ઓપ્ટિકલ ફ્રીક્વન્સી કોમ્બ અને ઓપ્ટિકલ ટ્રાન્સમિશન?

આપણે જાણીએ છીએ કે 1990 ના દાયકાથી, ડબલ્યુડીએમ તરંગલંબાઇ વિભાગ મલ્ટિપ્લેક્સીંગ ટેક્નોલોજીનો ઉપયોગ સેંકડો અથવા હજારો કિલોમીટર સુધી ફેલાયેલી લાંબા-અંતરની ફાઇબર ઓપ્ટિક લિંક્સ માટે કરવામાં આવે છે. મોટાભાગના દેશો અને પ્રદેશો માટે, ફાઈબર ઓપ્ટિક ઈન્ફ્રાસ્ટ્રક્ચર તેમની સૌથી મોંઘી સંપત્તિ છે, જ્યારે ટ્રાન્સસીવર ઘટકોની કિંમત પ્રમાણમાં ઓછી છે.

જો કે, 5G જેવા નેટવર્ક ડેટા ટ્રાન્સમિશન દરની વિસ્ફોટક વૃદ્ધિ સાથે, ટૂંકા અંતરની લિંક્સમાં WDM ટેક્નોલોજી વધુને વધુ મહત્વપૂર્ણ બની છે, અને ટૂંકી લિંક્સની જમાવટનું પ્રમાણ ઘણું મોટું છે, જે ટ્રાન્સસીવર ઘટકોની કિંમત અને કદને વધુ સંવેદનશીલ બનાવે છે.

હાલમાં, આ નેટવર્ક્સ હજુ પણ સ્પેસ ડિવિઝન મલ્ટિપ્લેક્સિંગ ચેનલો દ્વારા સમાંતર ટ્રાન્સમિશન માટે હજારો સિંગલ-મોડ ઓપ્ટિકલ ફાઈબર પર આધાર રાખે છે, અને દરેક ચેનલનો ડેટા રેટ પ્રમાણમાં ઓછો છે, વધુમાં વધુ માત્ર થોડાક સો Gbit/s (800G). ટી-લેવલમાં મર્યાદિત એપ્લિકેશન હોઈ શકે છે.

પરંતુ નજીકના ભવિષ્યમાં, સામાન્ય અવકાશી સમાંતરતાની વિભાવના ટૂંક સમયમાં તેની માપનીયતાની મર્યાદા સુધી પહોંચી જશે, અને ડેટા દરોમાં વધુ સુધારાને જાળવી રાખવા માટે દરેક ફાઇબરમાં ડેટા સ્ટ્રીમના સ્પેક્ટ્રમ સમાંતર દ્વારા પૂરક હોવું આવશ્યક છે. આ વેવલેન્થ ડિવિઝન મલ્ટિપ્લેક્સીંગ ટેક્નોલોજી માટે સંપૂર્ણ નવી એપ્લિકેશન સ્પેસ ખોલી શકે છે, જ્યાં ચેનલ નંબર અને ડેટા રેટની મહત્તમ માપનીયતા નિર્ણાયક છે.

આ કિસ્સામાં, ફ્રિક્વન્સી કોમ્બ જનરેટર (FCG), કોમ્પેક્ટ અને ફિક્સ્ડ મલ્ટી વેવલેન્થ પ્રકાશ સ્ત્રોત તરીકે, સારી રીતે વ્યાખ્યાયિત ઓપ્ટિકલ કેરિયર્સની મોટી સંખ્યા પૂરી પાડી શકે છે, આમ નિર્ણાયક ભૂમિકા ભજવે છે. વધુમાં, ઓપ્ટિકલ ફ્રિકવન્સી કોમ્બનો એક ખાસ મહત્વનો ફાયદો એ છે કે કોમ્બ લાઇન આવશ્યકપણે આવર્તનમાં સમાન છે, જે ઇન્ટર ચેનલ ગાર્ડ બેન્ડની જરૂરિયાતોને હળવી કરી શકે છે અને DFB લેસર એરેનો ઉપયોગ કરીને પરંપરાગત યોજનાઓમાં સિંગલ લાઇન માટે જરૂરી ફ્રીક્વન્સી કંટ્રોલને ટાળી શકે છે.

એ નોંધવું જોઈએ કે આ ફાયદાઓ માત્ર તરંગલંબાઈના ડિવિઝન મલ્ટિપ્લેક્સિંગના ટ્રાન્સમીટરને જ લાગુ પડતા નથી, પણ તેના રીસીવરને પણ લાગુ પડે છે, જ્યાં અલગ સ્થાનિક ઓસિલેટર (LO) એરેને સિંગલ કોમ્બ જનરેટર દ્વારા બદલી શકાય છે. LO કોમ્બ જનરેટરનો ઉપયોગ તરંગલંબાઇ ડિવિઝન મલ્ટિપ્લેક્સીંગ ચેનલોમાં ડિજિટલ સિગ્નલ પ્રોસેસિંગને વધુ સરળ બનાવી શકે છે, જેનાથી રીસીવરની જટિલતા ઓછી થાય છે અને તબક્કાના અવાજ સહિષ્ણુતામાં સુધારો થાય છે.

