ఆప్టికల్ ఫ్రీక్వెన్సీ కాంబ్‌లు మరియు ఆప్టికల్ ట్రాన్స్‌మిషన్?

మనకు తెలిసినట్లుగా, 1990వ దశకం నుండి, వందల లేదా వేల కిలోమీటర్ల పొడవైన ఫైబర్-ఆప్టిక్ లింక్‌ల కోసం WDM సాంకేతికతను ఉపయోగిస్తున్నారు. దేశంలోని చాలా ప్రాంతాలకు, ఫైబర్ మౌలిక సదుపాయాలు అత్యంత ఖరీదైన ఆస్తిగా ఉండగా, ట్రాన్స్‌సీవర్ భాగాల ధర మాత్రం సాపేక్షంగా తక్కువగా ఉంటుంది.
అయితే, 5G వంటి నెట్‌వర్క్‌లలో డేటా రేట్లు విపరీతంగా పెరగడంతో, చాలా పెద్ద పరిమాణంలో విస్తరించే మరియు అందువల్ల ట్రాన్స్‌సీవర్ అసెంబ్లీల ధర మరియు పరిమాణం పట్ల మరింత సున్నితంగా ఉండే షార్ట్-హాల్ లింక్‌లలో కూడా WDM టెక్నాలజీ ప్రాముఖ్యత నానాటికీ పెరుగుతోంది.

ప్రస్తుతం, ఈ నెట్‌వర్క్‌లు ఇప్పటికీ స్పేస్ డివిజన్ మల్టిప్లెక్సింగ్ ఛానెల్‌ల ద్వారా సమాంతరంగా ప్రసారం చేయబడిన వేలాది సింగిల్-మోడ్ ఆప్టికల్ ఫైబర్‌లపై ఆధారపడి ఉన్నాయి, ఒక్కో ఛానెల్‌కు గరిష్టంగా కొన్ని వందల Gbit/s (800G) సాపేక్షంగా తక్కువ డేటా రేట్లతో, T-క్లాస్‌లో కొన్ని సాధ్యమయ్యే అనువర్తనాలతో.

అయితే, సమీప భవిష్యత్తులో, సాధారణ ప్రాదేశిక సమాంతరీకరణ భావన త్వరలోనే దాని విస్తరణ పరిమితులను చేరుకుంటుంది, మరియు డేటా రేట్లలో మరింత పెరుగుదలను తట్టుకోవడానికి ప్రతి ఫైబర్‌లోని డేటా స్ట్రీమ్‌ల స్పెక్ట్రల్ సమాంతరీకరణతో దీనిని అనుబంధించవలసి ఉంటుంది. ఇది WDM సాంకేతికతకు ఒక సరికొత్త అనువర్తన రంగాన్ని తెరవవచ్చు, దీనిలో ఛానెళ్ల సంఖ్య మరియు డేటా రేటు పరంగా గరిష్ట విస్తరణ సామర్థ్యం కీలకం.

ఈ సందర్భంలో,ఆప్టికల్ ఫ్రీక్వెన్సీ కాంబ్ జనరేటర్ (FCG)ఇది పెద్ద సంఖ్యలో సునిర్వచిత ఆప్టికల్ క్యారియర్‌లను అందించగల ఒక కాంపాక్ట్, స్థిరమైన, బహుళ-తరంగదైర్ఘ్య కాంతి మూలంగా కీలక పాత్ర పోషిస్తుంది. దీనికి అదనంగా, ఆప్టికల్ ఫ్రీక్వెన్సీ కాంబ్‌ల యొక్క ఒక ముఖ్యమైన ప్రయోజనం ఏమిటంటే, కాంబ్ లైన్‌లు ఫ్రీక్వెన్సీలో సహజంగానే సమాన దూరంలో ఉంటాయి, తద్వారా ఇంటర్-ఛానల్ గార్డ్ బ్యాండ్‌ల అవసరాన్ని సడలించి, DFB లేజర్‌ల శ్రేణిని ఉపయోగించే సాంప్రదాయ పథకంలో ఒకే లైన్‌కు అవసరమయ్యే ఫ్రీక్వెన్సీ నియంత్రణను నివారిస్తుంది.

ఈ ప్రయోజనాలు WDM ట్రాన్స్‌మిటర్‌లకు మాత్రమే కాకుండా వాటి రిసీవర్‌లకు కూడా వర్తిస్తాయని గమనించడం ముఖ్యం, ఇక్కడ వివిక్త లోకల్ ఆసిలేటర్ (LO) శ్రేణులను ఒకే కాంబ్ జనరేటర్‌తో భర్తీ చేయవచ్చు. LO కాంబ్ జనరేటర్ల వాడకం WDM ఛానెల్‌ల కోసం డిజిటల్ సిగ్నల్ ప్రాసెసింగ్‌ను మరింత సులభతరం చేస్తుంది, తద్వారా రిసీవర్ సంక్లిష్టతను తగ్గించి, ఫేజ్ నాయిస్ టాలరెన్స్‌ను పెంచుతుంది.

