La comunicación óptica es un tipo de comunicación donde fibra óptica se utiliza principalmente para llevar la señal de luz al extremo remoto en lugar de la corriente eléctrica. Los componentes básicos de este sistema incluyen principalmente un modulador o demodulador, un transmisor o un receptor, una señal de luz y un canal transparente. El sistema de comunicación óptica transmite datos ópticamente utilizando fibras ópticas. Entonces, este proceso se puede realizar simplemente cambiando las señales electrónicas a pulsos de luz usando fuentes de luz láser o LED. En comparación con la transmisión eléctrica, las fibras ópticas han reemplazado en su mayoría a las comunicaciones por cable de cobre dentro de las redes centrales debido a muchos beneficios, como el alto ancho de banda, el rango de transmisión es enorme, las pérdidas son muy bajas y no hay interferencia electromagnética. Este artículo enumera temas del seminario de sistemas de comunicación óptica para estudiantes de ingeniería.
Temas del Seminario de Sistemas de Comunicación Óptica
La lista de óptica sistema de comunicación Los temas del seminario para estudiantes de ingeniería se analizan a continuación.
La tomografía de coherencia óptica
La tomografía de coherencia óptica es una prueba de imagen no invasiva que utiliza señales de luz para capturar imágenes de vista lateral de la retina. Al usar este OCT, un oftalmólogo puede notar capas distintivas de la retina para poder mapear y medir su ancho para el diagnóstico. Las enfermedades de la retina incluyen principalmente la degeneración macular relacionada con la edad y la enfermedad ocular diabética. La OCT se usa con frecuencia para estimar los trastornos del nervio óptico.
La tomografía de coherencia óptica depende principalmente de las ondas de luz y no se puede utilizar en condiciones que interfieren con el paso de la luz por el ojo. La OCT es de gran ayuda en el diagnóstico de diferentes afecciones oculares como agujero macular, edema macular, pucker macular, glaucoma, tracción vítrea, retinopatía diabética, retinopatía serosa central, etc.
Conmutación de ráfagas ópticas
La conmutación por ráfagas ópticas u OBS es una tecnología de red óptica que se utiliza para mejorar la utilización de los recursos de la red óptica en comparación con OCS o la conmutación de circuitos ópticos. Este tipo de conmutación se implementa a través de WDM (multiplexación por división de longitud de onda) y una tecnología de transmisión de datos en la que transmite datos a través de una fibra óptica estableciendo numerosos canales donde cada canal corresponde a una longitud de onda de luz particular. OBS es aplicable dentro de las redes principales. Esta técnica de conmutación combina principalmente las ventajas de la conmutación de circuitos ópticos y la conmutación de paquetes ópticos mientras evita sus fallas particulares.
Comunicación de luz visible
La comunicación por luz visible (VLC) es una técnica de comunicación en la que se utiliza luz visible con un rango particular de frecuencia como medio de comunicación. Entonces, el rango de frecuencia de la luz visible oscila entre 400 y 800 THz. Esta comunicación funciona bajo la teoría de transmisión de datos por medio de rayos de luz para transmitir y recibir mensajes dentro de una distancia específica. Las características de la comunicación de luz visible incluyen principalmente el confinamiento de la señal, la no línea de visión y la seguridad en situaciones peligrosas.
Comunicación óptica en el espacio libre
La comunicación óptica de espacio libre es una tecnología de comunicación óptica que utiliza la luz que se propaga en el espacio libre para transmitir datos de forma inalámbrica para redes informáticas o telecomunicaciones. Esta tecnología de comunicación es muy útil donde las conexiones físicas no son prácticas debido a los altos costos. La comunicación óptica en el espacio libre utiliza rayos de luz invisibles para proporcionar conexiones inalámbricas de alta velocidad que pueden transmitir y recibir video, voz, etc.
La tecnología FSO usa luz similar a las transmisiones ópticas con el cable de fibra óptica, pero la principal diferencia es el medio. Aquí, la luz viaja más rápido por el aire que a través del vidrio, por lo que es justo categorizar la tecnología FSO como comunicaciones ópticas a la velocidad de la luz.
Red óptica en chip 3D
La red óptica en chip proporciona un alto ancho de banda y baja latencia con una disipación de energía significativamente menor. Una red óptica 3D en el chip se desarrolla principalmente con una arquitectura de enrutador óptico como unidad básica. Este enrutador utiliza completamente las propiedades de enrutamiento de orden de dimensión dentro de las redes de malla 3D y reduce la cantidad de microrresonadores necesarios para la red óptica en chips.
