ఆప్టికల్ ఫ్రీక్వెన్సీ దువ్వెనలు మరియు ఆప్టికల్ ట్రాన్స్మిషన్?

మనకు తెలిసినట్లుగా, 1990ల నుండి, WDM WDM సాంకేతికత వందల లేదా వేల కిలోమీటర్ల సుదూర ఫైబర్-ఆప్టిక్ లింక్‌లకు ఉపయోగించబడుతోంది. దేశంలోని చాలా ప్రాంతాలకు, ఫైబర్ మౌలిక సదుపాయాలు దాని అత్యంత ఖరీదైన ఆస్తి, అయితే ట్రాన్స్‌సీవర్ భాగాల ధర సాపేక్షంగా తక్కువగా ఉంటుంది.
అయితే, 5G వంటి నెట్‌వర్క్‌లలో డేటా రేట్ల విస్ఫోటనంతో, WDM టెక్నాలజీ స్వల్ప-దూర లింక్‌లలో కూడా చాలా ముఖ్యమైనదిగా మారుతోంది, ఇవి చాలా పెద్ద వాల్యూమ్‌లలో అమలు చేయబడతాయి మరియు అందువల్ల ట్రాన్స్‌సీవర్ అసెంబ్లీల ధర మరియు పరిమాణానికి మరింత సున్నితంగా ఉంటాయి.

ప్రస్తుతం, ఈ నెట్‌వర్క్‌లు ఇప్పటికీ స్పేస్ డివిజన్ మల్టీప్లెక్సింగ్ ఛానెల్‌ల ద్వారా సమాంతరంగా ప్రసారం చేయబడిన వేలాది సింగిల్-మోడ్ ఆప్టికల్ ఫైబర్‌లపై ఆధారపడతాయి, సాపేక్షంగా తక్కువ డేటా రేట్లు ఒక్కో ఛానెల్‌కు గరిష్టంగా కొన్ని వందల Gbit/s (800G)తో, T-క్లాస్‌లో తక్కువ సంఖ్యలో అప్లికేషన్లు సాధ్యమవుతాయి.

అయితే, భవిష్యత్తులో, సాధారణ ప్రాదేశిక సమాంతరీకరణ భావన త్వరలో దాని స్కేలబిలిటీ పరిమితులను చేరుకుంటుంది మరియు డేటా రేట్లలో మరింత పెరుగుదలను కొనసాగించడానికి ప్రతి ఫైబర్‌లోని డేటా స్ట్రీమ్‌ల స్పెక్ట్రల్ సమాంతరీకరణ ద్వారా దీనిని పూర్తి చేయాల్సి ఉంటుంది. ఇది WDM టెక్నాలజీకి పూర్తిగా కొత్త అప్లికేషన్ స్థలాన్ని తెరవవచ్చు, దీనిలో ఛానెల్‌ల సంఖ్య మరియు డేటా రేటు పరంగా గరిష్ట స్కేలబిలిటీ చాలా ముఖ్యమైనది.

ఈ సందర్భంలో,ఆప్టికల్ ఫ్రీక్వెన్సీ కాంబ్ జనరేటర్ (FCG)కాంపాక్ట్, స్థిర, బహుళ-తరంగదైర్ఘ్య కాంతి వనరుగా కీలక పాత్ర పోషిస్తుంది, ఇది పెద్ద సంఖ్యలో బాగా నిర్వచించబడిన ఆప్టికల్ క్యారియర్‌లను అందించగలదు. అదనంగా, ఆప్టికల్ ఫ్రీక్వెన్సీ దువ్వెనల యొక్క ఒక ముఖ్యమైన ప్రయోజనం ఏమిటంటే, దువ్వెన పంక్తులు ఫ్రీక్వెన్సీలో అంతర్గతంగా సమాన దూరంలో ఉంటాయి, తద్వారా ఇంటర్-ఛానల్ గార్డ్ బ్యాండ్‌ల అవసరాన్ని సడలించడం మరియు DFB లేజర్‌ల శ్రేణిని ఉపయోగించి సాంప్రదాయ పథకంలో ఒకే లైన్‌కు అవసరమైన ఫ్రీక్వెన్సీ నియంత్రణను నివారించడం.

ఈ ప్రయోజనాలు WDM ట్రాన్స్‌మిటర్‌లకు మాత్రమే కాకుండా వాటి రిసీవర్‌లకు కూడా వర్తిస్తాయని గమనించడం ముఖ్యం, ఇక్కడ వివిక్త స్థానిక ఓసిలేటర్ (LO) శ్రేణులను ఒకే దువ్వెన జనరేటర్ ద్వారా భర్తీ చేయవచ్చు. LO దువ్వెన జనరేటర్‌ల వాడకం WDM ఛానెల్‌ల కోసం డిజిటల్ సిగ్నల్ ప్రాసెసింగ్‌ను మరింత సులభతరం చేస్తుంది, తద్వారా రిసీవర్ సంక్లిష్టతను తగ్గిస్తుంది మరియు దశ శబ్ద సహనాన్ని పెంచుతుంది.

