ഒപ്റ്റിക്കൽ ഫ്രീക്വൻസി കോമ്പും ഒപ്റ്റിക്കൽ ട്രാൻസ്മിഷനും?

1990-കൾ മുതൽ, നൂറുകണക്കിന് അല്ലെങ്കിൽ ആയിരക്കണക്കിന് കിലോമീറ്ററുകൾ വ്യാപിച്ചുകിടക്കുന്ന ദീർഘദൂര ഫൈബർ ഒപ്റ്റിക് ലിങ്കുകൾക്കായി WDM തരംഗദൈർഘ്യ ഡിവിഷൻ മൾട്ടിപ്ലക്സിംഗ് സാങ്കേതികവിദ്യ ഉപയോഗിച്ചുവരുന്നുവെന്ന് നമുക്കറിയാം. മിക്ക രാജ്യങ്ങൾക്കും പ്രദേശങ്ങൾക്കും, ഫൈബർ ഒപ്റ്റിക് ഇൻഫ്രാസ്ട്രക്ചർ അവരുടെ ഏറ്റവും ചെലവേറിയ ആസ്തിയാണ്, അതേസമയം ട്രാൻസ്‌സിവർ ഘടകങ്ങളുടെ വില താരതമ്യേന കുറവാണ്.

എന്നിരുന്നാലും, 5G പോലുള്ള നെറ്റ്‌വർക്ക് ഡാറ്റാ ട്രാൻസ്മിഷൻ നിരക്കുകളുടെ സ്ഫോടനാത്മകമായ വളർച്ചയോടെ, ഹ്രസ്വ ദൂര ലിങ്കുകളിൽ WDM സാങ്കേതികവിദ്യ കൂടുതൽ പ്രാധാന്യമർഹിക്കുന്നു, കൂടാതെ ഹ്രസ്വ ലിങ്കുകളുടെ വിന്യാസ അളവ് വളരെ വലുതാണ്, ഇത് ട്രാൻസ്‌സിവർ ഘടകങ്ങളുടെ വിലയും വലുപ്പവും കൂടുതൽ സെൻസിറ്റീവ് ആക്കുന്നു.

നിലവിൽ, ഈ നെറ്റ്‌വർക്കുകൾ സ്പേസ് ഡിവിഷൻ മൾട്ടിപ്ലക്സിംഗ് ചാനലുകളിലൂടെ സമാന്തര പ്രക്ഷേപണത്തിനായി ആയിരക്കണക്കിന് സിംഗിൾ-മോഡ് ഒപ്റ്റിക്കൽ ഫൈബറുകളെയാണ് ആശ്രയിക്കുന്നത്, കൂടാതെ ഓരോ ചാനലിന്റെയും ഡാറ്റ നിരക്ക് താരതമ്യേന കുറവാണ്, പരമാവധി ഏതാനും നൂറ് ജിബിറ്റ്/സെക്കൻഡ് (800G) മാത്രം. ടി-ലെവലിൽ പരിമിതമായ ആപ്ലിക്കേഷനുകൾ ഉണ്ടായിരിക്കാം.

എന്നാൽ ഭാവിയിൽ, സാധാരണ സ്പേഷ്യൽ പാരലലൈസേഷൻ എന്ന ആശയം ഉടൻ തന്നെ അതിന്റെ സ്കേലബിലിറ്റി പരിധിയിലെത്തും, കൂടാതെ ഡാറ്റാ നിരക്കുകളിൽ കൂടുതൽ മെച്ചപ്പെടുത്തലുകൾ നിലനിർത്തുന്നതിന് ഓരോ ഫൈബറിലെയും ഡാറ്റാ സ്ട്രീമുകളുടെ സ്പെക്ട്രം പാരലലൈസേഷൻ വഴി ഇത് അനുബന്ധമായി നൽകേണ്ടതുണ്ട്. ചാനൽ നമ്പറിന്റെയും ഡാറ്റാ നിരക്കിന്റെയും പരമാവധി സ്കേലബിളിറ്റി നിർണായകമായ തരംഗദൈർഘ്യ ഡിവിഷൻ മൾട്ടിപ്ലക്സിംഗ് സാങ്കേതികവിദ്യയ്ക്ക് ഇത് ഒരു പുതിയ ആപ്ലിക്കേഷൻ ഇടം തുറന്നേക്കാം.

