पेशेवर ज्ञान

वेवलेंथ डिविज़न मल्टिप्लेक्सिंग

2022-08-24
वेवलेंथ डिवीजन मल्टीप्लेक्सिंग एक ऐसी तकनीक को संदर्भित करता है जिसमें विभिन्न तरंग दैर्ध्य के सिग्नल एक साथ प्रसारित होते हैं और फिर से अलग हो जाते हैं। अधिक से अधिक, इसका उपयोग ऑप्टिकल फाइबर संचार में थोड़ा अलग तरंग दैर्ध्य के साथ कई चैनलों में डेटा संचारित करने के लिए किया जाता है। इस पद्धति का उपयोग करने से ऑप्टिकल फाइबर लिंक की ट्रांसमिशन क्षमता में काफी सुधार हो सकता है, और ऑप्टिकल फाइबर एम्पलीफायरों जैसे सक्रिय उपकरणों के संयोजन से उपयोग दक्षता में सुधार किया जा सकता है। दूरसंचार में अनुप्रयोगों के अलावा, तरंग दैर्ध्य डिवीजन मल्टीप्लेक्सिंग को उस मामले में भी लागू किया जा सकता है जहां एक एकल फाइबर कई फाइबर ऑप्टिक सेंसर को नियंत्रित करता है।

