অ্যাম্প্লিফিকেশন, OSNR ও DWDM স্প্যানের সীমা

CWDM লিংক সেখানে শেষ হয়, যেখানে রিসিভারের জন্য আলো ফুরিয়ে যায়। DWDM লিংকের বেলায় তা হয় না, কারণ প্রতি 80 km-এ অ্যাম্প্লিফায়ার আলো জুড়ে দেয়; তাই এর সীমা ভিন্ন: নয়েজ। প্রতিটি অ্যাম্প্লিফায়ার স্পন্টেনিয়াস এমিশন যোগ করে, আর যথেষ্ট অ্যাম্প্লিফায়ার পার হওয়ার পর সংকেত তখনও জোরালো থাকে, কিন্তু আর পরিষ্কার থাকে না। এর মাপকাঠি OSNR (অপটিক্যাল সিগন্যাল-টু-নয়েজ রেশিও); ডিজাইনের কাজ হলো OSNR-কে মডুলেশন ফরম্যাটের প্রয়োজনীয় মানের ওপরে রাখা, পাওয়ারকে সেই সীমার নিচে রাখা যেখানে ফাইবারের নন-লিনিয়ারিটি ক্ষতি করতে শুরু করে, এবং ডিসপারশনকে সামলানোর মধ্যে রাখা। এই পেজে হিসাবের উপায় ও সংখ্যাগুলো দেওয়া আছে।

অ্যাম্প্লিফায়ারের ধরন

অ্যাম্প্লিফায়ার	ব্যান্ড	গেইন	আউটপুট	নয়েজ ফিগার	কোথায়
EDFA (এরবিয়াম-ডোপড ফাইবার)	C (1530–1565 nm), L (1565–1625 nm)	15–35 dB	মোট +17 … +23 dBm	4.5–6 dB	মাল্টিপ্লেক্সারের পরে বুস্টার, প্রতি 60–100 km-এ ইনলাইন, ডিমাল্টিপ্লেক্সারের আগে প্রি-অ্যাম্প্লিফায়ার
রামন (ডিস্ট্রিবিউটেড)	যেকোনো ব্যান্ড, পাম্পের তরঙ্গদৈর্ঘ্য অনুযায়ী (সংকেতের চেয়ে ~100 nm নিচে)	ট্রান্সমিশন ফাইবারে ছড়িয়ে থাকা 10–15 dB	—	EDFA-এর সঙ্গে মিলিয়ে ব্যবহার করলে কার্যকর NF ঋণাত্মক হতে পারে	দীর্ঘ স্প্যান, কম-OSNR লাইনের আপগ্রেড; পাম্প পাওয়ার বেশি (0.5–1 W), তাই নিরাপত্তা বিবেচ্য
SOA	O-ব্যান্ড ও অন্যান্য	10–20 dB	কম	7–9 dB	O-ব্যান্ডের সিস্টেম, রিসিভার (SOA-সহায়তাযুক্ত রিসিভার)
হাইব্রিড রামন/EDFA	C/L	—	—	উন্নত	অতি-দীর্ঘ স্প্যান

EDFA-এর গেইন সমতল নয়: গেইন-ফ্ল্যাটেনিং ফিল্টার ও টিল্ট নিয়ন্ত্রণ 40–96টি চ্যানেলকে একে অপরের ~1 dB-এর মধ্যে রাখে; চ্যানেল যোগ বা বাদ দেওয়ার সময় ডায়নামিক গেইন নিয়ন্ত্রণ আউটপুট স্থির রাখে (ট্রানজিয়েন্ট)। 980/1480 nm-এর পাম্প লেজার এরবিয়ামকে শক্তি জোগায়; অ্যাম্প্লিফায়ারের যে উপাদানটি ক্ষয় হয়ে অকেজো হয়, সেটি এই পাম্প লেজারই।

OSNR

OSNR হলো রেফারেন্স ব্যান্ডউইথে (0.1 nm ≈ 12.5 GHz) সংকেতের পাওয়ার ও ASE নয়েজের পাওয়ারের অনুপাত, dB-তে। N-টি অভিন্ন স্প্যানের চেইনের জন্য:

OSNR ≈ 58 + P_ch − NF − L_span − 10·log10(N)     [dB, 0.1 nm]
  P_ch   = ফাইবারে প্রতি চ্যানেলের লঞ্চ পাওয়ার, dBm
  NF     = অ্যাম্প্লিফায়ারের নয়েজ ফিগার, dB
  L_span = স্প্যানের লস, dB
  N      = স্প্যানের (অ্যাম্প্লিফায়ারের) সংখ্যা

উদাহরণ: P_ch = +1 dBm, NF = 5.5 dB, 0.22 dB/km-এ 80 km স্প্যান ও কানেক্টরের 2 dB মিলিয়ে = 19.6 dB, N = 8 → OSNR ≈ 58 + 1 − 5.5 − 19.6 − 9 ≈ 24.9 dB।

