ऑप्टिकल फ़्रीक्वेंसी कंघी और ऑप्टिकल ट्रांसमिशन?

हम जानते हैं कि 1990 के दशक से, WDM वेवलेंथ डिवीजन मल्टीप्लेक्सिंग तकनीक का उपयोग सैकड़ों या हजारों किलोमीटर तक लंबी दूरी के फाइबर ऑप्टिक लिंक के लिए किया जाता रहा है। अधिकांश देशों और क्षेत्रों के लिए, फाइबर ऑप्टिक बुनियादी ढांचा उनकी सबसे महंगी संपत्ति है, जबकि ट्रांसीवर घटकों की लागत अपेक्षाकृत कम है।

हालाँकि, 5G जैसे नेटवर्क डेटा ट्रांसमिशन दरों की विस्फोटक वृद्धि के साथ, WDM तकनीक कम दूरी के लिंक में तेजी से महत्वपूर्ण हो गई है, और छोटी लिंक की तैनाती की मात्रा बहुत बड़ी है, जिससे ट्रांसीवर घटकों की लागत और आकार अधिक संवेदनशील हो गया है।

वर्तमान में, ये नेटवर्क अभी भी अंतरिक्ष प्रभाग मल्टीप्लेक्सिंग चैनलों के माध्यम से समानांतर ट्रांसमिशन के लिए हजारों सिंगल-मोड ऑप्टिकल फाइबर पर निर्भर हैं, और प्रत्येक चैनल की डेटा दर अपेक्षाकृत कम है, अधिकतम केवल कुछ सौ Gbit/s (800G)। टी-लेवल में सीमित अनुप्रयोग हो सकते हैं।

लेकिन निकट भविष्य में, सामान्य स्थानिक समानांतरीकरण की अवधारणा जल्द ही अपनी स्केलेबिलिटी सीमा तक पहुंच जाएगी, और डेटा दरों में और सुधार बनाए रखने के लिए प्रत्येक फाइबर में डेटा धाराओं के स्पेक्ट्रम समानांतरकरण द्वारा पूरक होना चाहिए। यह तरंग दैर्ध्य डिवीजन मल्टीप्लेक्सिंग तकनीक के लिए एक नया अनुप्रयोग स्थान खोल सकता है, जहां चैनल संख्या और डेटा दर की अधिकतम स्केलेबिलिटी महत्वपूर्ण है।

इस मामले में, फ़्रीक्वेंसी कंघी जनरेटर (एफसीजी), एक कॉम्पैक्ट और निश्चित मल्टी वेवलेंथ प्रकाश स्रोत के रूप में, बड़ी संख्या में अच्छी तरह से परिभाषित ऑप्टिकल वाहक प्रदान कर सकता है, इस प्रकार एक महत्वपूर्ण भूमिका निभा सकता है। इसके अलावा, ऑप्टिकल फ़्रीक्वेंसी कंघी का एक विशेष रूप से महत्वपूर्ण लाभ यह है कि कंघी लाइनें अनिवार्य रूप से आवृत्ति में समान दूरी पर होती हैं, जो अंतर चैनल गार्ड बैंड के लिए आवश्यकताओं को शिथिल कर सकती हैं और डीएफबी लेजर सरणियों का उपयोग करके पारंपरिक योजनाओं में एकल लाइनों के लिए आवश्यक आवृत्ति नियंत्रण से बच सकती हैं।

यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि ये फायदे न केवल तरंग दैर्ध्य डिवीजन मल्टीप्लेक्सिंग के ट्रांसमीटर पर लागू होते हैं, बल्कि इसके रिसीवर पर भी लागू होते हैं, जहां असतत स्थानीय थरथरानवाला (एलओ) सरणी को एकल कंघी जनरेटर द्वारा प्रतिस्थापित किया जा सकता है। एलओ कंघी जनरेटर का उपयोग तरंग दैर्ध्य डिवीजन मल्टीप्लेक्सिंग चैनलों में डिजिटल सिग्नल प्रोसेसिंग को और अधिक सुविधाजनक बना सकता है, जिससे रिसीवर की जटिलता कम हो सकती है और चरण शोर सहनशीलता में सुधार हो सकता है।

