ऑप्टिकल फ्रीक्वेंसी कॉम्ब्स और ऑप्टिकल ट्रांसमिशन?

जैसा कि हम जानते हैं, 1990 के दशक से, WDM WDM तकनीक का उपयोग सैकड़ों या हजारों किलोमीटर की लंबी दूरी के फाइबर-ऑप्टिक लिंक के लिए किया जाता रहा है। देश के अधिकांश क्षेत्रों के लिए, फाइबर इंफ्रास्ट्रक्चर इसकी सबसे महंगी संपत्ति है, जबकि ट्रांसीवर घटकों की लागत अपेक्षाकृत कम है।
हालाँकि, 5G जैसे नेटवर्क में डेटा दरों के विस्फोट के साथ, WDM तकनीक शॉर्ट-हॉल लिंक में भी तेजी से महत्वपूर्ण होती जा रही है, जो बहुत बड़ी मात्रा में तैनात हैं और इसलिए ट्रांसीवर असेंबली की लागत और आकार के प्रति अधिक संवेदनशील हैं।

वर्तमान में, ये नेटवर्क अभी भी अंतरिक्ष प्रभाग मल्टीप्लेक्सिंग के चैनलों के माध्यम से समानांतर में प्रसारित हजारों सिंगल-मोड ऑप्टिकल फाइबर पर निर्भर हैं, जिनमें प्रति चैनल अधिकतम कुछ सौ Gbit/s (800G) की अपेक्षाकृत कम डेटा दर होती है, जिनमें से कुछ संभव हैं टी-क्लास में अनुप्रयोग।

हालाँकि, निकट भविष्य में, सामान्य स्थानिक समानांतरीकरण की अवधारणा जल्द ही अपनी स्केलेबिलिटी की सीमा तक पहुंच जाएगी, और डेटा दरों में और वृद्धि को बनाए रखने के लिए प्रत्येक फाइबर में डेटा धाराओं के वर्णक्रमीय समानांतरकरण द्वारा पूरक होना होगा। यह डब्लूडीएम प्रौद्योगिकी के लिए एक बिल्कुल नया अनुप्रयोग स्थान खोल सकता है, जिसमें चैनलों की संख्या और डेटा दर के संदर्भ में अधिकतम स्केलेबिलिटी महत्वपूर्ण है।

इस संदर्भ में,ऑप्टिकल फ्रीक्वेंसी कंघी जनरेटर (एफसीजी)एक कॉम्पैक्ट, स्थिर, बहु-तरंगदैर्ध्य प्रकाश स्रोत के रूप में एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है जो बड़ी संख्या में अच्छी तरह से परिभाषित ऑप्टिकल वाहक प्रदान कर सकता है। इसके अलावा, ऑप्टिकल फ़्रीक्वेंसी कॉम्ब्स का एक विशेष रूप से महत्वपूर्ण लाभ यह है कि कॉम्ब लाइनें आवृत्ति में आंतरिक रूप से समान दूरी पर होती हैं, इस प्रकार अंतर-चैनल गार्ड बैंड की आवश्यकता को कम करती हैं और आवृत्ति नियंत्रण से बचती हैं जो एक पारंपरिक योजना में एकल लाइन के लिए आवश्यक होगी। डीएफबी लेजर की एक श्रृंखला।

यह ध्यान रखना महत्वपूर्ण है कि ये फायदे न केवल डब्लूडीएम ट्रांसमीटरों पर बल्कि उनके रिसीवरों पर भी लागू होते हैं, जहां अलग-अलग स्थानीय ऑसीलेटर (एलओ) सरणी को एकल कंघी जनरेटर द्वारा प्रतिस्थापित किया जा सकता है। एलओ कंघी जनरेटर का उपयोग डब्लूडीएम चैनलों के लिए डिजिटल सिग्नल प्रोसेसिंग को और सुविधाजनक बनाता है, जिससे रिसीवर की जटिलता कम हो जाती है और चरण शोर सहनशीलता बढ़ जाती है।