ফরম্যাট	রেট	সাধারণ প্রয়োজনীয় OSNR (0.1 nm), dB	মন্তব্য
10G NRZ, FEC ছাড়া	10G	18–20	পুরোনো
FEC-সহ 10G NRZ (OTU2, GFEC)	10.7G	11–13	~6 dB কোডিং গেইন
100G DP-QPSK কোহেরেন্ট, SD-FEC	100G	12–15	নয়েজ সহনক্ষমতা খুব ভালো
200G DP-16QAM	200G	18–21	—
400G DP-16QAM (400ZR)	400G, 60 GBd	≥ 26 (400ZR-এর স্পেসিফিকেশন অনুযায়ী)	অ্যাম্প্লিফায়ারসহ 120 km পাল্লা
8QAM / QPSK-এ 400G ZR+	300G / 200G	20 / 14	পাল্লার জন্য ক্ষমতা ছাড়তে হয়

ডিজাইন মার্জিন: প্রয়োজনীয় OSNR + এজিং, টিল্ট ও PMD-এর জন্য 2–3 dB। উপরের উদাহরণে 100G QPSK-এর মার্জিন যথেষ্ট, আর 400ZR প্রান্তিক; তাই 400G-এর ক্ষেত্রে করণীয়: কম স্প্যান, বেশি লঞ্চ পাওয়ার, কম NF বা রামন (কোহেরেন্ট ও লং-হল)।

লঞ্চ পাওয়ার ও নন-লিনিয়ারিটি

P_ch বাড়ালে OSNR ঠিক সমান dB বাড়ে, যতক্ষণ না ফাইবারের কার নন-লিনিয়ারিটি পাওয়ারকে বিকৃতিতে পরিণত করে:

প্রভাব	প্রক্রিয়া	লক্ষণ	প্রশমন
SPM — সেলফ-ফেজ মডুলেশন	চ্যানেলের নিজের তীব্রতা তার ফেজকে মডুলেট করে	স্পেকট্রাল প্রসারণ, ডিসপারশনের সঙ্গে মিথস্ক্রিয়া	প্রতি চ্যানেলের পাওয়ার সীমিত করা
XPM — ক্রস-ফেজ মডুলেশন	পাশের চ্যানেলগুলোর তীব্রতা একটি চ্যানেলের ফেজকে মডুলেট করে	50 GHz গ্রিডে ক্রসটক	ডিসপারশন ম্যানেজমেন্ট, ব্যবধান
FWM — ফোর-ওয়েভ মিক্সিং	চ্যানেলগুলো মিশে নতুন ফ্রিকোয়েন্সি তৈরি করে	নিয়মিত গ্রিডে ঘোস্ট চ্যানেল	অসম ব্যবধান, ডিসপারশন ≠ 0 (DSF-এর বদলে G.655/G.652)
SBS / SRS — ব্রিলুইন / রামন বিক্ষেপণ	প্রতি চ্যানেলে বেশি পাওয়ার / ব্যান্ডজুড়ে টিল্ট	পাওয়ারের সীমা, ব্যান্ডজুড়ে টিল্ট	ডিদারিং, টিল্ট নিয়ন্ত্রণ

প্রতি চ্যানেলের ব্যবহারিক লঞ্চ পাওয়ার: G.652-এ 100G ও তার বেশি রেটের কোহেরেন্ট সিস্টেমের জন্য −2 … +3 dBm, 10G-এর জন্য 0 … +3 dBm। সর্বোত্তম মান সেখানে, যেখানে নন-লিনিয়ার পেনাল্টি OSNR-এর লাভের সমান হয়।

ডিসপারশন

ধরন	G.652-এ মান	প্রভাব	সামাল দেওয়ার উপায়
ক্রোমাটিক ডিসপারশন (CD)	1550 nm-এ ≈ 17 ps/(nm·km)	পালস ছড়িয়ে পড়া; কমপেনসেশন ছাড়া 10G NRZ ~800–1000 ps/nm (≈ 60 km) সহ্য করে	DCF মডিউল (ডিসপারশন-কমপেনসেটিং ফাইবার, লস বাড়ায়), FBG কমপেনসেটর, অথবা কোহেরেন্ট সিস্টেমে DSP কয়েক দশ হাজার ps/nm ইলেকট্রনিক উপায়ে পুষিয়ে দেয়
পোলারাইজেশন-মোড ডিসপারশন (PMD)	আধুনিক ফাইবারে 0.1–0.5 ps/√km, পুরোনো ফাইবারে আরও বেশি	এলোমেলো ও সময়ের সঙ্গে পরিবর্তনশীল; 40G ও তার বেশি ডাইরেক্ট-ডিটেকশনে গুরুত্বপূর্ণ	কোহেরেন্ট DSP এটি অনুসরণ করে পুষিয়ে দেয়; ডাইরেক্ট-ডিটেকশন 40G-এর জন্য কম-PMD ফাইবার লাগত
ডিসপারশন স্লোপ	—	কমপেনসেশন কেবল একটি তরঙ্গদৈর্ঘ্যে নির্ভুল	স্লোপ-মেলানো DCF