दूरसंचार प्रणालियों में WDM
सैद्धांतिक रूप से, एक चैनल में अत्यधिक उच्च डेटा ट्रांसमिशन दर डेटा ट्रांसमिशन क्षमता की सीमा तक पहुंच सकती है जिसे एक फाइबर सहन कर सकता है, जिसका अर्थ है कि संबंधित चैनल बैंडविड्थ बहुत बड़ा है। हालाँकि, सिलिका सिंगल-मोड फाइबर (दसियों THz) की कम-नुकसान ट्रांसमिशन विंडो की बहुत बड़ी बैंडविड्थ के कारण, इस समय डेटा दर उस डेटा दर से कहीं अधिक है जिसे फोटोइलेक्ट्रिक ट्रांसमीटर और रिसीवर स्वीकार कर सकते हैं। इसके अलावा, ट्रांसमिशन फाइबर में विभिन्न फैलावों का वाइड-बैंडविड्थ चैनल पर बहुत प्रतिकूल प्रभाव पड़ता है, जो ट्रांसमिशन दूरी को काफी सीमित कर देगा। वेवलेंथ डिवीजन मल्टीप्लेक्सिंग तकनीक इस समस्या को हल कर सकती है, जबकि प्रत्येक सिग्नल की ट्रांसमिशन दर को उपयुक्त स्तर (10 Gbit/s) पर रखते हुए, कई सिग्नलों के संयोजन के माध्यम से बहुत उच्च डेटा ट्रांसमिशन दर प्राप्त की जा सकती है।
अंतर्राष्ट्रीय दूरसंचार संघ (ITU) के मानकों के अनुसार, WDM को दो प्रकारों में विभाजित किया जा सकता है:
मोटे तरंग दैर्ध्य डिवीजन मल्टीप्लेक्सिंग (सीडब्ल्यूडीएम, आईटीयू मानक जी.694.2 [7]) में, चैनलों की संख्या छोटी होती है, जैसे चार या आठ, और 20 एनएम की चैनल रिक्ति अपेक्षाकृत बड़ी होती है। नाममात्र तरंग दैर्ध्य सीमा 1310nm से 1610nm तक है। ट्रांसमीटर की तरंग दैर्ध्य सहनशीलता अपेक्षाकृत बड़ी है, ±3 एनएम, ताकि स्थिरीकरण उपायों के बिना वितरित फीडबैक लेजर का उपयोग किया जा सके। एकल चैनल के लिए ट्रांसमिशन दरें आम तौर पर 1 से 3.125 Gbit/s तक होती हैं। परिणामी समग्र डेटा दर इसलिए महानगरीय क्षेत्रों में उपयोगी है जहां फाइबर-टू-द-होम लागू नहीं है।
डेंस वेवलेंथ डिवीजन मल्टीप्लेक्सिंग (DWDM, ITU मानक G.694.1 [6]) बहुत बड़ी डेटा क्षमता तक विस्तार का मामला है और इसका उपयोग आमतौर पर इंटरनेट बैकबोन नेटवर्क में भी किया जाता है। इसमें बड़ी संख्या में चैनल (40, 80, 160) हैं, इसलिए संबंधित चैनल रिक्ति बहुत छोटी है, क्रमशः 12.5, 50, 100 गीगाहर्ट्ज़। सभी चैनलों की आवृत्तियाँ एक विशिष्ट 193.10 THz (1552.5 एनएम) के संदर्भ में हैं। ट्रांसमीटर को बहुत संकीर्ण तरंग दैर्ध्य सहिष्णुता आवश्यकताओं को पूरा करने की आवश्यकता है। आमतौर पर ट्रांसमीटर एक तापमान-स्थिर वितरित फीडबैक लेजर होता है। एकल चैनल की संचरण दर 1 और 10 Gbit/s के बीच है, और भविष्य में इसके 40 Gbit/s तक पहुंचने की उम्मीद है।
एर्बियम-डॉप्ड फाइबर एम्पलीफायरों की बड़ी प्रवर्धन बैंडविड्थ के कारण, सभी चैनलों को एक ही डिवाइस में प्रवर्धित किया जा सकता है (पूर्ण पैमाने पर सीडब्ल्यूडीएम तरंग दैर्ध्य रेंज को लागू करने को छोड़कर)। हालाँकि, समस्याएँ तब उत्पन्न होती हैं, जब लाभ तरंग दैर्ध्य पर निर्भर होता है या जब फाइबर नॉनलाइनियर डेटा-चैनल इंटरैक्शन (क्रॉसस्टॉक, चैनल हस्तक्षेप) होता है। विभिन्न तकनीकों के संयोजन से, जैसे ब्रॉडबैंड (डुअल-बैंड) फाइबर एम्पलीफायरों का विकास, गेन फ़्लैटनिंग फ़िल्टर, नॉनलाइनियर डेटा फीडबैक इत्यादि, इस समस्या में काफी सुधार हुआ है। सर्वोत्तम समग्र प्रदर्शन स्तर प्राप्त करने के लिए चैनल बैंडविड्थ, चैनल स्पेसिंग, ट्रांसमिशन पावर, फाइबर और एम्पलीफायर प्रकार, मॉड्यूलेशन प्रारूप और फैलाव मुआवजा तंत्र जैसे सिस्टम पैरामीटर पर विचार करने की आवश्यकता है।
हालाँकि वर्तमान फाइबर ऑप्टिक लिंक में एक फाइबर में केवल कुछ ही चैनल होते हैं, ट्रांसमीटर और रिसीवर को बदलना भी आवश्यक है जो कई चैनलों के एक साथ संचालन को संतुष्ट कर सकता है, जो उच्च डेटा प्राप्त करने के लिए पूरे सिस्टम को बदलने से सस्ता है। क्षमता बहुत है. हालाँकि यह समाधान डेटा ट्रांसमिशन क्षमता में काफी सुधार करता है, लेकिन इसमें अतिरिक्त ऑप्टिकल फाइबर जोड़ने की आवश्यकता नहीं है।
ट्रांसमिशन क्षमता बढ़ाने के अलावा, तरंग दैर्ध्य डिवीजन मल्टीप्लेक्सिंग जटिल संचार प्रणालियों को भी अधिक लचीला बनाता है। सिस्टम में अलग-अलग स्थानों पर अलग-अलग डेटा चैनल मौजूद हो सकते हैं, और अन्य चैनल लचीले ढंग से निकाले जा सकते हैं। इस मामले में, एक ऐड-ड्रॉप मल्टीप्लेक्सर की आवश्यकता होती है, और इस अवधि को डेटा चैनल की तरंग दैर्ध्य के अनुसार चैनल में डाला जा सकता है या चैनल से निकाला जा सकता है। ऐड-ड्रॉप मल्टीप्लेक्सर्स विभिन्न स्थानों में बड़ी संख्या में उपयोगकर्ताओं के लिए डेटा कनेक्शन प्रदान करने के लिए सिस्टम को लचीले ढंग से पुन: कॉन्फ़िगर कर सकते हैं।
कई मामलों में, तरंग दैर्ध्य डिवीजन मल्टीप्लेक्सिंग को टाइम डिवीजन मल्टीप्लेक्सिंग (टीडीएम) द्वारा प्रतिस्थापित किया जा सकता है। समय-विभाजन बहुसंकेतन वह है जहां विभिन्न चैनलों को तरंग दैर्ध्य के बजाय आगमन के समय से अलग किया जाता है।
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