कल्पना कीजिए कि राजमार्ग पर वाहन एक साथ सुचारू रूप से चल रहे हैं, लेकिन असमान सड़क की सतह के कारण कुछ धीमे हो जाते हैं, जिससे अंततः यातायात जाम हो जाता है। फाइबर ऑप्टिक संचार में भी इसी तरह की घटना होती है, जहाँ "असमान सतहें" ध्रुवीकरण मोड फैलाव (PMD) के रूप में प्रकट होती हैं। हालांकि अक्सर अगोचर, PMD फाइबर ऑप्टिक सिस्टम के प्रदर्शन को काफी खराब कर सकता है।
ध्रुवीकरण मोड फैलाव (PMD) तब होता है जब ऑप्टिकल फाइबर में खामियां - जैसे अनियमित कोर आकार या असमान तनाव वितरण - प्रेषित प्रकाश संकेतों को दो ऑर्थोगोनल ध्रुवीकरण मोड में विभाजित कर देती हैं। ये मोड अलग-अलग गति से यात्रा करते हैं, जिससे प्राप्त सिरे पर एक समय विलंब अंतर उत्पन्न होता है जिसे विभेदक समूह विलंब (DGD) के रूप में जाना जाता है।
DGD को एक तात्कालिक मान के रूप में समझा जा सकता है जो तरंग दैर्ध्य और समय के साथ बेतरतीब ढंग से भिन्न होता है, सांख्यिकीय विशेषताओं को प्रदर्शित करता है। PMD कई स्वतंत्र DGD मापों का औसत दर्शाता है, जो एक फाइबर लिंक में विशिष्ट DGD स्तर को दर्शाता है। उच्च PMD मान अधिक सिग्नल विकृति का संकेत देते हैं।
PMD सिग्नल पल्स को चौड़ा करता है, जिसके परिणामस्वरूप इंटरसिंबल हस्तक्षेप (ISI) होता है जो सिग्नल की गुणवत्ता को कम करता है और बिट त्रुटि दर (BER) को बढ़ाता है। उच्च-बिट-दर फाइबर ऑप्टिक सिस्टम में, PMD विशेष रूप से समस्याग्रस्त हो जाता है। जैसे-जैसे संचरण की गति बढ़ती है, पल्स की चौड़ाई संकीर्ण होती जाती है, जिससे सिग्नल समय विलंब के प्रति कम सहनशील हो जाते हैं। इस प्रकार PMD उच्च गति वाले ऑप्टिकल संचार के लिए एक महत्वपूर्ण बाधा के रूप में उभरता है, जो संचरण दूरी और क्षमता दोनों को सीमित करता है।
मुख्य परिणाम शामिल हैं:
PMD मुख्य रूप से दो स्रोतों से उत्पन्न होता है:
1. विनिर्माण खामियां: हालांकि आदर्श फाइबर पूरी तरह से सममित होंगे, उत्पादन के दौरान कोर ज्यामिति और अपवर्तक सूचकांक वितरण में सूक्ष्म भिन्नताएं अनिवार्य रूप से होती हैं।
2. स्थापना तनाव: फाइबर परिनियोजन के दौरान झुकना, खींचना या संपीड़न ध्रुवीकरण गुणों को बदलता है, जिससे PMD बढ़ जाता है।
कई दृष्टिकोण PMD को प्रबंधित करने में मदद करते हैं:
1. सटीक PMD मापन: इंटरफेरोमेट्रिक या जोन्स मैट्रिक्स आइगेनएनालिसिस विधियों का उपयोग करके सटीक लक्षण वर्णन आवश्यक आधारभूत डेटा प्रदान करता है।
2. सक्रिय क्षतिपूर्ति: PMD कंपेन्सेटर फाइबर-प्रेरित प्रभावों को बेअसर करने के लिए प्रतिसंतुलन फैलाव पेश करते हैं।
3. लिंक डिजाइन अनुकूलन: कम-PMD फाइबर और तनाव-न्यूनतम स्थापना तकनीकों (जैसे लूज-ट्यूब केबलिंग) का चयन अंतर्निहित फैलाव को कम करता है।
4. उन्नत मॉड्यूलेशन: ध्रुवीकरण मल्टीप्लेक्सिंग और चतुर्भुज आयाम मॉड्यूलेशन (QAM) सिग्नल लचीलापन बढ़ाते हैं।
5. अनुकूली क्षतिपूर्ति: वास्तविक समय PMD ट्रैकिंग स्थितियों के बदलने पर कंपेन्सेटर मापदंडों के गतिशील समायोजन को सक्षम बनाता है।
जैसे-जैसे फाइबर नेटवर्क लगातार बढ़ती बैंडविड्थ मांगों का समर्थन करने के लिए विकसित होते हैं, प्रभावी PMD शमन संचरण गुणवत्ता और विश्वसनीयता बनाए रखने के लिए महत्वपूर्ण बना हुआ है। मापन तकनीकों और क्षतिपूर्ति प्रौद्योगिकियों में निरंतर नवाचार अगली पीढ़ी के ऑप्टिकल संचार प्रणालियों को सक्षम करने में महत्वपूर्ण भूमिका निभाएगा।
