La comunicazione ottica è un tipo di comunicazione in cui fibra ottica viene utilizzato principalmente per portare il segnale luminoso all'estremità remota al posto della corrente elettrica. Gli elementi costitutivi di base di questo sistema includono principalmente un modulatore o demodulatore, un trasmettitore o un ricevitore, un segnale luminoso e un canale trasparente. Il sistema di comunicazione ottica trasmette i dati otticamente utilizzando fibre ottiche. Quindi questo processo può essere eseguito semplicemente cambiando i segnali elettronici in impulsi luminosi utilizzando sorgenti luminose laser o LED. Rispetto alla trasmissione elettrica, le fibre ottiche hanno per lo più sostituito le comunicazioni con filo di rame all'interno delle reti principali a causa di molti vantaggi come l'elevata larghezza di banda, il raggio di trasmissione è enorme, la perdita molto bassa e l'assenza di interferenze elettromagnetiche. Questo articolo elenca argomenti del seminario sui sistemi di comunicazione ottica per gli studenti di ingegneria.
Argomenti del seminario sui sistemi di comunicazione ottica
L'elenco degli ottici sistema di comunicazione argomenti del seminario per gli studenti di ingegneria è discusso di seguito.
Tomografia a coerenza ottica
La tomografia a coerenza ottica è un test di imaging non invasivo che utilizza segnali luminosi per acquisire immagini della vista laterale della retina. Utilizzando questo OCT, un oftalmologo può notare strati distintivi della retina in modo da poter mappare e misurare la loro larghezza per la diagnosi. Le malattie della retina includono principalmente la degenerazione maculare legata all'età e la malattia dell'occhio diabetica. L'OCT è spesso utilizzato per stimare i disturbi del nervo ottico.
La tomografia a coerenza ottica dipende principalmente dalle onde luminose e non può essere utilizzata in condizioni che interferiscono con il passaggio della luce attraverso l'occhio. L'OCT è molto utile nella diagnosi di diverse condizioni oculari come un foro maculare, edema maculare, pucker maculare, glaucoma, trazione vitreale, retinopatia diabetica, retinopatia sierosa centrale, ecc.
Commutazione a raffica ottica
Optical Burst Switching o OBS è una tecnologia di rete ottica utilizzata per migliorare l'utilizzo delle risorse di rete ottica rispetto a OCS o commutazione di circuiti ottici. Questo tipo di commutazione è implementato tramite WDM (Wavelength Division Multiplexing) e una tecnologia di trasmissione dati in cui trasmette i dati attraverso una fibra ottica stabilendo numerosi canali in cui ogni canale corrisponde a una particolare lunghezza d'onda della luce. OBS è applicabile all'interno delle reti principali. Questa tecnica di commutazione combina principalmente i vantaggi della commutazione di circuito ottico e della commutazione di pacchetto ottico, evitando i loro difetti particolari.
Comunicazione a luce visibile
Visible Light Communication (VLC) è una tecnica di comunicazione in cui la luce visibile con una particolare gamma di frequenza viene utilizzata come mezzo di comunicazione. Quindi, la gamma di frequenza della luce visibile varia da 400 a 800 THz. Questa comunicazione funziona secondo la teoria della trasmissione di dati mediante raggi di luce per trasmettere e ricevere messaggi entro una distanza specificata. Le caratteristiche della comunicazione a luce visibile includono principalmente il confinamento del segnale, la non visuale e la sicurezza in situazioni pericolose.
Comunicazione ottica nello spazio libero
La comunicazione ottica nello spazio libero è una tecnologia di comunicazione ottica che utilizza la luce che si propaga nello spazio libero per trasmettere dati in modalità wireless per reti di computer o telecomunicazioni. Questa tecnologia di comunicazione è molto utile laddove le connessioni fisiche non sono pratiche a causa dei costi elevati. La comunicazione ottica nello spazio libero utilizza fasci di luce invisibili per fornire connessioni wireless ad alta velocità in grado di trasmettere e ricevere video, voce, ecc.
