ఆప్టికల్ మాడ్యూల్ ట్రాన్స్మిషన్ దూరాన్ని పరిమితం చేసే కారకాల విశ్లేషణ

ఆప్టికల్ మాడ్యూల్స్ యొక్క ప్రసార దూరం భౌతిక మరియు ఇంజనీరింగ్ కారకాల కలయిక ద్వారా పరిమితం చేయబడింది, ఇవి కలిసి ఆప్టికల్ ఫైబర్ ద్వారా ఆప్టికల్ సిగ్నల్‌లను సమర్థవంతంగా ప్రసారం చేయగల గరిష్ట దూరాన్ని నిర్ణయిస్తాయి. ఈ వ్యాసం చాలా సాధారణ పరిమితి కారకాలను వివరిస్తుంది.

మొదట,ఆప్టికల్ కాంతి మూలం యొక్క రకం మరియు నాణ్యతనిర్ణయాత్మక పాత్ర పోషిస్తాయి. స్వల్ప-చేర్చగల అనువర్తనాలు సాధారణంగా తక్కువ-ధరను ఉపయోగిస్తాయిLED లు లేదా VCSEL లేజర్లు, మీడియం- మరియు లాంగ్-రీచ్ ట్రాన్స్‌మిషన్‌లు అధిక-పనితీరుపై ఆధారపడతాయిDFB లేదా EML లేజర్‌లు. అవుట్‌పుట్ పవర్, స్పెక్ట్రల్ వెడల్పు మరియు తరంగదైర్ఘ్య స్థిరత్వం ప్రసార సామర్థ్యాన్ని నేరుగా ప్రభావితం చేస్తాయి.

రెండవది,ఫైబర్ అటెన్యుయేషన్ప్రసార దూరాన్ని పరిమితం చేసే ప్రధాన కారకాల్లో ఒకటి. ఆప్టికల్ సిగ్నల్స్ ఫైబర్ ద్వారా వ్యాపిస్తున్నప్పుడు, పదార్థ శోషణ, రేలీ స్కాటరింగ్ మరియు బెండింగ్ నష్టాల కారణంగా అవి క్రమంగా బలహీనపడతాయి. సింగిల్-మోడ్ ఫైబర్ కోసం, సాధారణ అటెన్యుయేషన్ సుమారు1310 nm వద్ద 0.5 dB/kmమరియు అంత తక్కువగా ఉండవచ్చు1550 nm వద్ద 0.2–0.3 dB/km. దీనికి విరుద్ధంగా, మల్టీమోడ్ ఫైబర్ చాలా ఎక్కువ అటెన్యుయేషన్‌ను ప్రదర్శిస్తుంది850 nm వద్ద 3–4 dB/kmఅందుకే మల్టీమోడ్ వ్యవస్థలు సాధారణంగా అనేక వందల మీటర్ల నుండి దాదాపు 2 కి.మీ వరకు ఉన్న షార్ట్-రీచ్ కమ్యూనికేషన్‌లకు పరిమితం చేయబడతాయి.

అదనంగా,వ్యాప్తి ప్రభావాలుహై-స్పీడ్ ఆప్టికల్ సిగ్నల్స్ యొక్క ప్రసార దూరాన్ని గణనీయంగా పరిమితం చేస్తుంది. పదార్థ వ్యాప్తి మరియు వేవ్‌గైడ్ వ్యాప్తితో సహా వ్యాప్తి - ప్రసార సమయంలో ఆప్టికల్ పల్స్‌లను విస్తరించడానికి కారణమవుతుంది, ఇది ఇంటర్‌సింబోల్ జోక్యానికి దారితీస్తుంది. ఈ ప్రభావం ముఖ్యంగా డేటా రేట్ల వద్ద తీవ్రంగా మారుతుంది.10 Gbps మరియు అంతకంటే ఎక్కువ. వ్యాప్తిని తగ్గించడానికి, సుదూర వ్యవస్థలు తరచుగాడిస్పర్షన్-కంపెన్సేటింగ్ ఫైబర్ (DCF)లేదా ఉపయోగించండిఅధునాతన మాడ్యులేషన్ ఫార్మాట్‌లతో కలిపిన ఇరుకైన-లైన్-విడ్త్ లేజర్‌లు.

అదే సమయంలో, దిఆపరేటింగ్ తరంగదైర్ఘ్యంఆప్టికల్ మాడ్యూల్ ప్రసార దూరానికి దగ్గరి సంబంధం కలిగి ఉంటుంది.850 nm బ్యాండ్మల్టీమోడ్ ఫైబర్ పై షార్ట్-రీచ్ ట్రాన్స్మిషన్ కోసం ప్రధానంగా ఉపయోగించబడుతుంది. ది1310 nm బ్యాండ్సింగిల్-మోడ్ ఫైబర్ యొక్క జీరో-డిస్పర్షన్ విండోకు అనుగుణంగా, మధ్యస్థ-దూర అనువర్తనాలకు అనుకూలంగా ఉంటుంది10–40 కి.మీది1550 nm బ్యాండ్అత్యల్ప క్షీణతను అందిస్తుంది మరియు అనుకూలంగా ఉంటుందిఎర్బియం-డోప్డ్ ఫైబర్ యాంప్లిఫైయర్లు (EDFAలు), ఇది సుదూర మరియు అల్ట్రా-సుదూర ప్రసార దృశ్యాలకు విస్తృతంగా ఉపయోగించబడుతుంది.40 కి.మీ., వంటివి80 కి.మీ లేదా 120 కి.మీ.లింకులు.

ప్రసార వేగం కూడా దూరంపై విలోమ పరిమితిని విధిస్తుంది. అధిక డేటా రేట్లు రిసీవర్ వద్ద కఠినమైన సిగ్నల్-టు-శబ్ద నిష్పత్తులను కోరుతాయి, ఫలితంగా రిసీవర్ సున్నితత్వం తగ్గుతుంది మరియు గరిష్ట పరిధి తక్కువగా ఉంటుంది. ఉదాహరణకు,1 Gbps వద్ద 40 కి.మీ.పరిమితం కావచ్చు100 Gbps వద్ద 10 కి.మీ కంటే తక్కువ.

ఇంకా,పర్యావరణ కారకాలుఉష్ణోగ్రత హెచ్చుతగ్గులు, అధిక ఫైబర్ వంపు, కనెక్టర్ కాలుష్యం మరియు భాగాల వృద్ధాప్యం వంటివి అదనపు నష్టాలు లేదా ప్రతిబింబాలను పరిచయం చేస్తాయి, ప్రభావవంతమైన ప్రసార దూరాన్ని మరింత తగ్గిస్తాయి. ఫైబర్-ఆప్టిక్ కమ్యూనికేషన్ ఎల్లప్పుడూ "చిన్నదిగా ఉంటే మంచిది" కాదని కూడా గమనించాలి. తరచుగా ఒకకనీస ప్రసార దూరం అవసరం(ఉదాహరణకు, సింగిల్-మోడ్ మాడ్యూల్స్‌కు సాధారణంగా ≥2 మీటర్లు అవసరం) అధిక ఆప్టికల్ ప్రతిబింబాన్ని నిరోధించడానికి, ఇది లేజర్ మూలాన్ని అస్థిరపరుస్తుంది.