ਫਾਈਬਰ ਆਪਟਿਕ ਸੰਸਾਰ ਵਿੱਚ 'ਰੰਗ ਪੈਲੇਟ': ਆਪਟੀਕਲ ਮੋਡੀਊਲਾਂ ਦੀ ਸੰਚਾਰ ਦੂਰੀ ਬਹੁਤ ਵੱਖਰੀ ਕਿਉਂ ਹੁੰਦੀ ਹੈ

ਫਾਈਬਰ ਆਪਟਿਕ ਸੰਚਾਰ ਦੀ ਦੁਨੀਆ ਵਿੱਚ, ਪ੍ਰਕਾਸ਼ ਤਰੰਗ-ਲੰਬਾਈ ਦੀ ਚੋਣ ਰੇਡੀਓ ਫ੍ਰੀਕੁਐਂਸੀ ਟਿਊਨਿੰਗ ਅਤੇ ਚੈਨਲ ਚੋਣ ਵਾਂਗ ਹੈ। ਸਿਰਫ਼ ਸਹੀ "ਚੈਨਲ" ਦੀ ਚੋਣ ਕਰਕੇ ਹੀ ਸਿਗਨਲ ਨੂੰ ਸਪਸ਼ਟ ਅਤੇ ਸਥਿਰਤਾ ਨਾਲ ਪ੍ਰਸਾਰਿਤ ਕੀਤਾ ਜਾ ਸਕਦਾ ਹੈ। ਕੁਝ ਆਪਟੀਕਲ ਮਾਡਿਊਲਾਂ ਦੀ ਸੰਚਾਰ ਦੂਰੀ ਸਿਰਫ 500 ਮੀਟਰ ਕਿਉਂ ਹੁੰਦੀ ਹੈ, ਜਦੋਂ ਕਿ ਦੂਸਰੇ ਸੈਂਕੜੇ ਕਿਲੋਮੀਟਰ ਤੋਂ ਵੱਧ ਫੈਲ ਸਕਦੇ ਹਨ? ਰਹੱਸ ਰੌਸ਼ਨੀ ਦੇ ਉਸ ਬੀਮ ਦੇ 'ਰੰਗ' ਵਿੱਚ ਹੈ - ਹੋਰ ਸਪਸ਼ਟ ਤੌਰ 'ਤੇ, ਰੌਸ਼ਨੀ ਦੀ ਤਰੰਗ-ਲੰਬਾਈ।

ਆਧੁਨਿਕ ਆਪਟੀਕਲ ਸੰਚਾਰ ਨੈੱਟਵਰਕਾਂ ਵਿੱਚ, ਵੱਖ-ਵੱਖ ਤਰੰਗ-ਲੰਬਾਈ ਵਾਲੇ ਆਪਟੀਕਲ ਮੋਡੀਊਲ ਪੂਰੀ ਤਰ੍ਹਾਂ ਵੱਖ-ਵੱਖ ਭੂਮਿਕਾ ਨਿਭਾਉਂਦੇ ਹਨ। 850nm, 1310nm, ਅਤੇ 1550nm ਦੀਆਂ ਤਿੰਨ ਮੁੱਖ ਤਰੰਗ-ਲੰਬਾਈ ਆਪਟੀਕਲ ਸੰਚਾਰ ਦਾ ਬੁਨਿਆਦੀ ਢਾਂਚਾ ਬਣਾਉਂਦੀਆਂ ਹਨ, ਜਿਸ ਵਿੱਚ ਸੰਚਾਰ ਦੂਰੀ, ਨੁਕਸਾਨ ਦੀਆਂ ਵਿਸ਼ੇਸ਼ਤਾਵਾਂ ਅਤੇ ਐਪਲੀਕੇਸ਼ਨ ਦ੍ਰਿਸ਼ਾਂ ਦੇ ਰੂਪ ਵਿੱਚ ਕਿਰਤ ਦੀ ਸਪਸ਼ਟ ਵੰਡ ਹੁੰਦੀ ਹੈ।

1. ਸਾਨੂੰ ਕਈ ਤਰੰਗ-ਲੰਬਾਈ ਦੀ ਲੋੜ ਕਿਉਂ ਹੈ?

