ایمپلیفیکیشن، OSNR اور DWDM اسپین کی حدود

CWDM لنک وہاں ختم ہوتا ہے جہاں ریسیور کے پاس روشنی ختم ہو جائے۔ DWDM لنک ایسا نہیں ہوتا، کیونکہ ایمپلیفائر ہر 80 km پر روشنی بڑھاتے ہیں، اس لیے اس کی حد مختلف ہے: نوائز۔ ہر ایمپلیفائر بے ساختہ اخراج شامل کرتا ہے، اور کافی ایمپلیفائروں کے بعد سگنل مضبوط تو رہتا ہے مگر صاف نہیں رہتا۔ اس کا پیمانہ OSNR (آپٹیکل سگنل ٹو نوائز ریشو) ہے؛ ڈیزائن کا کام اسے موڈیولیشن فارمٹ کی مطلوبہ سطح سے اوپر رکھنا ہے، ساتھ ہی اس پاور سے نیچے رہنا ہے جہاں فائبر کی غیر خطیّت اثر انداز ہوتی ہے اور ڈسپرشن قابلِ انتظام رہتی ہے۔ یہ صفحہ مطلوبہ اوزار اور اعداد دیتا ہے۔

ایمپلیفائر کی اقسام

ایمپلیفائر	بینڈ	گین	آؤٹ پٹ	نوائز فگر	مقام
EDFA (ایربیم ڈوپڈ فائبر)	C (1530–1565 nm)، L (1565–1625 nm)	15–35 dB	+17 … +23 dBm کل	4.5–6 dB	ملٹی پلیکسر کے بعد بوسٹر، ہر 60–100 km پر اِن لائن، ڈی ملٹی پلیکسر سے پہلے پری ایمپلیفائر
Raman (تقسیمی)	کوئی بھی، پمپ طول موج سے مقرر (~100 nm سگنل سے نیچے)	ترسیلی فائبر میں 10–15 dB تقسیمی	—	EDFA کے ساتھ ہو تو مؤثر NF منفی ہو سکتا ہے	طویل اسپین، کم OSNR اپ گریڈ؛ زیادہ پمپ پاور (0.5–1 W) — حفاظت
SOA	O-band اور دیگر	10–20 dB	کم	7–9 dB	O-band سسٹم، ریسیورز (SOA معاون ریسیورز)
ہائبرڈ Raman/EDFA	C/L	—	—	بہتر	انتہائی طویل اسپین

EDFA کا گین ہموار نہیں ہوتا: گین فلیٹننگ فلٹرز اور ٹلٹ کنٹرول 40–96 چینلز کو ایک دوسرے کے ~1 dB کے اندر رکھتے ہیں؛ چینلز شامل یا ہٹانے پر ڈائنامک گین کنٹرول آؤٹ پٹ کو مستقل رکھتا ہے (عارضی تبدیلیاں)۔ 980/1480 nm کے پمپ لیزر ایربیم کو توانائی دیتے ہیں؛ یہ ایمپلیفائر کے وہ اجزا ہیں جو عمر رسیدہ ہو کر ناکام ہوتے ہیں۔

OSNR

OSNR، ریفرنس بینڈوڈتھ (0.1 nm ≈ 12.5 GHz) میں سگنل پاور اور ASE نوائز پاور کا تناسب ہے، جسے dB میں ظاہر کیا جاتا ہے۔ N یکساں اسپینز کی زنجیر کے لیے:

OSNR ≈ 58 + P_ch − NF − L_span − 10·log10(N)     [dB, 0.1 nm]
  P_ch   = launch power per channel into the fibre, dBm
  NF     = amplifier noise figure, dB
  L_span = span loss, dB
  N      = number of spans (amplifiers)

مثال: P_ch = +1 dBm، NF = 5.5 dB، 80 km کے اسپینز میں 0.22 dB/km + 2 dB کنیکٹرز = 19.6 dB، N = 8 → OSNR ≈ 58 + 1 − 5.5 − 19.6 − 9 ≈ 24.9 dB۔

