অ্যাম্প্লিফায়ার ও রিজেনারেশন: EDFA, রামন, SOA, OEO

একজোড়া ট্রান্সিভার সংকেতকে ততদূর বহন করে, যতদূর তার পাওয়ার বাজেট ও ডিসপারশন সহনক্ষমতা অনুমতি দেয়: LR-এ 10 km, ZR-এ 80 km, অ্যাম্প্লিফায়ারসহ 400ZR-এ 120 km। এর বাইরে লাইনে এমন কিছু বসাতে হয়, যা ফাইবারে হারানো পাওয়ার ফিরিয়ে দেয়: হয় একটি অপটিক্যাল অ্যাম্প্লিফায়ার, যা ডেটায় হাত না দিয়ে সব তরঙ্গদৈর্ঘ্যকে একসঙ্গে বাড়িয়ে দেয়, নয়তো একটি রিজেনারেটর, যা সংকেতটি বৈদ্যুতিক রূপে গ্রহণ করে নতুন করে পাঠায়। এই নিবন্ধে আলোচনা করা হয়েছে বাজেট কোথায় শেষ হয়, অ্যাম্প্লিফায়ারের ধরন ও তাদের মান, লাইনের কোন জায়গায় সেগুলো বসে, অ্যাম্প্লিফায়ার থাকলে বাজেট কীভাবে OSNR বাজেটে রূপ নেয়, অ্যাম্প্লিফায়ারযুক্ত লাইন চালাতে কী কী দরকার, এবং অ্যাম্প্লিফিকেশন, রিজেনারেশন ও কোহেরেন্ট মডিউলের মধ্যে কোনটি বেছে নেবেন।

ট্রান্সিভারের বাজেট যেখানে শেষ হয়

প্রযুক্তি	অ্যাম্প্লিফায়ার ছাড়া পাল্লা	যা পাল্লা বাড়ায়
10G LR / ER / ZR	10 / 40 / 80 km	ডিসপারশন কমপেনসেশন ও একটি EDFA দিয়ে 100–150 km পর্যন্ত; এর বেশি হলে DWDM লাইন সিস্টেম
100G LR4 / ER4 (ডাইরেক্ট ডিটেকশন)	10 / 40 km	কিছুই নেই; দীর্ঘতর স্প্যানের জন্য কোহেরেন্টে যেতে হয়
100G–400G কোহেরেন্ট প্লাগেবল মডিউল (ZR, ZR+)	40 km (অ্যাম্প্লিফায়ার ছাড়া 400ZR, ≤ 11 dB)	এক জোড়া EDFA দিয়ে 120 km পর্যন্ত (ZR), অ্যাম্প্লিফায়ারের চেইন দিয়ে 1 000+ km পর্যন্ত (ZR+, OpenZR+) (কোহেরেন্ট দূরপাল্লা)
মাল্টিপ্লেক্সারের ওপর 10G DWDM	EDFA-সহ প্রতি স্প্যানে 80 km	ডিসপারশন কমপেনসেশন মডিউলসহ EDFA-এর চেইন দিয়ে 400–600 km পর্যন্ত, তারপর রিজেনারেশন
কোহেরেন্ট ট্রান্সপন্ডার	প্রতি স্প্যানে 80–120 km	EDFA ও রামন চেইন, ROADM, প্রতি রিজেনারেশন সেকশনে 1 000–3 000 km
PON, ক্লাস C+	20 km, 1:32–1:64	রিচ এক্সটেন্ডার (ITU-T G.984.6) দিয়ে 60 km পর্যন্ত, অথবা আরও বড় স্প্লিট
মাল্টিমোড	100–400 m	কখনো অ্যাম্প্লিফাই করা হয় না; সুইচ বা মিডিয়া কনভার্টার রিজেনারেশন করে