इसके अलावा, समानांतर सुसंगत रिसेप्शन के लिए चरण-लॉकिंग के साथ एलओ कंघी सिग्नल का उपयोग पूरे डब्लूडीएम सिग्नल के टाइम-डोमेन तरंग को फिर से बनाना संभव बनाता है, इस प्रकार ट्रांसमिशन फाइबर में ऑप्टिकल नॉनलाइनरिटी के कारण होने वाली हानि की भरपाई करता है। कंघी-आधारित सिग्नल ट्रांसमिशन के इन वैचारिक लाभों के अलावा, छोटे आकार और लागत प्रभावी बड़े पैमाने पर उत्पादन भी भविष्य के WDM ट्रांसीवर के लिए महत्वपूर्ण हैं।
इसलिए, विभिन्न कंघी सिग्नल जनरेटर अवधारणाओं के बीच, चिप-स्केल डिवाइस विशेष रुचि रखते 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, अत्यधिक कुशल डब्लूडीएम ट्रांससीवर्स की कुंजी रख सकते हैं जिन्हें कम लागत पर बड़ी मात्रा में दसियों तक की ट्रांसमिशन क्षमता के साथ बनाया जा सकता है। प्रति फाइबर Tbit/s का।

निम्नलिखित चित्र एक बहु-तरंग दैर्ध्य प्रकाश स्रोत के रूप में एक ऑप्टिकल आवृत्ति कंघी एफसीजी का उपयोग करते हुए एक डब्लूडीएम ट्रांसमीटर का एक योजनाबद्ध चित्रण दर्शाता है। एफसीजी कंघी सिग्नल को पहले एक डीमल्टीप्लेक्सर (डीईएमयूएक्स) में अलग किया जाता है और फिर एक ईओएम इलेक्ट्रो-ऑप्टिकल मॉड्यूलेटर में प्रवेश किया जाता है। इसके माध्यम से, सिग्नल को इष्टतम वर्णक्रमीय दक्षता (एसई) के लिए उन्नत क्यूएएम क्वाडरेचर आयाम मॉड्यूलेशन के अधीन किया जाता है।

ट्रांसमीटर निकास पर, चैनलों को एक मल्टीप्लेक्सर (एमयूएक्स) में पुन: संयोजित किया जाता है और डब्लूडीएम सिग्नल एकल मोड फाइबर पर प्रसारित होते हैं। प्राप्त अंत में, तरंग दैर्ध्य डिवीजन मल्टीप्लेक्सिंग रिसीवर (डब्ल्यूडीएम आरएक्स), मल्टीवेवलेंथ सुसंगत पहचान के लिए दूसरे एफसीजी के एलओ स्थानीय थरथरानवाला का उपयोग करता है। इनपुट डब्लूडीएम सिग्नल के चैनल एक डीमल्टीप्लेक्सर द्वारा अलग किए जाते हैं और सुसंगत रिसीवर सरणी (कोह. आरएक्स) को खिलाए जाते हैं। जहां स्थानीय ऑसिलेटर LO की डीमल्टीप्लेक्सिंग आवृत्ति का उपयोग प्रत्येक सुसंगत रिसीवर के लिए चरण संदर्भ के रूप में किया जाता है। ऐसे डब्लूडीएम लिंक का प्रदर्शन स्पष्ट रूप से काफी हद तक अंतर्निहित कॉम्ब सिग्नल जनरेटर पर निर्भर करता है, विशेष रूप से ऑप्टिकल लाइन की चौड़ाई और प्रति कॉम्ब लाइन ऑप्टिकल पावर पर।

बेशक, ऑप्टिकल फ़्रीक्वेंसी कंघी तकनीक अभी भी विकासात्मक 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 ऑप्टिकल ट्रांसमिशन में स्केल-स्तरीय अनुप्रयोगों को प्राप्त करना संभव होगा।