Evaluamos la propiedad de pérdida del enrutador con otros cuatro esquemas. Entonces, los resultados mostrarán que el enrutador obtiene la pérdida baja para la ruta más alta dentro de la red con un tamaño similar. La red óptica 3D en el chip se compara con su contraparte 2D en tres aspectos, como latencia, energía y rendimiento. La comparación de la utilización de energía a través de contrapartes electrónicas y 2D demuestra que 3D ONoC puede ahorrar aproximadamente un 79,9 % de energía en comparación con uno electrónico y un 24,3 % de energía en comparación con 2D ONoC, que incluye 512 núcleos IP. La simulación del rendimiento de la red ONoC de malla 3D se puede realizar a través de OPNET en diferentes configuraciones. Entonces, los resultados mostrarán el rendimiento mejorado por encima del ONoC 2D.
Fibras Ópticas Microestructuradas
Las fibras ópticas de microestructura son nuevos tipos de fibras ópticas que tienen una estructura interna y propiedades de conducción de luz que son significativamente diferentes en comparación con las fibras ópticas convencionales. Las fibras ópticas microestructuradas son normalmente fibras ópticas de sílice en las que se establecen agujeros de aire dentro del área de revestimiento y se expanden en la trayectoria axial de la fibra. Estas fibras están disponibles en diferentes tamaños, formas y distribuciones de agujeros de aire. El interés reciente en estas fibras se ha generado a través de aplicaciones potenciales dentro de las comunicaciones ópticas; Detección basada en fibra óptica, metrología de frecuencia y tomografía de coherencia óptica.
Comunicación óptica inalámbrica submarina
La comunicación óptica inalámbrica submarina (UWOC) es la transmisión de datos con canales inalámbricos utilizando ondas ópticas como medio de transmisión bajo el agua. Esta comunicación óptica tiene una frecuencia de comunicación más alta y tasas de datos mucho más altas a niveles de latencia más bajos en comparación con RF y contrapartes acústicas. Debido a esta transferencia de datos con beneficio de alta velocidad, este tipo de comunicación ha sido extremadamente atractivo. En los sistemas UWOC, se han propuesto varias aplicaciones para proteger el medio ambiente, alertas de emergencia, operaciones militares, exploración submarina, etc. Pero los canales submarinos también experimentan una absorción y dispersión severas.
CDMA óptico
El acceso múltiple por división de código óptico combina el gran ancho de banda del medio de fibra a través de la flexibilidad del CDMA método para lograr conectividad de alta velocidad. OCDMA es una red inalámbrica multiusuario que incluye un transmisor y un receptor. En esta red, se asigna un código ortogonal óptico o OOC a cada transmisor y receptor para conectarse a su usuario OOC equivalente y después de la sincronización entre dos usuarios OOC equivalentes, pueden transmitir o recibir los datos entre sí. La principal ventaja de OCDMA es que maneja un ancho de banda finito entre una gran cantidad de usuarios. Opera de forma asíncrona sin colisiones de paquetes.
Sistema EDFA con WDM
Multiplexación por División de Longitud de Onda es una tecnología a través de la cual varios canales ópticos pueden transmitirse simultáneamente en diferentes longitudes de onda sobre una fibra óptica en particular. La red óptica con WDM se utiliza ampliamente en las infraestructuras de telecomunicaciones actuales. Por lo tanto, juega un papel importante en las redes de la generación futura. Las técnicas de multiplexación por división de longitud de onda combinadas con EDFA mejoran la capacidad de transmisión de ondas de luz, lo que proporciona alta capacidad y mejora la flexibilidad de la tecnología de red óptica. Entonces, en un sistema de comunicación óptica, EDFA juega un papel importante.
Sistemas de multiplexación por división espacial
Multiplexación por división espacial/división espacial multiplexación se abrevia como SDM o SM o SMX. Este es un sistema de multiplexación en diferentes tecnologías de comunicación como la comunicación por fibra óptica, y A PESAR DE comunicación inalámbrica que se utiliza para transmitir canales independientes divididos dentro del espacio.
La multiplexación por división espacial para la comunicación por fibra óptica es muy útil para superar el límite de capacidad de WDM. Esta técnica de multiplexación aumenta la eficiencia espectral de cada fibra al multiplexar las señales en modos LP ortogonales dentro de FMG (fibras de pocos modos y fibras multinúcleo). En este sistema de multiplexación, el modo MUX (multiplexor)/DEMUX (demultiplexor) es un ya que simplemente iguala la pérdida dependiente del modo, compensa los retrasos del modo diferencial y se usa para construir transceptores.