ഈ സാഹചര്യത്തിൽ, ഫ്രീക്വൻസി കോമ്പ് ജനറേറ്ററിന് (FCG), ഒരു ഒതുക്കമുള്ളതും സ്ഥിരവുമായ മൾട്ടി വേവ്ലെങ്ത് പ്രകാശ സ്രോതസ്സ് എന്ന നിലയിൽ, നന്നായി നിർവചിക്കപ്പെട്ട ധാരാളം ഒപ്റ്റിക്കൽ കാരിയറുകൾ നൽകാൻ കഴിയും, അങ്ങനെ അവ നിർണായക പങ്ക് വഹിക്കുന്നു. കൂടാതെ, ഒപ്റ്റിക്കൽ ഫ്രീക്വൻസി കോമ്പിന്റെ ഒരു പ്രധാന നേട്ടം, കോമ്പ് ലൈനുകൾ ആവൃത്തിയിൽ തുല്യ അകലത്തിലാണെന്നതാണ്, ഇത് ഇന്റർ ചാനൽ ഗാർഡ് ബാൻഡുകളുടെ ആവശ്യകതകളിൽ ഇളവ് വരുത്തുകയും DFB ലേസർ അറേകൾ ഉപയോഗിക്കുന്ന പരമ്പരാഗത സ്കീമുകളിൽ സിംഗിൾ ലൈനുകൾക്ക് ആവശ്യമായ ഫ്രീക്വൻസി നിയന്ത്രണം ഒഴിവാക്കുകയും ചെയ്യും.

തരംഗദൈർഘ്യ ഡിവിഷൻ മൾട്ടിപ്ലക്‌സിംഗിന്റെ ട്രാൻസ്മിറ്ററിന് മാത്രമല്ല, ഡിസ്‌ക്രീറ്റ് ലോക്കൽ ഓസിലേറ്റർ (LO) അറേ ഒരു കോമ്പ് ജനറേറ്റർ ഉപയോഗിച്ച് മാറ്റിസ്ഥാപിക്കാൻ കഴിയുന്ന അതിന്റെ റിസീവറിനും ഈ ഗുണങ്ങൾ ബാധകമാണെന്ന് ശ്രദ്ധിക്കേണ്ടതാണ്. LO കോമ്പ് ജനറേറ്ററുകളുടെ ഉപയോഗം തരംഗദൈർഘ്യ ഡിവിഷൻ മൾട്ടിപ്ലക്‌സിംഗ് ചാനലുകളിൽ ഡിജിറ്റൽ സിഗ്നൽ പ്രോസസ്സിംഗ് കൂടുതൽ സുഗമമാക്കും, അതുവഴി റിസീവർ സങ്കീർണ്ണത കുറയ്ക്കുകയും ഘട്ടം ശബ്ദ സഹിഷ്ണുത മെച്ചപ്പെടുത്തുകയും ചെയ്യും.

കൂടാതെ, സമാന്തര കോഹറന്റ് റിസപ്ഷനായി ഫേസ്-ലോക്ക്ഡ് ഫംഗ്ഷനോടുകൂടിയ LO കോമ്പ് സിഗ്നലുകൾ ഉപയോഗിക്കുന്നത് മുഴുവൻ തരംഗദൈർഘ്യ ഡിവിഷൻ മൾട്ടിപ്ലക്സിംഗ് സിഗ്നലിന്റെയും സമയ-ഡൊമെയ്ൻ തരംഗരൂപം പുനർനിർമ്മിക്കാൻ പോലും കഴിയും, അതുവഴി ട്രാൻസ്മിഷൻ ഫൈബറിന്റെ ഒപ്റ്റിക്കൽ നോൺ-ലീനിയാരിറ്റി മൂലമുണ്ടാകുന്ന കേടുപാടുകൾ നികത്തും. കോമ്പ് സിഗ്നൽ ട്രാൻസ്മിഷനെ അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ള ആശയപരമായ നേട്ടങ്ങൾക്ക് പുറമേ, ചെറിയ വലിപ്പവും സാമ്പത്തികമായി കാര്യക്ഷമമായ വലിയ തോതിലുള്ള ഉൽപ്പാദനവും ഭാവിയിലെ തരംഗദൈർഘ്യ ഡിവിഷൻ മൾട്ടിപ്ലക്സിംഗ് ട്രാൻസ്സീവറുകൾക്ക് പ്രധാന ഘടകങ്ങളാണ്.