ਆਪਟੀਕਲ ਮਾਡਿਊਲਾਂ ਵਿੱਚ ਤਰੰਗ-ਲੰਬਾਈ ਵਿਭਿੰਨਤਾ ਦਾ ਮੂਲ ਕਾਰਨ ਫਾਈਬਰ ਆਪਟਿਕ ਟ੍ਰਾਂਸਮਿਸ਼ਨ ਵਿੱਚ ਦੋ ਵੱਡੀਆਂ ਚੁਣੌਤੀਆਂ ਵਿੱਚ ਹੈ: ਨੁਕਸਾਨ ਅਤੇ ਫੈਲਾਅ। ਜਦੋਂ ਆਪਟੀਕਲ ਸਿਗਨਲ ਆਪਟੀਕਲ ਫਾਈਬਰਾਂ ਵਿੱਚ ਪ੍ਰਸਾਰਿਤ ਹੁੰਦੇ ਹਨ, ਤਾਂ ਮਾਧਿਅਮ ਦੇ ਸੋਖਣ, ਖਿੰਡਣ ਅਤੇ ਲੀਕੇਜ ਕਾਰਨ ਊਰਜਾ ਘਟਾਓ (ਨੁਕਸਾਨ) ਹੁੰਦਾ ਹੈ। ਉਸੇ ਸਮੇਂ, ਵੱਖ-ਵੱਖ ਤਰੰਗ-ਲੰਬਾਈ ਹਿੱਸਿਆਂ ਦੀ ਅਸਮਾਨ ਪ੍ਰਸਾਰ ਗਤੀ ਸਿਗਨਲ ਪਲਸ ਚੌੜਾਕਰਨ (ਫੈਲਾਅ) ਦਾ ਕਾਰਨ ਬਣਦੀ ਹੈ। ਇਸ ਨੇ ਬਹੁ-ਤਰੰਗ-ਲੰਬਾਈ ਹੱਲਾਂ ਨੂੰ ਜਨਮ ਦਿੱਤਾ ਹੈ:

•850nm ਬੈਂਡ:ਮੁੱਖ ਤੌਰ 'ਤੇ ਮਲਟੀਮੋਡ ਆਪਟੀਕਲ ਫਾਈਬਰਾਂ ਵਿੱਚ ਕੰਮ ਕਰਦਾ ਹੈ, ਜਿਸ ਵਿੱਚ ਟ੍ਰਾਂਸਮਿਸ਼ਨ ਦੂਰੀ ਆਮ ਤੌਰ 'ਤੇ ਕੁਝ ਸੌ ਮੀਟਰ (ਜਿਵੇਂ ਕਿ ~550 ਮੀਟਰ) ਤੱਕ ਹੁੰਦੀ ਹੈ, ਅਤੇ ਇਹ ਛੋਟੀ ਦੂਰੀ ਦੇ ਟ੍ਰਾਂਸਮਿਸ਼ਨ (ਜਿਵੇਂ ਕਿ ਡੇਟਾ ਸੈਂਟਰਾਂ ਦੇ ਅੰਦਰ) ਲਈ ਮੁੱਖ ਬਲ ਹੈ।

•1310nm ਬੈਂਡ:ਸਟੈਂਡਰਡ ਸਿੰਗਲ-ਮੋਡ ਫਾਈਬਰਾਂ ਵਿੱਚ ਘੱਟ ਫੈਲਾਅ ਵਿਸ਼ੇਸ਼ਤਾਵਾਂ ਪ੍ਰਦਰਸ਼ਿਤ ਹੁੰਦੀਆਂ ਹਨ, ਜਿਸ ਵਿੱਚ ਦਸ ਕਿਲੋਮੀਟਰ (ਜਿਵੇਂ ਕਿ ~60 ਕਿਲੋਮੀਟਰ) ਤੱਕ ਦੀ ਟ੍ਰਾਂਸਮਿਸ਼ਨ ਦੂਰੀ ਹੁੰਦੀ ਹੈ, ਜੋ ਇਸਨੂੰ ਮੱਧਮ ਦੂਰੀ ਦੇ ਟ੍ਰਾਂਸਮਿਸ਼ਨ ਦੀ ਰੀੜ੍ਹ ਦੀ ਹੱਡੀ ਬਣਾਉਂਦੀ ਹੈ।

