ஒளியிழைத் தொடர்பு

ஒளியிழைத் தொடர்பு என்பது ஒரு ஒளியிழை வழியாக அகச்சிவப்பு அல்லது புலப்படும் ஒளியின் துடிப்புகளை அனுப்புவதன் மூலம், ஒரு இடத்திலிருந்து இன்னொரு இடத்திற்குத் தகவல்களை அனுப்புவதற்கான ஒரு வகையான தொடர்பு ஆகும்.. ஒளி என்பது தகவல்களை எடுத்துச் செல்ல மாற்றியமைக்கப்பட்ட ஒரு வகையான சுமப்பி / கடத்தி அலையின் ஒரு வடிவமாகும். உயர் அலைக்கற்றை அகலம், நீண்ட தூரம் மற்றும் மின்காந்த குறுக்கீட்டிற்கு எதிராக செயல்படுதல் போன்ற தேவைகளில் மின் வடமிடுதலை விட ஒளியிழைப் பயன்பாடே முன்னிறுத்தப்படுகிறது . இந்த வகைத் தொடர்பின் மூலம் குரல்,காணொளி, தொலை அளப்பியல் போன்றவற்றை குறும்பரப்பு வலையமைப்புக்கு உள்ளேயோ அல்லது நீண்ட தூரங்களுக்கு இடையிலோ கடத்த முடியும். 

தொலைபேசி மற்றும் தொலைக்காட்சி சமிக்ஞைகள் கடத்துவதற்கும், இணையத் தொடர்புக்கும் பல தொலைத்தொடர்பு நிறுவனங்களால் ஒளியிழைகள் அதிக அளவில் பயன்படுத்தப்படடுகின்றன. பெல் லேப்ஸின் [Bell Labs]ஆராய்ச்சியாளர்கள், ஒளியிழைத் தொடர்புகளைப் பயன்படுத்தி, வினாடிக்கு 100 பெட்டாபிட் × கிலோமீட்டர் தூரத்துக்கும் அதிகமான அலைக்கற்றை உற்பத்தியை உருவாக்கிக் காட்டியுள்ளனர்.

பின்னணி :
1970களில் முதன்முதலில் உருவாக்கப்பட்ட ஒளியிழைகள், தொலைத்தொடர்புத் துறையில் புரட்சியை ஏற்படுத்தியுள்ளன. தகவல் யுகத்தின் வருகையிலும் முக்கியப் பங்கு வகித்துள்ளன.மின் பரிமாற்றத்தை விடவும் அதிக நன்மைகளைக் கொண்டுள்ளதன் காரணமாக, வளர்ந்த நாடுகளின் மிக முக்கிய வலையமைப்புகளில்  பெரும்பான்மை செப்புக் கம்பி தொடர்புகளை இந்த ஒளியிழைகள் மாற்றியமைத்துள்ளன.

ஒளியிழைகளைப் பயன்படுத்தித் தொடர்பு கொள்ளும் செயல்முறை, பின்வரும் அடிப்படைப் படிகளை உள்ளடக்கியது.
 ஒரு மின் சமிக்ஞையிலிருந்து ஒரு அலைபரப்பியயைப் பயன்படுத்தி ஒளியியல் சமிக்ஞையை உருவாக்குதல்.
 ஒளியிழை வழியாக சமிக்ஞையை  தொடர்ந்து அனுப்புவதன் மூலம், சமிக்ஞை மிகவும் சிதைந்து போகாமலும் பலவீனமாகாமலும் இருப்பதை உறுதி செய்தல். 
  ஒளி சமிக்ஞையைப் பெறுதல்
 அதை மின் சமிக்ஞையாக மாற்றுதல்

 பயன்பாடுகள் 

தொலைத்தொடர்பு நிறுவனங்கள் தொலைபேசி சமிக்ஞைகள் , இணைய தொடர்பு மற்றும் கம்பிவட தொலைக்காட்சி  சமிக்ஞைகளை அனுப்ப ஒளியிழைகளைப் பயன்படுத்துகின்றன. இது மருத்துவம், பாதுகாப்பு, அரசு, தொழில்துறை மற்றும் வணிகம் உள்ளிட்ட பிற தளங்களிலும் பயன்படுத்தப்படுகிறது. தொலைத்தொடர்பு நோக்கங்களைச் செயல்படுத்துவதோடு மட்டுமல்லாமல், இது ஒளி வழிகாட்டிகளாகவும், படமெடுக்கும் கருவிகளாகவும், சீரொளிகளாகவும், நில அதிர்வு அலைகளுக்கான நீர்ப்பன்னிகளாகவும், சோனார் ஆகவும், அழுத்தம் மற்றும் வெப்பநிலையை அளவிட  உணரிகளாகவும் பயன்படுத்தப்படுகிறது.

குறைந்த தணிப்பு மற்றும் குறுக்கீடு காரணமாக, நீண்ட தூர மற்றும் அதிக அலைவரிசைப் பயன்பாடுகளில் செப்புக் கம்பியை விட ஒளியிழைகள் அதிக நன்மைகளைக் கொண்டுள்ளது. இருப்பினும், நகரங்களுக்குள் உள்கட்டமைப்பு மேம்பாடு ஒப்பீட்டளவில் கடினமானதாகவும், அதிக நேரத்தை எடுத்துக்கொள்வதாலும் இருப்பதால் ஓயளியிழை அமைப்புகள், நிறுவவும், இயக்கவும், சிக்கலானதாகவும், விலை உயர்ந்ததாகவும் இருக்கும். இந்தச் சிக்கல்கள் காரணமாக, ஆரம்பகால ஒளியிழைத் தகவல் தொடர்பு அமைப்புகள், முதன்மையாக, நீண்ட தூரப் பயன்பாடுகளில் மட்டும் நிறுவப்பட்டன. அங்கு அவை அவற்றின் முழு பரிமாற்றத் திறனுக்கும், அதிகரித்த செலவை ஈடுகட்டவும் பயன்படுத்தப்பட்டன. 2000 ஆம் ஆண்டு முதல் ஒளியிழைத் தகவல்தொடர்புகளின் விலைகள் கணிசமாகக் குறைந்துள்ளன.

