ഒപ്റ്റിക്കൽ മൊഡ്യൂൾ ട്രാൻസ്മിഷൻ ദൂരം പരിമിതപ്പെടുത്തുന്ന ഘടകങ്ങളുടെ വിശകലനം

ഒപ്റ്റിക്കൽ മൊഡ്യൂളുകളുടെ ട്രാൻസ്മിഷൻ ദൂരം ഭൗതികവും എഞ്ചിനീയറിംഗ് ഘടകങ്ങളും ചേർന്നാണ് നിയന്ത്രിക്കുന്നത്, ഇവ ഒരുമിച്ച് ഒപ്റ്റിക്കൽ ഫൈബർ വഴി ഒപ്റ്റിക്കൽ സിഗ്നലുകൾ ഫലപ്രദമായി കൈമാറാൻ കഴിയുന്ന പരമാവധി ദൂരം നിർണ്ണയിക്കുന്നു. ഏറ്റവും സാധാരണമായ പരിമിതപ്പെടുത്തുന്ന ഘടകങ്ങളിൽ പലതും ഈ ലേഖനം വിശദീകരിക്കുന്നു.

ആദ്യം, ദിഒപ്റ്റിക്കൽ ലൈറ്റ് സ്രോതസ്സിന്റെ തരവും ഗുണനിലവാരവുംനിർണായക പങ്ക് വഹിക്കുന്നു. ഹ്രസ്വ-എത്തിച്ചേരൽ ആപ്ലിക്കേഷനുകൾ സാധാരണയായി കുറഞ്ഞ ചെലവിൽ ഉപയോഗിക്കുന്നുLED-കൾ അല്ലെങ്കിൽ VCSEL ലേസറുകൾ, മീഡിയം, ലോംഗ് റീച്ച് ട്രാൻസ്മിഷനുകൾ ഉയർന്ന പ്രകടനത്തെ ആശ്രയിച്ചിരിക്കുമ്പോൾDFB അല്ലെങ്കിൽ EML ലേസറുകൾ. ഔട്ട്പുട്ട് പവർ, സ്പെക്ട്രൽ വീതി, തരംഗദൈർഘ്യ സ്ഥിരത എന്നിവ പ്രക്ഷേപണ ശേഷിയെ നേരിട്ട് ബാധിക്കുന്നു.

രണ്ടാമത്,ഫൈബർ അറ്റൻവേഷൻട്രാൻസ്മിഷൻ ദൂരം പരിമിതപ്പെടുത്തുന്ന പ്രധാന ഘടകങ്ങളിലൊന്നാണ്. ഫൈബറിലൂടെ ഒപ്റ്റിക്കൽ സിഗ്നലുകൾ പ്രചരിക്കുമ്പോൾ, മെറ്റീരിയൽ ആഗിരണം, റെയ്‌ലീ സ്‌കാറ്ററിംഗ്, ബെൻഡിംഗ് നഷ്ടങ്ങൾ എന്നിവ കാരണം അവ ക്രമേണ ദുർബലമാകുന്നു. സിംഗിൾ-മോഡ് ഫൈബറിന്, സാധാരണ അറ്റൻവേഷൻ ഏകദേശം1310 നാനോമീറ്ററിൽ 0.5 dB/കി.മീ.കൂടാതെ1550 നാനോമീറ്ററിൽ 0.2–0.3 dB/km. ഇതിനു വിപരീതമായി, മൾട്ടിമോഡ് ഫൈബർ വളരെ ഉയർന്ന അറ്റൻവേഷൻ കാണിക്കുന്നു850 നാനോമീറ്ററിൽ 3–4 dB/കി.മീ.അതുകൊണ്ടാണ് മൾട്ടിമോഡ് സിസ്റ്റങ്ങൾ സാധാരണയായി നൂറുകണക്കിന് മീറ്റർ മുതൽ ഏകദേശം 2 കിലോമീറ്റർ വരെയുള്ള ഹ്രസ്വ-റീച്ച് ആശയവിനിമയങ്ങളിലേക്ക് പരിമിതപ്പെടുത്തിയിരിക്കുന്നത്.

ഇതുകൂടാതെ,ചിതറിക്കിടക്കുന്ന ഫലങ്ങൾഹൈ-സ്പീഡ് ഒപ്റ്റിക്കൽ സിഗ്നലുകളുടെ പ്രക്ഷേപണ ദൂരത്തെ ഗണ്യമായി നിയന്ത്രിക്കുന്നു. മെറ്റീരിയൽ ഡിസ്‌പർഷൻ, വേവ്‌ഗൈഡ് ഡിസ്‌പർഷൻ എന്നിവയുൾപ്പെടെയുള്ള ഡിസ്‌പർഷൻ, ട്രാൻസ്മിഷൻ സമയത്ത് ഒപ്റ്റിക്കൽ പൾസുകൾ വികസിക്കാൻ കാരണമാകുന്നു, ഇത് ഇന്റർസിംബോൾ ഇടപെടലിലേക്ക് നയിക്കുന്നു. ഡാറ്റാ നിരക്കുകളിൽ ഈ പ്രഭാവം പ്രത്യേകിച്ച് കഠിനമാകും.10 Gbps-ഉം അതിൽ കൂടുതലും. വ്യാപനം ലഘൂകരിക്കുന്നതിന്, ദീർഘദൂര സംവിധാനങ്ങൾ പലപ്പോഴും ഉപയോഗിക്കുന്നത്ഡിസ്പേഴ്‌ഷൻ-കോമ്പൻസേറ്റിംഗ് ഫൈബർ (DCF)അല്ലെങ്കിൽ ഉപയോഗിക്കുകനാരോ-ലൈൻവിഡ്ത്ത് ലേസറുകൾ നൂതന മോഡുലേഷൻ ഫോർമാറ്റുകളുമായി സംയോജിപ്പിച്ചിരിക്കുന്നു..

