ഒപ്റ്റിക്കൽ ഫ്രീക്വൻസി ചീപ്പും ഒപ്റ്റിക്കൽ ട്രാൻസ്മിഷനും?

1990-കൾ മുതൽ, നൂറുകണക്കിന് അല്ലെങ്കിൽ ആയിരക്കണക്കിന് കിലോമീറ്ററുകൾ വ്യാപിച്ചുകിടക്കുന്ന ദീർഘദൂര ഫൈബർ ഒപ്റ്റിക് ലിങ്കുകൾക്കായി WDM തരംഗദൈർഘ്യ ഡിവിഷൻ മൾട്ടിപ്ലക്സിംഗ് സാങ്കേതികവിദ്യ ഉപയോഗിച്ചിരുന്നുവെന്ന് നമുക്കറിയാം. മിക്ക രാജ്യങ്ങൾക്കും പ്രദേശങ്ങൾക്കും, ഫൈബർ ഒപ്റ്റിക് ഇൻഫ്രാസ്ട്രക്ചർ അവരുടെ ഏറ്റവും ചെലവേറിയ സ്വത്താണ്, 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 വിന്യാസത്തിൻ്റെ അളവ് വളരെ വലുതാണ്, ഇത് ട്രാൻസ്‌സിവർ ഘടകങ്ങളുടെ വിലയും വലുപ്പവും കൂടുതൽ സെൻസിറ്റീവ് ആക്കുന്നു.

നിലവിൽ, ഈ നെറ്റ്‌വർക്കുകൾ ബഹിരാകാശ ഡിവിഷൻ മൾട്ടിപ്ലക്‌സിംഗ് ചാനലുകളിലൂടെ സമാന്തര സംപ്രേക്ഷണത്തിനായി ആയിരക്കണക്കിന് ഒറ്റ-മോഡ് ഒപ്റ്റിക്കൽ ഫൈബറുകളെ ഇപ്പോഴും ആശ്രയിക്കുന്നു, കൂടാതെ ഓരോ ചാനലിൻ്റെയും ഡാറ്റാ നിരക്ക് താരതമ്യേന കുറവാണ്, പരമാവധി നൂറുകണക്കിന് Gbit/s (800G). ടി-ലെവലിൽ പരിമിതമായ ആപ്ലിക്കേഷനുകൾ ഉണ്ടാകാം.

എന്നാൽ ഭാവിയിൽ, സാധാരണ സ്പേഷ്യൽ പാരലലൈസേഷൻ എന്ന ആശയം ഉടൻ തന്നെ അതിൻ്റെ സ്കേലബിളിറ്റി പരിധിയിലെത്തും, കൂടാതെ ഡാറ്റാ നിരക്കുകളിൽ കൂടുതൽ മെച്ചപ്പെടുത്തലുകൾ നിലനിർത്തുന്നതിന് ഓരോ ഫൈബറിലും ഡാറ്റ സ്ട്രീമുകളുടെ സ്പെക്ട്രം സമാന്തരവൽക്കരണം അനുബന്ധമായി നൽകണം. ഇത് തരംഗദൈർഘ്യ ഡിവിഷൻ മൾട്ടിപ്ലക്‌സിംഗ് സാങ്കേതികവിദ്യയ്‌ക്കായി ഒരു പുതിയ ആപ്ലിക്കേഷൻ ഇടം തുറന്നേക്കാം, അവിടെ ചാനൽ നമ്പറിൻ്റെയും ഡാറ്റാ നിരക്കിൻ്റെയും പരമാവധി സ്കേലബിളിറ്റി നിർണായകമാണ്.

ഈ സാഹചര്യത്തിൽ, ഒതുക്കമുള്ളതും സ്ഥിരവുമായ മൾട്ടി തരംഗദൈർഘ്യമുള്ള പ്രകാശ സ്രോതസ്സ് എന്ന നിലയിൽ ഫ്രീക്വൻസി കോംപ് ജനറേറ്ററിന് (എഫ്‌സിജി) ധാരാളം നന്നായി നിർവചിക്കപ്പെട്ട ഒപ്റ്റിക്കൽ കാരിയറുകൾ നൽകാൻ കഴിയും, അങ്ങനെ ഒരു നിർണായക പങ്ക് വഹിക്കുന്നു. കൂടാതെ, ഒപ്റ്റിക്കൽ ഫ്രീക്വൻസി ചീപ്പിൻ്റെ ഒരു പ്രത്യേക പ്രധാന നേട്ടം, ചീപ്പ് ലൈനുകൾ ആവൃത്തിയിൽ തുല്യ അകലം പാലിക്കുന്നു എന്നതാണ്, ഇത് ഇൻ്റർ ചാനൽ ഗാർഡ് ബാൻഡുകളുടെ ആവശ്യകതകൾ ലഘൂകരിക്കുകയും DFB ലേസർ അറേകൾ ഉപയോഗിച്ച് പരമ്പരാഗത സ്കീമുകളിലെ സിംഗിൾ ലൈനുകൾക്ക് ആവശ്യമായ ഫ്രീക്വൻസി നിയന്ത്രണം ഒഴിവാക്കുകയും ചെയ്യും.