فارمٹ	شرح	مطلوبہ عمومی OSNR (0.1 nm)، dB	نوٹس
10G NRZ، FEC کے بغیر	10G	18–20	پرانا نظام
FEC کے ساتھ 10G NRZ (OTU2، GFEC)	10.7G	11–13	~6 dB کوڈنگ گین
100G DP-QPSK کوہیرنٹ، SD-FEC	100G	12–15	بہت مضبوط
200G DP-16QAM	200G	18–21	—
400G DP-16QAM (400ZR)	400G، 60 GBd	≥ 26 (400ZR کے لیے مخصوص)	120 km ایمپلیفائیڈ رینج
8QAM / QPSK پر 400G ZR+	300G / 200G	20 / 14	رینج کے لیے صلاحیت کم کریں

ڈیزائن مارجن: عمر رسیدگی، ٹلٹ اور PMD کے لیے مطلوبہ OSNR + 2–3 dB۔ اوپر کی مثال میں 100G QPSK کے لیے کافی گنجائش ہے اور 400ZR حد پر ہے → 400G صورت میں کم اسپینز، زیادہ لانچ پاور، کم NF یا Raman درکار ہے (کوہیرنٹ اور طویل رینج)۔

لانچ پاور اور غیر خطیّت

P_ch بڑھانے سے OSNR اتنے ہی dB بڑھتا ہے، تاوقتیکہ فائبر کی Kerr غیر خطیّت پاور کو بگاڑ میں بدل دے:

اثر	میکانزم	علامت	تدارک
SPM — خود فیز موڈیولیشن	کسی چینل کی اپنی شدت اس کے فیز کو موڈیولیٹ کرتی ہے	طیفی پھیلاؤ، ڈسپرشن کے ساتھ تعامل	فی چینل پاور محدود کریں
XPM — کراس فیز موڈیولیشن	پڑوسیوں کی شدت کسی چینل کے فیز کو موڈیولیٹ کرتی ہے	50 GHz گرڈز پر کراس ٹاک	ڈسپرشن مینجمنٹ، اسپیسنگ
FWM — فور ویو مکسنگ	چینلز مل کر نئی فریکوئنسیز بناتے ہیں	باقاعدہ گرڈز پر گھوسٹ چینلز	غیر مساوی اسپیسنگ، ڈسپرشن ≠ 0 (DSF کے بجائے G.655/G.652)
SBS / SRS — Brillouin / Raman اسکیٹرنگ	فی چینل زیادہ پاور / بینڈ ٹلٹ	پاور کی حدود، پورے بینڈ میں ٹلٹ	ڈِدھرنگ، ٹلٹ کنٹرول

عملی فی چینل لانچ پاور: G.652 پر کوہیرنٹ 100G+ کے لیے −2 … +3 dBm، 10G کے لیے 0 … +3 dBm۔ بہترین سطح وہ ہے جہاں غیر خطی خرابی OSNR گین کے برابر ہو۔

ڈسپرشن

قسم	G.652 پر قدر	اثر	انتظام
کرومیٹک ڈسپرشن (CD)	1550 nm پر ≈ 17 ps/(nm·km)	پلس کا پھیلاؤ؛ 10G NRZ بغیر تلافی کے ~800–1000 ps/nm (≈ 60 km) برداشت کرتا ہے	DCF ماڈیولز (ڈسپرشن کمپنسیٹنگ فائبر، لاس بڑھاتا ہے)، FBG کمپنسیٹرز، یا کوہیرنٹ سسٹمز میں DSP الیکٹرانک طور پر دسیوں ہزار ps/nm کی تلافی کرتا ہے
پولرائزیشن موڈ ڈسپرشن (PMD)	جدید فائبر میں 0.1–0.5 ps/√km، پرانی میں زیادہ	بے ترتیب، وقت کے ساتھ بدلنے والی؛ 40G+ ڈائریکٹ ڈیٹیکٹ میں اہم	کوہیرنٹ DSP اسے ٹریک کرتا ہے؛ ڈائریکٹ ڈیٹیکٹ 40G کو کم PMD فائبر درکار تھا
ڈسپرشن سلوپ	—	تلافی صرف ایک طول موج پر درست ہوتی ہے	سلوپ میچڈ DCF