வீடுகளுக்கு ஒளியிழைக் கம்பிகளை நிறுவுவதற்கான விலை, தற்போது செம்புக் கம்பி வலையமைப்பை நிறுவுவதற்கு ஆகும் செலவை விட மிகவும் குறைந்ததாக மாறியுள்ளது. உதாரணமாக அமெரிக்காவில் ஒரு சந்தாதாரருக்கு ஒரு பயனாளிக்கு ஒளியிழைத் தொடர்புக்கான செலவு $850 ஆகவும், தோண்டும் செலவுகள் குறைவாகவும், வீட்டு அடர்த்தி அதிகமாகவும் உள்ள நெதர்லாந்து போன்ற நாடுகளில் விலைகள் இன்னும் குறைவாகவும் உள்ளன.

1990 ஆம் ஆண்டு முதல், ஒளியியல்-பெருக்க அமைப்புகள் வணிக ரீதியாகக் கிடைக்கத் தொடங்கியதிலிருந்து, தொலைத்தொடர்புத் துறை, நகரங்களுக்கிடையேயான மற்றும் கடல்கடந்த ஒளியிழைத் தொடர்பு இணைப்புகளின் பரந்த வலையமைப்பை உருவாக்கியுள்ளது. 2002 ஆம் ஆண்டு வாக்கில், 2.56 Tb/s திறன் கொண்ட 250,000 கி.மீ நீளமுள்ள நீர்மூழ்கிக் கப்பல் தொடர்பு கம்பி வடம் கொண்ட கண்டங்களுக்கு இடையேயான ஒரு வலையமைப்பு நிறைவு செய்யப்பட்டது. சில குறிப்பிட்ட வலையமைப்புத் திறன்கள் சிறப்புரிமை பெற்ற தகவல்களாக இருந்தாலும், தொலைத்தொடர்பு முதலீட்டு அறிக்கைகள் 2004 முதல் வலையமைப்புத் திறன் வியத்தகு அளவில் அதிகரித்துள்ளதைக் குறிப்பிட்டுக் காட்டுகின்றன. 2020 ஆம் ஆண்டு நிலவரப்படி, உலகம் முழுவதும் 5 பில்லியன் கிலோமீட்டருக்கும் அதிகமான ஒளியிழைக் கம்பிவடங்கள் வெற்றிகரமாக நிறுவப்பட்டுள்ளன.

 வரலாறு 

1880 ஆம் ஆண்டில், அலெக்சாண்டர் கிரஹாம் பெல் மற்றும் அவரது உதவியாளர் சார்லஸ் சம்னர் டெய்ன்டர் ஆகியோர் வாஷிங்டன், டி.சி.யில், பெல் புதிதாக நிறுவியிருந்த வோல்டா ஆய்வகத்தில், ஒளியிழைத் தகவல்தொடர்புகளுக்கு மிகவும் ஆரம்பகால முன்னோடியான, ஒலிகளை ஒளிமூலமாகக் கடத்தும் அமைவு - ஃபோட்டோஃபோனை உருவாக்கினர். பெல் அதைத் தனது மிக முக்கியமான கண்டுபிடிப்பாகக் கருதினார். இந்தக் கண்டுபிடிப்பு ஒளிக்கற்றையில் ஒலியைப் பரப்ப வழியமைத்தது. ஜூன் 3, 1880 அன்று, பெல் சுமார் 213 மீட்டர் இடைவெளியில் இருந்த இரண்டு கட்டிடங்களுக்கு இடையே, உலகின் முதல்  கம்பியில்லா தொலைபேசி பரிமாற்றத்தை நடத்திக்காட்டினார்     also published as "Selenium and the Photophone" in Nature, September 1880.. வளிமண்டல பரிமாற்ற ஊடகத்தைப் பயன்படுத்துவதால், சீரொளி மற்றும் ஒளியிழைத் தொழில்நுட்பங்களில் ஏற்பட்ட முன்னேற்றங்கள் ஒளியின் பாதுகாப்பான போக்குவரத்தை அனுமதிக்கும் வரை, ஃபோட்டோஃபோன் நடைமுறைக்கு உகந்ததாக நிரூபிக்கப்படாமலேயே இருந்தது. பல தசாப்தங்களுக்குப் பிறகு  ஃபோட்டோஃபோனின் முதல் நடைமுறைப் பயன்பாடு, இராணுவத் தொடர்பு அமைப்புகளில் செயல்பாட்டுக்கு வந்தது.

1954 ஆம் ஆண்டில் ஹரோல்ட் ஹாப்கின்ஸ் மற்றும் நரிந்தர் சிங் கபானி ஆகியோர் உருட்டப்பட்ட ஒளியிழைக் கண்ணாடி, ஒளியைத் தன் ஊடாகப் பரப்ப அனுமதிப்பதைச் செய்துகாட்டினர் . டோஹோகு பல்கலைக்கழகத்தைச் சேர்ந்த ஜப்பானிய விஞ்ஞானியான ஜுன்-இச்சி நிஷிசாவா, 1963 ஆம் ஆண்டு தகவல் தொடர்புகளுக்கு ஒளியிழைகளைப் பயன்படுத்துவதை முன்மொழிந்தார். ஜப்பானைச் சேர்ந்த நிஷிசாவா PIN இருமுனையம் மற்றும் நிலையான தூண்டல் திரிதடயத்தைக் கண்டுபிடித்தார். இவை இரண்டும் ஒளியிழைத் தகவல்தொடர்புகளின் வளர்ச்சிக்கு முக்கியப் பங்காற்றின.

1966 ஆம் ஆண்டில், ஸ்டாண்டர்ட் டெலிகம்யூனிகேஷன் லேபரேட்டரீஸ்- இல் சார்லஸ் கே. காவ் மற்றும் ஜார்ஜ் ஹாக்ஹாம் ஆகியோர், தொலைத் தொடர்புக்கு பயன்பாட்டில் இருந்த கண்ணாடியில் , மாசுபடுத்திகளால் கி.மீக்கு, அகற்றப்படக்கூடிய 1,000 டெசிபல் பைட்டுகள் இழப்புகள் ஏற்படுவதையும், அச்சு ஒன்றிய வடங்களில் கி.மீக்கு 5–10 டெசிபல் பைட்டுகள் மட்டுமே இழப்புகள் ஏற்பட்டதாகக் காட்டினர்.