इसके अलावा, समानांतर सुसंगत रिसेप्शन के लिए चरण-लॉक फ़ंक्शन के साथ एलओ कंघी सिग्नल का उपयोग करके पूरे तरंग दैर्ध्य डिवीजन मल्टीप्लेक्सिंग सिग्नल के टाइम-डोमेन तरंग का पुनर्निर्माण भी किया जा सकता है, जिससे ट्रांसमिशन फाइबर की ऑप्टिकल नॉनलाइनरिटी के कारण होने वाली क्षति की भरपाई हो सकती है। कंघी सिग्नल ट्रांसमिशन पर आधारित वैचारिक लाभों के अलावा, छोटे आकार और आर्थिक रूप से कुशल बड़े पैमाने पर उत्पादन भी भविष्य के तरंग दैर्ध्य डिवीजन मल्टीप्लेक्सिंग ट्रांसीवर के लिए प्रमुख कारक हैं।

इसलिए, विभिन्न कंघी सिग्नल जनरेटर अवधारणाओं के बीच, चिप स्तर के उपकरण विशेष रूप से उल्लेखनीय हैं। जब डेटा सिग्नल मॉड्यूलेशन, मल्टीप्लेक्सिंग, रूटिंग और रिसेप्शन के लिए अत्यधिक स्केलेबल फोटोनिक इंटीग्रेटेड सर्किट के साथ जोड़ा जाता है, तो ऐसे उपकरण कॉम्पैक्ट और कुशल तरंग दैर्ध्य डिवीजन मल्टीप्लेक्सिंग ट्रांससीवर्स की कुंजी बन सकते हैं जिन्हें कम लागत पर बड़ी मात्रा में निर्मित किया जा सकता है, जिसमें दसियों की ट्रांसमिशन क्षमता होती है। प्रति फाइबर Tbit/s.

भेजने वाले छोर के आउटपुट पर, प्रत्येक चैनल को मल्टीप्लेक्सर (एमयूएक्स) के माध्यम से पुन: संयोजित किया जाता है, और तरंग दैर्ध्य डिवीजन मल्टीप्लेक्सिंग सिग्नल सिंगल-मोड फाइबर के माध्यम से प्रेषित होता है। प्राप्त अंत में, तरंग दैर्ध्य डिवीजन मल्टीप्लेक्सिंग रिसीवर (डब्ल्यूडीएम आरएक्स) मल्टी तरंग दैर्ध्य हस्तक्षेप का पता लगाने के लिए दूसरे एफसीजी के एलओ स्थानीय थरथरानवाला का उपयोग करता है। इनपुट तरंग दैर्ध्य डिवीजन मल्टीप्लेक्सिंग सिग्नल के चैनल को एक डीमल्टीप्लेक्सर द्वारा अलग किया जाता है और फिर एक सुसंगत रिसीवर सरणी (कोह। आरएक्स) में भेजा जाता है। उनमें से, स्थानीय ऑसिलेटर एलओ की डीमल्टीप्लेक्सिंग आवृत्ति का उपयोग प्रत्येक सुसंगत रिसीवर के लिए चरण संदर्भ के रूप में किया जाता है। इस तरंग दैर्ध्य डिवीजन मल्टीप्लेक्सिंग लिंक का प्रदर्शन स्पष्ट रूप से मूल कंघी सिग्नल जनरेटर, विशेष रूप से प्रकाश की चौड़ाई और प्रत्येक कंघी लाइन की ऑप्टिकल शक्ति पर निर्भर करता है।

बेशक, ऑप्टिकल फ़्रीक्वेंसी कंघी तकनीक अभी भी विकास के चरण में है, और इसके अनुप्रयोग परिदृश्य और बाज़ार का आकार अपेक्षाकृत छोटा है। यदि यह तकनीकी बाधाओं को दूर कर सकता है, लागत कम कर सकता है और विश्वसनीयता में सुधार कर सकता है, तो यह ऑप्टिकल ट्रांसमिशन में स्केल स्तर के अनुप्रयोगों को प्राप्त कर सकता है।