SONET
SONET significa Synchronous Optical Network es un protocolo de comunicación desarrollado por Bellcore. SONET se utiliza principalmente para transmitir una gran cantidad de datos a distancias relativamente grandes a través de una fibra óptica. Al usar SONET, varios flujos de datos digitales se transmiten a través de la fibra óptica simultáneamente. SONET comprende principalmente cuatro capas funcionales; capa de ruta, línea, sección y capa fotónica.
La capa de ruta es principalmente responsable del movimiento de la señal desde su fuente óptica hasta su destino. La capa de línea es responsable del movimiento de la señal a través de una línea física. La capa de sección es responsable del movimiento de la señal a través de una sección física y la capa fotónica se comunica con la capa física en el modelo OSI. Las ventajas de SONET son; las tasas de datos son altas, el ancho de banda es grande, la interferencia electromagnética baja y la transmisión de datos a larga distancia.
Tecnología Fotónica
La rama de la óptica se conoce como fotónica, que implica la aplicación de guiar, generar, amplificar, detectar y manipular la luz en forma de fotones a través de la transmisión, emisión, procesamiento de señales, modulación, conmutación, detección y amplificación. Algunos ejemplos de fotónica son fibras ópticas, láseres, cámaras y pantallas de teléfonos, pantallas de computadora, pinzas ópticas, iluminación dentro de automóviles, televisores, etc.
La fotónica desempeña un papel importante en diferentes campos, desde la iluminación y las pantallas hasta el sector de la fabricación, las comunicaciones de datos ópticos, la imagen, la atención de la salud, las ciencias de la vida, la seguridad, etc. La fotónica proporciona soluciones nuevas y únicas allí donde las tecnologías convencionales actuales se acercan a sus límites de precisión, velocidad y capacidad.
Red de enrutamiento de longitud de onda
La red de enrutamiento de longitud de onda es una red óptica escalable que permite el reprocesamiento de longitudes de onda en varios elementos de redes ópticas transparentes para conquistar algunos de los límites de un número limitado de longitudes de onda existentes. La red de enrutamiento de longitud de onda se puede construir utilizando varios enlaces WDM conectándolos en un nodo a través de un subsistema de conmutación. Usando dichos nodos interconectados a través de fibras, se pueden desarrollar diferentes redes con topologías grandes y complejas. Estas redes proporcionan grandes capacidades a través de carriles ópticos transparentes que no experimentan conversión óptica a electrónica.
Sistema adaptativo de seguimiento de la mirada
El dispositivo que se utiliza para rastrear la mirada mediante el análisis de los movimientos del ojo se conoce como rastreador de mirada. El sistema de seguimiento de la mirada se utiliza para estimar y rastrear la línea de visión 3D de la persona y también hacia dónde mira la persona. Este sistema funciona simplemente transmitiendo luz IR cercana y la luz se refleja dentro de sus ojos. Entonces, estos reflejos son recibidos por las cámaras del seguidor ocular para que el sistema de seguimiento ocular sepa dónde está mirando. Este sistema es muy útil para observar y también medir los movimientos del ojo, el punto de mirada, la dilatación de la pupila y el parpadeo del ojo para observar.
Modulación de intensidad en comunicación óptica
La modulación de intensidad en la comunicación óptica es un tipo de modulación en la que la potencia óptica o/p de una fuente cambia de acuerdo con algunas características de la señal de modulación, como la señal portadora de información o la señal de banda base. En este tipo de modulación, no hay bandas laterales inferiores y superiores discretas. Pero, la salida de una fuente óptica tiene un ancho espectral. La envolvente de la señal óptica modulada es análoga a la señal moduladora en el sentido de que la potencia instantánea de la envolvente es análoga a la característica de interés dentro de la señal moduladora.
Comunicación inalámbrica óptica
La comunicación inalámbrica óptica es un tipo de comunicación óptica en la que se utiliza luz infrarroja, visible no guiada o ultravioleta para transportar una señal. Generalmente, se utiliza en comunicaciones de corto alcance. Cuando un sistema de comunicación inalámbrica óptica opera en el rango de banda visible de 390 a 750 nm, se conoce como comunicación de luz visible. Estos sistemas se utilizan en una amplia gama de aplicaciones como WLANS, WPAN y redes vehiculares. Alternativamente, los sistemas OWC terrestres de punto a punto llamados sistemas ópticos de espacio libre que operan en frecuencias del infrarrojo cercano como 750 a 1600 nm.