தகவல்தொடர்பு நோக்கங்களுக்காக போதுமான, (சுமார் 20 dB/km) குறைவான தணிவு கொண்ட, ஒளியிழைகள் 1970 இல் கார்னிங் கிளாஸ் ஒர்க்ஸ்-ஆல் உருவாக்கப்பட்டது. அதே நேரத்தில், காலியம் ஆர்சனைடு குறைக்கடத்தி சீரொளிகள் கச்சிதமானவையாகவும், நீண்ட தூரங்களுக்கு  ஒளியிழைக் கம்பிவடங்கள் மூலம் ஒளியைக் கடத்துவதற்கு ஏற்றதாகவும் உருவாக்கப்பட்டன.

1973ஆம் ஆண்டில், லேசரின் கண்டுபிடிப்பாளரான கோர்டன் கோல்ட் இணை நிறுவனராக விளங்கிய ஆப்டெலிகாம், இன்க்., முதல் ஆப்டிகல் தொடர்பு அமைப்புகளில் ஒன்றிற்கான, ARPA [- மேம்பட்ட ஆராய்ச்சி திட்டங்கள்] நிறுவனத்திடமிருந்து ஒரு ஒப்பந்தத்தைப் பெற்றது. அலபாமாவின் ஹன்ட்ஸ்வில்லில் உள்ள இராணுவ ஏவுகணை கட்டளைக்காக உருவாக்கப்பட்ட இந்த அமைப்பு, காணொளி செயலாக்கத்துடன் கூடிய குறுகிய தூர ஏவுகணையை, பறக்கும் போதே விடுவிக்கும்படி, ஐந்து கிலோமீட்டர் நீளமுள்ள ஒளியிழை மற்றும் சீரொளி மூலம் தரையில் தொடர்பு கொள்ள அனுமதிக்கும் நோக்கம் கொண்டது.பின்னர் ஆப்டெலிகாம் முதல் வணிக ஒளியியல் தகவல்தொடர்பு அமைப்பை செவ்ரானுக்கு வழங்கியது.

தொடர் ஆராய்ச்சிகளுக்குப் பிறகு, 1975 ஆம் ஆண்டு, முதல் வணிக ஒளியிழைத் தொலைத்தொடர்பு அமைப்பு உருவாக்கப்பட்டது. இது சுமார் 0.8 μm அலைநீளத்தில் GaAs குறைக்கடத்தி லேசர்களைப் பயன்படுத்தி இயங்கியது. இந்த முதல் தலைமுறை அமைப்பு 45 Mbit/s பிட் விகிதத்தில் 10 கிமீ வரை மீள்நிரப்பு இடைவெளியுடன் இயங்கியது. விரைவில், ஏப்ரல் 22, 1977 அன்று, ஜெனரல் டெலிபோன் அண்ட் எலக்ட்ரானிக்ஸ், கலிபோர்னியாவின் லாங் பீச்சில், 6 Mbit/s செயல்திறனுடன் ஒளியிழை மூலம் முதல் நேரடித் தொலைபேசி போக்குவரத்தை செயல்படுத்தியது.

அக்டோபர் 1973 இல், கார்னிங் கிளாஸ், CSELT மற்றும் பைரெல்லியுடன் நகர்ப்புற சூழலில்  ஒளியிழைத் தொடர்பைச் சோதிக்கும் நோக்கில் ஒரு மேம்பாட்டு ஒப்பந்தத்தில் கையெழுத்திட்டது. செப்டம்பர் 1977 இல், COS-2 என பெயரிடப்பட்ட இந்த சோதனைத் தொடரின் இரண்டாவது கேபிள், டூரினில், முதல் முறையாக ஒரு பெரிய நகரத்தில், 140 Mbit/s வேகத்தில், இரண்டு கோடுகளில் (9 கிமீ) சோதனை ரீதியாகப் பயன்படுத்தப்பட்டது.

1980களின் முற்பகுதியில், வணிக பயன்பாட்டிற்காக இரண்டாம் தலைமுறை ஒளியிழைத் தொடர்பு உருவாக்கப்பட்டது. அது GaAs P குறைக்கடத்தி லேசர்களில், 1.3 μm இல் இயக்கப்பட்டது. இந்த ஆரம்ப கால அமைப்புகளில் பல்-முறை ஒளியிழைச் சிதறல்கள் ஒரு தடையாக இருந்து வந்தன. பின்னர் 1981-இல் செயல்திறன் மேம்படுத்தப்பட்ட ஒற்றை-முறை ஒளியிழைகள் உருவாக்கப்பட்டபோதிலும், ஒற்றை-முறை ஒளியிழையுடன் இணைந்து செயல்படும் திறன் கொண்ட, நடைமுறை இணைப்பிகளை உருவாக்குவது கடினம் என்றும் நிரூபிக்கப்பட்டது.கனேடிய சேவை வழங்குநரான சாஸ்க்டெல், 3,268 கிமீ (2,031 மைல்) பரப்பளவைக் கொண்ட, உலகின் மிக நீளமான, 52 குழுமங்களை உள்ளடக்கிய வணிக ஒளியிழை வலயமைப்பிற்கான கட்டுமானத்தை முடித்திருந்தது. 1987 ஆம் ஆண்டு வாக்கில், இந்த அமைப்புகள் 1.7 ஜிகா பிட்/விநாடி வரை பிட் விகிதங்களில் இயங்கின. அவற்றின் ரிப்பீட்டர் இடைவெளி 50 கிமீ (31 மைல்) வரை இருந்தது. 

