ફાઇબર ઓપ્ટિક કોમ્યુનિકેશનની દુનિયામાં, પ્રકાશ તરંગલંબાઇની પસંદગી રેડિયો ફ્રીક્વન્સી ટ્યુનિંગ અને ચેનલ પસંદગી જેવી છે. ફક્ત યોગ્ય "ચેનલ" પસંદ કરીને જ સિગ્નલ સ્પષ્ટ અને સ્થિર રીતે પ્રસારિત કરી શકાય છે. શા માટે કેટલાક ઓપ્ટિકલ મોડ્યુલોનું ટ્રાન્સમિશન અંતર ફક્ત 500 મીટર હોય છે, જ્યારે અન્ય સેંકડો કિલોમીટરથી વધુ ફેલાય છે? રહસ્ય પ્રકાશના તે કિરણના 'રંગ'માં રહેલું છે - વધુ સ્પષ્ટ રીતે, પ્રકાશની તરંગલંબાઇ.
આધુનિક ઓપ્ટિકલ કોમ્યુનિકેશન નેટવર્ક્સમાં, વિવિધ તરંગલંબાઇના ઓપ્ટિકલ મોડ્યુલો સંપૂર્ણપણે અલગ ભૂમિકા ભજવે છે. 850nm, 1310nm અને 1550nm ની ત્રણ મુખ્ય તરંગલંબાઇ ઓપ્ટિકલ કોમ્યુનિકેશનનું મૂળભૂત માળખું બનાવે છે, જેમાં ટ્રાન્સમિશન અંતર, નુકસાનની લાક્ષણિકતાઓ અને એપ્લિકેશન દૃશ્યોના સંદર્ભમાં શ્રમનું સ્પષ્ટ વિભાજન છે.
૧. આપણને બહુવિધ તરંગલંબાઇની શા માટે જરૂર છે?
ઓપ્ટિકલ મોડ્યુલોમાં તરંગલંબાઇ વિવિધતાનું મૂળ કારણ ફાઇબર ઓપ્ટિક ટ્રાન્સમિશનમાં બે મુખ્ય પડકારોમાં રહેલું છે: નુકશાન અને વિક્ષેપ. જ્યારે ઓપ્ટિકલ સિગ્નલો ઓપ્ટિકલ ફાઇબરમાં પ્રસારિત થાય છે, ત્યારે માધ્યમના શોષણ, વિખેરાઈ જવા અને લિકેજને કારણે ઊર્જા ઘટાડા (નુકસાન) થાય છે. તે જ સમયે, વિવિધ તરંગલંબાઇ ઘટકોની અસમાન પ્રસાર ગતિ સિગ્નલ પલ્સ બ્રોડનિંગ (વિક્ષેપ)નું કારણ બને છે. આનાથી બહુ-તરંગલંબાઇ ઉકેલોનો વિકાસ થયો છે:
•૮૫૦nm બેન્ડ:મુખ્યત્વે મલ્ટિમોડ ઓપ્ટિકલ ફાઇબરમાં કાર્ય કરે છે, જેમાં ટ્રાન્સમિશન અંતર સામાન્ય રીતે થોડા સો મીટર (જેમ કે ~550 મીટર) સુધીનું હોય છે, અને ટૂંકા અંતરના ટ્રાન્સમિશન માટે મુખ્ય બળ છે (જેમ કે ડેટા સેન્ટરોમાં).
•૧૩૧૦nm બેન્ડ:પ્રમાણભૂત સિંગલ-મોડ ફાઇબરમાં ઓછી વિક્ષેપ લાક્ષણિકતાઓ દર્શાવે છે, જેમાં ટ્રાન્સમિશન અંતર દસ કિલોમીટર (જેમ કે ~60 કિલોમીટર) સુધી હોય છે, જે તેને મધ્યમ અંતરના ટ્રાન્સમિશનનો આધાર બનાવે છે.