•1550nm ਬੈਂਡ:ਸਭ ਤੋਂ ਘੱਟ ਐਟੇਨਿਊਏਸ਼ਨ ਦਰ (ਲਗਭਗ 0.19dB/km) ਦੇ ਨਾਲ, ਸਿਧਾਂਤਕ ਪ੍ਰਸਾਰਣ ਦੂਰੀ 150 ਕਿਲੋਮੀਟਰ ਤੋਂ ਵੱਧ ਹੋ ਸਕਦੀ ਹੈ, ਜੋ ਇਸਨੂੰ ਲੰਬੀ ਦੂਰੀ ਅਤੇ ਇੱਥੋਂ ਤੱਕ ਕਿ ਅਤਿ-ਲੰਬੀ ਦੂਰੀ ਦੇ ਪ੍ਰਸਾਰਣ ਦਾ ਰਾਜਾ ਬਣਾਉਂਦੀ ਹੈ।

ਵੇਵਲੇਂਥ ਡਿਵੀਜ਼ਨ ਮਲਟੀਪਲੈਕਸਿੰਗ (WDM) ਤਕਨਾਲੋਜੀ ਦੇ ਉਭਾਰ ਨੇ ਆਪਟੀਕਲ ਫਾਈਬਰਾਂ ਦੀ ਸਮਰੱਥਾ ਵਿੱਚ ਬਹੁਤ ਵਾਧਾ ਕੀਤਾ ਹੈ। ਉਦਾਹਰਨ ਲਈ, ਸਿੰਗਲ ਫਾਈਬਰ ਬਾਇਡਾਇਰੈਕਸ਼ਨਲ (BIDI) ਆਪਟੀਕਲ ਮੋਡੀਊਲ ਟ੍ਰਾਂਸਮਿਟਿੰਗ ਅਤੇ ਰਿਸੀਵਿੰਗ ਸਿਰਿਆਂ 'ਤੇ ਵੱਖ-ਵੱਖ ਤਰੰਗ-ਲੰਬਾਈ (ਜਿਵੇਂ ਕਿ 1310nm/1550nm ਸੁਮੇਲ) ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਕਰਕੇ ਇੱਕ ਸਿੰਗਲ ਫਾਈਬਰ 'ਤੇ ਦੋ-ਦਿਸ਼ਾਵੀ ਸੰਚਾਰ ਪ੍ਰਾਪਤ ਕਰਦੇ ਹਨ, ਜਿਸ ਨਾਲ ਫਾਈਬਰ ਸਰੋਤਾਂ ਦੀ ਮਹੱਤਵਪੂਰਨ ਬਚਤ ਹੁੰਦੀ ਹੈ। ਵਧੇਰੇ ਉੱਨਤ ਡੈਂਸ ਵੇਵਲੇਂਥ ਡਿਵੀਜ਼ਨ ਮਲਟੀਪਲੈਕਸਿੰਗ (DWDM) ਤਕਨਾਲੋਜੀ ਖਾਸ ਬੈਂਡਾਂ (ਜਿਵੇਂ ਕਿ O-ਬੈਂਡ 1260-1360nm) ਵਿੱਚ ਬਹੁਤ ਹੀ ਤੰਗ ਤਰੰਗ-ਲੰਬਾਈ ਸਪੇਸਿੰਗ (ਜਿਵੇਂ ਕਿ 100GHz) ਪ੍ਰਾਪਤ ਕਰ ਸਕਦੀ ਹੈ, ਅਤੇ ਇੱਕ ਸਿੰਗਲ ਫਾਈਬਰ ਦਰਜਨਾਂ ਜਾਂ ਸੈਂਕੜੇ ਤਰੰਗ-ਲੰਬਾਈ ਚੈਨਲਾਂ ਦਾ ਸਮਰਥਨ ਕਰ ਸਕਦਾ ਹੈ, ਕੁੱਲ ਪ੍ਰਸਾਰਣ ਸਮਰੱਥਾ ਨੂੰ Tbps ਪੱਧਰ ਤੱਕ ਵਧਾ ਸਕਦਾ ਹੈ ਅਤੇ ਫਾਈਬਰ ਆਪਟਿਕਸ ਦੀ ਸੰਭਾਵਨਾ ਨੂੰ ਪੂਰੀ ਤਰ੍ਹਾਂ ਜਾਰੀ ਕਰ ਸਕਦਾ ਹੈ।