অ্যাম্প্লিফায়ারের ধরন

ধরন	কার্যনীতি	ব্যান্ড	গেইন ও আউটপুট	নয়েজ ফিগার	মন্তব্য
EDFA (এরবিয়াম-ডোপড ফাইবার অ্যাম্প্লিফায়ার)	980 বা 1480 nm-এ পাম্প করা কয়েক মিটার এরবিয়াম-ডোপড ফাইবার; সংকেত উদ্দীপিত নির্গমন ঘটায়	C-ব্যান্ড 1 530–1 565 nm; L-ব্যান্ডের সংস্করণ 1 565–1 625 nm	15–35 dB গেইন; মোট আউটপুট +17 … +23 dBm, বুস্টারে +27 dBm পর্যন্ত	4–6 dB	সবচেয়ে বেশি ব্যবহৃত; সিঙ্গেল-চ্যানেল বা মাল্টিচ্যানেল; গেইন-ফ্ল্যাটেনিং ফিল্টার, ভ্যারিয়েবল গেইন, চ্যানেল অ্যাড/ড্রপের জন্য ট্রানজিয়েন্ট নিয়ন্ত্রণ (DWDM উপাদান)
রামন (ডিস্ট্রিবিউটেড)	সংকেতের চেয়ে প্রায় 100 nm কম তরঙ্গদৈর্ঘ্যের একটি পাম্প (C-ব্যান্ডের জন্য ≈ 1 450 nm) ট্রান্সমিশন ফাইবারে ঢোকানো হয়, সাধারণত উল্টো দিকে; ফাইবার নিজেই তার প্রথম 20–40 km জুড়ে সংকেত বাড়িয়ে দেয়	পাম্প যে ব্যান্ড সম্ভব করে, তার যেকোনোটি	10–15 dB ডিস্ট্রিবিউটেড গেইন	কার্যকর নয়েজ ফিগার EDFA-এর চেয়ে কম; প্রতি স্প্যানে OSNR 3–5 dB ভালো	পাম্প +27 … +30 dBm, ক্লাস 4; কানেক্টরের পরিচ্ছন্নতা ও APR নিরাপত্তার প্রশ্নে অপরিহার্য (নিরাপত্তা ও ব্যবহারবিধি); দীর্ঘ বা রিপিটারবিহীন স্প্যানের (300+ km) জন্য হাইব্রিড রামন-EDFA
SOA (সেমিকন্ডাক্টর অপটিক্যাল অ্যাম্প্লিফায়ার)	আয়নাবিহীন একটি লেজার চিপ; বৈদ্যুতিকভাবে পাম্প করা হয়	যেকোনো ব্যান্ড, 1 310 nm-এর O-ব্যান্ডসহ	10–20 dB; +10 … +13 dBm	7–9 dB	দ্রুত, ছোট, সস্তা; PON রিচ এক্সটেন্ডার ও বার্স্ট-মোডে ব্যবহৃত; প্যাটার্ন-নির্ভর গেইনের কারণে DWDM-এ ব্যবহার সীমিত
রিমোট অপটিক্যালি পাম্পড অ্যাম্প্লিফায়ার (ROPA)	লাইনে বসানো বিদ্যুৎ-সংযোগহীন একটি এরবিয়াম কয়েল, যাকে টার্মিনাল থেকে ফাইবারের মধ্য দিয়ে পাম্প করা হয়	C-ব্যান্ড	10–15 dB	—	রিপিটারবিহীন সাবমেরিন ও মরুভূমি অঞ্চলের স্প্যান
3R রিজেনারেটর (OEO)	গ্রহণ, রিটাইম, রিশেপ ও পুনঃপ্রেরণ; দুটি ট্রান্সপন্ডার পিঠাপিঠি বসানো	প্রতি চ্যানেলে	OSNR, ডিসপারশন, PMD ও অরৈখিক বিকৃতি রিসেট করে	—	প্রতি চ্যানেলে ব্যয়বহুল এবং লেটেন্সি বাড়ায়; যেখানে শুধু অ্যাম্প্লিফিকেশনে প্রয়োজনীয় OSNR আর পাওয়া যায় না, সেখানে লাগে
2R রিজেনারেটর, মিডিয়া কনভার্টার	নতুন ক্লক ছাড়াই বৈদ্যুতিকভাবে আবার অ্যাম্প্লিফাই ও রিশেপ করে	প্রতি চ্যানেলে	পাওয়ার ও আই ডায়াগ্রাম রিসেট করে	—	ছোট লিংক; সুইচ পোর্টই দৈনন্দিন রিজেনারেটর (ট্রান্সপোর্ট ও অ্যাক্সেস যন্ত্রপাতি)

লাইনে অ্যাম্প্লিফায়ার যেখানে বসে

অবস্থান	উদ্দেশ্য	সাধারণ মান
ট্রান্সমিট টার্মিনালে মাল্টিপ্লেক্সারের পরে বুস্টার (পোস্ট-অ্যাম্প্লিফায়ার)	একত্রিত চ্যানেলগুলোকে লঞ্চ পাওয়ার পর্যন্ত তোলা	মোট +17 … +20 dBm, প্রতি চ্যানেলে 0 … +3 dBm
প্রতিটি স্প্যানে ইনলাইন (লাইন অ্যাম্প্লিফায়ার)	স্প্যানের লস পুষিয়ে দেওয়া	স্প্যান 80–120 km, লস 20–28 dB; গেইন তার সমান করে সেট করা হয়; পুরোনো 10G লাইনে ডিসপারশন কমপেনসেশন মডিউলের জন্য মিড-স্টেজ অ্যাক্সেস
রিসিভ টার্মিনালে ডিমাল্টিপ্লেক্সারের আগে প্রি-অ্যাম্প্লিফায়ার	দুর্বল চ্যানেলগুলোকে রিসিভারের নয়েজের ওপরে তোলা	ইনপুটে প্রতি চ্যানেলে −25 dBm, আউটপুটে −5 dBm; কার্যকর সংবেদনশীলতা 10 dB বা আরও বেশি উন্নত করে
স্প্যানের রিসিভ প্রান্তে ডিস্ট্রিবিউটেড রামন	কার্যকর নয়েজ ফিগার কমানো, স্প্যান বাড়ানো	20–40 km ডিস্ট্রিবিউটেড গেইন
অ্যাম্প্লিফায়ার সাইট	ব্যাটারি, কুলিং, OSC টার্মিনাল ও মনিটরিংসহ বিদ্যুৎচালিত শেল্টার বা ক্যাবিনেট	দীর্ঘ রুটে প্রতি 80–120 km-এ (ফাইবার নেটওয়ার্কের টপোলজি)

