कल्पना कीजिए कि डेटा स्ट्रीम फाइबर ऑप्टिक नेटवर्क से बह रही हैं—फाइबर लेजर इस सूचना क्रांति को चलाने वाले मूलभूत इंजन के रूप में काम करते हैं। ऑप्टिकल ट्रांससीवर मॉड्यूल के दिल के रूप में कार्य करते हुए, वे इलेक्ट्रॉनिक बिट्स को ऑप्टिकल सिग्नल में बदल देते हैं, जिससे लंबी दूरी तक डेटा ट्रांसमिशन संभव हो पाता है। हालाँकि, विभिन्न प्रकार के फाइबर लेजर प्रदर्शन और लागत में काफी भिन्न होते हैं, जो ऑप्टिकल मॉड्यूल में उनके अनुप्रयोगों को सीधे प्रभावित करते हैं।
फाइबर लेजर: ऑप्टिकल संचार की नींव
फाइबर लेजर ऑप्टिकल ट्रांससीवर मॉड्यूल में अपरिहार्य घटक हैं, जो मुख्य रूप से फाइबर ऑप्टिक केबलों के माध्यम से ट्रांसमिशन के लिए विद्युत संकेतों को ऑप्टिकल संकेतों में परिवर्तित करते हैं। उनका प्रदर्शन सीधे ऑप्टिकल मॉड्यूल की ट्रांसमिशन दूरी, बैंडविड्थ और लागत को निर्धारित करता है। इसलिए, ऑप्टिकल संचार प्रणालियों को समझने के लिए उनके सिद्धांतों और प्रकारों को समझना महत्वपूर्ण है।
फाइबर लेजर कैसे काम करते हैं
"लेजर" शब्द का अर्थ है "विकिरण के उत्तेजित उत्सर्जन द्वारा प्रकाश प्रवर्धन।" फाइबर लेजर के काम करने के मूल सिद्धांत को इन चरणों में संक्षेपित किया जा सकता है:
फाइबर लेजर के मुख्य प्रकार
उत्सर्जन दिशा और संरचना के आधार पर, फाइबर लेजर दो श्रेणियों में आते हैं: एज-एमिटिंग लेजर और सरफेस-एमिटिंग लेजर।
ऑप्टिकल ट्रांससीवर मॉड्यूल आमतौर पर इन फाइबर लेजर प्रकारों का उपयोग करते हैं:
फैब्री-पेरोट लेजर (FP लेजर)
कार्य सिद्धांत: विशिष्ट तरंग दैर्ध्य को प्रवर्धित करने के लिए समानांतर उच्च-परावर्तन दर्पणों द्वारा निर्मित एक फैब्री-पेरोट रेजोनेटर का उपयोग करता है।
विशेषताएँ: सरल संरचना और कम लागत, लेकिन मल्टीमोड प्रभावों के साथ व्यापक आउटपुट स्पेक्ट्रम फैलाव का कारण बनता है, जो ट्रांसमिशन दूरी और बैंडविड्थ को सीमित करता है।
अनुप्रयोग: छोटी दूरी, कम गति वाला ऑप्टिकल संचार (उदाहरण के लिए, 100M SFP मॉड्यूल)।
वर्टिकल-कैविटी सरफेस-एमिटिंग लेजर (VCSEL)
कार्य सिद्धांत: चिप की सतह के लंबवत एक रेजोनेटर की सुविधा है, जो लंबवत रूप से प्रकाश उत्सर्जित करता है। दर्पण के रूप में वितरित ब्रैग रिफ्लेक्टर (DBR) का उपयोग करता है।
विशेषताएँ: कम बिजली की खपत, लागत प्रभावी, आसान एकीकरण और परीक्षण। कम फैलाव के साथ संकीर्ण आउटपुट स्पेक्ट्रम उच्च गति वाले कम दूरी के संचार के लिए उपयुक्त है।
अनुप्रयोग: डेटा सेंटर और एंटरप्राइज़ नेटवर्क (उदाहरण के लिए, 400G QSFP-DD SR8 और 100M SFP FX मॉड्यूल)।
डिस्ट्रीब्यूटेड फीडबैक लेजर (DFB लेजर) / डायरेक्ट मॉड्यूलेटेड लेजर (DML)
कार्य सिद्धांत: सिंगल-मोड आउटपुट के लिए विशिष्ट तरंग दैर्ध्य को चुनिंदा रूप से प्रवर्धित करने के लिए लाभ माध्यम में आवधिक ग्रेटिंग संरचनाओं को शामिल करता है।
विशेषताएँ: सिंगल-मोड आउटपुट, संकीर्ण स्पेक्ट्रम और उच्च स्थिरता मध्यम दूरी, मध्यम गति संचार के लिए उपयुक्त हैं।
अनुप्रयोग: महानगरीय और एक्सेस नेटवर्क (उदाहरण के लिए, 200G QSFP56 FR4 और 100M SFP CWDM EX मॉड्यूल)।
इलेक्ट्रो-एब्जॉर्प्शन मॉड्यूलेटेड लेजर (EML)