അതേസമയം, ദിപ്രവർത്തന തരംഗദൈർഘ്യംഒപ്റ്റിക്കൽ മൊഡ്യൂളിന്റെ ട്രാൻസ്മിഷൻ ദൂരവുമായി അടുത്ത ബന്ധപ്പെട്ടിരിക്കുന്നു.850 എൻഎം ബാൻഡ്മൾട്ടിമോഡ് ഫൈബറിലൂടെയുള്ള ഷോർട്ട് റീച്ച് ട്രാൻസ്മിഷനാണ് പ്രധാനമായും ഉപയോഗിക്കുന്നത്.1310 എൻഎം ബാൻഡ്സിംഗിൾ-മോഡ് ഫൈബറിന്റെ സീറോ-ഡിസ്പെർഷൻ വിൻഡോയ്ക്ക് അനുയോജ്യമായ, ഇടത്തരം ദൂര ആപ്ലിക്കേഷനുകൾക്ക് അനുയോജ്യമാണ്.10–40 കി.മീദി1550 എൻഎം ബാൻഡ്ഏറ്റവും കുറഞ്ഞ അറ്റൻവേഷൻ വാഗ്ദാനം ചെയ്യുന്നു, കൂടാതെ ഇവയുമായി പൊരുത്തപ്പെടുന്നുഎർബിയം-ഡോപ്പഡ് ഫൈബർ ആംപ്ലിഫയറുകൾ (EDFA), ദീർഘദൂര, അൾട്രാ-ലോംഗ്-ഹോൾ ട്രാൻസ്മിഷൻ സാഹചര്യങ്ങൾക്ക് അപ്പുറത്തേക്ക് ഇത് വ്യാപകമായി ഉപയോഗിക്കുന്നു.40 കി.മീ, അതുപോലെ80 കി.മീ അല്ലെങ്കിൽ 120 കി.മീ പോലുംലിങ്കുകൾ.

ട്രാൻസ്മിഷൻ വേഗത തന്നെ ദൂരത്തിൽ ഒരു വിപരീത നിയന്ത്രണം ഏർപ്പെടുത്തുന്നു. ഉയർന്ന ഡാറ്റ നിരക്കുകൾ റിസീവറിൽ കർശനമായ സിഗ്നൽ-ടു-നോയ്‌സ് അനുപാതങ്ങൾ ആവശ്യപ്പെടുന്നു, ഇത് റിസീവർ സെൻസിറ്റിവിറ്റി കുറയ്ക്കുന്നതിനും പരമാവധി ദൂരം കുറയ്ക്കുന്നതിനും കാരണമാകുന്നു. ഉദാഹരണത്തിന്,1 ജിബിപിഎസിൽ 40 കി.മീ.പരിമിതപ്പെടുത്തിയേക്കാം100 Gbps-ൽ 10 കിലോമീറ്ററിൽ താഴെ.

കൂടാതെ,പാരിസ്ഥിതിക ഘടകങ്ങൾതാപനിലയിലെ ഏറ്റക്കുറച്ചിലുകൾ, അമിതമായ ഫൈബർ വളവ്, കണക്ടർ മലിനീകരണം, ഘടക വാർദ്ധക്യം എന്നിവ പോലുള്ളവ അധിക നഷ്ടങ്ങളോ പ്രതിഫലനങ്ങളോ ഉണ്ടാക്കുകയും ഫലപ്രദമായ പ്രക്ഷേപണ ദൂരം കൂടുതൽ കുറയ്ക്കുകയും ചെയ്യും. ഫൈബർ-ഒപ്റ്റിക് ആശയവിനിമയം എല്ലായ്പ്പോഴും "ചെറുതാണെങ്കിൽ, മികച്ചത്" അല്ല എന്നതും ശ്രദ്ധിക്കേണ്ടതാണ്. പലപ്പോഴും ഒരുഏറ്റവും കുറഞ്ഞ പ്രക്ഷേപണ ദൂരം ആവശ്യകത(ഉദാഹരണത്തിന്, സിംഗിൾ-മോഡ് മൊഡ്യൂളുകൾക്ക് സാധാരണയായി ≥2 മീറ്റർ ആവശ്യമാണ്) അമിതമായ ഒപ്റ്റിക്കൽ പ്രതിഫലനം തടയാൻ, ഇത് ലേസർ സ്രോതസ്സിനെ അസ്ഥിരപ്പെടുത്തും.