దీనికి అదనంగా, సమాంతర సుసంగత స్వీకరణ కోసం ఫేజ్-లాకింగ్‌తో కూడిన LO కాంబ్ సిగ్నల్స్ వాడకం, మొత్తం WDM సిగ్నల్ యొక్క టైమ్-డొమైన్ తరంగ రూపాన్ని పునర్నిర్మించడాన్ని కూడా సాధ్యం చేస్తుంది, తద్వారా ప్రసార ఫైబర్‌లోని ఆప్టికల్ అరేఖీయతల వల్ల కలిగే లోపాలను సరిచేస్తుంది. కాంబ్-ఆధారిత సిగ్నల్ ప్రసారం యొక్క ఈ సైద్ధాంతిక ప్రయోజనాలతో పాటు, చిన్న పరిమాణం మరియు తక్కువ ఖర్చుతో కూడిన భారీ ఉత్పత్తి 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 స్కేలబిలిటీ గల ఫోటోనిక్ ఇంటిగ్రేటెడ్ సర్క్యూట్‌లతో కలిపినప్పుడు, అటువంటి పరికరాలు కాంపాక్ట్, అత్యంత సమర్థవంతమైన WDM ట్రాన్స్‌సీవర్‌లకు కీలకంగా మారవచ్చు. వీటిని తక్కువ ఖర్చుతో పెద్ద పరిమాణంలో తయారు చేయవచ్చు మరియు ఒక్కో ఫైబర్‌కు పదుల Tbit/s వరకు ప్రసార సామర్థ్యాలను కలిగి ఉంటాయి.

కింది పటం, బహుళ-తరంగదైర్ఘ్య కాంతి మూలంగా ఆప్టికల్ ఫ్రీక్వెన్సీ కాంబ్ (FCG)ను ఉపయోగించే ఒక WDM ట్రాన్స్‌మిటర్ యొక్క రేఖాచిత్రాన్ని చూపిస్తుంది. FCG కాంబ్ సిగ్నల్ మొదట డీమల్టీప్లెక్సర్ (DEMUX)లో వేరు చేయబడి, ఆపై EOM ఎలక్ట్రో-ఆప్టికల్ మాడ్యులేటర్‌లోకి ప్రవేశిస్తుంది. దీని ద్వారా, సరైన స్పెక్ట్రల్ సామర్థ్యం (SE) కోసం ఈ సిగ్నల్ అధునాతన QAM క్వాడ్రేచర్ ఆంప్లిట్యూడ్ మాడ్యులేషన్‌కు గురిచేయబడుతుంది.

ట్రాన్స్‌మిటర్ ఎగ్రెస్‌ వద్ద, ఛానెల్‌లు ఒక మల్టిప్లెక్సర్ (MUX)లో తిరిగి కలపబడి, WDM సిగ్నల్స్ సింగిల్ మోడ్ ఫైబర్ ద్వారా ప్రసారం చేయబడతాయి. స్వీకరించే చివర, వేవ్‌లెంగ్త్ డివిజన్ మల్టిప్లెక్సింగ్ రిసీవర్ (WDM Rx), బహుళ తరంగదైర్ఘ్య సంబద్ధ గుర్తింపు కోసం 2వ FCG యొక్క LO లోకల్ ఆసిలేటర్‌ను ఉపయోగిస్తుంది. ఇన్‌పుట్ WDM సిగ్నల్స్ యొక్క ఛానెల్‌లు ఒక డీమల్టిప్లెక్సర్ ద్వారా వేరు చేయబడి, సంబద్ధ రిసీవర్ అర్రే (Coh. Rx)కు అందించబడతాయి. అక్కడ, ప్రతి సంబద్ధ రిసీవర్‌కు ఫేజ్ రిఫరెన్స్‌గా లోకల్ ఆసిలేటర్ LO యొక్క డీమల్టిప్లెక్సింగ్ ఫ్రీక్వెన్సీ ఉపయోగించబడుతుంది. ఇటువంటి WDM లింక్‌ల పనితీరు స్పష్టంగా అంతర్లీన కాంబ్ సిగ్నల్ జనరేటర్‌పై, ప్రత్యేకించి ఆప్టికల్ లైన్ వెడల్పు మరియు ప్రతి కాంబ్ లైన్‌కు 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, అప్పుడు ఆప్టికల్ ట్రాన్స్‌మిషన్‌లో భారీ స్థాయి అప్లికేషన్‌లను సాధించడం సాధ్యమవుతుంది.