कल्पना कीजिए कि राजमार्ग पर वाहन एक साथ सुचारू रूप से चल रहे हैं, लेकिन असमान सड़क की सतह के कारण कुछ धीमे हो जाते हैं, जिससे अंततः यातायात जाम हो जाता है। फाइबर ऑप्टिक संचार में भी इसी तरह की घटना होती है, जहाँ "असमान सतहें" ध्रुवीकरण मोड फैलाव (PMD) के रूप में प्रकट होती हैं। हालांकि अक्सर अगोचर, PMD फाइबर ऑप्टिक सिस्टम के प्रदर्शन को काफी खराब कर सकता है।
ध्रुवीकरण मोड फैलाव (PMD) तब होता है जब ऑप्टिकल फाइबर में खामियां - जैसे अनियमित कोर आकार या असमान तनाव वितरण - प्रेषित प्रकाश संकेतों को दो ऑर्थोगोनल ध्रुवीकरण मोड में विभाजित कर देती हैं। ये मोड अलग-अलग गति से यात्रा करते हैं, जिससे प्राप्त सिरे पर एक समय विलंब अंतर उत्पन्न होता है जिसे विभेदक समूह विलंब (DGD) के रूप में जाना जाता है।
DGD को एक तात्कालिक मान के रूप में समझा जा सकता है जो तरंग दैर्ध्य और समय के साथ बेतरतीब ढंग से भिन्न होता है, सांख्यिकीय विशेषताओं को प्रदर्शित करता है। PMD कई स्वतंत्र DGD मापों का औसत दर्शाता है, जो एक फाइबर लिंक में विशिष्ट DGD स्तर को दर्शाता है। उच्च PMD मान अधिक सिग्नल विकृति का संकेत देते हैं।
PMD सिग्नल पल्स को चौड़ा करता है, जिसके परिणामस्वरूप इंटरसिंबल हस्तक्षेप (ISI) होता है जो सिग्नल की गुणवत्ता को कम करता है और बिट त्रुटि दर (BER) को बढ़ाता है। उच्च-बिट-दर फाइबर ऑप्टिक सिस्टम में, PMD विशेष रूप से समस्याग्रस्त हो जाता है। जैसे-जैसे संचरण की गति बढ़ती है, पल्स की चौड़ाई संकीर्ण होती जाती है, जिससे सिग्नल समय विलंब के प्रति कम सहनशील हो जाते हैं। इस प्रकार PMD उच्च गति वाले ऑप्टिकल संचार के लिए एक महत्वपूर्ण बाधा के रूप में उभरता है, जो संचरण दूरी और क्षमता दोनों को सीमित करता है।
मुख्य परिणाम शामिल हैं:
PMD मुख्य रूप से दो स्रोतों से उत्पन्न होता है:
1. विनिर्माण खामियां: हालांकि आदर्श फाइबर पूरी तरह से सममित होंगे, उत्पादन के दौरान कोर ज्यामिति और अपवर्तक सूचकांक वितरण में सूक्ष्म भिन्नताएं अनिवार्य रूप से होती हैं।
2. स्थापना तनाव: फाइबर परिनियोजन के दौरान झुकना, खींचना या संपीड़न ध्रुवीकरण गुणों को बदलता है, जिससे PMD बढ़ जाता है।
कई दृष्टिकोण PMD को प्रबंधित करने में मदद करते हैं:
1. सटीक PMD मापन: इंटरफेरोमेट्रिक या जोन्स मैट्रिक्स आइगेनएनालिसिस विधियों का उपयोग करके सटीक लक्षण वर्णन आवश्यक आधारभूत डेटा प्रदान करता है।
2. सक्रिय क्षतिपूर्ति: PMD कंपेन्सेटर फाइबर-प्रेरित प्रभावों को बेअसर करने के लिए प्रतिसंतुलन फैलाव पेश करते हैं।
3. लिंक डिजाइन अनुकूलन: कम-PMD फाइबर और तनाव-न्यूनतम स्थापना तकनीकों (जैसे लूज-ट्यूब केबलिंग) का चयन अंतर्निहित फैलाव को कम करता है।
4. उन्नत मॉड्यूलेशन: ध्रुवीकरण मल्टीप्लेक्सिंग और चतुर्भुज आयाम मॉड्यूलेशन (QAM) सिग्नल लचीलापन बढ़ाते हैं।
5. अनुकूली क्षतिपूर्ति: वास्तविक समय PMD ट्रैकिंग स्थितियों के बदलने पर कंपेन्सेटर मापदंडों के गतिशील समायोजन को सक्षम बनाता है।
जैसे-जैसे फाइबर नेटवर्क लगातार बढ़ती बैंडविड्थ मांगों का समर्थन करने के लिए विकसित होते हैं, प्रभावी PMD शमन संचरण गुणवत्ता और विश्वसनीयता बनाए रखने के लिए महत्वपूर्ण बना हुआ है। मापन तकनीकों और क्षतिपूर्ति प्रौद्योगिकियों में निरंतर नवाचार अगली पीढ़ी के ऑप्टिकल संचार प्रणालियों को सक्षम करने में महत्वपूर्ण भूमिका निभाएगा।