அட்லாண்டிக் தொலைபேசி [ வட அமெரிக்காவிற்கும் ஐரோப்பாவிற்கும் இடையிலான இயற்பியல் குரல் இணைப்பு] - யின் கம்பிவடக் கற்றை TAT-8-இல் முதல்முறையாக ஒளியிழை பயன்படுத்தப்பட்டது. இது டெசர்வைர் ​​உகந்த லேசர் பெருக்க தொழில்நுட்பத்தை அடிப்படையாகக் கொண்டு, 1988 இல் செயல்பாட்டுக்கு வந்தது.

 மூன்றாம் தலைமுறை ஒளியிழை அமைப்புகள் 1.55 μm இல், சுமார் 0.2 dB/km இழப்புகளுடன் இயங்கின. இந்த வளர்ச்சி இண்டியம் காலியம் ஆர்சனைட்டின் கண்டுபிடிப்பு மற்றும் பியர்சால் உருவாக்கிய இண்டியம் காலியம் ஆர்சனைடு ஃபோட்டோடையோடு ஆகியவற்றால் எட்டப்பட்டது.1.55 μm இல், குறைந்தபட்ச சிதறலைக் கொண்டிருக்கும் வகையில் வடிவமைக்கப்பட்ட சிதறல்-மாற்றப்பட்ட இழைகளைப் பயன்படுத்தி, அல்லது லேசர் நிறமாலையை, ஒற்றை நீள பயன்முறைக்கு மட்டுப்படுத்துவதன் மூலம், அந்த அலைநீளத்தில் வழக்கமான GaAs- P குறைக்கடத்தி லேசர்களைப் பயன்படுத்தி, துடிப்பு-பரவலில் இருந்த முந்தைய சிரமங்களை பொறியாளர்கள் சமாளித்தனர். இந்த மேம்பாடுகளின் விளைவாக, மூன்றாம் தலைமுறை ஒளியிழை அமைப்புகள், 2.5 Gbit/s வேகத்தில், 100 கிமீ (62 மைல்) க்கும் அதிகமான மீள்நிரப்பு இடைவெளியுடன் வணிக ரீதியாக இயங்க ஆரம்பித்தன.

நான்காவது தலைமுறை ஒளியிழைத் தொடர்பு அமைப்புகள், தரவுத் திறனை அதிகரிக்கவும், மீள்நிரப்பிகளின் தேவையைக் குறைக்கவும், அலைநீளப்-பிரிவு பன்முகமாக்கத்திற்கும்(WDM)  ஒளிப்பெருக்கத்தைப் பயன்படுத்தின. WDM இன் அறிமுகம், ஒளியியல் இணையத்தின் தொடக்கமாகும். ஏனெனில் WDM ஒளியிழை அலைவரிசை விரிவாக்கத்திற்கான தேர்வு தொழில்நுட்பமாக மாறியது. ஜூன் 1996 இல், அடர்த்தியான அலைநீளப்-பிரிவு பன்முகமாக்க [WDM] அமைப்புடன், நான்காவது தலைமுறை ஒளியிழைத் தொடர்பு அமைப்பை, சியனா கார்ப் என்னும் நிறுவனம்  முதன்முதலில் சந்தைப்படுத்தியது. ஒளிப்பெருக்கிகள் மற்றும் அலைநீளப்-பிரிவு பன்முகமாக்கம் அறிமுகப்படுத்தப்பட்டதன் மூலம், 1992 முதல் ஒவ்வொரு ஆறு மாதங்களுக்கும் அமைப்பின் திறன் இரட்டிப்பாகி, 2001 ஆம் ஆண்டு வாக்கில் 10 Tb/s பிட் வீதத்தை எட்டியது. 2006 ஆம் ஆண்டில், ஒளிப்பெருக்கிகளைப் பயன்படுத்தி, ஒரு ஒற்றை 160 கிமீ (99 மைல்) கோட்டில் 14 Tb/s பிட் வீதத்தை எட்டியது. 2021 ஆம் ஆண்டு நிலவரப்படி, ஜப்பானிய விஞ்ஞானிகள் நிலையான கேபிள் விட்டம் கொண்ட நான்கு- உள்ளக ஒளியிழைக் கம்பிவடக் கற்றைகளைப் பயன்படுத்தி, 3,000 கிலோமீட்டருக்கு மேல், வினாடிக்கு 319 டெராபிட்களை அனுப்பியுள்ளனர்.

ஐந்தாவது தலைமுறை ஃபைபர்-ஆப்டிக் தகவல்தொடர்புகளுக்கான வளர்ச்சியின் முக்கிய நோக்கம், அலைநீளப்-பிரிவு பன்முகமாக்க அமைப்புடன் செயல்படக்கூடிய அலைநீள வரம்பை விரிவாக்குவதாகும். C பேண்ட் எனப்படும் வழக்கமான அலைநீள சாளரம் 1525–1565 nm அலைநீள வரம்பை உள்ளடக்கியது. அதே வேளையில் உலர் ஒளியிழையானது 1300–1650 nm வரையிலான குறைந்த-இழப்பு சாளரத்தைக் கொண்டுள்ளதால், அலைநீள வரம்பை நீட்டிக்கும் தன்மையுள்ளதாக ஒளியிழை அமைப்பு நிரூபிக்கப்பட்டது. ஆற்றல் விரவாத் தனிஅலை [ஆப்டிகல் சொலிட்டான்], துடிப்புகள்- ஒரு குறிப்பிட்ட வடிவத்தின் துடிப்புகளைப் பயன்படுத்தி, ஒளியிழையின் நேரியல் அல்லாத விளைவுகளுடன், சிதறலின் விளைவுகளை எதிர்கொள்வதன் மூலம் அவற்றின் வடிவத்தைப் பாதுகாத்துக் கொள்வது போன்றவையும் இதன் மற்ற வளர்ச்சிப் பரிமாணங்கள் ஆகும்.

