ایمپلیفائرز اور ری جنریشن: EDFA، Raman، SOA، OEO

ٹرانسیور کا ایک جوڑا سگنل کو اتنی دور تک لے جاتا ہے جتنی اس کا پاور بجٹ اور ڈسپرشن برداشت اجازت دیں — LR کے لیے 10 km، ZR کے لیے 80 km، اور ایمپلیفائیڈ 400ZR کے لیے 120 km۔ اس سے آگے، لائن میں کوئی جز وہ بحال کرے جو فائبر نے لے لیا ہے: ایسا آپٹیکل ایمپلیفائر جو ڈیٹا کو چھیڑے بغیر ہر طول موج کو ایک ساتھ بڑھا دے، یا ری جنریٹر جو سگنل کو برقی طور پر وصول کر کے دوبارہ منتقل کرے۔ یہ صفحہ بتاتا ہے کہ بجٹ کب ختم ہوتا ہے، ایمپلیفائر کی اقسام اور ان کے اعداد، وہ لائن میں کہاں لگتے ہیں، ایمپلیفائر آنے پر پاور بجٹ OSNR بجٹ میں کیسے بدلتا ہے، ایمپلیفائیڈ لائن چلانے کے تقاضے کیا ہیں، اور ایمپلیفیکیشن، ری جنریشن اور کوہیرنٹ ماڈیول میں کیسے انتخاب کیا جائے۔

ٹرانسیور کا بجٹ کب ختم ہوتا ہے

ٹیکنالوجی	بغیر ایمپلیفیکیشن رینج	اسے کیا بڑھاتا ہے
10G LR / ER / ZR	10 / 40 / 80 km	ڈسپرشن کمپنسیشن اور 100–150 km تک EDFA؛ اس سے آگے DWDM لائن سسٹمز
100G LR4 / ER4 (ڈائریکٹ ڈیٹیکشن)	10 / 40 km	کوئی نہیں — طویل اسپین کے لیے کوہیرنٹ پر منتقل ہوں
100G–400G کوہیرنٹ پلگ ایبلز (ZR, ZR+)	40 km (400ZR بغیر ایمپلیفیکیشن، ≤ 11 dB)	120 km (ZR) تک ایک EDFA جوڑا، 1 000+ km تک ایمپلیفائر چینز (ZR+, OpenZR+) (طویل فاصلے کا کوہیرنٹ)
ملٹی پلیکسر پر 10G DWDM	EDFAs کے ساتھ ہر اسپین 80 km	400–600 km تک ڈسپرشن کمپنسیشن ماڈیولز کے ساتھ EDFA چینز، پھر ری جنریشن
کوہیرنٹ ٹرانسپونڈرز	ہر اسپین 80–120 km	EDFA اور Raman چینز، ROADM، ہر ری جنریشن سیکشن میں 1 000–3 000 km
PON، کلاس C+	20 km, 1:32–1:64	60 km یا بڑے سپلٹس کے لیے رینج ایکسٹینڈر (ITU-T G.984.6)
ملٹی موڈ	100–400 m	کبھی ایمپلیفائی نہیں کیا جاتا — سوئچ یا میڈیا کنورٹر ری جنریشن کرتا ہے

