মডিউলের ভেতরে WDM: ফিল্টার, AWG, BiDi, তরঙ্গদৈর্ঘ্য নিয়ন্ত্রণ

অনেক মডিউল নিজেই একেকটি ছোট WDM সিস্টেম। LR4 বা FR4 মডিউল চারটি লেজারের আলোকে একটি ফাইবারে মাল্টিপ্লেক্স করে এবং অন্য প্রান্তে চারটি তরঙ্গদৈর্ঘ্যকে ডিমাল্টিপ্লেক্স করে; BiDi বা PON মডিউল একটি ফিল্টারের মাধ্যমে একই ফাইবারে পাঠায় ও গ্রহণ করে; DWDM মডিউল বছরের পর বছর তার তরঙ্গদৈর্ঘ্য কয়েক GHz-এর মধ্যে ধরে রাখে। এই পেজে সেই অপটিক্সের কথা আছে, যা এসব সম্ভব করে: ফিল্টার ও ওয়েভগাইড মাল্টিপ্লেক্সার, BiDi স্প্লিটার, কুলার ও তরঙ্গদৈর্ঘ্য লকার; সঙ্গে আছে এগুলো যে লস ও ব্যর্থতার ধরন যোগ করে, সেসবও।

মডিউলের ভেতরে WDM কোথায় থাকে

মডিউলের ধরন	অভ্যন্তরীণ WDM	তরঙ্গদৈর্ঘ্য	ফাইবার পোর্ট
40GBASE-LR4, 100GBASE-LR4/ER4	4-চ্যানেল LAN-WDM মাল্টিপ্লেক্সার + ডিমাল্টিপ্লেক্সার	1295.56 / 1300.05 / 1304.58 / 1309.14 nm (800 GHz ব্যবধান)	ডুপ্লেক্স LC
100G CWDM4, 400G FR4, 800G 2×FR4	4-চ্যানেল CWDM মাল্টিপ্লেক্সার + ডিমাল্টিপ্লেক্সার	1271 / 1291 / 1311 / 1331 nm (20 nm ব্যবধান)	ডুপ্লেক্স LC
40G/100G SWDM4	MMF-এ 4-চ্যানেল শর্ট-ওয়েভ মাল্টিপ্লেক্সার	850 / 880 / 910 / 940 nm	ডুপ্লেক্স LC, OM4/OM5
BiDi (1G–100G), PON ONU/OLT	2 বা 3 পোর্টের ফিল্টার (BOSA)	1310/1490, 1270/1330, 1490/1310/1550…	একক LC বা SC/APC
400G BiDi (SR4.2)	4 জোড়ায় প্রতি ফাইবারে 2টি তরঙ্গদৈর্ঘ্য	850 / 910 nm	MPO
DWDM ফিক্সড / টিউনেবল	ভেতরে মাল্টিপ্লেক্সার নেই; নিখুঁত একক তরঙ্গদৈর্ঘ্য	ITU গ্রিড, 100/50 GHz	ডুপ্লেক্স LC; মাল্টিপ্লেক্সার বাইরে থাকে
PSM4, DR4, SR4	নেই; প্যারালাল ফাইবার	একটি তরঙ্গদৈর্ঘ্য	MPO

চ্যানেল প্ল্যান ও ব্যান্ড: তরঙ্গদৈর্ঘ্যের ব্যান্ড ও চ্যানেল প্ল্যান।

মাল্টিপ্লেক্সার প্রযুক্তি

প্রযুক্তি	কীভাবে কাজ করে	ইনসারশন লস (প্রতি চ্যানেলে, মাল্টিপ্লেক্সার বা ডিমাল্টিপ্লেক্সার)	মন্তব্য
থিন-ফিল্ম ফিল্টার (TFF) ব্লক, “Z-ব্লক”	কাচের ব্লকে আঠা দিয়ে লাগানো ডাই-ইলেকট্রিক ইন্টারফারেন্স ফিল্টার; আলো এঁকেবেঁকে চলে, প্রতিটি ফিল্টার একটি ব্যান্ড পার করে দেয় আর বাকিটা প্রতিফলিত করে	1–1.5 dB	মজবুত, অ্যাথার্মাল; LR4/CWDM4/FR4 TOSA ও ROSA-তে সবচেয়ে বেশি ব্যবহৃত
AWG (অ্যারেড ওয়েভগাইড গ্রেটিং, সিলিকা PLC)	ওয়েভগাইডের ফেজড অ্যারে তরঙ্গদৈর্ঘ্যগুলোকে আলাদা আলাদা আউটপুটে ছড়িয়ে দেয়	2–3 dB	অনেক চ্যানেলের জন্য কমপ্যাক্ট; অ্যাথার্মাল করা না হলে তাপমাত্রা-সংবেদনশীল; কিছু LR4-এ ও DWDM যন্ত্রপাতিতে ব্যবহৃত হয়
ফ্রি-স্পেস গ্রেটিং / প্রিজম	বাল্ক অপটিক্স	2–4 dB	প্লাগযোগ্য মডিউলে বিরল
সিলিকন-ফোটনিক্স মাল্টিপ্লেক্সার	চিপের ওপর রিং রেজোনেটর বা এশেল গ্রেটিং	1–3 dB	SiPh FR4 ডিজাইনে মডুলেটরের সঙ্গে সমন্বিত; তাপীয় টিউনিং লাগতে পারে
BiDi ফিল্টার	একটিমাত্র 45° ডাইক্রোইক প্লেট: একটি ব্যান্ড PD-তে যেতে দেয়, লেজারের ব্যান্ডকে ফাইবারে প্রতিফলিত করে	0.5–1 dB	Tx ও Rx ব্যান্ডের মধ্যে আইসোলেশন 30–40 dB