1990களின் பிற்பகுதி முதல் 2000 வரை, தொழில்துறை ஊக்குவிப்பாளர்கள் மற்றும் KMI மற்றும் RHK போன்ற ஆராய்ச்சி நிறுவனங்கள், அதிகரிக்கும் இணையத்தின் பயன்பாடு, கேட்பின் பேரில் காணொளி போன்ற பல்வேறு அலைவரிசை வழியிலான-தீவிர நுகர்வோர் சேவைகளின் வணிகமயமாக்கல் காரணமாக,  தகவல் தொடர்பு அலைவரிசைக்கான தேவை மிகவும் அதிகரிக்கும் என்று கணித்தன. மூரின் விதியின் கீழ் ஒருங்கிணைந்த சுற்றுகளின் சிக்கல்கள் அதிகரித்ததை விட, இணைய நெறிமுறைத் தரவுப் போக்குவரத்து, பன்மடி முறையில் வேகமாக அதிகரித்தது. இருப்பினும், இருப்பினும், டாட்-காம் குமிழியின் வீழ்ச்சியிலிருந்து 2006 வரை, தொழில்துறையின் முக்கிய போக்கு நிறுவனங்களை ஒருங்கிணைப்பதும், செலவுகளைக் குறைப்பதற்காக உற்பத்தியை வெளிநாடுகளுக்கு அனுப்புவதுமாக அமைந்திருந்தது. வெரிசோன் மற்றும் AT&T போன்ற நிறுவனங்கள் ஒளியிழை தகவல்தொடர்புகளைப் பயன்படுத்தி, பல்வேறு உயர்-செயல்திறன் தரவு மற்றும் அகன்ற அலைவரிசைச் சேவைகளை நுகர்வோரின் வீடுகளுக்கு வழங்குகின்றன. 

2022 ஆம் ஆண்டு உக்ரைன் மீதான ரஷ்யப் படையெடுப்பின் போது, ​​ட்ரோன்களில் தகவல் தொடர்புக்கு ஒளியிழை பயன்படுத்தப்பட்டது. மின்னணு போர்நெரிசலுக்கு எதிரான ஒளியிழைத் தொடர்புகளின் மீள்தன்மையினால்
இரு தரப்பினராலும் பயன்படுத்தப்படுகிறது.

  தொழில்நுட்பம் 
 நவீன ஒளியிழைத் தொடர்பு அமைப்புகளில், பொதுவாக மின் சமிக்ஞைகளை ஒளியியல் சமிக்ஞைகளாக மாற்றும் ஒளி அலைபரப்பிகள், சமிக்ஞையை எடுத்துச் செல்ல ஒளியிழைக் கம்பிவடக் கற்றைகள், ஒளிப்பெருக்கிகள் மற்றும் சமிக்ஞையை மீண்டும் மின் சமிக்ஞையாக மாற்றும் ஒளி ஏற்பிகள் ஆகியவை அடங்கும். கடத்தப்படும் தகவல் பொதுவாக கணினிகள் அல்லது தொலைபேசி அமைப்புகளால் உருவாக்கப்பட்ட மின்னணுத் தகவல் ஆகும். 

 அலைபரப்பிகள் 

மிகவும் பொதுவாகப் பயன்படுத்தப்படும் ஒளி அலைபரப்பிகள், ஒளி உமிழ் இருமுனையங்கள் (LED) மற்றும் சீரொளி இருமுனையங்கள் போன்ற குறைக்கடத்தி சாதனங்கள் ஆகும். இவை இரண்டிற்கும் இடையிலான வேறுபாடு என்னவென்றால், ஒளி உமிழ் இருமுனையங்கள் ஒத்திசைவற்ற ஒளியை உருவாக்குகின்றன, அதே நேரத்தில் சீரொளி இருமுனையங்கள் ஒத்திசைவான ஒளியை உருவாக்குகின்றன. ஒளியிழைத் தகவல்தொடர்புகளில் பயன்படுத்தப்படுவதற்கு, குறைக்கடத்தி ஒளி அலைபரப்பிகள் கச்சிதமான, திறமையான மற்றும் நம்பகமானதாக வடிவமைக்கப்பட வேண்டும். மேலும் அவை உகந்த அலைநீள வரம்பில் இயங்கக்கூடியதாகவும், அதிக அதிர்வெண்களில் நேரடியாக மாற்றியமைக்கப்படக் கூடியவையாகவும் இருக்க வேண்டும்.

தன் எளிமையான வடிவத்தில், ஒரு ஒளி உமிழ் இருமுனையம், தன்னிச்சையான உமிழ்வு மூலம் ஒளியை வெளியிடும் நிகழ்வு மின்ஒளிர்வு எனக் குறிப்பிடப்படுகிறது. உமிழப்படும் ஒளி ஒப்பீட்டளவில் பரந்த நிறமாலை அகலம்  30–60 nm ருடன் பொருத்தமற்றதாகவும் உள்ளது  ஒளி உமிழ் இருமுனையங்களின் பெரிய நிறமாலை அகலம், அதிக ஒளியிழைச் சிதறலுக்கு உட்பட்டது. இது அவற்றின் இரும இலக்க செல்வீதம் -தூரப் பெருக்கத்தால் (பயன்பாட்டின் பொதுவான அளவீடு) கணிசமாகக் கட்டுப்படுத்துகிறது. ஒளி உமிழ் இருமுனையங்கள் முதன்மையாக, 10–100 Mbit/s இரும இலக்க செல்வீதம் மற்றும் சில கிலோமீட்டர் பரிமாற்ற தூரங்களைக் கொண்ட குறும்பரப்பு வலையமைப்புப் பயன்பாடுகளுக்கு ஏற்றது.

ஒளி உமிழ் இருமுனையத்தின் ஒளிப் பரிமாற்றம் திறனற்றது. உள்ளீட்டு ஆற்றலில் சுமார் 1% அல்லது சுமார் 100 மைக்ரோவாட் மட்டுமே இறுதியில் ஒளியிழையுடன் இணைக்கப்பட்ட ஏவுதல் ஆற்றலாக மாற்றப்படுகிறது.

ஒளி உமிழ் இருமுனையங்கள் பல குவாண்டம் கிணறுகளைப் பயன்படுத்தி பல்வேறு அலைநீளங்களில் ஒரு பரந்த நிறமாலையில் ஒளியை உமிழ்வதற்காக உருவாக்கப்பட்டு, தற்போது குறும் பரப்பு அலைநீளப்-பிரிவு பன்முகமாக்கப் (WDM) பயன்பாடுகளுக்குப் பயன்படுத்தப்பட்டு வருகிறது.