La tecnologia FSO utilizza una luce simile alle trasmissioni ottiche con il cavo in fibra ottica, ma la differenza principale è il mezzo. Qui, la luce viaggia più velocemente nell'aria rispetto al vetro, quindi è giusto classificare la tecnologia FSO come comunicazioni ottiche alla velocità della luce.
Rete ottica 3D su chip
La rete ottica su chip offre un'elevata larghezza di banda e una bassa latenza con una dissipazione di potenza inferiore in modo significativo. Una rete ottica 3D sul chip è sviluppata principalmente con l'architettura del router ottico come l'unità di base. Questo router utilizza completamente le proprietà di instradamento dell'ordine delle dimensioni all'interno delle reti mesh 3D e riduce il numero di microrisonatori necessari per la rete ottica su chip.
Abbiamo valutato la proprietà di perdita del router con altri quattro schemi. Quindi, i risultati mostreranno che il router ottiene la bassa perdita per il percorso più alto all'interno della rete con dimensioni simili. La rete ottica 3D sul chip viene confrontata con la sua controparte 2D in tre aspetti come latenza, energia e throughput. Il confronto dell'utilizzo dell'energia attraverso controparti elettroniche e 2D dimostra che 3D ONoC può risparmiare circa il 79,9% di energia rispetto a quella elettronica e il 24,3% di energia rispetto a 2D ONoC che include tutti 512 core IP. La simulazione delle prestazioni della rete 3D mesh ONoC può essere effettuata tramite OPNET in diverse configurazioni. Quindi i risultati mostreranno il miglioramento delle prestazioni al di sopra del 2D ONoC.
Fibre Ottiche Microstrutturate
Le fibre ottiche a microstruttura sono nuovi tipi di fibre ottiche che hanno una struttura interna e proprietà di guida della luce che differiscono in modo significativo rispetto alle fibre ottiche convenzionali. Le fibre ottiche microstrutturate sono normalmente fibre ottiche di silice in cui i fori per l'aria sono predisposti all'interno dell'area di rivestimento e si espandono nel percorso assiale della fibra. Queste fibre sono disponibili in diverse dimensioni, forme e distribuzioni dei fori d'aria. Il recente interesse per queste fibre è stato generato attraverso potenziali applicazioni all'interno delle comunicazioni ottiche; rilevamento basato su fibra ottica, metrologia di frequenza e tomografia a coerenza ottica.
Comunicazione ottica wireless subacquea
La comunicazione ottica wireless subacquea (UWOC) è la trasmissione di dati con canali wireless utilizzando onde ottiche come mezzo di trasmissione sott'acqua. Questa comunicazione ottica ha una frequenza di comunicazione più elevata e velocità di trasmissione dati molto più elevate a livelli di latenza inferiori rispetto alle controparti RF e acustiche. A causa di questo trasferimento di dati con vantaggi ad alta velocità, questo tipo di comunicazione è stato estremamente interessante. Nei sistemi UWOC, sono state proposte varie applicazioni per proteggere l'ambiente, avvisi di emergenza, operazioni militari, esplorazione subacquea, ecc. Ma anche i canali sottomarini subiscono un forte assorbimento e dispersione.
CDMA ottico
L'accesso multiplo a divisione di codice ottico combina l'ampia larghezza di banda del mezzo in fibra con la flessibilità del CDMA metodo per raggiungere la connettività ad alta velocità. OCDMA è una rete wireless multiutente che include un trasmettitore e un ricevitore. In questa rete, un codice OOC o ottico ortogonale viene assegnato a ciascun trasmettitore e ricevitore per la connessione al suo utente OOC equivalente e dopo la sincronizzazione tra due utenti OOC equivalenti, possono trasmettere o ricevere i dati l'uno dall'altro. Il vantaggio principale di OCDMA è che gestisce una larghezza di banda finita tra un gran numero di utenti. Funziona in modo asincrono senza collisioni di pacchetti.