कार्य सिद्धांत: एक चिप पर एक इलेक्ट्रो-एब्जॉर्प्शन मॉड्यूलेटर (EAM) के साथ एक लेजर को एकीकृत करता है। EAM लेजर को मॉड्युलेट करने के लिए वोल्टेज के माध्यम से प्रकाश अवशोषण को नियंत्रित करता है।
विशेषताएँ: कम फैलाव, उच्च विलुप्ति अनुपात और उच्च गति लंबी दूरी, उच्च-दर संचार के लिए उपयुक्त हैं।
अनुप्रयोग: बैकबोन और महानगरीय नेटवर्क (उदाहरण के लिए, 400G QSFP-DD FR4 और 10G SFP+ CWDM ER मॉड्यूल)।
फाइबर लेजर प्रकारों की तुलना
| लेजर का प्रकार | तरंग दैर्ध्य (एनएम) | अधिकतम ट्रांसमिशन दूरी | अधिकतम बैंडविड्थ | विशिष्ट अनुप्रयोग |
|---|---|---|---|---|
| VCSEL | 850 | 500 मीटर तक | 400G तक (QSFP-DD) | डेटा सेंटर, एंटरप्राइज़ नेटवर्क |
| FP | 1310, 1550 | 500 मीटर से 10 किमी तक | 1000M तक (SFP) | छोटी दूरी का संचार |
| DFB/DML | 1310, 1550 | 40 किमी तक | 200G तक | महानगरीय, एक्सेस नेटवर्क |
| EML | 1310, 1550 | 40 किमी तक | 400G तक (QSFP-DD, OSFP) | बैकबोन, महानगरीय नेटवर्क |
DML/DFB और EML के बीच चयन
DML/DFB लेजर आमतौर पर कम डेटा दरों और छोटी दूरी (10 किमी से कम) की सेवा करते हैं, जबकि EML लेजर उच्च डेटा दरों और लंबी दूरी के अनुप्रयोगों में उत्कृष्ट होते हैं।
निष्कर्ष
ऑप्टिकल ट्रांससीवर मॉड्यूल के मुख्य घटक के रूप में, फाइबर लेजर ट्रांसमिशन दूरी, बैंडविड्थ और सिस्टम लागत को महत्वपूर्ण रूप से प्रभावित करते हैं। उनके सिद्धांतों, विशेषताओं और अनुप्रयोगों को समझने से विशिष्ट परिदृश्यों के लिए इष्टतम मॉड्यूल चयन सक्षम होता है, जिससे ऑप्टिकल संचार प्रणालियों में प्रदर्शन और लागत-दक्षता में वृद्धि होती है।
कल्पना कीजिए कि डेटा स्ट्रीम फाइबर ऑप्टिक नेटवर्क से बह रही हैं—फाइबर लेजर इस सूचना क्रांति को चलाने वाले मूलभूत इंजन के रूप में काम करते हैं। ऑप्टिकल ट्रांससीवर मॉड्यूल के दिल के रूप में कार्य करते हुए, वे इलेक्ट्रॉनिक बिट्स को ऑप्टिकल सिग्नल में बदल देते हैं, जिससे लंबी दूरी तक डेटा ट्रांसमिशन संभव हो पाता है। हालाँकि, विभिन्न प्रकार के फाइबर लेजर प्रदर्शन और लागत में काफी भिन्न होते हैं, जो ऑप्टिकल मॉड्यूल में उनके अनुप्रयोगों को सीधे प्रभावित करते हैं।
फाइबर लेजर: ऑप्टिकल संचार की नींव
फाइबर लेजर ऑप्टिकल ट्रांससीवर मॉड्यूल में अपरिहार्य घटक हैं, जो मुख्य रूप से फाइबर ऑप्टिक केबलों के माध्यम से ट्रांसमिशन के लिए विद्युत संकेतों को ऑप्टिकल संकेतों में परिवर्तित करते हैं। उनका प्रदर्शन सीधे ऑप्टिकल मॉड्यूल की ट्रांसमिशन दूरी, बैंडविड्थ और लागत को निर्धारित करता है। इसलिए, ऑप्टिकल संचार प्रणालियों को समझने के लिए उनके सिद्धांतों और प्रकारों को समझना महत्वपूर्ण है।
फाइबर लेजर कैसे काम करते हैं
"लेजर" शब्द का अर्थ है "विकिरण के उत्तेजित उत्सर्जन द्वारा प्रकाश प्रवर्धन।" फाइबर लेजर के काम करने के मूल सिद्धांत को इन चरणों में संक्षेपित किया जा सकता है:
फाइबर लेजर के मुख्य प्रकार
उत्सर्जन दिशा और संरचना के आधार पर, फाइबर लेजर दो श्रेणियों में आते हैं: एज-एमिटिंग लेजर और सरफेस-एमिटिंग लेजर।
ऑप्टिकल ट्रांससीवर मॉड्यूल आमतौर पर इन फाइबर लेजर प्रकारों का उपयोग करते हैं:
फैब्री-पेरोट लेजर (FP लेजर)
