ఆప్టికల్ ఫ్రీక్వెన్సీ కాంబ్ మరియు ఆప్టికల్ ట్రాన్స్‌మిషన్?

1990వ దశకం నుండి, వందల లేదా వేల కిలోమీటర్ల మేర విస్తరించి ఉన్న సుదూర ఫైబర్ ఆప్టిక్ లింక్‌ల కోసం WDM వేవ్‌లెంగ్త్ డివిజన్ మల్టిప్లెక్సింగ్ టెక్నాలజీని ఉపయోగిస్తున్నారని మనకు తెలుసు. చాలా దేశాలు మరియు ప్రాంతాలకు, ఫైబర్ ఆప్టిక్ మౌలిక సదుపాయాలు అత్యంత ఖరీదైన ఆస్తిగా ఉండగా, ట్రాన్స్‌సీవర్ భాగాల ధర మాత్రం సాపేక్షంగా తక్కువగా ఉంటుంది.

అయితే, 5G వంటి నెట్‌వర్క్ డేటా ప్రసార రేట్లలో విపరీతమైన పెరుగుదలతో, తక్కువ దూరపు లింక్‌లలో WDM టెక్నాలజీ ప్రాముఖ్యత నానాటికీ పెరుగుతోంది, మరియు షార్ట్ లింక్‌ల విస్తరణ పరిమాణం కూడా చాలా ఎక్కువగా ఉండటంతో, ట్రాన్స్‌సీవర్ భాగాల ధర మరియు పరిమాణం మరింత సున్నితంగా మారుతున్నాయి.

ప్రస్తుతం, ఈ నెట్‌వర్క్‌లు స్పేస్ డివిజన్ మల్టిప్లెక్సింగ్ ఛానెల్‌ల ద్వారా సమాంతర ప్రసారం కోసం ఇప్పటికీ వేలాది సింగిల్-మోడ్ ఆప్టికల్ ఫైబర్‌లపై ఆధారపడి ఉన్నాయి, మరియు ప్రతి ఛానెల్ యొక్క డేటా రేటు సాపేక్షంగా తక్కువగా ఉంటుంది, గరిష్టంగా కేవలం కొన్ని వందల Gbit/s (800G) మాత్రమే. T-స్థాయికి పరిమిత అనువర్తనాలు ఉండవచ్చు.

కానీ సమీప భవిష్యత్తులో, సాధారణ స్పేషియల్ ప్యారలలైజేషన్ భావన త్వరలోనే దాని స్కేలబిలిటీ పరిమితికి చేరుకుంటుంది, మరియు డేటా రేట్లలో మరింత మెరుగుదలలను కొనసాగించడానికి ప్రతి ఫైబర్‌లో డేటా స్ట్రీమ్‌ల స్పెక్ట్రమ్ ప్యారలలైజేషన్‌ను దీనికి అనుబంధంగా చేర్చవలసి ఉంటుంది. ఇది వేవ్‌లెంగ్త్ డివిజన్ మల్టిప్లెక్సింగ్ టెక్నాలజీకి ఒక సరికొత్త అప్లికేషన్ స్పేస్‌ను తెరవవచ్చు, ఇక్కడ ఛానల్ సంఖ్య మరియు డేటా రేట్ యొక్క గరిష్ట స్కేలబిలిటీ చాలా కీలకం.

ఈ సందర్భంలో, ఫ్రీక్వెన్సీ కాంబ్ జనరేటర్ (FCG), ఒక కాంపాక్ట్ మరియు స్థిరమైన బహుళ తరంగదైర్ఘ్య కాంతి మూలంగా, పెద్ద సంఖ్యలో సునిర్వచిత ఆప్టికల్ క్యారియర్‌లను అందించగలదు, తద్వారా కీలక పాత్ర పోషిస్తుంది. దీనికి అదనంగా, ఆప్టికల్ ఫ్రీక్వెన్సీ కాంబ్ యొక్క ఒక ముఖ్యమైన ప్రయోజనం ఏమిటంటే, కాంబ్ లైన్‌లు ప్రాథమికంగా ఫ్రీక్వెన్సీలో సమాన దూరంలో ఉంటాయి, ఇది ఇంటర్ ఛానల్ గార్డ్ బ్యాండ్‌ల అవసరాలను సడలించగలదు మరియు DFB లేజర్ శ్రేణులను ఉపయోగించే సాంప్రదాయ పద్ధతులలో సింగిల్ లైన్‌లకు అవసరమైన ఫ్రీక్వెన్సీ నియంత్రణను నివారించగలదు.

ఈ ప్రయోజనాలు వేవ్‌లెంగ్త్ డివిజన్ మల్టిప్లెక్సింగ్ యొక్క ట్రాన్స్‌మిటర్‌కు మాత్రమే కాకుండా, దాని రిసీవర్‌కు కూడా వర్తిస్తాయని గమనించాలి, ఇక్కడ డిస్క్రీట్ లోకల్ ఆసిలేటర్ (LO) శ్రేణిని ఒకే కాంబ్ జనరేటర్‌తో భర్తీ చేయవచ్చు. LO కాంబ్ జనరేటర్ల వాడకం వేవ్‌లెంగ్త్ డివిజన్ మల్టిప్లెక్సింగ్ ఛానెళ్లలో డిజిటల్ సిగ్నల్ ప్రాసెసింగ్‌ను మరింత సులభతరం చేస్తుంది, తద్వారా రిసీవర్ సంక్లిష్టతను తగ్గించి, ఫేజ్ నాయిస్ టాలరెన్స్‌ను మెరుగుపరుస్తుంది.