Sistema EDFA con WDM
Multiplexing a divisione di lunghezza d'onda è una tecnologia attraverso la quale vari canali ottici possono essere trasmessi simultaneamente a diverse lunghezze d'onda su una particolare fibra ottica. La rete ottica con WDM è ampiamente utilizzata nelle attuali infrastrutture di telecomunicazione. Quindi svolge un ruolo significativo nelle reti della generazione futura. Le tecniche di multiplexing a divisione di lunghezza d'onda combinate con EDFA migliorano la capacità di trasmissione dell'onda luminosa che fornisce un'elevata capacità e migliora la flessibilità della tecnologia di rete ottica. Quindi, in un sistema di comunicazione ottica, l'EDFA svolge un ruolo significativo.
Sistemi di multiplexing a divisione spaziale
Multiplexing a divisione spaziale/divisione spaziale multiplexing è abbreviato in SDM o SM o SMX. Questo è un sistema di multiplexing in diverse tecnologie di comunicazione come la comunicazione in fibra ottica e NONOSTANTE comunicazione wireless che viene utilizzata per trasmettere canali indipendenti divisi nello spazio.
Lo Spatial Division Multiplexing per la comunicazione in fibra ottica è molto utile per superare il limite di capacità del WDM. Questa tecnica di multiplexing aumenta l'efficienza spettrale per ciascuna fibra multiplexando i segnali in modalità LP ortogonali all'interno di FMG (fibre a pochi modi e fibre multi-core). In questo sistema di multiplexing, la modalità MUX (multiplexer)/DEMUX (demultiplexer) è un primario componente in quanto equalizza semplicemente la perdita dipendente dalla modalità, compensa i ritardi della modalità differenziale e viene utilizzato per costruire ricetrasmettitori.
SONET
SONET sta per Synchronous Optical Network è un protocollo di comunicazione, sviluppato da Bellcore. SONET viene utilizzato principalmente per la trasmissione di un'enorme quantità di dati su distanze relativamente grandi attraverso una fibra ottica. Utilizzando SONET, vari flussi di dati digitali vengono trasmessi contemporaneamente sulla fibra ottica. SONET comprende principalmente quattro livelli funzionali; strato di percorso, linea, sezione e strato fotonico.
Lo strato di percorso è principalmente responsabile del movimento del segnale dalla sua sorgente ottica alla sua destinazione. Lo strato di linea è responsabile del movimento del segnale attraverso una linea fisica. Il livello di sezione è responsabile del movimento del segnale attraverso una sezione fisica e il livello fotonico comunica con il livello fisico nel modello OSI. I vantaggi di SONET sono; le velocità dei dati sono elevate, la larghezza di banda è ampia, le interferenze elettromagnetiche basse e la trasmissione dei dati a grande distanza.
Tecnologia fotonica
Il ramo dell'ottica è noto come fotonica che prevede l'applicazione di guidare, generare, amplificare, rilevare e manipolare la luce in forma di fotoni attraverso la trasmissione, l'emissione, l'elaborazione del segnale, la modulazione, la commutazione, il rilevamento e l'amplificazione. Alcuni esempi di fotonica sono fibre ottiche, laser, fotocamere e schermi di telefoni, schermi di computer, pinzette ottiche, illuminazione all'interno di automobili, TV, ecc.
La fotonica svolge un ruolo significativo in diversi campi, dall'illuminazione e display al settore manifatturiero, dalle comunicazioni di dati ottici all'imaging, all'assistenza sanitaria, alle scienze della vita, alla sicurezza, ecc. La fotonica fornisce soluzioni nuove e uniche ovunque le tecnologie convenzionali attualmente si stiano avvicinando ai loro limiti in termini di precisione, velocità e capacità.
