আধুনিক অপটিক্যাল যোগাযোগ ব্যবস্থায় উচ্চতর ধারণক্ষমতা এবং দীর্ঘতর সঞ্চালন দূরত্বের অন্বেষণে, একটি মৌলিক ভৌত সীমাবদ্ধতা হিসেবে নয়েজ বা কোলাহল সর্বদাই কর্মক্ষমতার উন্নতিকে বাধাগ্রস্ত করেছে।
একটি সাধারণ ক্ষেত্রেইডিএফএআরবিয়াম-ডোপড ফাইবার অ্যামপ্লিফায়ার সিস্টেমে, প্রতিটি অপটিক্যাল ট্রান্সমিশন স্প্যান প্রায় ০.১ ডিবি সঞ্চিত স্বতঃস্ফূর্ত নিঃসরণ নয়েজ (ASE) তৈরি করে, যার মূল কারণ হলো বিবর্ধন প্রক্রিয়া চলাকালীন আলো ও ইলেকট্রনের মিথস্ক্রিয়ার কোয়ান্টাম এলোমেলো প্রকৃতি।
এই ধরনের নয়েজ টাইম ডোমেইনে পিকোসেকেন্ড লেভেলের টাইমিং জিটার হিসেবে প্রকাশ পায়। জিটার মডেলের পূর্বাভাস অনুযায়ী, 30ps/(nm · km) ডিসপারশন কোএফিশিয়েন্টের শর্তে, 1000km দূরত্বে ট্রান্সমিট করার সময় জিটার 12ps বৃদ্ধি পায়। ফ্রিকোয়েন্সি ডোমেইনে, এটি অপটিক্যাল সিগন্যাল-টু-নয়েজ রেশিও (OSNR) হ্রাস করে, যার ফলে 40Gbps NRZ সিস্টেমে 3.2dB (@ BER=1e-9) সেন্সিটিভিটি লস হয়।
আরও গুরুতর চ্যালেঞ্জটি আসে ফাইবারের নন-লিনিয়ার প্রভাব এবং ডিসপারশনের ডায়নামিক কাপলিং থেকে — প্রচলিত সিঙ্গেল-মোড ফাইবারের (G.652) 1550nm উইন্ডোতে ডিসপারশন কোএফিসিয়েন্ট হলো 17ps/(nm · km), যা সেলফ ফেজ মডুলেশন (SPM) দ্বারা সৃষ্ট নন-লিনিয়ার ফেজ শিফটের সাথে মিলিত হয়। যখন ইনপুট পাওয়ার 6dBm অতিক্রম করে, তখন SPM প্রভাব পালস ওয়েভফর্মকে উল্লেখযোগ্যভাবে বিকৃত করে।
উপরের চিত্রে দেখানো 960Gbps PDM-16QAM সিস্টেমে, 200km ট্রান্সমিশনের পর আই ওপেনিং প্রাথমিক মানের 82% হয় এবং Q ফ্যাক্টর 14dB-তে বজায় থাকে (যা BER ≈ 3e-5 এর সমতুল্য); যখন দূরত্ব 400km পর্যন্ত বাড়ানো হয়, তখন ক্রস ফেজ মডুলেশন (XPM) এবং ফোর ওয়েভ মিক্সিং (FWM)-এর সম্মিলিত প্রভাবে আই ওপেনিং-এর মাত্রা তীব্রভাবে 63%-এ নেমে আসে এবং সিস্টেমের ত্রুটির হার হার্ড ডিসিশন FEC ত্রুটি সংশোধন সীমা 10^-12 অতিক্রম করে।
এটি উল্লেখযোগ্য যে ডাইরেক্ট মডুলেশন লেজারের (DML) ফ্রিকোয়েন্সি চিরপ প্রভাব আরও খারাপ হবে — একটি সাধারণ DFB লেজারের আলফা প্যারামিটার (লাইনউইথ এনহ্যান্সমেন্ট ফ্যাক্টর)-এর মান ৩-৬ এর মধ্যে থাকে, এবং ১mA মডুলেশন কারেন্টে এর তাৎক্ষণিক ফ্রিকোয়েন্সি পরিবর্তন ± ২.৫GHz পর্যন্ত পৌঁছাতে পারে (যা চিরপ প্যারামিটার C=২.৫GHz/mA এর সমতুল্য), যার ফলে ৮০ কিমি G.652 ফাইবারের মধ্য দিয়ে প্রেরণের পর পালস প্রসারণের হার ৩৮% হয় (সঞ্চয়ী ডিসপারশন D · L=১৩৬০ps/nm)।