Visual MIMO
El sistema de comunicación óptica como Visual MIMO se deriva de MIMO, siempre que se haya adoptado el modelo de múltiples transmisores y múltiples receptores para la luz dentro del espectro visible y no visible. Entonces, en Visual MIMO, una pantalla visual electrónica o CONDUJO sirve como transmisor mientras que una cámara sirve como receptor.
Dense Wavelength Division Multiplexing
Se utiliza una tecnología de multiplexación de fibra óptica como la multiplexación por división de longitud de onda densa (DWDM) para mejorar el ancho de banda de la red de fibra. Combina señales de datos de varias fuentes sobre un solo par de cables de fibra óptica mientras mantiene la separación total de los flujos de datos. DWDM maneja protocolos de mayor velocidad igual a 100 Gbps para cada canal. Cada canal está separado simplemente por 0,8 nm. Esta multiplexación simplemente funciona igual que CWDM pero además de la mejora de la capacidad del canal, también se puede amplificar a distancias muy largas.
Conmutación de paquetes ópticos
La conmutación de paquetes ópticos simplemente permite la transferencia de señales de paquetes dentro del dominio óptico basado en paquete por paquete. Todos los paquetes ópticos de entrada dentro de los enrutadores electrónicos normales se convierten en señales eléctricas almacenadas posteriormente en una memoria. Este tipo de conmutación ofrece transparencia de datos y gran capacidad. Pero, después de tanta investigación, este tipo de tecnología aún no se ha utilizado en productos reales debido a la falta de memorias ópticas rápidas y profundas y al bajo nivel de integración.
Algunos temas más del seminario de sistemas de comunicación óptica
La lista de temas del seminario de sistemas de comunicación óptica se incluye a continuación.
- Soluciones de Redes Ópticas basadas en Contexto de Alta Densidad.
- Experimentación y aplicaciones basadas en Ethernet óptico.
- Colocación de funciones de C – RAN y confiabilidad en N/W ópticos.
- Control de Redes Ópticas 5G a través de SDN.
- Métodos de redes ópticas para aplicaciones sensibles al tiempo.
- Implementación y virtualización de redes Cloud RAN.
- Reconfiguración de Red Óptica WDM con Soporte a 5G
- Transmisiones MIMO. Sistemas electrónicos y de óptica adaptativa más rápidos.
- Integración de Red Óptica con Red de Acceso Radio.
- Seguridad de la red y selección de la ruta óptima.
- Resolución de transición de contención y modo inteligente.
- Virtualización basada en múltiples inquilinos y división de redes ópticas.
- Conexión intra o entre centros de datos dentro de Edge Computing.
- Comunicación consciente de la energía dentro de la red óptica.
- Diseño y optimización mejorados de la red óptica.
- Manipulación de circuitos integrados fotónicos en redes ópticas.
- Aplicaciones de Comunicación Óptica basadas en VLC Mejorado.
- Orquestación y control de redes ópticas basadas en SDN-NFV.
- Interoperabilidad y experimentos de campo en redes ópticas.
- Diseños de Nodo Óptico para Sistemas de Línea Óptica Abierta.
- Análisis de datos y prácticas de IA de comunicación óptica.
- Aprovechando las Industrias Verticales Modernas dentro de la Comunicación Óptica.
- Asignación de Espectro y Enrutamiento dentro de Flex-grid o Redes Ópticas Estáticas.
- Accesibilidad, flexibilidad, seguridad y supervivencia dentro de la red óptica.
- Comunicación óptica asistida por NFC para alto ancho de banda y bajo retraso.
- Diseño de arquitectura de red óptica multidimensional.
- Comunicación por fibra óptica escalable.
- Prevención de colisiones para vehículos aéreos no tripulados de múltiples rotores en entornos urbanos basados en el flujo óptico.
- Simulación de Sistema CDMA basada en Códigos Ortogonales Ópticos.
- Sistema de Comunicaciones Ópticas SDM basado en el Análisis Numérico del Momento Angular Orbital.
- Aplicaciones de Corto o Medio Alcance con Fuentes Ópticas.
Por lo tanto, esta es una lista de sistemas de comunicación óptica temas de seminarios para estudiantes de ingeniería. La lista anterior de temas de seminarios sobre sistemas de comunicación óptica es muy útil para seleccionar el tema de su seminario técnico sobre comunicación óptica. Los sistemas de comunicación óptica se utilizan para transmitir datos de forma óptica mediante fibras. Entonces, esto se puede hacer simplemente cambiando las señales electrónicas a pulsos de luz usando fuentes de luz como diodos emisores de luz o láseres. Aquí hay una pregunta para usted, ¿qué es la fibra óptica?