Rete di instradamento della lunghezza d'onda
La rete di instradamento della lunghezza d'onda è una rete ottica scalabile che consente la rielaborazione delle lunghezze d'onda in vari elementi di reti ottiche trasparenti per conquistare alcuni dei confini di un numero limitato di lunghezze d'onda esistenti. La rete di instradamento della lunghezza d'onda può essere costruita utilizzando vari collegamenti WDM collegandoli a un nodo tramite un sottosistema di commutazione. Utilizzando tali nodi interconnessi tramite fibre, è possibile sviluppare diverse reti con topologie ampie e complesse. Queste reti forniscono grandi capacità attraverso corsie ottiche trasparenti che non subiscono la conversione da ottica a elettronica.
Sistema di tracciamento adattivo dello sguardo degli occhi
Il dispositivo utilizzato per tracciare lo sguardo analizzando i movimenti dell'occhio è noto come tracker dello sguardo. Il sistema di tracciamento dello sguardo viene utilizzato per stimare e tracciare la linea di vista 3D della persona e anche dove una persona sta guardando. Questo sistema funziona semplicemente trasmettendo vicino alla luce IR e la luce viene riflessa nei tuoi occhi. Quindi questi riflessi vengono ricevuti dalle telecamere dell'eye tracker in modo che il sistema eye tracker sappia dove stai guardando. Questo sistema è molto utile per osservare e misurare anche i movimenti dell'occhio, il punto dello sguardo, la dilatazione della pupilla e il battito delle palpebre per osservare.
Modulazione di intensità nella comunicazione ottica
La modulazione di intensità nella comunicazione ottica è un tipo di modulazione in cui la potenza ottica o/p di una sorgente viene modificata in accordo con alcune caratteristiche del segnale modulante come il segnale portante informazioni o il segnale in banda base. In questo tipo di modulazione non ci sono bande laterali inferiori e superiori discrete. Ma l'uscita di una sorgente ottica ha una larghezza spettrale. L'inviluppo del segnale ottico modulato è un analogo del segnale modulante in quanto la potenza dell'inviluppo istantaneo è un analogo della caratteristica di interesse all'interno del segnale modulante.
Comunicazione ottica senza fili
La comunicazione ottica senza fili è un tipo di comunicazione ottica in cui la luce infrarossa, visibile non guidata o ultravioletta viene utilizzata per trasportare un segnale. Generalmente, viene utilizzato nelle comunicazioni a corto raggio. Quando un sistema di comunicazione wireless ottico opera nell'intervallo di banda visibile da 390 a 750 nm, è noto come comunicazione a luce visibile. Questi sistemi sono utilizzati in un'ampia gamma di applicazioni come WLAN, WPAN e reti veicolari. In alternativa, i sistemi OWC terrestri punto-punto chiamati sistemi ottici nello spazio libero che operano a frequenze nel vicino infrarosso come da 750 a 1600 nm.
MIMO visivo
Il sistema di comunicazione ottica come Visual MIMO è derivato da MIMO, ovunque sia stato adottato il modello di ricevitore multiplo trasmettitore per la luce all'interno dello spettro visibile e non visibile. Quindi in Visual MIMO, un display visivo elettronico o GUIDATO funge da trasmettitore mentre una fotocamera funge da ricevitore.
Multiplexing a divisione di lunghezza d'onda densa
Una tecnologia di multiplexing in fibra ottica come Dense wavelength-division multiplexing (DWDM) viene utilizzata per migliorare la larghezza di banda della rete in fibra. Unisce i segnali di dati provenienti da varie fonti su una singola coppia di cavi in fibra ottica mantenendo la totale separazione dei flussi di dati. DWDM gestisce protocolli a velocità più elevate pari a 100 Gbps per ogni canale. Ogni canale è distante solo 0,8 nm. Questo multiplexing funziona semplicemente come CWDM ma oltre al miglioramento della capacità del canale, può anche essere amplificato a distanze molto lunghe.