ایمپلیفائر کی اقسام

قسم	اصول	بینڈ	گین اور آؤٹ پٹ	نوائز فگر	نوٹس
EDFA (ایربیئم سے ڈوپ شدہ فائبر ایمپلیفائر)	980 یا 1480 nm پر پمپ کیا گیا ایربیئم سے ڈوپ شدہ فائبر کے چند میٹر؛ سگنل اخراج کو متحرک کرتا ہے	C-band 1 530–1 565 nm؛ L-band کی اقسام 1 565–1 625 nm	15–35 dB گین؛ +17 … +23 dBm کل آؤٹ پٹ، بوسٹرز میں +27 dBm تک	4–6 dB	بنیادی انتخاب؛ سنگل چینل یا ملٹی چینل؛ چینل شامل/حذف کے لیے گین-فلیٹننگ فلٹرز، متغیر گین، عارضی کنٹرول (DWDM اجزا)
Raman (تقسیم شدہ)	سگنل سے تقریباً 100 nm کم پمپ (C-band کے لیے ≈ 1 450 nm) ٹرانسمیشن فائبر میں، عموماً الٹی سمت میں، بھیجا جاتا ہے؛ فائبر خود اپنے پہلے 20–40 km میں ایمپلیفائی کرتا ہے	پمپ کے اجازت یافتہ کوئی بھی بینڈ	10–15 dB کا تقسیم شدہ گین	EDFA کے مقابلے میں مؤثر نوائز فگر کم — ہر اسپین پر OSNR 3–5 dB بہتر	پمپس +27 … +30 dBm، Class 4 — کنیکٹر کی صفائی اور APR جان کی حفاظت کے لیے انتہائی اہم ہیں (حفاظت اور ہینڈلنگ)؛ طویل یا بغیر ریپیٹر اسپین (300+ km) کے لیے ہائبرڈ Raman-EDFA
SOA (سیمی کنڈکٹر آپٹیکل ایمپلیفائر)	آئینوں کے بغیر لیزر چپ؛ برقی طور پر پمپ شدہ	کوئی بھی، بشمول 1 310 nm پر O-band	10–20 dB؛ +10 … +13 dBm	7–9 dB	تیز، چھوٹا، کم قیمت؛ PON رینج ایکسٹینڈر اور برسٹ موڈ؛ پیٹرن پر منحصر گین DWDM میں استعمال محدود کرتا ہے
دور سے آپٹیکل طور پر پمپ کیا جانے والا ایمپلیفائر (ROPA)	لائن میں بجلی کے بغیر ایربیئم کوائل، جسے ٹرمینل سے فائبر کے ذریعے پمپ کیا جاتا ہے	C-band	10–15 dB	—	بغیر ریپیٹر سمندری اور صحرائی اسپین
3R ری جنریٹر (OEO)	وصول کرنا، ری ٹائم کرنا، ری شیپ کرنا، دوبارہ منتقل کرنا — بیک ٹو بیک جڑے دو ٹرانسپونڈر	فی چینل	OSNR، ڈسپرشن، PMD اور نان لائنر ڈسٹورشن کو ری سیٹ کرتا ہے	—	ہر چینل کے لیے مہنگا اور تاخیر بڑھاتا ہے؛ وہاں درکار ہے جہاں صرف ایمپلیفیکیشن مطلوبہ OSNR تک نہ پہنچ سکے
2R ری جنریٹر، میڈیا کنورٹر	نئے کلاک کے بغیر برقی طور پر دوبارہ ایمپلیفائی اور ری شیپ کرنا	فی چینل	پاور اور آئی کو ری سیٹ کرتا ہے	—	چھوٹے لنک؛ روزمرہ کا ری جنریٹر سوئچ پورٹ ہے (ٹرانسپورٹ اور ایکسس آلات)

ایمپلیفائر لائن میں کہاں لگتے ہیں

مقام	مقصد	عام اقدار
ٹرانسمٹ ٹرمینل پر ملٹی پلیکسر کے بعد بوسٹر (پوسٹ ایمپلیفائر)	مشترکہ چینلز کو لانچ پاور تک بڑھانا	+17 … +20 dBm کل، 0 … +3 dBm فی چینل
ہر اسپین میں اِن لائن (لائن ایمپلیفائر)	اسپین لاس کا ازالہ	اسپین 80–120 km، 20–28 dB لاس؛ گین اسی کے برابر مقرر؛ پرانی 10G لائنوں میں ڈسپرشن کمپنسیشن ماڈیول کے لیے وسط مرحلے پر ایکسس
ریسیو ٹرمینل پر ڈی ملٹی پلیکسر سے پہلے پری ایمپلیفائر	کمزور چینلز کو ریسیور کے نوائز سے اوپر اٹھانا	−25 dBm فی چینل اِن، −5 dBm آؤٹ؛ مؤثر حساسیت کو 10 dB یا زیادہ بہتر کرتا ہے
اسپین کے ریسیو سرے پر تقسیم شدہ Raman	مؤثر نوائز فگر کم کرنا، اسپین بڑھانا	20–40 km کا تقسیم شدہ گین
ایمپلیفائر سائٹ	بیٹریوں، کولنگ، OSC ٹرمینل اور نگرانی والا بجلی سے چلنے والا ہٹ یا کیبنٹ	طویل روٹس پر ہر 80–120 km (فائبر نیٹ ورک ٹوپولوجیز)