•૧૫૫૦nm બેન્ડ:સૌથી ઓછા એટેન્યુએશન રેટ (લગભગ 0.19dB/km) સાથે, સૈદ્ધાંતિક ટ્રાન્સમિશન અંતર 150 કિલોમીટરથી વધુ થઈ શકે છે, જે તેને લાંબા-અંતરના અને અલ્ટ્રા લાંબા અંતરના ટ્રાન્સમિશનનો રાજા બનાવે છે.
વેવલેન્થ ડિવિઝન મલ્ટિપ્લેક્સિંગ (WDM) ટેકનોલોજીના ઉદયથી ઓપ્ટિકલ ફાઇબરની ક્ષમતામાં ઘણો વધારો થયો છે. ઉદાહરણ તરીકે, સિંગલ ફાઇબર બાયડાયરેક્શનલ (BIDI) ઓપ્ટિકલ મોડ્યુલ્સ ટ્રાન્સમિટિંગ અને રિસીવિંગ છેડા પર વિવિધ તરંગલંબાઇ (જેમ કે 1310nm/1550nm સંયોજન) નો ઉપયોગ કરીને એક જ ફાઇબર પર બાયડાયરેક્શનલ સંચાર પ્રાપ્ત કરે છે, જે ફાઇબર સંસાધનોને નોંધપાત્ર રીતે બચાવે છે. વધુ અદ્યતન ડેન્સ વેવલેન્થ ડિવિઝન મલ્ટિપ્લેક્સિંગ (DWDM) ટેકનોલોજી ચોક્કસ બેન્ડમાં (જેમ કે O-બેન્ડ 1260-1360nm) ખૂબ જ સાંકડી તરંગલંબાઇ અંતર (જેમ કે 100GHz) પ્રાપ્ત કરી શકે છે, અને એક જ ફાઇબર ડઝનેક અથવા તો સેંકડો તરંગલંબાઇ ચેનલોને સપોર્ટ કરી શકે છે, કુલ ટ્રાન્સમિશન ક્ષમતાને Tbps સ્તર સુધી વધારી શકે છે અને ફાઇબર ઓપ્ટિક્સની સંભવિતતાને સંપૂર્ણપણે મુક્ત કરી શકે છે.
2. ઓપ્ટિકલ મોડ્યુલ્સની તરંગલંબાઇ વૈજ્ઞાનિક રીતે કેવી રીતે પસંદ કરવી?
તરંગલંબાઇની પસંદગી માટે નીચેના મુખ્ય પરિબળોનો વ્યાપક વિચાર કરવો જરૂરી છે:
ટ્રાન્સમિશન અંતર:
ટૂંકું અંતર (≤ 2 કિમી): પ્રાધાન્યમાં 850nm (મલ્ટિમોડ ફાઇબર).
મધ્યમ અંતર (૧૦-૪૦ કિમી): ૧૩૧૦nm (સિંગલ-મોડ ફાઇબર) માટે યોગ્ય.
લાંબુ અંતર (≥ 60 કિમી): 1550nm (સિંગલ-મોડ ફાઇબર) પસંદ કરવું આવશ્યક છે, અથવા ઓપ્ટિકલ એમ્પ્લીફાયર સાથે સંયોજનમાં ઉપયોગ કરવો આવશ્યક છે.
ક્ષમતા આવશ્યકતા:
પરંપરાગત વ્યવસાય: સ્થિર તરંગલંબાઇ મોડ્યુલો પૂરતા છે.
મોટી ક્ષમતા, ઉચ્ચ-ઘનતા ટ્રાન્સમિશન: DWDM/CWDM ટેકનોલોજી જરૂરી છે. ઉદાહરણ તરીકે, O-બેન્ડમાં કાર્યરત 100G DWDM સિસ્ટમ ડઝનેક ઉચ્ચ-ઘનતા તરંગલંબાઇ ચેનલોને સપોર્ટ કરી શકે છે.
ખર્ચની વિચારણાઓ:
સ્થિર તરંગલંબાઇ મોડ્યુલ: પ્રારંભિક એકમ કિંમત પ્રમાણમાં ઓછી છે, પરંતુ સ્પેરપાર્ટ્સના બહુવિધ તરંગલંબાઇ મોડેલોનો સ્ટોક કરવાની જરૂર છે.