অভ্যন্তরীণ মাল্টিপ্লেক্সার ও ডিমাল্টিপ্লেক্সারের লস (যাওয়া-আসা মিলিয়ে 2–5 dB) এর একটি কারণ যে WDM মডিউল প্যারালাল মডিউলের চেয়ে প্রতি লেনে বেশি পাওয়ার লঞ্চ করে, এবং তাদের প্রতি লেনের DDM Tx লেজারের আসল আউটপুটের চেয়ে কম দেখায় (সাধারণ মান)।

LR4-এর কুলিং লাগে, CWDM4-এর লাগে না কেন

কুলিংবিহীন DFB-এর তরঙ্গদৈর্ঘ্য প্রায় 0.1 nm/°C হারে সরে যায়; কেসের 0–70 °C পরিসরে মোট 7 nm।

গ্রিড	ব্যবধান	ফিল্টারের পাসব্যান্ড	কুলিং ছাড়া সরণ কি সীমায় থাকে?
CWDM (CWDM4, FR4)	20 nm	±6.5 nm	হ্যাঁ: TEC লাগে না, পাওয়ার কম, দাম কম
LAN-WDM (LR4, ER4)	800 GHz ≈ 4.5 nm	±1 nm বা তার কম	না: প্রতিটি লেজার স্থির তাপমাত্রায় একটি TEC-এর ওপর বসানো থাকে (অথবা প্রশস্ত তাপমাত্রা-পরিসরের লেজার ডিজাইন ব্যবহার করা হয়)
DWDM	100 GHz ≈ 0.8 nm, 50 GHz ≈ 0.4 nm	±0.1 nm	না: TEC এবং সঙ্গে তরঙ্গদৈর্ঘ্য লকার

এ কারণেই 100G LR4 মডিউলের পাওয়ার খরচ 3.5–4.5 W, আর CWDM4-এর 2–3 W; আবার এ কারণেই LR4 TOSA হয় বক্স প্যাকেজের, TO-ক্যানের নয় (অপটিক্যাল প্যাকেজিং)।

DWDM তরঙ্গদৈর্ঘ্য ধরে রাখা

 laser on TEC ──► 1–5 % tap ──► etalon (Fabry–Pérot filter) ──► PD1
                            └──────────────────────────────► PD2 (reference)
 ratio PD1/PD2 → MCU → adjust TEC set point (fine) or laser current → wavelength locked

TEC + থার্মিস্টর: লেজার সাবমাউন্টের নিচে বসানো পেলটিয়ার এলিমেন্ট লেজারকে একটি নির্দিষ্ট সেট পয়েন্টে (25–45 °C) ±0.1 °C নির্ভুলতায় ধরে রাখে; লুপ চালায় MCU। DDM-এ লেজারের তাপমাত্রা ও TEC কারেন্ট দেখা যেতে পারে (তাপমাত্রা ও ভোল্টেজ)।
তরঙ্গদৈর্ঘ্য লকার: একটি ইটালন, যার ট্রান্সমিশন ITU গ্রিডের পর্যায়ের সঙ্গে তাল মিলিয়ে ওঠানামা করে; ট্যাপ করা পাওয়ার এর মধ্য দিয়ে পাঠিয়ে রেফারেন্সের সঙ্গে তুলনা করলে কন্ট্রোলার বুঝতে পারে লেজার চ্যানেলের কোন দিকে আছে। পুরো আয়ুতে নির্ভুলতা ±1–2.5 GHz।
টিউনেবল লেজারে যোগ হয় মোটা মাপের টিউনিংয়ের একটি ব্যবস্থা: স্যাম্পলড-গ্রেটিং DBR অংশ, কম্বাইনার ও তাপীয় টিউনিংসহ DFB অ্যারে, অথবা এক্সটার্নাল ক্যাভিটি (ECL); কোহেরেন্ট মডিউলে এগুলো ITLA / micro-ITLA / nano-ITLA হিসেবে প্যাকেজ করা হয়, আর SFP+/XFP-এ ছোট টিউনেবল TOSA হিসেবে। চ্যানেল নির্বাচন ও স্ট্যাটাস চলে SFF-8690 / CMIS পেজ 04h–12h দিয়ে; টিউনিংয়ে কয়েক সেকেন্ড লাগে এবং তখন Tx আউটপুট বন্ধ রাখা হয় (টিউনেবল ট্রান্সিভার)।