2. ਆਪਟੀਕਲ ਮੋਡੀਊਲਾਂ ਦੀ ਤਰੰਗ-ਲੰਬਾਈ ਵਿਗਿਆਨਕ ਤੌਰ 'ਤੇ ਕਿਵੇਂ ਚੁਣੀਏ?

ਤਰੰਗ-ਲੰਬਾਈ ਦੀ ਚੋਣ ਲਈ ਹੇਠ ਲਿਖੇ ਮੁੱਖ ਕਾਰਕਾਂ 'ਤੇ ਵਿਆਪਕ ਵਿਚਾਰ ਕਰਨ ਦੀ ਲੋੜ ਹੁੰਦੀ ਹੈ:

ਸੰਚਾਰ ਦੂਰੀ:

ਛੋਟੀ ਦੂਰੀ (≤ 2km): ਤਰਜੀਹੀ ਤੌਰ 'ਤੇ 850nm (ਮਲਟੀਮੋਡ ਫਾਈਬਰ)।
ਦਰਮਿਆਨੀ ਦੂਰੀ (10-40km): 1310nm (ਸਿੰਗਲ-ਮੋਡ ਫਾਈਬਰ) ਲਈ ਢੁਕਵੀਂ।
ਲੰਬੀ ਦੂਰੀ (≥ 60km): 1550nm (ਸਿੰਗਲ-ਮੋਡ ਫਾਈਬਰ) ਚੁਣਿਆ ਜਾਣਾ ਚਾਹੀਦਾ ਹੈ, ਜਾਂ ਇੱਕ ਆਪਟੀਕਲ ਐਂਪਲੀਫਾਇਰ ਦੇ ਨਾਲ ਵਰਤਿਆ ਜਾਣਾ ਚਾਹੀਦਾ ਹੈ।

ਸਮਰੱਥਾ ਦੀ ਲੋੜ:

ਰਵਾਇਤੀ ਕਾਰੋਬਾਰ: ਸਥਿਰ ਤਰੰਗ-ਲੰਬਾਈ ਮੋਡੀਊਲ ਕਾਫ਼ੀ ਹਨ।
ਵੱਡੀ ਸਮਰੱਥਾ, ਉੱਚ-ਘਣਤਾ ਪ੍ਰਸਾਰਣ: DWDM/CWDM ਤਕਨਾਲੋਜੀ ਦੀ ਲੋੜ ਹੈ। ਉਦਾਹਰਨ ਲਈ, O-ਬੈਂਡ ਵਿੱਚ ਕੰਮ ਕਰਨ ਵਾਲਾ ਇੱਕ 100G DWDM ਸਿਸਟਮ ਦਰਜਨਾਂ ਉੱਚ-ਘਣਤਾ ਵਾਲੇ ਤਰੰਗ-ਲੰਬਾਈ ਚੈਨਲਾਂ ਦਾ ਸਮਰਥਨ ਕਰ ਸਕਦਾ ਹੈ।

ਲਾਗਤ ਵਿਚਾਰ:

