba ruumi optiline side

Vaba ruumi optiline side on optiline sidetehnoloogia, mis kasutab vabas ruumis levivat valgust andmete juhtmevabaks edastamiseks arvutivõrkude või telekommunikatsiooni jaoks. See sidetehnoloogia on väga kasulik kõikjal, kus füüsilised ühendused ei ole suurte kulude tõttu otstarbekad. Vaba ruumi optiline side kasutab nähtamatuid valgusvihku, et pakkuda kiiret traadita ühendust, mis suudab edastada ja vastu võtta videot, häält jne.

FSO tehnoloogia kasutab valgust, mis sarnaneb fiiberoptilise kaabli optilise ülekandega, kuid peamine erinevus on meedium. Siin liigub valgus õhus kiiremini kui läbi klaasi, seega on õiglane liigitada FSO-tehnoloogia, näiteks valguskiirusel optiline side.

  Vaba ruumi optiline side
Vaba ruumi optiline side

3D-optiline võrk kiibil

Kiibil olev optiline võrk tagab suure ribalaiuse ja madala latentsusaja ning oluliselt väiksema võimsuse hajumise. Kiibil olev 3D-optiline võrk on peamiselt välja töötatud optilise ruuteri arhitektuuriga nagu põhiseade. See ruuter kasutab täielikult 3D-võrkudes mõõtmete järjestuse marsruutimise omadusi ja vähendab kiipide optilise võrgu jaoks vajalike mikroresonaatorite arvu.

Hindasime ruuteri kadumise omadust nelja teise skeemi abil. Seega näitavad tulemused, et ruuteril on sama suurusega võrgu kõrgeima tee puhul väike kadu. Kiibil olevat 3D-optilist võrku võrreldakse selle 2D-võrguga kolmes aspektis, nagu latentsus, energia ja läbilaskevõime. Elektrooniliste ja 2D analoogide võimsuse kasutamise võrdlus tõestab, et 3D ONoC võib säästa umbes 79,9% energiat võrreldes elektroonilisega ja 24,3% energiat võrreldes 2D ONoC-ga, mis kõik sisaldab 512 IP-tuuma. 3D võrgusilma ONoC võrgu jõudluse simulatsiooni saab OPNETi kaudu läbi viia erinevates konfiguratsioonides. Seega näitavad tulemused paremat jõudlust üle 2D ONoC.

  3D-optiline võrk kiibil
3D-optiline võrk kiibil

Mikrostruktureeritud optilised kiud

Mikrostruktuur Optilised kiud on uut tüüpi optilised kiud, millel on nii sisemine struktuur kui ka valgust juhtivad omadused, mis erinevad oluliselt tavapärastest optilistest kiududest. Mikrostruktureeritud optilised kiud on tavaliselt ränidioksiidist valmistatud optilised kiud, mille kattealasse on loodud õhuavad ja need laienevad kiu aksiaalsuunas. Need kiud on saadaval erineva suuruse, kuju ja õhuavade jaotustega. Hiljutine huvi nende kiudude vastu on tekitatud potentsiaalsete rakenduste kaudu optilises sides; kiudoptiline andur, sagedusmetroloogia ja optiline koherentstomograafia.

  Mikrostruktureeritud optilised kiud
Mikrostruktureeritud optilised kiud

Veealune traadita optiline side

Veealune traadita optiline side (UWOC) on andmete edastamine traadita kanalitega, kasutades vee all edastusmeediumina optilisi laineid. Sellel optilisel sidel on kõrgem sidesagedus ja palju suurem andmeedastuskiirus väiksema latentsustasemega võrreldes nii RF kui ka akustiliste analoogidega. Tänu kiirele andmeedastusviisile on seda tüüpi suhtlus olnud äärmiselt atraktiivne. UWOC-süsteemides on pakutud erinevaid rakendusi keskkonna kaitsmiseks, hädaolukorra hoiatusteadete, sõjaliste operatsioonide, veealuse uurimise jms jaoks. Kuid ka veealused kanalid kogevad tugevat neeldumist ja hajumist.