ஒரே விலையில் மேம்பட்ட வேகம், ஆற்றல் மற்றும் நிறமாலைப் பண்புகளை வழங்குவதால், ஒளி உமிழ் இருமுனையங்களுக்குப் பதிலாக தற்போது அதிக அளவில் செங்குத்து-குழி மேற்பரப்பு-உமிழும் சீரொளி [VCSEL) சாதனங்கள் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. இருப்பினும், ஒப்பீட்டளவில் எளிமையான வடிவமைப்புக் காரணமாக, ஒளி உமிழ் இருமுனையங்கள் மிகக் குறைந்த விலைப் பயன்பாடுகளுக்கு மிகவும் பயனுள்ளதாக இருக்கும். ஒளியிழைத் தொடர்புகளில் பொதுவாகப் பயன்படுத்தப்படும் குறைக்கடத்தி சீரொளிப் பரப்பிகளில் VCSEL, ஃபேப்ரி-பெரோட் மற்றும் விநியோகிக்கப்பட்ட-பின்னூட்ட சீரொளி ஆகியவையும் அடங்கும். 

 ஒரு குறைக்கடத்தி லேசர், தன்னிச்சையான உமிழ்வை விட, தூண்டப்பட்ட உமிழ்வு மூலம் அதிக ஒளியை வெளியிடுகிறது. அதனால் அதிக வெளியீட்டு சக்தி (~100 மெகாவாட்) மற்றும் ஒத்திசைவான ஒளியின் தன்மையுடன் தொடர்புடைய பிற நன்மைகள் ஏற்படுகின்றன. லேசரின் வெளியீடு ஒப்பீட்டளவில் திசை சார்ந்தது. இது ஒற்றை-முறை ஒளியிழைத் தொடர்பில் அதிக இணைப்பு செயல்திறனை (~50%) அனுமதிக்கிறது. பொதுவாக அனைத்து VCSEL சாதனங்களும், பன்முறை-ஒளியிழையுடன் நன்றாக இணைகின்றன. இது நிறப் பரவலின் விளைவைக் குறைப்பதால், அதனுடைய குறுகிய நிறமாலை அகலம், அதிக  இரும இலக்க செல்வீதங்களை அனுமதிக்கிறது. மேலும், குறுகிய மறுசீரமைப்பு நேரம் காரணமாக, குறைக்கடத்தி லேசர்களை நேரடியாக அதிக அதிர்வெண்களில் மாற்றியமைக்க முடியும்.

ஒளி வெளியீடு சாதனத்தில், நேரடியாகப் பயன்படுத்தப்படும் மின்னோட்டத்தால், ஒளி வெளியீடு கட்டுப்படுத்தப்படுவதால், சீரொளி இருமுனையங்கள் பெரும்பாலும் நேரடியாக மாற்றியமைக்கப்படுகின்றன. மிக அதிக தரவு விகிதங்கள் அல்லது மிக நீண்ட தூர இணைப்புகளுக்கு, ஒரு சீரொளி மூலத்தை தொடர்ச்சியான அலையாகவும், வெளிப்புற சாதனத்தால் மாற்றியமைக்கப்பட்ட ஒளியை, மின்-உறிஞ்சுதல் பண்பேற்றி அல்லது மாச்- ஜென்டர் குறுக்கீட்டுமானி போன்ற ஒரு ஒளிப் பண்பேற்றியாகவும் இயக்கலாம். வெளிப்புற பண்பேற்றம் லேசர் சிர்ப்பை நீக்குவதன் மூலம் அடையக்கூடிய இணைப்பு தூரத்தை அதிகரிக்கிறது. இது நேரடியாக பண்பேற்றப்பட்ட லேசர்களில் கோட்டு அகலத்தை விரிவுபடுத்துகிறது. ஒளியிழையின் நிறப்பரவலை அதிகரிக்கிறது. மிக அதிக அலைவரிசை செயல்திறனுக்காக, அலைவீச்சுடன் கூடுதலாக ஒளியின் கட்டத்தை மாற்ற ஒத்திசைவான பண்பேற்றத்தைப் பயன்படுத்தலாம். இது QPSK, QAM மற்றும் OFDM ஐப் பயன்படுத்த உதவுகிறது. "இரட்டை-துருவப்படுத்தல்  பரப்புகாண்முறை கட்ட மாற்ற இணைத்தல் என்பதும் ஒரு பண்பேற்ற வடிவமாகும். இது ஒரே வேகத்தின் பாரம்பரிய ஒளிப் பரிமாற்றங்களை விட நான்கு மடங்கு அதிக தகவல்களை திறம்பட அனுப்புகிறது.

 ஏற்பிகள் 

ஒளி ஏற்பியின் முக்கியக் கூறு ஒரு ஒளியுணர் இருமுனையம் ஆகும். இது ஒளி மின்னழுத்த விளைவைப் பயன்படுத்தி ஒளியை மின்சாரமாக மாற்றுகிறது. தொலைத்தொடர்புக்கான முதன்மை ஒளியுணர் இருமுனையங்கள் இண்டியம் கேலியம் ஆர்சனைடிலிருந்து தயாரிக்கப்படுகின்றன. ஒளியுணர் இருமுனையம் என்பது பொதுவாக ஒரு குறைக்கடத்தி அடிப்படையிலான ஒளிமின் இருவாய் ஆகும். பல வகையான ஒளிமின் இருவாய்களில் p–n ஒளிமின் இருவாய், p–i–n ஒளிமின் இருவாய், மற்றும் அவலாஞ்சி ஒளிமின் இருவாய்கள் ஆகியவை அடங்கும். மறுஉருவாக்கிகளில் மின்சுற்று ஒருங்கிணைப்பு மற்றும் அலைநீளப் பிரிவு பன்முனையாக்கம் ஆகியவற்றில் உலோகம்-குறைக்கடத்தி-உலோகம் (MSM) ஒளியுணர் இருமுனையங்கள் பயன்படுத்தப்படுகின்றன.

