অপটিক্যাল ফ্রন্ট এন্ড: TOSA, ROSA, BOSA

হাউজিং, মাইক্রোকন্ট্রোলার ও EEPROM সরিয়ে নিলে ট্রান্সিভার দুটি জিনিসে দাঁড়ায়: দ্রুত সুইচ করা যায় এমন একটি আলোর উৎস এবং সেই আলো আবার পড়ে নিতে পারে এমন একটি আলোর ডিটেক্টর। পাল্লা, তরঙ্গদৈর্ঘ্য, ফাইবারের ধরন ও খরচ, সবই নির্ভর করে মডিউলে কোন উৎস ও কোন ডিটেক্টর আছে তার ওপর। এই পেজ অপটিক্যাল ফ্রন্ট এন্ডের পরিচয় দেয়; পরের পেজগুলোতে আছে লেজার, রিসিভার, ফর্ম ফ্যাক্টর অনুযায়ী তাদের বিবর্তন এবং সেগুলো বানানোর চিপ-অন-বোর্ড পদ্ধতি।

সিগন্যালের পথ

 হোস্ট SerDes ──► লেজার ড্রাইভার ──► লেজার ──► ফাইবার ──► ফটোডায়োড ──► TIA ──► LA / CDR ──► হোস্ট SerDes
                 (বায়াস + মডুলেশন)                        (কারেন্ট)     (ভোল্টেজ) (পরিষ্কার ডেটা)

• ট্রান্সমিট দিক। ড্রাইভার হোস্টের বৈদ্যুতিক বিটকে এমন কারেন্টে রূপান্তর করে, যা লেজারকে সুইচ বা মডুলেট করে; লেজার সেই কারেন্টকে একটিমাত্র তরঙ্গদৈর্ঘ্যের আলোয় পরিণত করে; একটি লেন্স সেই আলোকে ফাইবার কোরে কাপল করে।
• রিসিভ দিক। একটি লেন্স আগত আলোকে ফটোডায়োডে ফোকাস করে, ফটোডায়োড অতি ক্ষুদ্র একটি কারেন্ট তৈরি করে; TIA (ট্রান্স-ইম্পিডেন্স অ্যাম্প্লিফায়ার) সেটিকে ভোল্টেজে রূপান্তর করে; LA (লিমিটিং অ্যাম্প্লিফায়ার) সংকেতকে ডিজিটাল স্তরের স্পষ্ট পালসে পরিণত করে, আর PAM4 মডিউলে একটি লিনিয়ার অ্যাম্প্লিফায়ার সিগন্যাল পাঠায় ADC ও DSP-তে; CDR ফলাফলটির ক্লক আবার ঠিক করে।

সাব-অ্যাসেম্বলি

ঐতিহ্যগতভাবে প্রতিটি OSA একটি হারমেটিক TO-ক্যান (ট্রানজিস্টর-আউটলাইন ধাতব প্যাকেজ) বা সিরামিক বক্স; বড় পরিমাণে তৈরি প্যারালাল অপটিক্স ক্রমেই বোর্ডের ওপর খোলা ডাই ব্যবহার করছে, অর্থাৎ চিপ-অন-বোর্ড, আর একেবারে নতুন ডিজাইনে সিলিকন ফটোনিক্স চিপে মডুলেটর ও ডিটেক্টর একত্রে বসানো হয়।

যে সংখ্যাগুলো দেখতে হয়

লিংক বাজেট = লঞ্চ পাওয়ার − সংবেদনশীলতা, বিয়োগ মার্জিন; এই একটি বিয়োগের কারণেই মডিউলের লেজার ও ফটোডায়োড তার পাল্লার শ্রেণি ঠিক করে দেয়। দেখুন CWDM মাল্টিপ্লেক্সার/ডিমাল্টিপ্লেক্সার ও লিংক বাজেট।

কুলড বা আনকুলড

তাপমাত্রার সঙ্গে লেজারের তরঙ্গদৈর্ঘ্য সরে যায় (DFB-এর ক্ষেত্রে ~0.1 nm/°C)। যেখানে তরঙ্গদৈর্ঘ্য নিখুঁত হতে হয়, যেমন DWDM, LAN-WDM LR4 ও EML-ভিত্তিক দীর্ঘ পাল্লা, সেখানে TOSA-তে একটি থার্মো-ইলেকট্রিক কুলার (TEC) ও থার্মিস্টর থাকে। যেখানে 20 nm চ্যানেল ব্যবধান বা একক তরঙ্গদৈর্ঘ্য এই সরে যাওয়া সহ্য করে, যেমন SR, LR ও CWDM, সেখানে মডিউল আনকুলড, সস্তা ও কম বিদ্যুৎ খরচের। DDM-এর তাপমাত্রা হলো মডিউলের কেসের তাপমাত্রা; কিছু কুলড মডিউল সহায়ক মনিটর হিসেবে লেজারের তাপমাত্রাও জানায় (DDM প্যারামিটার)।