  Veealune traadita optiline side
Veealune traadita optiline side

Optiline CDMA

Optilise koodijaotusega mitmikjuurdepääs ühendab kiudmeediumi laia ribalaiuse tänu kaabli paindlikkusele. CDMA meetod kiire ühenduse saavutamiseks. OCDMA on traadita mitme kasutajaga võrk, mis sisaldab saatjat ja vastuvõtjat. Selles võrgus eraldatakse igale saatjale ja vastuvõtjale OOC või optiline ortogonaalne kood, et nad saaksid ühendada oma samaväärse OOC kasutajaga ja pärast kahe samaväärse OOC kasutaja vahelist sünkroonimist saavad nad andmeid üksteiselt edastada või vastu võtta. OCDMA peamine eelis on see, et see käsitleb piiratud ribalaiust suure hulga kasutajate vahel. See töötab asünkroonselt ilma pakettide kokkupõrgeteta.

  Optiline CDMA
Optiline CDMA

EDFA süsteem WDM-iga

Lainepikkusjaotusega multipleksimine on tehnoloogia, mille kaudu saab üheaegselt edastada erinevaid optilisi kanaleid erinevatel lainepikkustel teatud optilise kiu kaudu. WDM-iga optilist võrku kasutatakse praegustes telekommunikatsiooni infrastruktuurides laialdaselt. Seega mängib see tulevase põlvkonna võrkudes olulist rolli. EDFA-ga ühendatud lainepikkusjaotusega multipleksimistehnikad suurendavad valguslainete ülekandevõimsust, mis tagab suure võimsuse ja suurendab optilise võrgu tehnoloogia paindlikkust. Nii et optilises sidesüsteemis mängib EDFA olulist rolli.

  EDFA süsteem WDM-iga
EDFA süsteem WDM-iga

Ruumijaotusega multipleksimissüsteemid

Ruumijaotusega multipleksimine/ruumijagamine multipleksimine on lühendatud kui SDM või SM või SMX. See on multipleksimissüsteem erinevates sidetehnoloogiates, nagu fiiberoptiline side ja VAATAMATA traadita side, mida kasutatakse ruumis jagatud sõltumatute kanalite edastamiseks.

Kiudoptilise side ruumijaotusmultipleksimine on WDM-i mahupiirangu ületamiseks väga kasulik. See multipleksimistehnika suurendab iga kiu spektraalset efektiivsust, multipleksides signaale ortogonaalsetes LP-režiimides FMG-s (vähese režiimiga kiud ja mitmetuumalised kiud). Selles multipleksimissüsteemis on režiim MUX (multiplekser) / DEMUX (demultiplekser) komponent, kuna see lihtsalt võrdsustab režiimist sõltuva kadu, kompenseerib diferentsiaalrežiimi viivitusi ja seda kasutatakse transiiverite ehitamiseks.

  Ruumijaotusega multipleksimissüsteemid
Ruumijaotusega multipleksimissüsteemid

SONET

SONET tähendab Synchronous Optical Network on sideprotokoll, mille on välja töötanud Bellcore. SONETi kasutatakse peamiselt suure andmemahu edastamiseks suhteliselt suurtest vahemaadest läbi optilise kiu. SONET-i kasutades edastatakse optilise kiu kaudu korraga erinevaid digitaalseid andmevooge. SONET koosneb peamiselt neljast funktsionaalsest kihist; teekiht, joon, lõik ja fotooniline kiht.

Tee kiht vastutab peamiselt signaali liikumise eest selle optilisest allikast sihtkohta. Liinikiht vastutab signaali liikumise eest üle füüsilise liini. Sektsioonikiht vastutab signaali liikumise eest läbi füüsilise sektsiooni ja fotooniline kiht suhtleb OSI mudeli füüsilise kihiga. SONETi eelised on; andmeedastuskiirused on suured, ribalaius on suur, elektromagnetilised häired on väikesed ja andmeedastus on suur.

  SONET
SONET

Fotoonika tehnoloogia

Optika haru on tuntud kui fotoonika, mis hõlmab valguse suunamist, genereerimist, võimendamist, tuvastamist ja manipuleerimist footoni kujul ülekande, emissiooni, signaalitöötluse, modulatsiooni, lülitamise, tuvastuse ja võimendamise kaudu. Mõned fotoonika näited on optilised kiud, laserid, telefonikaamerad ja ekraanid, arvutiekraanid, optilised pintsetid, autode valgustus, telerid jne.

Fotoonika mängib olulist rolli erinevates valdkondades alates valgustusest ja kuvaritest kuni tootmissektorini, optilise andmeside ja pildistamise, tervishoiu, bioteaduste, turvalisuse jne. täpsus, kiirus ja võimsus.