ਸਥਿਰ ਤਰੰਗ-ਲੰਬਾਈ ਮੋਡੀਊਲ: ਸ਼ੁਰੂਆਤੀ ਯੂਨਿਟ ਕੀਮਤ ਮੁਕਾਬਲਤਨ ਘੱਟ ਹੈ, ਪਰ ਸਪੇਅਰ ਪਾਰਟਸ ਦੇ ਕਈ ਤਰੰਗ-ਲੰਬਾਈ ਮਾਡਲਾਂ ਨੂੰ ਸਟਾਕ ਕਰਨ ਦੀ ਲੋੜ ਹੈ।
ਟਿਊਨੇਬਲ ਵੇਵਲੈਂਥ ਮੋਡੀਊਲ: ਸ਼ੁਰੂਆਤੀ ਨਿਵੇਸ਼ ਮੁਕਾਬਲਤਨ ਜ਼ਿਆਦਾ ਹੈ, ਪਰ ਸਾਫਟਵੇਅਰ ਟਿਊਨਿੰਗ ਰਾਹੀਂ, ਇਹ ਕਈ ਵੇਵਲੈਂਥਾਂ ਨੂੰ ਕਵਰ ਕਰ ਸਕਦਾ ਹੈ, ਸਪੇਅਰ ਪਾਰਟਸ ਪ੍ਰਬੰਧਨ ਨੂੰ ਸਰਲ ਬਣਾ ਸਕਦਾ ਹੈ, ਅਤੇ ਲੰਬੇ ਸਮੇਂ ਵਿੱਚ, ਸੰਚਾਲਨ ਅਤੇ ਰੱਖ-ਰਖਾਅ ਦੀ ਜਟਿਲਤਾ ਅਤੇ ਲਾਗਤਾਂ ਨੂੰ ਘਟਾ ਸਕਦਾ ਹੈ।

ਐਪਲੀਕੇਸ਼ਨ ਦ੍ਰਿਸ਼:

ਡਾਟਾ ਸੈਂਟਰ ਇੰਟਰਕਨੈਕਸ਼ਨ (DCI): ਉੱਚ ਘਣਤਾ ਵਾਲੇ, ਘੱਟ-ਪਾਵਰ ਵਾਲੇ DWDM ਹੱਲ ਮੁੱਖ ਧਾਰਾ ਹਨ।
5G ਫ੍ਰੋਂਥੌਲ: ਲਾਗਤ, ਵਿਸਾਖੀ ਅਤੇ ਭਰੋਸੇਯੋਗਤਾ ਲਈ ਉੱਚ ਜ਼ਰੂਰਤਾਂ ਦੇ ਨਾਲ, ਉਦਯੋਗਿਕ ਗ੍ਰੇਡ ਡਿਜ਼ਾਈਨ ਕੀਤੇ ਸਿੰਗਲ ਫਾਈਬਰ ਬਾਈਡਾਇਰੈਕਸ਼ਨਲ (BIDI) ਮੋਡੀਊਲ ਇੱਕ ਆਮ ਚੋਣ ਹਨ।
ਐਂਟਰਪ੍ਰਾਈਜ਼ ਪਾਰਕ ਨੈੱਟਵਰਕ: ਦੂਰੀ ਅਤੇ ਬੈਂਡਵਿਡਥ ਲੋੜਾਂ ਦੇ ਆਧਾਰ 'ਤੇ, ਘੱਟ-ਪਾਵਰ, ਦਰਮਿਆਨੀ ਤੋਂ ਛੋਟੀ ਦੂਰੀ ਵਾਲੇ CWDM ਜਾਂ ਸਥਿਰ ਤਰੰਗ-ਲੰਬਾਈ ਮੋਡੀਊਲ ਚੁਣੇ ਜਾ ਸਕਦੇ ਹਨ।