దీనికి అదనంగా, సమాంతర సుసంగత స్వీకరణ కోసం ఫేజ్-లాక్డ్ ఫంక్షన్‌తో కూడిన LO కాంబ్ సిగ్నల్స్‌ను ఉపయోగించడం ద్వారా, మొత్తం వేవ్‌లెంగ్త్ డివిజన్ మల్టిప్లెక్సింగ్ సిగ్నల్ యొక్క టైమ్-డొమైన్ వేవ్‌ఫార్మ్‌ను కూడా పునర్నిర్మించవచ్చు. తద్వారా, ట్రాన్స్‌మిషన్ ఫైబర్ యొక్క ఆప్టికల్ నాన్‌లీనియారిటీ వల్ల కలిగే నష్టాన్ని భర్తీ చేయవచ్చు. కాంబ్ సిగ్నల్ ట్రాన్స్‌మిషన్ ఆధారిత భావనాత్మక ప్రయోజనాలతో పాటు, చిన్న పరిమాణం మరియు ఆర్థికంగా సమర్థవంతమైన భారీ-స్థాయి ఉత్పత్తి కూడా భవిష్యత్ వేవ్‌లెంగ్త్ డివిజన్ మల్టిప్లెక్సింగ్ ట్రాన్స్‌సీవర్‌లకు కీలకమైన అంశాలు.

అందువల్ల, వివిధ కాంబ్ సిగ్నల్ జనరేటర్ భావనలలో, చిప్ స్థాయి పరికరాలు ప్రత్యేకంగా చెప్పుకోదగినవి. డేటా సిగ్నల్ మాడ్యులేషన్, మల్టీప్లెక్సింగ్, రూటింగ్ మరియు రిసెప్షన్ కోసం అధికంగా విస్తరించగల ఫోటోనిక్ ఇంటిగ్రేటెడ్ సర్క్యూట్‌లతో కలిపినప్పుడు, అటువంటి పరికరాలు కాంపాక్ట్ మరియు సమర్థవంతమైన వేవ్‌లెంగ్త్ డివిజన్ మల్టీప్లెక్సింగ్ ట్రాన్స్‌సీవర్‌లకు కీలకం కావచ్చు. వీటిని తక్కువ ఖర్చుతో పెద్ద పరిమాణంలో తయారు చేయవచ్చు, మరియు ఒక్కో ఫైబర్‌కు పదుల Tbit/s ప్రసార సామర్థ్యాన్ని కలిగి ఉంటాయి.

పంపే చివర అవుట్‌పుట్ వద్ద, ప్రతి ఛానెల్ ఒక మల్టీప్లెక్సర్ (MUX) ద్వారా తిరిగి కలపబడుతుంది, మరియు వేవ్‌లెంగ్త్ డివిజన్ మల్టీప్లెక్సింగ్ సిగ్నల్ సింగిల్-మోడ్ ఫైబర్ ద్వారా ప్రసారం చేయబడుతుంది. స్వీకరించే చివర, వేవ్‌లెంగ్త్ డివిజన్ మల్టీప్లెక్సింగ్ రిసీవర్ (WDM Rx) బహుళ వేవ్‌లెంగ్త్ ఇంటర్‌ఫెరెన్స్ డిటెక్షన్ కోసం రెండవ FCG యొక్క LO లోకల్ ఆసిలేటర్‌ను ఉపయోగిస్తుంది. ఇన్‌పుట్ వేవ్‌లెంగ్త్ డివిజన్ మల్టీప్లెక్సింగ్ సిగ్నల్ యొక్క ఛానెల్ ఒక డీమల్టీప్లెక్సర్ ద్వారా వేరు చేయబడి, ఆపై కోహెరెంట్ రిసీవర్ అర్రే (Coh. Rx)కి పంపబడుతుంది. వాటిలో, ప్రతి కోహెరెంట్ రిసీవర్‌కు ఫేజ్ రిఫరెన్స్‌గా లోకల్ ఆసిలేటర్ LO యొక్క డీమల్టీప్లెక్సింగ్ ఫ్రీక్వెన్సీ ఉపయోగించబడుతుంది. ఈ వేవ్‌లెంగ్త్ డివిజన్ మల్టీప్లెక్సింగ్ లింక్ యొక్క పనితీరు స్పష్టంగా ప్రాథమిక కాంబ్ సిగ్నల్ జనరేటర్‌పై, ముఖ్యంగా కాంతి వెడల్పు మరియు ప్రతి కాంబ్ లైన్ యొక్క ఆప్టికల్ పవర్‌పై ఎక్కువగా ఆధారపడి ఉంటుంది.

వాస్తవానికి, ఆప్టికల్ ఫ్రీక్వెన్సీ కాంబ్ టెక్నాలజీ ఇంకా అభివృద్ధి దశలోనే ఉంది, మరియు దాని అప్లికేషన్ దృశ్యాలు, మార్కెట్ పరిమాణం కూడా చాలా తక్కువగా ఉన్నాయి. ఇది సాంకేతిక అవరోధాలను అధిగమించి, ఖర్చులను తగ్గించి, విశ్వసనీయతను మెరుగుపరచగలిగితే, ఆప్టికల్ ట్రాన్స్‌మిషన్‌లో భారీ స్థాయి అప్లికేషన్‌లను సాధించగలదు.