ഈ ഗുണങ്ങൾ തരംഗദൈർഘ്യ ഡിവിഷൻ മൾട്ടിപ്ലക്‌സിംഗിൻ്റെ ട്രാൻസ്മിറ്ററിന് മാത്രമല്ല, അതിൻ്റെ റിസീവറിനും ബാധകമാണ്, അവിടെ ഡിസ്‌ക്രീറ്റ് ലോക്കൽ ഓസിലേറ്റർ (LO) അറേയെ ഒരൊറ്റ ചീപ്പ് ജനറേറ്റർ ഉപയോഗിച്ച് മാറ്റിസ്ഥാപിക്കാൻ കഴിയും. LO കോമ്പ് ജനറേറ്ററുകളുടെ ഉപയോഗം തരംഗദൈർഘ്യ ഡിവിഷൻ മൾട്ടിപ്ലക്‌സിംഗ് ചാനലുകളിൽ ഡിജിറ്റൽ സിഗ്നൽ പ്രോസസ്സിംഗ് കൂടുതൽ സുഗമമാക്കും, അതുവഴി റിസീവർ സങ്കീർണ്ണത കുറയ്ക്കുകയും ഫേസ് നോയ്‌സ് ടോളറൻസ് മെച്ചപ്പെടുത്തുകയും ചെയ്യും.

കൂടാതെ, സമാന്തര കോഹറൻ്റ് റിസപ്ഷനുള്ള ഫേസ് ലോക്ക്ഡ് ഫംഗ്‌ഷനുള്ള LO കോമ്പ് സിഗ്നലുകൾ ഉപയോഗിക്കുന്നത് മുഴുവൻ തരംഗദൈർഘ്യ ഡിവിഷൻ മൾട്ടിപ്ലക്‌സിംഗ് സിഗ്നലിൻ്റെ സമയ-ഡൊമെയ്ൻ തരംഗരൂപം പുനർനിർമ്മിക്കാൻ പോലും കഴിയും, അതുവഴി ട്രാൻസ്മിഷൻ ഫൈബറിൻ്റെ ഒപ്റ്റിക്കൽ നോൺ-ലീനിയാരിറ്റി മൂലമുണ്ടാകുന്ന കേടുപാടുകൾ നികത്താനാകും. ചീപ്പ് സിഗ്നൽ ട്രാൻസ്മിഷനെ അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ള ആശയപരമായ നേട്ടങ്ങൾക്ക് പുറമേ, ചെറിയ വലിപ്പവും സാമ്പത്തികമായി കാര്യക്ഷമമായ വലിയ തോതിലുള്ള ഉൽപ്പാദനവും ഭാവിയിലെ തരംഗദൈർഘ്യ ഡിവിഷൻ മൾട്ടിപ്ലക്‌സിംഗ് ട്രാൻസ്‌സിവറുകളുടെ പ്രധാന ഘടകങ്ങളാണ്.