কী বিকল হয় এবং কীভাবে ধরা পড়ে

• লেজারের এজিং: পাওয়ার ধরে রাখতে বায়াস কারেন্ট বাড়তে থাকে, তারপর আউটপুট ভেঙে পড়ে (বিকলতা)।
• রিসিভারের অবনতি: সংবেদনশীলতা খারাপ হয়; Rx রিডিং ঠিক থাকলেও এরর বাড়ে।
• কাপলিং লস: রিসেপ্ট্যাকলে ময়লা বা অ্যালাইনমেন্টের গড়বড় উভয় দিকে কয়েক dB লস ঘটায় (লিংক ফ্ল্যাপিং)।
• TEC বিকল হওয়া (কুলড মডিউলে): তরঙ্গদৈর্ঘ্য ফিল্টারের পাসব্যান্ড থেকে সরে যায়।

CodingBox-এ

অপটিক্যাল ফ্রন্ট এন্ডের অবস্থা DDM-এর মাধ্যমে জানা যায়: Tx পাওয়ার, Tx বায়াস (লেজারের স্বাস্থ্য), Rx পাওয়ার (দূরের প্রান্ত থেকে ফটোডায়োড যা দেখে) ও তাপমাত্রা। CodingBox এগুলো পড়ে এবং DDM স্ক্রিনে ট্রেন্ড আকারে দেখায়। ফ্রন্ট এন্ড বর্ণনাকারী শনাক্তকরণ বাইট (তরঙ্গদৈর্ঘ্য, পাল্লা, কমপ্লায়েন্স কোড) পড়া ও কোড করা হয় EEPROM editor স্ক্রিনে; মডিউলে আসলে যে লেজার ও রিসিভার আছে, সেগুলোর সঙ্গে এই মান মিলিয়ে রাখুন।

আরও পড়ুন

• অপটিক্যাল প্যাকেজিং: TO-ক্যান, বক্স TOSA, লেন্স, আইসোলেটর, রিসেপ্ট্যাকল ও স্টাব; অ্যালাইনমেন্টের খরচ কোথায় যায়।
• মডিউলের ভেতরে WDM: TFF ও AWG মাল্টিপ্লেক্সার, BiDi ফিল্টার, TEC ও তরঙ্গদৈর্ঘ্য লকার; LR4 কেন কুলড আর CWDM4 কেন নয়।
• মডিউলের ইলেকট্রনিক্স: ড্রাইভার, TIA/LA, DSP, কন্ট্রোলার ও পাওয়ার বিতরণ, ব্লক ধরে ধরে।
• মডুলেশন ও DSP: NRZ বনাম PAM4, DSP কী করে, গিয়ারবক্স, LPO ও কোহেরেন্ট মডিউল।
• কন্ট্রোলার ও ফার্মওয়্যার: DDM, APC ও মেমোরি ম্যাপের পেছনের MCU; সুরক্ষা কীভাবে বাস্তবায়ন হয়।
• উৎপাদন ও পরীক্ষা: ওয়েফার থেকে কোড করা মডিউল পর্যন্ত, অর্থাৎ অ্যালাইনমেন্ট, ক্যালিব্রেশন, বার্ন-ইন ও পরীক্ষা।
• ক্যাবলের ভেতরের গঠন: DAC, ACC/AEC ও AOC-এর ভেতরে কী থাকে এবং দুই প্রান্ত কীভাবে কোড করা হয়।

এই উপাদানগুলো বৃহত্তর অ্যাক্টিভ অবকাঠামোয় কোথায় বসে, অর্থাৎ ট্রান্সিভার, মিডিয়া কনভার্টার, ট্রান্সপন্ডার, অ্যাম্প্লিফায়ার, ROADM, PON যন্ত্রপাতি ও মনিটরিং: অ্যাক্টিভ অপটিক্যাল অবকাঠামো।