তাই ডাইরেক্ট-ডিটেকশন DWDM-এ (10G, কিছু 25G) অ্যাম্প্লিফায়ার সাইটে DCF বসিয়ে একটি ডিসপারশন ম্যাপ তৈরি করতে হয়; কোহেরেন্ট লিংকে তা লাগে না, ফলে ইঞ্জিনিয়ারিংয়ের একটি গোটা স্তর বাদ পড়েছে (DWDM উপাদান)।

স্প্যান ডিজাইনের চেকলিস্ট

ফাইবারের ধরন, দৈর্ঘ্য এবং প্রতি স্প্যানে 1550 nm-এ মাপা লস (OTDR)।
চ্যানেলের সংখ্যা, গ্রিড ও ফরম্যাট থেকে প্রয়োজনীয় OSNR ও নন-লিনিয়ার সীমা নির্ধারণ।
অ্যাম্প্লিফায়ারের অবস্থান: বুস্টার, প্রতি 60–100 km-এ ইনলাইন (স্প্যান লস 15–25 dB), প্রি-অ্যাম্প।
প্রতি চ্যানেলের লঞ্চ পাওয়ার এবং টিল্ট ও ট্রানজিয়েন্ট নিয়ন্ত্রণের সেটিং।
ডিসপারশন ম্যাপ (ডাইরেক্ট ডিটেকশন) অথবা DSP-এর সক্ষমতা যাচাই (কোহেরেন্ট)।
কমিশনিংয়ের সময় প্রতি চ্যানেলের প্রাপ্ত OSNR ও প্রি-FEC BER, যা সিস্টেমের পুরো আয়ুষ্কালের বেসলাইন (VDM ও FEC মেট্রিক)।
প্রোটেকশন ও মনিটরিং: OSC, প্রতি চ্যানেলের পাওয়ার মনিটর, OTDR অ্যাক্সেস।

প্লাগেবল মডিউলের জায়গা

টিউনেবল 10G DWDM SFP+ বা 400ZR QSFP-DD এই সিস্টেমের একটি চ্যানেল। এর DDM নিজের Tx এবং ডিমাল্টিপ্লেক্সারের পরের মোট বা প্রতি চ্যানেলের Rx দেখায়; অ্যাম্প্লিফায়ার ও OSNR মডিউলের কাছে অদৃশ্য, কেবল প্রি-FEC BER-এর (কোহেরেন্ট মডিউলে VDM) মাধ্যমে ছাড়া। Rx পাওয়ার স্বাভাবিক থাকা সত্ত্বেও BER খারাপ হলে বুঝতে হবে, OSNR-এর সীমা ধরা পড়ছে (টিউনেবল ট্রান্সিভার)।

CodingBox-এ

CodingBox স্প্যানের মডিউলের দিকটুকু পড়ে এবং DDM-এ দেখায়: চ্যানেল/তরঙ্গদৈর্ঘ্য, লঞ্চ পাওয়ার, Rx পাওয়ার, আর কোহেরেন্ট CMIS মডিউলের ক্ষেত্রে VDM-এর পর্যবেক্ষণযোগ্য মান (OSNR-এর অনুমান, প্রি-FEC BER, CD, DGD, Q-ফ্যাক্টর)। কমিশনিংয়ের বেসলাইনের সঙ্গে এগুলো মিলিয়ে বোঝা যায়, অবনতিটা মডিউলে, নাকি লাইনে।

এই অ্যাম্প্লিফায়ারগুলো যেসব স্প্যান জোড়া দেয়, সেগুলোর ক্রোমাটিক ডিসপারশন, PMD ও ডিসপারশন কমপেনসেশন: ডিসপারশন ও ব্যান্ডউইথ।

OSNR বাড়াতে লঞ্চ পাওয়ার কেন শুধু বাড়ানো যায় না (SPM, XPM, FWM, ব্রিলুইন ও রামন সীমা, প্রতি চ্যানেলের সর্বোত্তম পাওয়ার এবং প্রশমন): নন-লিনিয়ার প্রভাব।

অ্যাম্প্লিফিকেশনের অবকাঠামোগত দিক (EDFA, রামন, SOA ও OEO-এর তুলনা, সেগুলো কোথায় বসে, অ্যাম্প্লিফায়ারযুক্ত লাইন চালাতে কী লাগে): অ্যাম্প্লিফায়ার ও রিজেনারেশন।

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