ஒளியிழை வழியாகச் செல்லும் போது வெளிச்சம் தணிந்து சிதைந்து போகக்கூடும் என்பதால், ஒளியுணர் இருமுனையங்கள் பொதுவாக ஒரு பரிமாற்ற மின்மறுப்பு பெருக்கி மற்றும் வரம்புக்குட்படுத்தும் பெருக்கியுடன் இணைக்கப்பட்டு, உள்வரும் ஒளியியல் சிக்னலில் இருந்து மீட்கப்பட்ட மின் களத்தில் மின்னணு சமிக்ஞையை உருவாக்குகின்றன. கட்டம்-பூட்டப்பட்ட வளையம் [நிலையான வெளியீட்டு சமிக்ஞையை உருவாக்கும் பின்னூட்ட அமைப்பு] மூலம் நிகழ்த்தப்படும் தரவுகளிலிருந்து மீட்டுப் பெறுதல் போன்ற கூடுதல் சமிக்ஞை செயலாக்கமும் தரவு அனுப்பப்படும் முன் பயன்படுத்தப்படலாம். 

ஒத்திசைவான ஏற்பிகள், ஒரு துருவமுனைப்புக்கு, ஒரு இணை கலப்பின- இணைப்பிகள், மற்றும் நான்கு ஒளியுணர் இருமுனையங்களுடன் இணைந்து ஒரு குறும்பரப்பு அலைவி லேசரைப்பயன்படுத்துகின்றன, அதைத் தொடர்ந்து QPSK, QAM அல்லது OFDM உடன் பண்பேற்றப்பட்ட தரவை மீட்டெடுக்க அதிவேக ADCகள் மற்றும் மின்னணு சமிக்ஞை செயலாக்கம் ஆகியவை பயன்படுத்தப்படுகின்றன.

 எண்ணிம முன்சிதைவு 

ஒரு ஒளியிழைத் தொடர்பு அமைப்பு பரப்பியில் ஒரு என்னிமம்-ஒப்புரு மாற்றி, (DAC), ஒரு இயக்கிப் பெருக்கி,  மற்றும் ஒரு  மாச்- ஜென்டர் பண்பேற்றி ஆகியவற்றைக் கொண்டுள்ளது. அதிக பண்பேற்ற வடிவங்கள் (>4-QAM) அல்லது அதிக பாட் விகிதங்கள் (>32 GBd) பயன்படுத்தப்படுவது, நேரியல் மற்றும் நேரியல் அல்லாத பரப்பி விளைவுகளால் கணினி செயல்திறனைக் குறைக்கிறது. இந்த விளைவுகளை DAC அலைவரிசை வரம்பு மற்றும் பரப்பி I/Q சாய்வு காரணமாக நேரியல் சிதைவுகள் மற்றும் இயக்கிப் பெருக்கி மற்றும் மாச்- ஜென்டர் பண்பேற்றியில் ஆதாய செறிவூட்டலால் ஏற்படும் நேரியல் அல்லாத விளைவுகள் என்று வகைப்படுத்தலாம். எண்ணிம முன்சிதைவு  சிதைக்கும் விளைவுகளை எதிர்க்கிறது மற்றும் 56 GBd வரை பாட் விகிதங்களையும், வணிக ரீதியாக கிடைக்கக்கூடிய கூறுகளுடன் 64-QAM மற்றும் 128-QAM போன்ற மாடுலேஷன் வடிவங்களையும் செயல்படுத்துகிறது. பரப்பி எண்ணிம சமிஞ்கை செயலி, மாதிரிகளை DAC க்கு அனுப்புவதற்கு முன்பு, தலைகீழ்  பரப்பி மாதிரியைப் பயன்படுத்தி உள்ளீட்டு சமிக்ஞைகளில், எண்ணிம முன் சிதைவை ஏற்படுத்துகிறது.

பழைய எண்ணிம முன் சிதைவு முறைகள் நேரியல் விளைவுகளை மட்டுமே நிவர்த்தி செய்தன. சமீபத்திய வெளியீடுகள் நேரியல் அல்லாத சிதைவுகளையும் கருத்தில் கொண்டுள்ளன. பெரெங்குவர் மற்றும் பலர்,  மாச்-ஜெண்டர் பண்பேற்றியை ஒரு சுயாதீனமான, வியனர் அமைப்பாக கருதி, அதை மாதிரியாகக் கொள்கின்றனர்.மேலும் DAC மற்றும் இயக்கிப் பெருக்கி ஆகியவை துண்டிக்கப்பட்ட, நேர-மாறாத வோல்டெரா தொடரால் மாதிரியாக்கப்படுகின்றன.. கன்னா மற்றும் பலர் பரப்பிகளின் கூறுகளை மாதிரியாக்க நினைவக பல்லுறுப்புக்கோவையைப் பயன்படுத்துகின்றனர். இரண்டு அணுகுமுறைகளிலும் வோல்டெரா தொடர் அல்லது நினைவக பல்லுறுப்புக்கோவை குணகங்கள் மறைமுக-கற்றல் கட்டமைப்பைப் பயன்படுத்திக் காணப்படுகின்றன. மாக்-ஜெண்டரின்  ஒவ்வொரு பண்பேற்றியின் கிளைக்கும், வெவ்வேறு துருவமுனைப்பு மற்றும் கட்டங்களில், பல சமிக்ஞைகளை டூதெல் உள்ளிட்ட பலர் பதிவு செய்கிறார்கள். ஒளிப்புலத்தைக் கணக்கிட சமிக்ஞைகள் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. கட்டம் மற்றும் குவாட்ரேச்சர் புலங்களுடன் குறுக்கு-தொடர்புபடுத்துதல் நேர வளைவை அடையாளம் காட்டுகிறது. அதிர்வெண் மறுமொழி மற்றும் நேரியல் அல்லாத விளைவுகள் மறைமுக-கற்றல் கட்டமைப்பால் தீர்மானிக்கப்படுகின்றன..