कार्य सिद्धांत: विशिष्ट तरंग दैर्ध्य को प्रवर्धित करने के लिए समानांतर उच्च-परावर्तन दर्पणों द्वारा निर्मित एक फैब्री-पेरोट रेजोनेटर का उपयोग करता है।
विशेषताएँ: सरल संरचना और कम लागत, लेकिन मल्टीमोड प्रभावों के साथ व्यापक आउटपुट स्पेक्ट्रम फैलाव का कारण बनता है, जो ट्रांसमिशन दूरी और बैंडविड्थ को सीमित करता है।
अनुप्रयोग: छोटी दूरी, कम गति वाला ऑप्टिकल संचार (उदाहरण के लिए, 100M SFP मॉड्यूल)।
वर्टिकल-कैविटी सरफेस-एमिटिंग लेजर (VCSEL)
कार्य सिद्धांत: चिप की सतह के लंबवत एक रेजोनेटर की सुविधा है, जो लंबवत रूप से प्रकाश उत्सर्जित करता है। दर्पण के रूप में वितरित ब्रैग रिफ्लेक्टर (DBR) का उपयोग करता है।
विशेषताएँ: कम बिजली की खपत, लागत प्रभावी, आसान एकीकरण और परीक्षण। कम फैलाव के साथ संकीर्ण आउटपुट स्पेक्ट्रम उच्च गति वाले कम दूरी के संचार के लिए उपयुक्त है।
अनुप्रयोग: डेटा सेंटर और एंटरप्राइज़ नेटवर्क (उदाहरण के लिए, 400G QSFP-DD SR8 और 100M SFP FX मॉड्यूल)।
डिस्ट्रीब्यूटेड फीडबैक लेजर (DFB लेजर) / डायरेक्ट मॉड्यूलेटेड लेजर (DML)
कार्य सिद्धांत: सिंगल-मोड आउटपुट के लिए विशिष्ट तरंग दैर्ध्य को चुनिंदा रूप से प्रवर्धित करने के लिए लाभ माध्यम में आवधिक ग्रेटिंग संरचनाओं को शामिल करता है।
विशेषताएँ: सिंगल-मोड आउटपुट, संकीर्ण स्पेक्ट्रम और उच्च स्थिरता मध्यम दूरी, मध्यम गति संचार के लिए उपयुक्त हैं।
अनुप्रयोग: महानगरीय और एक्सेस नेटवर्क (उदाहरण के लिए, 200G QSFP56 FR4 और 100M SFP CWDM EX मॉड्यूल)।
इलेक्ट्रो-एब्जॉर्प्शन मॉड्यूलेटेड लेजर (EML)
कार्य सिद्धांत: एक चिप पर एक इलेक्ट्रो-एब्जॉर्प्शन मॉड्यूलेटर (EAM) के साथ एक लेजर को एकीकृत करता है। EAM लेजर को मॉड्युलेट करने के लिए वोल्टेज के माध्यम से प्रकाश अवशोषण को नियंत्रित करता है।
विशेषताएँ: कम फैलाव, उच्च विलुप्ति अनुपात और उच्च गति लंबी दूरी, उच्च-दर संचार के लिए उपयुक्त हैं।
अनुप्रयोग: बैकबोन और महानगरीय नेटवर्क (उदाहरण के लिए, 400G QSFP-DD FR4 और 10G SFP+ CWDM ER मॉड्यूल)।
फाइबर लेजर प्रकारों की तुलना
| लेजर का प्रकार | तरंग दैर्ध्य (एनएम) | अधिकतम ट्रांसमिशन दूरी | अधिकतम बैंडविड्थ | विशिष्ट अनुप्रयोग |
|---|---|---|---|---|
| VCSEL | 850 | 500 मीटर तक | 400G तक (QSFP-DD) | डेटा सेंटर, एंटरप्राइज़ नेटवर्क |
| FP | 1310, 1550 | 500 मीटर से 10 किमी तक | 1000M तक (SFP) | छोटी दूरी का संचार |
| DFB/DML | 1310, 1550 | 40 किमी तक | 200G तक | महानगरीय, एक्सेस नेटवर्क |
| EML | 1310, 1550 | 40 किमी तक | 400G तक (QSFP-DD, OSFP) | बैकबोन, महानगरीय नेटवर्क |
DML/DFB और EML के बीच चयन
DML/DFB लेजर आमतौर पर कम डेटा दरों और छोटी दूरी (10 किमी से कम) की सेवा करते हैं, जबकि EML लेजर उच्च डेटा दरों और लंबी दूरी के अनुप्रयोगों में उत्कृष्ट होते हैं।
निष्कर्ष
ऑप्टिकल ट्रांससीवर मॉड्यूल के मुख्य घटक के रूप में, फाइबर लेजर ट्रांसमिशन दूरी, बैंडविड्थ और सिस्टम लागत को महत्वपूर्ण रूप से प्रभावित करते हैं। उनके सिद्धांतों, विशेषताओं और अनुप्रयोगों को समझने से विशिष्ट परिदृश्यों के लिए इष्टतम मॉड्यूल चयन सक्षम होता है, जिससे ऑप्टिकल संचार प्रणालियों में प्रदर्शन और लागत-दक्षता में वृद्धि होती है।