اس لیے ڈائریکٹ ڈیٹیکٹ DWDM (10G، بعض 25G) کو ایمپلیفائر سائٹس پر DCF کے ساتھ ڈسپرشن میپ درکار ہے؛ کوہیرنٹ لنکس کو نہیں، جس سے انجینئرنگ کی ایک پوری تہہ ختم ہو گئی (DWDM اجزا)۔

اسپین ڈیزائن چیک لسٹ

1550 nm پر فائبر کی قسم، لمبائی اور ہر اسپین کی ناپی ہوئی لاس (OTDR)۔
چینل گنتی، گرڈ اور فارمٹ → مطلوبہ OSNR اور غیر خطی حدود۔
ایمپلیفائر کی جگہ: بوسٹر، ہر 60–100 km پر اِن لائن (اسپین لاس 15–25 dB)، پری ایمپ۔
فی چینل لانچ پاور، ٹلٹ اور عارضی تبدیلیوں کے کنٹرول کی سیٹنگز۔
ڈسپرشن میپ (ڈائریکٹ ڈیٹیکٹ) یا DSP صلاحیت کی جانچ (کوہیرنٹ)۔
کمیشننگ کے وقت ہر چینل کا موصولہ OSNR اور pre-FEC BER، جو سسٹم کی پوری عمر کا بنیادی حوالہ ہے (VDM اور FEC پیمانے)۔
تحفظ اور نگرانی: OSC، فی چینل پاور مانیٹرز، OTDR رسائی۔

پلگ ایبل کی جگہ

ٹیون ایبل 10G DWDM SFP+ یا 400ZR QSFP-DD اس سسٹم کا ایک چینل ہے۔ اس کا DDM اپنا Tx اور ڈی ملٹی پلیکسر کے بعد کل یا فی چینل Rx دکھاتا ہے؛ ایمپلیفائر اور OSNR اسے pre-FEC BER کے سوا نظر نہیں آتے (کوہیرنٹ ماڈیولز پر VDM)۔ ایسا ماڈیول جو درست Rx پاور کے ساتھ خراب BER پڑھتا ہے، OSNR حد کو ظاہر کر رہا ہوتا ہے (ٹیون ایبل ٹرانسیورز)۔

CodingBox میں

CodingBox اسپین کے ماڈیول والے رخ کو پڑھتا ہے: چینل/طول موج، لانچ پاور، Rx پاور اور کوہیرنٹ CMIS ماڈیولز کے لیے DDM میں VDM مشاہدات (OSNR تخمینہ، pre-FEC BER، CD، DGD، Q-factor)۔ کمیشننگ کے بنیادی حوالے سے ان کا موازنہ بتاتا ہے کہ خرابی ماڈیول میں ہے یا لائن میں۔

ان ایمپلیفائروں کے جوڑے ہوئے اسپینز پر کرومیٹک ڈسپرشن، PMD اور ڈسپرشن کی تلافی: ڈسپرشن اور بینڈوڈتھ۔

OSNR حاصل کرنے کے لیے لانچ پاور کو محض کیوں نہیں بڑھایا جا سکتا: SPM، XPM، FWM، Brillouin اور Raman کی حدود، فی چینل بہترین پاور اور تدارک: غیر خطی اثرات۔

ایمپلیفیکیشن کا انفراسٹرکچر منظر: EDFA، Raman، SOA اور OEO کا تقابل، ان کی جگہ، اور ایمپلیفائیڈ لائن چلانے کے تقاضے: ایمپلیفائرز اور ری جنریشن۔

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