3. ਸਿੱਟਾ: ਤਕਨੀਕੀ ਵਿਕਾਸ ਅਤੇ ਭਵਿੱਖ ਦੇ ਵਿਚਾਰ

ਆਪਟੀਕਲ ਮੋਡੀਊਲ ਤਕਨਾਲੋਜੀ ਤੇਜ਼ੀ ਨਾਲ ਦੁਹਰਾਈ ਜਾ ਰਹੀ ਹੈ। ਨਵੇਂ ਯੰਤਰ ਜਿਵੇਂ ਕਿ ਵੇਵਲੈਂਥ ਸਿਲੈਕਟਿਵ ਸਵਿੱਚ (WSS) ਅਤੇ ਲਿਕਵਿਡ ਕ੍ਰਿਸਟਲ ਔਨ ਸਿਲੀਕਾਨ (LCoS) ਵਧੇਰੇ ਲਚਕਦਾਰ ਆਪਟੀਕਲ ਨੈੱਟਵਰਕ ਆਰਕੀਟੈਕਚਰ ਦੇ ਵਿਕਾਸ ਨੂੰ ਚਲਾ ਰਹੇ ਹਨ। ਖਾਸ ਬੈਂਡਾਂ, ਜਿਵੇਂ ਕਿ O-ਬੈਂਡ, ਨੂੰ ਨਿਸ਼ਾਨਾ ਬਣਾਉਣ ਵਾਲੀਆਂ ਨਵੀਨਤਾਵਾਂ ਲਗਾਤਾਰ ਪ੍ਰਦਰਸ਼ਨ ਨੂੰ ਅਨੁਕੂਲ ਬਣਾ ਰਹੀਆਂ ਹਨ, ਜਿਵੇਂ ਕਿ ਕਾਫ਼ੀ ਆਪਟੀਕਲ ਸਿਗਨਲ-ਟੂ-ਆਇਸ ਰੇਸ਼ੋ (OSNR) ਹਾਸ਼ੀਏ ਨੂੰ ਬਣਾਈ ਰੱਖਦੇ ਹੋਏ ਮਾਡਿਊਲ ਪਾਵਰ ਖਪਤ ਨੂੰ ਮਹੱਤਵਪੂਰਨ ਤੌਰ 'ਤੇ ਘਟਾਉਣਾ।

ਭਵਿੱਖ ਦੇ ਨੈੱਟਵਰਕ ਨਿਰਮਾਣ ਵਿੱਚ, ਇੰਜੀਨੀਅਰਾਂ ਨੂੰ ਨਾ ਸਿਰਫ਼ ਤਰੰਗ-ਲੰਬਾਈ ਦੀ ਚੋਣ ਕਰਦੇ ਸਮੇਂ ਪ੍ਰਸਾਰਣ ਦੂਰੀ ਦੀ ਸਹੀ ਗਣਨਾ ਕਰਨ ਦੀ ਲੋੜ ਹੁੰਦੀ ਹੈ, ਸਗੋਂ ਬਿਜਲੀ ਦੀ ਖਪਤ, ਤਾਪਮਾਨ ਅਨੁਕੂਲਤਾ, ਤੈਨਾਤੀ ਘਣਤਾ, ਅਤੇ ਪੂਰੇ ਜੀਵਨ ਚੱਕਰ ਦੇ ਸੰਚਾਲਨ ਅਤੇ ਰੱਖ-ਰਖਾਅ ਦੇ ਖਰਚਿਆਂ ਦਾ ਵਿਆਪਕ ਮੁਲਾਂਕਣ ਵੀ ਕਰਨਾ ਪੈਂਦਾ ਹੈ। ਉੱਚ ਭਰੋਸੇਯੋਗਤਾ ਵਾਲੇ ਆਪਟੀਕਲ ਮੋਡੀਊਲ ਜੋ ਬਹੁਤ ਜ਼ਿਆਦਾ ਵਾਤਾਵਰਣਾਂ (ਜਿਵੇਂ ਕਿ -40 ℃ ਗੰਭੀਰ ਠੰਡ) ਵਿੱਚ ਦਸਾਂ ਕਿਲੋਮੀਟਰ ਤੱਕ ਸਥਿਰਤਾ ਨਾਲ ਕੰਮ ਕਰ ਸਕਦੇ ਹਨ, ਗੁੰਝਲਦਾਰ ਤੈਨਾਤੀ ਵਾਤਾਵਰਣਾਂ (ਜਿਵੇਂ ਕਿ ਰਿਮੋਟ ਬੇਸ ਸਟੇਸ਼ਨ) ਲਈ ਇੱਕ ਮੁੱਖ ਸਹਾਇਤਾ ਬਣ ਰਹੇ ਹਨ।