پاور بجٹ سے OSNR بجٹ تک

ہر ایمپلیفائر ہر مرحلے کے ساتھ ایمپلیفائیڈ خود رو اخراج — نوائز — شامل کرتا ہے۔ ایمپلیفائر لائن میں آ جانے پر، ریسیور پاور سے نہیں بلکہ آپٹیکل سگنل بہ نوائز تناسب سے محدود ہوتا ہے۔

فارمولا	مطلب
OSNR_span [dB, 0.1 nm] ≈ 58 + P_channel [dBm] − L_span [dB] − NF [dB]	ایک اسپین اور ایک ایمپلیفائر کے بعد OSNR
OSNR_total ≈ OSNR_span − 10 · log₁₀ N	N یکساں اسپین
مطلوبہ OSNR: 10G NRZ ≈ 15–18 dB؛ سافٹ ڈیسیژن FEC کے ساتھ 100G DP-QPSK ≈ 12–15 dB؛ 400ZR ≈ 26 dB؛ 400G 16QAM ZR+ ≈ 22–24 dB	ریسیور کو درکار مقدار

مثال: 0 dBm فی چینل، 22 dB اسپین، 5 dB نوائز فگر → 31 dB فی اسپین؛ تین اسپین → 26.2 dB، 400ZR کی حد؛ دس اسپین → 21 dB، 100G DP-QPSK کے لیے کافی۔ چینل پاور بڑھانے سے OSNR بڑھتا ہے، یہاں تک کہ نان لائنر اثرات اسے واپس کم کر دیں — G.652 پر عموماً بہترین مقدار 0 … +3 dBm فی چینل ہے (نان لائنر اثرات, ایمپلیفیکیشن اور OSNR)۔

ایمپلیفائیڈ لائن چلانا

شے	عمل
آپٹیکل حفاظت	ہر ایمپلیفائر آؤٹ پٹ اور Raman پمپ پر Class 3B/4؛ پاور کی خودکار کمی (APR, ITU-T G.664) سگنل ختم ہونے پر پمپ بند کر دیتی ہے؛ فعال ہائی پاور کنیکٹر کبھی منقطع نہ کریں؛ ہر سائٹ پر خطرے کے لیبل
کنیکٹر کی صفائی	+20 dBm اور اس سے اوپر آلودہ اینڈ فیس جل جاتا ہے اور فائبر فیوز شروع کر سکتا ہے؛ ہر بار کنیکٹر جوڑنے سے پہلے معائنہ کریں (اینڈ فیس معائنہ اور صفائی)
انعکاسات	ایمپلیفائر کے اندر آئسولیٹرز، APC کنیکٹر، لائن پر ORL ≥ 24 dB؛ EDFA میں شدید انعکاس اسے لیز کرنے پر مجبور کرتا ہے (انعکاسات اور ریٹرن لاس)
پمپ نگرانی	مستقل آؤٹ پٹ پر پمپ کرنٹ عمر رسیدگی کا اشاریہ ہے؛ اضافی پمپ کارڈز یا مکمل ایمپلیفائر رکھیں
گین اور ٹلٹ	گین-فلیٹننگ فلٹرز اور ڈائنامک گین ایکولائزیشن 40–96 چینلز کو 1–2 dB کے اندر رکھتے ہیں؛ Raman اور اسپین گنتی کے ساتھ ٹلٹ بڑھتا ہے
چینل شامل اور حذف	عارضی کنٹرول دوسرے چینلز غائب ہونے پر باقی چینلز کی پاور اچانک بڑھنے سے روکتا ہے؛ ضابطے کے مطابق چینلز شامل کریں
آپٹیکل سپروائزری چینل (OSC)	ایک الگ طول موج، عموماً 1 510 یا 1 610 nm، جو ہر ایمپلیفائر سائٹ پر ختم ہوتی ہے، اور مینجمنٹ، الارمز اور اسپین لاس ٹیلی میٹری لے جاتی ہے (نگرانی اور مینجمنٹ)
پاور اور ماحول	بغیر عملے والی سائٹس پر 4–8 گھنٹے بیٹری، کولنگ، دروازے اور درجہ حرارت سینسر کے ساتھ −48 V DC
پہلے فائبر کی خصوصیات کی پیمائش	اسپین لاس، ORL، ڈسپرشن، PMD اور مؤثر رقبہ ایمپلیفائر پلان طے کرتے ہیں (فائبر کی خصوصیات کی پیمائش)