Commutazione ottica dei pacchetti
La commutazione di pacchetto ottico consente semplicemente il trasferimento di segnali di pacchetto all'interno del dominio ottico basato su pacchetto per pacchetto. Tutti i pacchetti ottici in ingresso all'interno dei normali router elettronici vengono trasformati in segnali elettrici immagazzinati successivamente all'interno di una memoria. Questo tipo di commutazione offre trasparenza dei dati e grande capacità. Ma, dopo tanta ricerca, questo tipo di tecnologia non è ancora stato utilizzato nei prodotti reali a causa della mancanza di memorie ottiche veloci e profonde e dello scarso livello di integrazione.
Altri argomenti del seminario sui sistemi di comunicazione ottica
Di seguito è riportato l'elenco degli argomenti del seminario sui sistemi di comunicazione ottica.
- Soluzioni di rete ottica basate su contesti ad alta densità.
- Sperimentazione e applicazioni basate su Ethernet ottica.
- Posizionamento delle funzioni di C – RAN e affidabilità negli N/W ottici.
- Controllo delle reti ottiche 5G tramite SDN.
- Metodi di rete ottica per applicazioni basate su Time Sensitive.
- Distribuzione e virtualizzazione di reti Cloud RAN.
- Riconfigurazione della rete ottica WDM con supporto al 5G
- Trasmissioni MIMO. Ottica adattiva più veloce e sistemi elettronici.
- Integrazione della rete ottica con la rete di accesso radio.
- Sicurezza della rete e selezione del percorso ottimale.
- Contesa e risoluzione della transizione in modalità intelligente.
- Virtualizzazione multi-tenant e sezionamento della rete ottica.
- Connessione intra o inter data center all'interno di Edge Computing.
- Comunicazione Energy-Aware all'interno della rete ottica.
- Progettazione e ottimizzazione migliorate della rete ottica.
- Manipolazione di circuiti integrati fotonici all'interno di reti ottiche.
- Applicazioni di comunicazione ottica basate su VLC migliorato.
- Orchestrazione e controllo della rete ottica basati su SDN-NFV.
- Interoperabilità ed esperimenti sul campo nell'ambito delle reti ottiche.
- Progetti di nodi ottici per sistemi di linee ottiche aperte.
- Analisi dei dati e pratiche di intelligenza artificiale della comunicazione ottica.
- Sfruttando le moderne industrie verticali all'interno della comunicazione ottica.
- Allocazione di spettro e instradamento all'interno di Flex-grid o reti ottiche statiche.
- Accessibilità, flessibilità, sicurezza e sopravvivenza all'interno della rete ottica.
- Comunicazione ottica assistita da NFC per larghezza di banda elevata e ritardo ridotto.
- Progettazione dell'architettura di rete ottica multidimensionale.
- Comunicazione in fibra ottica scalabile.
- Prevenzione della collisione per UAV multirotore all'interno di ambienti urbani basata sul flusso ottico.
- Simulazione del sistema CDMA basata su codici ortogonali ottici.
- Sistema di comunicazione ottico SDM basato sull'analisi numerica del momento angolare orbitale.
- Applicazioni a corto o medio raggio con sorgenti ottiche.
Quindi, questo è un elenco di sistemi di comunicazione ottica argomenti del seminario per studenti di ingegneria. L'elenco sopra degli argomenti del seminario sui sistemi di comunicazione ottica è molto utile per selezionare l'argomento del seminario tecnico sulla comunicazione ottica. I sistemi di comunicazione ottica vengono utilizzati per trasmettere dati otticamente utilizzando fibre. Quindi, questo può essere fatto semplicemente cambiando i segnali elettronici in impulsi luminosi utilizzando sorgenti luminose come diodi emettitori di luce o laser. Ecco una domanda per te, cos'è la fibra ottica?