  Fotoonika tehnoloogia
Fotoonika tehnoloogia

Lainepikkuse marsruutimise võrk

Lainepikkuse suunamise võrk on skaleeritav optiline võrk, mis võimaldab läbipaistvate optiliste võrkude erinevates elementides lainepikkusi ümber töödelda, et vallutada piiratud arvu olemasolevate lainepikkuste piire. Lainepikkuse marsruutimise võrku saab konstrueerida erinevate WDM-linkide abil, ühendades need sõlmes kommutatsiooni alamsüsteemi kaudu. Selliste kiudude kaudu ühendatud sõlmede abil saab arendada erinevaid suurte ja keerukate topoloogiatega võrke. Need võrgud pakuvad suurt võimsust läbipaistvate optiliste radade kaudu, mis ei koge optilist elektrooniliseks teisendamist.

  Lainepikkuse marsruutimise võrk
Lainepikkuse marsruutimise võrk

Adaptiivne silmapilgu jälgimise süsteem

Seadet, mida kasutatakse pilgu jälgimiseks silmaliigutuste analüüsimise teel, tuntakse pilgujälgijana. Silma pilgu jälgimise süsteemi kasutatakse inimese 3D-vaatejoone ja ka selle, kuhu inimene vaatab, hindamiseks ja jälgimiseks. See süsteem töötab lihtsalt IR-lähedast valgust edastades ja valgus peegeldub teie silmades. Seega võtavad silmajälgija kaamerad vastu need peegeldused, et silmajälgimissüsteem teaks, kuhu te vaatate. See süsteem on väga abiks silmaliigutuste, pilgupunkti, pupillide laienemise ja silma pilgutamise jälgimisel ja mõõtmisel.

  Adaptiivne silmapilgu jälgimise süsteem
Adaptiivne silmapilgu jälgimise süsteem

Intensiivsuse modulatsioon optilises kommunikatsioonis

Optilise side intensiivsusmodulatsioon on modulatsiooni tüüp, mille puhul allika optilist võimsust o/p muudetakse vastavalt mõnele moduleeriva signaali karakteristikule, nagu näiteks informatsiooni kandev signaal või põhiriba signaal. Seda tüüpi modulatsioonis ei ole alumist ja diskreetset ülemist külgriba. Kuid optilise allika väljundil on spektraalne laius. Moduleeritud optilise signaali mähisjoon on moduleeriva signaali analoog, kuna mähisjoone hetkevõimsus on moduleeriva signaali huvipakkuva karakteristiku analoog.

  Intensiivsuse modulatsioon optilises kommunikatsioonis
Intensiivsuse modulatsioon optilises kommunikatsioonis

Optiline traadita side

Optiline traadita side on optilise side tüüp, kus signaali edastamiseks kasutatakse infrapuna-, juhitamata nähtavat või ultraviolettvalgust. Üldiselt kasutatakse seda lähisuhtluses. Kui optiline traadita sidesüsteem töötab nähtava riba vahemikus 390–750 nm, nimetatakse seda nähtava valguse sideks. Neid süsteeme kasutatakse paljudes rakendustes, nagu WLAN-id, WPAN-id ja sõidukivõrgud. Alternatiivina kasutatakse maapealseid punkt-punkti OWC-süsteeme, mida nimetatakse vaba ruumi optilisteks süsteemideks ja mis töötavad lähi-infrapuna sagedustel nagu 750–1600 nm.

  Optiline traadita side
Optiline traadita side

Visuaalne MIMO

Optiline sidesüsteem nagu Visual MIMO on tuletatud MIMO-st, kus mitme saatjaga mitme vastuvõtja mudel on vastu võetud nähtava ja mittenähtava spektri valguse jaoks. Nii et Visual MIMO-s on elektrooniline visuaalne ekraan või LED toimib saatjana, kaamera aga vastuvõtjana.

  Visuaalne MIMO
Visuaalne MIMO

Tihe lainepikkusjaotusega multipleksimine

Kiudoptilise kiu multipleksimise tehnoloogiat, nagu tihe lainepikkusjaotusega multipleksimine (DWDM), kasutatakse kiudvõrgu ribalaiuse suurendamiseks. See ühendab erinevatest allikatest pärit andmesignaalid ühe kiudoptiliste kaablite paari kohal, säilitades samal ajal andmevoogude täieliku eraldatuse. DWDM käsitleb iga kanali suurema kiirusega protokolle, mis võrdub 100 Gbps. Kõik kanalid on üksteisest lihtsalt 0,8 nm kaugusel. See multipleksimine töötab lihtsalt samamoodi nagu CWDM, kuid lisaks kanali mahu parandamisele saab seda võimendada ka väga pikkadele vahemaadele.