BiDi ও PON অপটিক্স

BOSA একটি ফাইবার পোর্টের পেছনে একটি লেজার ও একটি ফটোডায়োড বসায়। 45° কোণের WDM ফিল্টার লেজারের তরঙ্গদৈর্ঘ্যকে ফাইবারে প্রতিফলিত করে এবং আগত তরঙ্গদৈর্ঘ্যকে ফটোডায়োডে পার করে দেয়; দুই ব্যান্ডের মধ্যে আইসোলেশন (30–40 dB) এবং ফিল্টারের কিনারার খাড়াভাব ঠিক করে মডিউলের নিজের আলোর কতটা তার রিসিভারে ঢুকে পড়বে। PON-এ যোগ হয় ONU-এর বার্স্ট-মোড ইলেকট্রনিক্স (লেজার চালু থাকে শুধু নিজের টাইম স্লটে) এবং OLT-এর বার্স্ট-মোড ইলেকট্রনিক্স (এমন রিসিভার, যা বিভিন্ন ONU-এর বার্স্টের মাঝে নিজের থ্রেশহোল্ড রিসেট করে); এ কারণেই OLT-এর DDM Rx অনেক ট্রান্সমিটারের গড় (PON ট্রান্সিভার)।

BiDi মডিউল আসে জোড়া সংস্করণে (-U/-D, অথবা তরঙ্গদৈর্ঘ্য অনুযায়ী), কারণ প্রতিটির ফিল্টার উল্টো দিকে টিউন করা; একই ধরনের দুটি মডিউল কখনো লিংক করে না (ফিজিক্যাল অমিল)।

পোলারাইজেশন ও প্রতিফলন

অভ্যন্তরীণ ফিল্টার ও AWG কিছুটা পোলারাইজেশন-নির্ভর (PDL 0.1–0.3 dB); ফাইবারের পোলারাইজেশন ঘুরে বেড়ায়, তাই কোনো ত্রুটি ছাড়াই গৃহীত পাওয়ার এক dB-এর কয়েক দশমাংশ ওঠানামা করতে পারে। প্রতিটি অভ্যন্তরীণ তলও কিছুটা প্রতিফলন ঘটায়; প্রতিটি লেজারের পরে বসানো আইসোলেটর এই প্রতিফলনকে ডাইয়ে পৌঁছাতে দেয় না (অপটিক্যাল প্যাকেজিং)।

অভ্যন্তরীণ WDM-এর নির্দিষ্ট ব্যর্থতার ধরন

ব্যর্থতা	লক্ষণ	মন্তব্য
LR4/DWDM-এ TEC বিকল	লেজারের তাপমাত্রা সরে যায়, TEC কারেন্ট সীমায় ঠেকে, ফিল্টার থেকে সরে যাওয়ায় দূরপ্রান্তে একটি লেনের Rx কমে যায়	মডিউলের তাপমাত্রা স্বাভাবিক দেখাতে পারে
ফিল্টারের ডিলেমিনেশন / মিসঅ্যালাইনমেন্ট	ফাইবারে যাওয়া Tx ও দূরপ্রান্তের Rx দুটোতেই একটি লেন কম, তরঙ্গদৈর্ঘ্য-নির্ভর	যান্ত্রিক ধাক্কা, তাপীয় সাইকেলিং
তরঙ্গদৈর্ঘ্য লকারের সরণ	DWDM চ্যানেল গ্রিডের বাইরে চলে গেছে, মাল্টিপ্লেক্সারের ফিল্টারে আটকে যায় → Rx কম, এরর	DDM Tx অপরিবর্তিত; আলো আছে, কিন্তু ভুল তরঙ্গদৈর্ঘ্যে
BiDi ফিল্টারের লিকেজ	সংবেদনশীলতা খারাপ, ছোট লিংকে এরর (নিজের Tx রিসিভারকে ডুবিয়ে দেয়)	বেশি লঞ্চ পাওয়ার ও প্রতিফলনে আরও খারাপ হয়
4-লেনের WDM মডিউলে একটি লেজারের বয়সজনিত ক্ষয়	একটি লেনের বায়াস বাড়ে, তারপর পাওয়ার কমে; বাকি তিনটি ঠিক থাকে	প্রতি লেনের ডায়াগনস্টিকস

CodingBox-এ

শনাক্তকরণ তথ্যের বাইটগুলো WDM ডিজাইনের বিবরণ দেয়: তরঙ্গদৈর্ঘ্য (LR4/CWDM4-এর জন্য নামমাত্র কেন্দ্র হিসেবে 1310, DWDM-এর জন্য সুনির্দিষ্ট চ্যানেল), কমপ্লায়েন্স কোড বা অ্যাপ্লিকেশন কোড (LR4, CWDM4 ও FR4-এর মধ্যে কোনটি), আর টিউনেবল মডিউলের ক্ষেত্রে টিউনেবল পেজে চ্যানেল গ্রিড ও বর্তমান চ্যানেল। DDM স্ক্রিনে প্রতি লেনের DDM প্রতিটি অভ্যন্তরীণ লেজারকে আলাদা করে দেখায়; মডিউল জানালে লেজারের তাপমাত্রা ও TEC কারেন্টও দেখা যায়।

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