ایمپلیفیکیشن، ری جنریشن اور کوہیرنٹ میں انتخاب

صورت حال	انتخاب
10G سنگل چینل، 80–100 km	10G ZR ماڈیول، یا EDFA اور ڈسپرشن کمپنسیشن کے ساتھ LR/ER
10G DWDM، 200–400 km، پرانی	ڈسپرشن کمپنسیشن ماڈیولز کے ساتھ EDFA چین؛ کوہیرنٹ سے بدلنے پر غور کریں
100G، 80–120 km	ایک EDFA جوڑے کے ساتھ 400ZR/100G ZR پلگ ایبل — سب سے سادہ جدید جواب
100G–400G, 500–2 000 km	EDFA چینز اور ROADM کے ساتھ کوہیرنٹ ٹرانسپونڈرز یا ZR+؛ ری جنریشن صرف وہاں جہاں OSNR ختم ہو
بغیر ریپیٹر 250–400 km	ہائی پاور بوسٹرز، Raman، ROPA، کوہیرنٹ
PON میں 20 km سے آگے یا بڑے سپلٹس	رینج ایکسٹینڈر یا کلاس C++/E2 آپٹکس (ODN کلاسز)
کیمپس ملٹی موڈ 400 m سے آگے	ری جنریٹر کے طور پر سوئچ یا میڈیا کنورٹر، یا سنگل موڈ فائبر
کوئی بھی لنک جس میں OSNR کی کمی کو ایمپلیفائر دور نہ کر سکیں	3R ری جنریشن

CodingBox میں

ایمپلیفائیڈ لائن کو فیڈ اور ٹرمینیٹ کرنے والے ماڈیول اب بھی پلگ ایبلز ہیں، اور CodingBox ایمپلیفائر کے اِن پٹ پر اہم چیزیں پڑھتا ہے: لانچ پاور، درست طول موج یا DWDM چینل، ٹیون ایبل رینج، پاور کلاس۔ کوہیرنٹ ماڈیول VDM کے ذریعے OSNR، کرومیٹک ڈسپرشن اور pre-FEC BER بھی رپورٹ کرتا ہے — ریسیور کی نظر سے لائن سسٹم کی صحت — اور CodingBox بتاتا ہے کہ ماڈیول ان قابلِ مشاہدہ مقداروں میں سے کن کی دستیابی ظاہر کرتا ہے (ٹیون ایبل ٹرانسیورز, VDM اور FEC میٹرکس, Check transceiver)۔

اگر آپ کو اس مضمون میں کوئی غلطی یا عدم درستی ملے تو متعلقہ حصہ منتخب کریں اور Ctrl+Enter دبا کر ۔