 ஒளியிழைக் கம்பிவடம் 

 ஒரு ஒளியிழைக் கம்பிவடம் உள்ளகம் (மையம்), உறைப்பூச்சு (உறைப்பூச்சு), மற்றும் தாங்கல் (ஒரு பாதுகாப்பு வெளிப்புற பூச்சு) ஆகியவற்றைக் கொண்டுள்ளது. இதில் உறைப்பூச்சு மொத்த உள் பிரதிபலிப்பு முறையைப் பயன்படுத்தி மையத்துடன் ஒளியை வழிநடத்துகிறது. மையமும் உறைப்பூச்சும் (குறைந்த-ஒளிவிலகல்-குறியீட்டைக் கொண்டது)பொதுவாக உயர்தர சிலிக்கா கண்ணாடியால் ஆனவை. இருப்பினும் அவை இரண்டும் பிளாஸ்டிக்காலும் செய்யப்படலாம். இரண்டு ஒளியிழைகளை இணைப்பது இணைவு பிளப்பு அல்லது இயந்திரப் பிளப்பு மூலம் செய்யப்படுகிறது. மேலும்  நுண்ணிய துல்லியம் காரணமாக, ஒளியிழை உள்ளகங்களைச் சீரமைக்க, சிறப்பு திறன்கள், இடை இணைப்பு தொழில்நுட்பம் போன்றவை தேவைப்படுகிறது.

ஒளியிழைத் தொடர்புகளில் பயன்படுத்தப்படும் இரண்டு முக்கிய வகையான ஒளியிழைகள்- பன்-முறை ஒளியிழைகள், மற்றும் ஒற்றை-முறை ஒளியிழைகள் ஆகும். பன்-முறை ஒளியிழை ஒரு பெரிய மையத்தைக் கொண்டுள்ளதால் (≥ 50 மைக்ரோமீட்டர்கள்), இது குறைந்த துல்லியமான, மலிவான, பரப்பிகள், ஏற்பிகள் மற்றும் இணைப்பிகளையும் அதனுடன் இணைக்க அனுமதிக்கிறது. இருப்பினும், பன்-முறை ஒளியிழை, பன்-முறை சிதைவினையும்  உருவாக்குவதால், இது பெரும்பாலும் இணைப்பின் அலைவரிசை மற்றும் நீளத்தை கட்டுப்படுத்துகிறது. மேலும், அதன் அதிக  மாசூட்டும் உள்ளடக்கம் காரணமாக, பன்-முறை ஒளியிழைகள் பொதுவாக விலை உயர்ந்தவை மற்றும் அதிக தேய்வினைக் கொண்டவை. ஒற்றை-முறை ஒளியிழையின் மையமானது சிறியதாக உள்ளதால் (<10 மைக்ரோமீட்டர்கள்) அதிக விலையுயர்ந்த பகுதிகள் மற்றும் இடை இணைப்பு முறைகள் தேவை. அதே வேளையில் மிக நீண்ட மற்றும் உயர் செயல்திறன் இணைப்புகளை இதுஅனுமதிக்கிறது. ஒற்றை மற்றும் பன்-முறை ஒளியிழை இரண்டும் வெவ்வேறு தரங்களில் வழங்கப்படுகின்றன.

வணிக ரீதியாக  எளிதான ஒரு தயாரிப்பாக ஒளியிழைகளை வழங்குவதற்காக, இது பொதுவாக, புற ஊதாக் கதிரூட்டப்பட்ட அக்ரிலேட் பாலிமர்களைப் பயன்படுத்தி,  பாதுகாப்பு பூச்சு பூசப்பட்டு ஒரு கம்பிவடத்தில் இணைக்கப்படுகிறது. பிறகு அதைத் தரையில் பதித்து, பின்னர் கட்டிடத்தின் சுவர்கள் வழியாகச் செலுத்தி, செப்பு கேபிள்களைப் போன்ற முறையில் வான்வழியாகப் பயன்படுத்தலாம். பயன்பாடு ஆரம்பித்த பின்னர்,முறுக்கப்பட்ட இணை கம்பிகளை விட குறைவான பராமரிப்பே இதற்குத் தேவைப்படுகிறது.

அட்லாண்டிக் கடல்கடந்த தகவல் தொடர்பு கம்பிவடம் போன்ற நீண்ட தூர கடல்சார் தரவு பரிமாற்றத்திற்கு, சிறப்புக் கம்பிவடங்கள் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. வணிக நிறுவனங்களால் (எமரால்டு அட்லாண்டிஸ், ஹைபர்னியா அட்லாண்டிக்) இயக்கப்படும் புதிய (2011–2013) கேபிள்கள் பொதுவாக நான்கு முறுக்கு இழைகளைக் கொண்டுள்ளன மற்றும் சமிஞ்கைகள் அட்லாண்டிக் (NYC-லண்டன்) ஐ 60–70 மில்லி வினாடிகளில் கடக்கின்றன. அத்தகைய ஒவ்வொரு கேபிளின் விலை 2011 இல் சுமார் $300 மில்லியன் ஆகும்.

மற்றொரு பொதுவான நடைமுறை என்னவென்றால், நீண்ட தூர மின் பரிமாற்ற கம்பிவடத்தில், ஒரு ஒளியிழைத் தரைக் கம்பியைப் போல பல ஒளியிழைகளை இணைப்பது ஆகும். இது மின் பரிமாற்ற உரிமைகளைத் திறம்படப் பயன்படுத்தவும், ஒரு மின் நிறுவனம் அதன் சொந்த சாதனங்கள் மற்றும் இணைப்புகளைக் கண்காணிக்கத் தேவையான ஒளியிழைத் தொடர்புகளைச் சொந்தமாக வைத்திருக்கவும் கட்டுப்படுத்தவும் முடியும் என்பதையும் உறுதி செய்கிறது. சேதப்படுத்தலுக்கு எதிராக திறனுள்ள பாதுகாப்பு அமைப்பைக் கொண்டுள்ளதோடு, நுண்ணறி மின்வலை[ஸ்மார்ட் கிரிட்] தொழில்நுட்பத்தின் பயன்பாட்டையும் எளிதாக்குகிறது.

 குறிப்புகள் 


 மேற்கோள்கள்