  Tihe lainepikkusjaotusega multipleksimine
Tihe lainepikkusjaotusega multipleksimine

Optiline pakettvahetus

Optiline pakettkommutatsioon võimaldab lihtsalt pakettsignaalide edastamist optilises domeenis paketthaaval. Kõik tavaliste elektrooniliste ruuterite optilised sisendpaketid muudetakse elektrilisteks signaalideks, mis salvestatakse hiljem mällu. Seda tüüpi vahetamine pakub andmete läbipaistvust ja suurt võimsust. Kuid pärast nii palju uurimistööd ei ole seda tüüpi tehnoloogiat tegelikes toodetes veel kasutatud, kuna puuduvad kiired, sügavad optilised mälud ja halb integratsioonitase.

  Optiline pakettvahetus
Optiline pakettvahetus

Veel mõned optiliste sidesüsteemide seminari teemad

Optiliste sidesüsteemide seminaride teemade loetelu on toodud allpool.

  • Optilise võrgu lahendused, mis põhinevad suure tihedusega kontekstil.
  • Optiline Etherneti-põhine eksperimenteerimine ja rakendused.
  • Funktsioonide paigutus C – RAN ja töökindlus optilistes N/W-des.
  • 5G optiliste võrkude juhtimine SDN-i kaudu.
  • Optilised võrgumeetodid ajatundlike rakenduste jaoks.
  • Pilve RAN-võrkude juurutamine ja virtualiseerimine.
  • WDM-i optilise võrgu ümberseadistamine toega 5G-le
  • MIMO Transmissions. Faster Adaptive Optics & Electronics Systems.
  • Optilise võrgu integreerimine raadiovõrguga.
  • Võrguturve ja optimaalse tee valimine.
  • Võitluse ja nutika režiimi ülemineku eraldusvõime.
  • Mitme rentnikupõhine optilise võrgu virtualiseerimine ja lõikamine.
  • Andmekeskusesisene või -vaheline ühendus Edge Computingis.
  • Energiateadlik suhtlus optilises võrgus.
  • Optilise võrgu täiustatud disain ja optimeerimine.
  • Fotooniliste IC-dega manipuleerimine optilistes võrkudes.
  • Täiustatud VLC-l põhinevad optilised siderakendused.
  • SDN-NFV-l põhinev optilise võrgu orkestreerimine ja juhtimine.
  • Koostalitlusvõime ja välikatsed optilise võrguga.
  • Optilise sõlme kujundused avatud optiliste liinisüsteemide jaoks.
  • Andmeanalüüs ja optilise kommunikatsiooni tehisintellekti praktikad.
  • Kaasaegsete vertikaalsete tööstuste kasutamine optilises kommunikatsioonis.
  • Spektri jaotamine ja marsruutimine Flex-grid või staatiliste optiliste võrkude raames.
  • Juurdepääsetavus, paindlikkus, turvalisus ja vastupidavus optilises võrgus.
  • NFC abiga optiline side suure ribalaiuse ja väikese viivitusega.
  • Mitmemõõtmelise optilise võrgu arhitektuuri disain.
  • Skaleeritav kiudoptiline side.
  • Mitme rootoriga UAV-de kokkupõrke vältimine linnakeskkonnas optilise voolu põhjal.
  • CDMA süsteemi simulatsioon, mis põhineb optilistel ortogonaalsetel koodidel.
  • Optiline SDM-sidesüsteem, mis põhineb orbitaalsel nurkmomenti numbrilisel analüüsil.
  • Lühi- või keskmise ulatusega rakendused optiliste allikatega.

Seega on see nimekiri optilised sidesüsteemid seminari teemad inseneriteaduse üliõpilastele. Ülaltoodud optiliste sidesüsteemide seminaride teemade loetelu on suureks abiks nende optilise side teemalise seminari teema valimisel. Optilisi sidesüsteeme kasutatakse andmete optiliseks edastamiseks kiudude abil. Seda saab teha lihtsalt elektrooniliste signaalide muutmisega valgusimpulssideks, kasutades valgusallikaid, nagu valgusdioodid või laserid. Siin on teile küsimus, mis on optiline kiud?