അതിനാൽ, വിവിധ ചീപ്പ് സിഗ്നൽ ജനറേറ്റർ ആശയങ്ങൾക്കിടയിൽ, ചിപ്പ് ലെവൽ ഉപകരണങ്ങൾ പ്രത്യേകിച്ചും ശ്രദ്ധേയമാണ്. ഡാറ്റാ സിഗ്നൽ മോഡുലേഷൻ, മൾട്ടിപ്ലക്‌സിംഗ്, റൂട്ടിംഗ്, റിസപ്ഷൻ എന്നിവയ്‌ക്കായുള്ള ഉയർന്ന തോതിലുള്ള ഫോട്ടോണിക് ഇൻ്റഗ്രേറ്റഡ് സർക്യൂട്ടുകളുമായി സംയോജിപ്പിക്കുമ്പോൾ, അത്തരം ഉപകരണങ്ങൾ ഒതുക്കമുള്ളതും കാര്യക്ഷമവുമായ തരംഗദൈർഘ്യ ഡിവിഷൻ മൾട്ടിപ്ലക്‌സിംഗ് ട്രാൻസ്‌സിവറുകളുടെ താക്കോലായി മാറിയേക്കാം, അത് കുറഞ്ഞ ചെലവിൽ, പതിനായിരക്കണക്കിന് പ്രക്ഷേപണ ശേഷിയോടെ വലിയ അളവിൽ നിർമ്മിക്കാൻ കഴിയും. ഓരോ ഫൈബറിനും Tbit/s.

അയയ്‌ക്കുന്ന അവസാനത്തിൻ്റെ ഔട്ട്‌പുട്ടിൽ, ഓരോ ചാനലും ഒരു മൾട്ടിപ്ലക്‌സർ (MUX) വഴി വീണ്ടും സംയോജിപ്പിക്കുന്നു, കൂടാതെ തരംഗദൈർഘ്യ ഡിവിഷൻ മൾട്ടിപ്ലക്‌സിംഗ് സിഗ്നൽ സിംഗിൾ-മോഡ് ഫൈബറിലൂടെ കൈമാറ്റം ചെയ്യപ്പെടുന്നു. സ്വീകരിക്കുന്ന അവസാനത്തിൽ, തരംഗദൈർഘ്യ ഡിവിഷൻ മൾട്ടിപ്ലക്‌സിംഗ് റിസീവർ (WDM Rx) മൾട്ടി തരംഗദൈർഘ്യ തടസ്സം കണ്ടെത്തുന്നതിനായി രണ്ടാമത്തെ FCG-യുടെ LO ലോക്കൽ ഓസിലേറ്റർ ഉപയോഗിക്കുന്നു. ഇൻപുട്ട് തരംഗദൈർഘ്യം ഡിവിഷൻ മൾട്ടിപ്ലെക്സിംഗ് സിഗ്നലിൻ്റെ ചാനൽ ഒരു ഡീമൾട്ടിപ്ലെക്‌സർ ഉപയോഗിച്ച് വേർതിരിക്കുകയും പിന്നീട് ഒരു കോഹറൻ്റ് റിസീവർ അറേയിലേക്ക് (കോഹ്. Rx) അയയ്ക്കുകയും ചെയ്യുന്നു. അവയിൽ, ലോക്കൽ ഓസിലേറ്റർ LO യുടെ demultiplexing ഫ്രീക്വൻസി ഓരോ കോഹറൻ്റ് റിസീവറിനുമുള്ള ഘട്ട റഫറൻസായി ഉപയോഗിക്കുന്നു. ഈ തരംഗദൈർഘ്യ ഡിവിഷൻ മൾട്ടിപ്ലക്‌സിംഗ് ലിങ്കിൻ്റെ പ്രകടനം പ്രധാനമായും അടിസ്ഥാന ചീപ്പ് സിഗ്നൽ ജനറേറ്ററിനെ ആശ്രയിച്ചിരിക്കുന്നു, പ്രത്യേകിച്ച് പ്രകാശത്തിൻ്റെ വീതിയും ഓരോ ചീപ്പ് ലൈനിൻ്റെയും ഒപ്റ്റിക്കൽ ശക്തിയും.

തീർച്ചയായും, ഒപ്റ്റിക്കൽ ഫ്രീക്വൻസി ചീപ്പ് സാങ്കേതികവിദ്യ ഇപ്പോഴും വികസന ഘട്ടത്തിലാണ്, അതിൻ്റെ ആപ്ലിക്കേഷൻ സാഹചര്യങ്ങളും വിപണി വലുപ്പവും താരതമ്യേന ചെറുതാണ്. ഇതിന് സാങ്കേതിക തടസ്സങ്ങളെ മറികടക്കാനും ചെലവ് കുറയ്ക്കാനും വിശ്വാസ്യത മെച്ചപ്പെടുത്താനും കഴിയുമെങ്കിൽ, അത് ഒപ്റ്റിക്കൽ ട്രാൻസ്മിഷനിൽ സ്കെയിൽ ലെവൽ ആപ്ലിക്കേഷനുകൾ നേടിയേക്കാം.