అదనంగా, సమాంతర కోహెరెంట్ రిసెప్షన్ కోసం ఫేజ్-లాకింగ్‌తో LO కాంబ్ సిగ్నల్‌లను ఉపయోగించడం వల్ల మొత్తం WDM సిగ్నల్ యొక్క టైమ్-డొమైన్ వేవ్‌ఫార్మ్‌ను పునర్నిర్మించడం కూడా సాధ్యమవుతుంది, తద్వారా ట్రాన్స్‌మిషన్ ఫైబర్‌లోని ఆప్టికల్ నాన్‌లీనియారిటీల వల్ల కలిగే బలహీనతలను భర్తీ చేస్తుంది. కాంబ్-ఆధారిత సిగ్నల్ ట్రాన్స్‌మిషన్ యొక్క ఈ సంభావిత ప్రయోజనాలతో పాటు, చిన్న పరిమాణం మరియు ఖర్చుతో కూడుకున్న మాస్ ప్రొడక్షన్ కూడా భవిష్యత్ WDM ట్రాన్స్‌సీవర్‌లకు కీలకం.
అందువల్ల, వివిధ కాంబ్ సిగ్నల్ జనరేటర్ భావనలలో, చిప్-స్కేల్ పరికరాలు ప్రత్యేక ఆసక్తిని కలిగి ఉన్నాయి. డేటా సిగ్నల్ మాడ్యులేషన్, మల్టీప్లెక్సింగ్, రూటింగ్ మరియు రిసెప్షన్ కోసం అధిక స్కేలబుల్ ఫోటోనిక్ ఇంటిగ్రేటెడ్ సర్క్యూట్‌లతో కలిపినప్పుడు, అటువంటి పరికరాలు కాంపాక్ట్, అత్యంత సమర్థవంతమైన WDM ట్రాన్స్‌సీవర్‌లకు కీలకంగా ఉండవచ్చు, వీటిని తక్కువ ఖర్చుతో పెద్ద పరిమాణంలో తయారు చేయవచ్చు, ఫైబర్‌కు పదుల Tbit/s వరకు ప్రసార సామర్థ్యాలతో.

కింది బొమ్మ బహుళ-తరంగదైర్ఘ్య కాంతి వనరుగా ఆప్టికల్ ఫ్రీక్వెన్సీ కాంబ్ FCGని ఉపయోగించే WDM ట్రాన్స్‌మిటర్ యొక్క స్కీమాటిక్‌ను వర్ణిస్తుంది. FCG కాంబ్ సిగ్నల్ మొదట డీమల్టిప్లెక్సర్ (DEMUX)లో వేరు చేయబడుతుంది మరియు తరువాత EOM ఎలక్ట్రో-ఆప్టికల్ మాడ్యులేటర్‌లోకి ప్రవేశిస్తుంది. ద్వారా, సిగ్నల్ ఆప్టిమల్ స్పెక్ట్రల్ ఎఫిషియెన్సీ (SE) కోసం అధునాతన QAM క్వాడ్రేచర్ యాంప్లిట్యూడ్ మాడ్యులేషన్‌కు లోబడి ఉంటుంది.

ట్రాన్స్‌మిటర్ ఎగ్రెస్ వద్ద, ఛానెల్‌లు మల్టీప్లెక్సర్ (MUX)లో తిరిగి కలపబడతాయి మరియు WDM సిగ్నల్‌లు సింగిల్ మోడ్ ఫైబర్ ద్వారా ప్రసారం చేయబడతాయి. స్వీకరించే చివరలో, తరంగదైర్ఘ్య డివిజన్ మల్టీప్లెక్సింగ్ రిసీవర్ (WDM Rx), బహుళ తరంగదైర్ఘ్య కోహెరెంట్ డిటెక్షన్ కోసం 2వ FCG యొక్క LO లోకల్ ఓసిలేటర్‌ను ఉపయోగిస్తుంది. ఇన్‌పుట్ WDM సిగ్నల్‌ల ఛానెల్‌లు డీమల్టీప్లెక్సర్ ద్వారా వేరు చేయబడతాయి మరియు కోహెరెంట్ రిసీవర్ అర్రే (Coh. Rx)కి అందించబడతాయి. ఇక్కడ స్థానిక ఓసిలేటర్ LO యొక్క డీమల్టీప్లెక్సింగ్ ఫ్రీక్వెన్సీ ప్రతి కోహెరెంట్ రిసీవర్‌కు దశ సూచనగా ఉపయోగించబడుతుంది. అటువంటి WDM లింక్‌ల పనితీరు స్పష్టంగా అంతర్లీన దువ్వెన సిగ్నల్ జనరేటర్‌పై, ముఖ్యంగా ఆప్టికల్ లైన్ వెడల్పు మరియు దువ్వెన లైన్‌కు ఆప్టికల్ పవర్‌పై ఆధారపడి ఉంటుంది.

వాస్తవానికి, ఆప్టికల్ ఫ్రీక్వెన్సీ దువ్వెన సాంకేతికత ఇంకా అభివృద్ధి దశలోనే ఉంది మరియు దాని అప్లికేషన్ దృశ్యాలు మరియు మార్కెట్ పరిమాణం చాలా తక్కువగా ఉన్నాయి. ఇది సాంకేతిక అడ్డంకులను అధిగమించగలిగితే, ఖర్చులను తగ్గించగలిగితే మరియు విశ్వసనీయతను మెరుగుపరచగలిగితే, ఆప్టికల్ ట్రాన్స్‌మిషన్‌లో స్కేల్-లెవల్ అప్లికేషన్‌లను సాధించడం సాధ్యమవుతుంది.