അതിനാൽ, വിവിധ കോമ്പ് സിഗ്നൽ ജനറേറ്റർ ആശയങ്ങളിൽ, ചിപ്പ് ലെവൽ ഉപകരണങ്ങൾ പ്രത്യേകിച്ചും ശ്രദ്ധേയമാണ്. ഡാറ്റ സിഗ്നൽ മോഡുലേഷൻ, മൾട്ടിപ്ലക്സിംഗ്, റൂട്ടിംഗ്, റിസപ്ഷൻ എന്നിവയ്ക്കായി ഉയർന്ന തോതിലുള്ള ഫോട്ടോണിക് ഇന്റഗ്രേറ്റഡ് സർക്യൂട്ടുകളുമായി സംയോജിപ്പിക്കുമ്പോൾ, അത്തരം ഉപകരണങ്ങൾ ഒതുക്കമുള്ളതും കാര്യക്ഷമവുമായ തരംഗദൈർഘ്യ ഡിവിഷൻ മൾട്ടിപ്ലക്സിംഗ് ട്രാൻസ്‌സീവറുകളുടെ താക്കോലായി മാറിയേക്കാം, കുറഞ്ഞ ചെലവിൽ വലിയ അളവിൽ നിർമ്മിക്കാൻ കഴിയും, ഒരു ഫൈബറിൽ പതിനായിരക്കണക്കിന് ടിബിറ്റ്/സെക്കൻഡ് ട്രാൻസ്മിഷൻ ശേഷിയുണ്ട്.

അയയ്ക്കുന്ന അറ്റത്തിന്റെ ഔട്ട്‌പുട്ടിൽ, ഓരോ ചാനലും ഒരു മൾട്ടിപ്ലക്‌സർ (MUX) വഴി പുനഃസംയോജിപ്പിക്കപ്പെടുന്നു, കൂടാതെ തരംഗദൈർഘ്യ ഡിവിഷൻ മൾട്ടിപ്ലക്‌സിംഗ് സിഗ്നൽ സിംഗിൾ-മോഡ് ഫൈബർ വഴി കൈമാറ്റം ചെയ്യപ്പെടുന്നു. സ്വീകരിക്കുന്ന അറ്റത്ത്, തരംഗദൈർഘ്യ ഡിവിഷൻ മൾട്ടിപ്ലക്‌സിംഗ് റിസീവർ (WDM Rx) മൾട്ടി വേവ്‌ലെങ്ത് ഇന്റർഫറൻസ് ഡിറ്റക്ഷനായി രണ്ടാമത്തെ FCG യുടെ LO ലോക്കൽ ഓസിലേറ്റർ ഉപയോഗിക്കുന്നു. ഇൻപുട്ട് തരംഗദൈർഘ്യ ഡിവിഷൻ മൾട്ടിപ്ലക്‌സിംഗ് സിഗ്നലിന്റെ ചാനൽ ഒരു ഡീമൾട്ടിപ്ലെക്‌സർ ഉപയോഗിച്ച് വേർതിരിച്ച് ഒരു കോഹെറന്റ് റിസീവർ അറേയിലേക്ക് (Coh. Rx) അയയ്ക്കുന്നു. അവയിൽ, ലോക്കൽ ഓസിലേറ്റർ LO യുടെ ഡീമൾട്ടിപ്ലെക്‌സിംഗ് ഫ്രീക്വൻസി ഓരോ കോഹെറന്റ് റിസീവറിനും ഫേസ് റഫറൻസായി ഉപയോഗിക്കുന്നു. ഈ തരംഗദൈർഘ്യ ഡിവിഷൻ മൾട്ടിപ്ലക്‌സിംഗ് ലിങ്കിന്റെ പ്രകടനം പ്രധാനമായും അടിസ്ഥാന കോമ്പ് സിഗ്നൽ ജനറേറ്ററിനെ ആശ്രയിച്ചിരിക്കുന്നു, പ്രത്യേകിച്ച് പ്രകാശത്തിന്റെ വീതിയും ഓരോ കോമ്പ് ലൈനിന്റെയും ഒപ്റ്റിക്കൽ പവറും.

തീർച്ചയായും, ഒപ്റ്റിക്കൽ ഫ്രീക്വൻസി കോമ്പ് സാങ്കേതികവിദ്യ ഇപ്പോഴും വികസന ഘട്ടത്തിലാണ്, അതിന്റെ പ്രയോഗ സാഹചര്യങ്ങളും വിപണി വലുപ്പവും താരതമ്യേന ചെറുതാണ്. സാങ്കേതിക തടസ്സങ്ങൾ മറികടക്കാനും, ചെലവ് കുറയ്ക്കാനും, വിശ്വാസ്യത മെച്ചപ്പെടുത്താനും കഴിയുമെങ്കിൽ, ഒപ്റ്റിക്കൽ ട്രാൻസ്മിഷനിൽ സ്കെയിൽ ലെവൽ ആപ്ലിക്കേഷനുകൾ നേടിയെടുക്കാൻ ഇതിന് കഴിയും.