ટ્યુનેબલ વેવલેન્થ મોડ્યુલ: પ્રારંભિક રોકાણ પ્રમાણમાં ઊંચું છે, પરંતુ સોફ્ટવેર ટ્યુનિંગ દ્વારા, તે બહુવિધ તરંગલંબાઇને આવરી શકે છે, સ્પેરપાર્ટ્સ મેનેજમેન્ટને સરળ બનાવી શકે છે અને લાંબા ગાળે, કામગીરી અને જાળવણીની જટિલતા અને ખર્ચ ઘટાડી શકે છે.
એપ્લિકેશન દૃશ્ય:
ડેટા સેન્ટર ઇન્ટરકનેક્શન (DCI): ઉચ્ચ ઘનતા, ઓછી શક્તિવાળા DWDM સોલ્યુશન્સ મુખ્ય પ્રવાહમાં છે.
5G ફ્રૉનથોલ: ખર્ચ, વિલંબ અને વિશ્વસનીયતા માટે ઉચ્ચ આવશ્યકતાઓ સાથે, ઔદ્યોગિક ગ્રેડ ડિઝાઇન કરેલ સિંગલ ફાઇબર બાયડાયરેક્શનલ (BIDI) મોડ્યુલો એક સામાન્ય પસંદગી છે.
એન્ટરપ્રાઇઝ પાર્ક નેટવર્ક: અંતર અને બેન્ડવિડ્થ જરૂરિયાતોના આધારે, ઓછી શક્તિ, મધ્યમથી ટૂંકા અંતરના CWDM અથવા નિશ્ચિત તરંગલંબાઇ મોડ્યુલ પસંદ કરી શકાય છે.
૩.નિષ્કર્ષ: ટેકનોલોજીકલ ઉત્ક્રાંતિ અને ભવિષ્યની વિચારણાઓ
ઓપ્ટિકલ મોડ્યુલ ટેકનોલોજી ઝડપથી પુનરાવર્તિત થઈ રહી છે. વેવલેન્થ સિલેક્ટિવ સ્વિચ (WSS) અને લિક્વિડ ક્રિસ્ટલ ઓન સિલિકોન (LCoS) જેવા નવા ઉપકરણો વધુ લવચીક ઓપ્ટિકલ નેટવર્ક આર્કિટેક્ચરના વિકાસને આગળ ધપાવી રહ્યા છે. O-બેન્ડ જેવા ચોક્કસ બેન્ડને લક્ષ્ય બનાવતી નવીનતાઓ સતત કામગીરીને ઑપ્ટિમાઇઝ કરી રહી છે, જેમ કે પૂરતા ઓપ્ટિકલ સિગ્નલ-ટુ-નોઈઝ રેશિયો (OSNR) માર્જિન જાળવી રાખીને મોડ્યુલ પાવર વપરાશમાં નોંધપાત્ર ઘટાડો.
ભવિષ્યના નેટવર્ક નિર્માણમાં, ઇજનેરોએ તરંગલંબાઇ પસંદ કરતી વખતે માત્ર ટ્રાન્સમિશન અંતરની ચોક્કસ ગણતરી કરવાની જરૂર નથી, પરંતુ વીજ વપરાશ, તાપમાન અનુકૂલનક્ષમતા, જમાવટ ઘનતા અને સંપૂર્ણ જીવનચક્ર કામગીરી અને જાળવણી ખર્ચનું પણ વ્યાપક મૂલ્યાંકન કરવાની જરૂર છે. ઉચ્ચ વિશ્વસનીયતા ઓપ્ટિકલ મોડ્યુલો જે આત્યંતિક વાતાવરણમાં (જેમ કે -40 ℃ તીવ્ર ઠંડી) દસ કિલોમીટર સુધી સ્થિર રીતે કાર્ય કરી શકે છે તે જટિલ જમાવટ વાતાવરણ (જેમ કે દૂરસ્થ બેઝ સ્ટેશન) માટે મુખ્ય આધાર બની રહ્યા છે.
પોસ્ટ સમય: સપ્ટેમ્બર-૧૮-૨૦૨૫