વધુમાં, સમાંતર સુસંગત રિસેપ્શન માટે ફેઝ-લૉક ફંક્શન સાથે LO કોમ્બ સિગ્નલનો ઉપયોગ કરીને સમગ્ર તરંગલંબાઇ ડિવિઝન મલ્ટિપ્લેક્સિંગ સિગ્નલના ટાઇમ-ડોમેન વેવફોર્મનું પુનઃનિર્માણ પણ કરી શકાય છે, ત્યાં ટ્રાન્સમિશન ફાઇબરની ઓપ્ટિકલ બિનરેખીયતાને કારણે થયેલા નુકસાનની ભરપાઈ કરી શકાય છે. કોમ્બ સિગ્નલ ટ્રાન્સમિશન પર આધારિત વૈચારિક ફાયદાઓ ઉપરાંત, નાનું કદ અને આર્થિક રીતે કાર્યક્ષમ મોટા પાયે ઉત્પાદન પણ ભાવિ વેવલેન્થ ડિવિઝન મલ્ટિપ્લેક્સિંગ ટ્રાન્સસીવર્સ માટેના મુખ્ય પરિબળો છે.

તેથી, વિવિધ કોમ્બ સિગ્નલ જનરેટર વિભાવનાઓમાં, ચિપ સ્તરના ઉપકરણો ખાસ કરીને નોંધનીય છે. જ્યારે ડેટા સિગ્નલ મોડ્યુલેશન, મલ્ટીપ્લેક્સીંગ, રૂટીંગ અને રિસેપ્શન માટે અત્યંત સ્કેલેબલ ફોટોનિક ઈન્ટીગ્રેટેડ સર્કિટ સાથે જોડવામાં આવે છે, ત્યારે આવા ઉપકરણો કોમ્પેક્ટ અને કાર્યક્ષમ વેવલેન્થ ડિવિઝન મલ્ટિપ્લેક્સીંગ ટ્રાન્સસીવર્સ માટે ચાવીરૂપ બની શકે છે જે ઓછી કિંમતે મોટી માત્રામાં ઉત્પાદિત કરી શકાય છે, દસની ટ્રાન્સમિશન ક્ષમતા સાથે. ફાઇબર દીઠ Tbit/s.

સેન્ડિંગ એન્ડના આઉટપુટ પર, દરેક ચેનલને મલ્ટિપ્લેક્સર (MUX) દ્વારા ફરીથી જોડવામાં આવે છે, અને તરંગલંબાઇ ડિવિઝન મલ્ટિપ્લેક્સિંગ સિગ્નલ સિંગલ-મોડ ફાઇબર દ્વારા પ્રસારિત થાય છે. પ્રાપ્તિના અંતે, વેવલેન્થ ડિવિઝન મલ્ટિપ્લેક્સિંગ રીસીવર (WDM Rx) બહુ તરંગલંબાઈની દખલગીરી શોધ માટે બીજા FCG ના LO લોકલ ઓસિલેટરનો ઉપયોગ કરે છે. ઇનપુટ વેવલેન્થ ડિવિઝન મલ્ટિપ્લેક્સિંગ સિગ્નલની ચેનલને ડિમલ્ટિપ્લેક્સર દ્વારા અલગ કરવામાં આવે છે અને પછી સુસંગત રીસીવર એરે (Coh. Rx)ને મોકલવામાં આવે છે. તેમાંથી, સ્થાનિક ઓસિલેટર LO ની ડિમલ્ટિપ્લેક્સિંગ આવર્તન દરેક સુસંગત રીસીવર માટે તબક્કા સંદર્ભ તરીકે વપરાય છે. આ વેવલેન્થ ડિવિઝન મલ્ટિપ્લેક્સિંગ લિંકનું પ્રદર્શન દેખીતી રીતે મૂળભૂત કાંસકો સિગ્નલ જનરેટર, ખાસ કરીને પ્રકાશની પહોળાઈ અને દરેક કાંસકોની ઓપ્ટિકલ પાવર પર આધાર રાખે છે.

અલબત્ત, ઓપ્ટિકલ ફ્રીક્વન્સી કોમ્બ ટેક્નોલોજી હજુ પણ વિકાસના તબક્કામાં છે, અને તેના એપ્લિકેશનના દૃશ્યો અને બજારનું કદ પ્રમાણમાં નાનું છે. જો તે તકનીકી અવરોધોને દૂર કરી શકે છે, ખર્ચ ઘટાડી શકે છે અને વિશ્વસનીયતામાં સુધારો કરી શકે છે, તો તે ઓપ્ટિકલ ટ્રાન્સમિશનમાં સ્કેલ લેવલ એપ્લિકેશન્સ પ્રાપ્ત કરી શકે છે.