পাওয়ার বাজেট থেকে OSNR বাজেটে

প্রতিটি ধাপে অ্যাম্প্লিফায়ার অ্যাম্প্লিফায়েড স্পন্টেনিয়াস এমিশন যোগ করে, যা আসলে নয়েজ। লাইনে অ্যাম্প্লিফায়ার থাকলে রিসিভারের সীমা ঠিক করে অপটিক্যাল সিগন্যাল-টু-নয়েজ রেশিও, পাওয়ার নয়।

সূত্র	অর্থ
OSNR_span [dB, 0.1 nm] ≈ 58 + P_channel [dBm] − L_span [dB] − NF [dB]	একটি স্প্যান ও একটি অ্যাম্প্লিফায়ারের পরে OSNR
OSNR_total ≈ OSNR_span − 10 · log₁₀ N	N-টি অভিন্ন স্প্যান
প্রয়োজনীয় OSNR: 10G NRZ ≈ 15–18 dB; সফট-ডিসিশন FEC-সহ 100G DP-QPSK ≈ 12–15 dB; 400ZR ≈ 26 dB; 400G 16QAM ZR+ ≈ 22–24 dB	রিসিভারের যা প্রয়োজন

উদাহরণ: প্রতি চ্যানেলে 0 dBm, স্প্যানের লস 22 dB, নয়েজ ফিগার 5 dB হলে প্রতি স্প্যানে OSNR দাঁড়ায় 31 dB। তিনটি স্প্যানে তা হয় 26.2 dB, যা 400ZR-এর সীমা; দশটি স্প্যানে হয় 21 dB, যা 100G DP-QPSK-এর জন্য যথেষ্ট মার্জিন দেয়। চ্যানেলের পাওয়ার বাড়ালে OSNR বাড়ে, যতক্ষণ না অরৈখিক প্রভাব তা আবার কেড়ে নেয়; G.652-এ সর্বোত্তম মান সাধারণত প্রতি চ্যানেলে 0 … +3 dBm (অরৈখিক প্রভাব, অ্যাম্প্লিফিকেশন ও OSNR)।

অ্যাম্প্লিফায়ারযুক্ত লাইন পরিচালনা

বিষয়	করণীয়
অপটিক্যাল নিরাপত্তা	প্রতিটি অ্যাম্প্লিফায়ারের আউটপুটে ও রামন পাম্পে ক্লাস 3B/4; অটোমেটিক পাওয়ার রিডাকশন (APR, ITU-T G.664) সংকেত হারালে পাম্প বন্ধ করে দেয়; চালু অবস্থায় থাকা উচ্চ-পাওয়ারের কানেক্টর কখনো খুলবেন না; প্রতিটি সাইটে ঝুঁকির লেবেল
কানেক্টরের পরিচ্ছন্নতা	+20 dBm ও তার বেশি পাওয়ারে দূষিত এন্ডফেস পুড়ে যায় এবং ফাইবার ফিউজ শুরু হতে পারে; প্রতিবার সংযোগ করার আগে পরিদর্শন করুন (এন্ডফেস পরিদর্শন ও পরিষ্কার)
প্রতিফলন	অ্যাম্প্লিফায়ারের ভেতরে আইসোলেটর, APC কানেক্টর, লাইনে ORL ≥ 24 dB; EDFA-তে জোরালো প্রতিফলন ঢুকলে অ্যাম্প্লিফায়ারটি লেজিং শুরু করে (প্রতিফলন ও রিটার্ন লস)
পাম্প মনিটরিং	স্থির আউটপুটে পাম্প কারেন্ট এজিংয়ের সূচক; স্পেয়ার পাম্প কার্ড বা পুরো অ্যাম্প্লিফায়ার রাখতে হয়
গেইন ও টিল্ট	গেইন-ফ্ল্যাটেনিং ফিল্টার ও ডায়নামিক গেইন ইকুয়ালাইজেশন 40–96টি চ্যানেলকে 1–2 dB-এর মধ্যে রাখে; রামন ও স্প্যানের সংখ্যা বাড়লে টিল্ট বাড়ে
চ্যানেল অ্যাড ও ড্রপ	ট্রানজিয়েন্ট নিয়ন্ত্রণ অন্য চ্যানেল সরে গেলে অবশিষ্ট চ্যানেলের পাওয়ার হঠাৎ বেড়ে যাওয়া ঠেকায়; চ্যানেল যোগ করুন নির্ধারিত পদ্ধতি মেনে
অপটিক্যাল সুপারভাইজরি চ্যানেল (OSC)	আলাদা একটি তরঙ্গদৈর্ঘ্য, সাধারণত 1 510 বা 1 610 nm, যা প্রতিটি অ্যাম্প্লিফায়ার সাইটে টার্মিনেট হয় এবং ব্যবস্থাপনা, অ্যালার্ম ও স্প্যান লসের টেলিমেট্রি বহন করে (মনিটরিং ও ব্যবস্থাপনা)
পাওয়ার ও পরিবেশ	−48 V DC, 4–8 ঘণ্টার ব্যাটারি, কুলিং এবং কর্মীবিহীন সাইটে দরজা ও তাপমাত্রার সেন্সর
আগে ফাইবারের বৈশিষ্ট্য নির্ণয়	স্প্যান লস, ORL, ডিসপারশন, PMD ও কার্যকর ক্ষেত্রফল অ্যাম্প্লিফায়ারের পরিকল্পনা ঠিক করে দেয় (ফাইবারের বৈশিষ্ট্য নির্ণয়)

অ্যাম্প্লিফিকেশন, রিজেনারেশন ও কোহেরেন্টের মধ্যে বাছাই

পরিস্থিতি	পছন্দ
10G সিঙ্গেল চ্যানেল, 80–100 km	একটি 10G ZR মডিউল, অথবা EDFA ও ডিসপারশন কমপেনসেশনসহ LR/ER
10G DWDM, 200–400 km, পুরোনো ব্যবস্থা	ডিসপারশন কমপেনসেশন মডিউলসহ EDFA চেইন; কোহেরেন্ট দিয়ে প্রতিস্থাপনের কথা ভাবুন
100G, 80–120 km	এক জোড়া EDFA-সহ 400ZR/100G ZR প্লাগেবল মডিউল, যা আধুনিক সময়ের সবচেয়ে সহজ সমাধান
100G–400G, 500–2 000 km	EDFA চেইন ও ROADM-সহ কোহেরেন্ট ট্রান্সপন্ডার বা ZR+; রিজেনারেশন কেবল যেখানে OSNR ফুরিয়ে যায়
রিপিটারবিহীন 250–400 km	উচ্চ-পাওয়ারের বুস্টার, রামন, ROPA, কোহেরেন্ট
20 km-এর বেশি PON বা বড় স্প্লিট	রিচ এক্সটেন্ডার অথবা ক্লাস C++/E2 অপটিক্স (ODN ক্লাস)
400 m-এর বেশি ক্যাম্পাস মাল্টিমোড	রিজেনারেটর হিসেবে সুইচ বা মিডিয়া কনভার্টার, অথবা সিঙ্গেল-মোড ফাইবার
যেকোনো লিংক, যেখানে OSNR-এর ঘাটতি অ্যাম্প্লিফায়ার দিয়ে মেটে না	3R রিজেনারেশন

CodingBox-এ

অ্যাম্প্লিফায়ারযুক্ত লাইনে সংকেত পাঠায় ও গ্রহণ করে যে মডিউলগুলো, সেগুলো এখনো প্লাগেবল, আর অ্যাম্প্লিফায়ারের ইনপুটে যে মানগুলো প্রাসঙ্গিক, CodingBox সেগুলো পড়ে: লঞ্চ পাওয়ার, সুনির্দিষ্ট তরঙ্গদৈর্ঘ্য বা DWDM চ্যানেল, টিউনেবল রেঞ্জ, পাওয়ার ক্লাস। কোহেরেন্ট মডিউল VDM-এর মাধ্যমে OSNR, ক্রোমাটিক ডিসপারশন ও প্রি-FEC BER-ও জানায়, অর্থাৎ রিসিভার লাইন সিস্টেমের অবস্থা যেভাবে দেখে, সেভাবে; মডিউল এসব মানের মধ্যে কোনগুলো দিতে পারে বলে জানায়, CodingBox তা-ও দেখায় (টিউনেবল ট্রান্সিভার, VDM ও FEC মেট্রিক, Check transceiver)।

এই নিবন্ধে কোনো অশুদ্ধ তথ্য বা ভুল পেলে সংশ্লিষ্ট অংশটি নির্বাচন করুন এবং Ctrl+Enter চেপে ।