ওয়েভলেংথ ডিভিশন মাল্টিপ্লেক্সিং (WDM) সিস্টেমে চ্যানেল ক্রসটক আরও গভীর প্রতিবন্ধকতা তৈরি করে। উদাহরণস্বরূপ ৫০ গিগাহার্টজ চ্যানেল স্পেসিং নিলে, ফোর ওয়েভ মিক্সিং (FWM) দ্বারা সৃষ্ট ইন্টারফেরেন্স পাওয়ারের কার্যকর দৈর্ঘ্য (Leff) সাধারণ অপটিক্যাল ফাইবারে প্রায় ২২ কিলোমিটার হয়।
ওয়েভলেংথ ডিভিশন মাল্টিপ্লেক্সিং (WDM) সিস্টেমে চ্যানেল ক্রসটক আরও গভীর প্রতিবন্ধকতা তৈরি করে। উদাহরণস্বরূপ ৫০ গিগাহার্টজ চ্যানেল স্পেসিং নিলে, ফোর ওয়েভ মিক্সিং (FWM) দ্বারা সৃষ্ট ইন্টারফেরেন্স পাওয়ারের কার্যকর দৈর্ঘ্য হলো Leff=২২ কিমি (যা ফাইবার অ্যাটেনুয়েশন কোএফিসিয়েন্ট α=০.২২ ডিবি/কিমি-এর সমতুল্য)।
যখন ইনপুট পাওয়ার +15dBm পর্যন্ত বাড়ানো হয়, তখন পাশাপাশি চ্যানেলগুলোর মধ্যে ক্রসটক লেভেল 7dB বেড়ে যায় (-30dB বেসলাইনের সাপেক্ষে), যা সিস্টেমকে ফরওয়ার্ড এরর কারেকশন (FEC) রিডানডেন্সি 7% থেকে 20% পর্যন্ত বাড়াতে বাধ্য করে। স্টিমুলেটেড রামান স্ক্যাটারিং (SRS) দ্বারা সৃষ্ট পাওয়ার ট্রান্সফার এফেক্টের ফলে দীর্ঘ তরঙ্গদৈর্ঘ্যের চ্যানেলগুলোতে প্রতি কিলোমিটারে প্রায় 0.02dB লস হয়, যার ফলে C+L ব্যান্ডে (1530-1625nm) সিস্টেমে 3.5dB পর্যন্ত পাওয়ার ডিপ দেখা দেয়। একটি ডাইনামিক গেইন ইকুয়ালাইজার (DGE)-এর মাধ্যমে রিয়েল টাইম স্লোপ কম্পেনসেশন প্রয়োজন।
এই ভৌত প্রভাবগুলির সম্মিলিত সিস্টেম পারফরম্যান্সের সীমা ব্যান্ডউইথ ডিসটেন্স প্রোডাক্ট (B · L) দ্বারা পরিমাপ করা যায়: G.655 ফাইবারে (ডিসপারশন কম্পেনসেটেড ফাইবার) একটি সাধারণ NRZ মডুলেশন সিস্টেমের B · L প্রায় 18000 (Gb/s) · km, যেখানে PDM-QPSK মডুলেশন এবং কোহেরেন্ট ডিটেকশন প্রযুক্তির মাধ্যমে এই সূচকটিকে 280000 (Gb/s) · km পর্যন্ত উন্নত করা যায় (@ SD-FEC গেইন 9.5dB)।
অত্যাধুনিক ৭-কোর x ৩-মোড স্পেস ডিভিশন মাল্টিপ্লেক্সিং ফাইবার (এসডিএম) পরীক্ষাগার পরিবেশে দুর্বল কাপলিং ইন্টার-কোর ক্রসটক নিয়ন্ত্রণের (<-৪০ডিবি/কিমি) মাধ্যমে ১৫.৬পিবি/সেকেন্ড · কিমি সঞ্চালন ক্ষমতা অর্জন করেছে (একক ফাইবারের ক্ষমতা ১.৫৩পিবি/সেকেন্ড x ১০.২ কিমি সঞ্চালন দূরত্ব)।
শ্যানন লিমিটের কাছাকাছি পৌঁছানোর জন্য, আধুনিক সিস্টেমগুলোকে একক ক্যারিয়ার 400G PDM-64QAM ট্রান্সমিশনের Q ফ্যাক্টর 2dB (12dB থেকে 14dB) বৃদ্ধি করতে এবং OSNR টলারেন্স 17.5dB/0.1nm (@ BER=2e-2) পর্যন্ত শিথিল করতে প্রোবাবিলিটি শেপিং (PS-256QAM, 0.8dB শেপিং গেইন অর্জন), নিউরাল নেটওয়ার্ক ইকুয়ালাইজেশন (NL ক্ষতিপূরণ দক্ষতা 37% উন্নত), এবং ডিস্ট্রিবিউটেড রামান অ্যামপ্লিফিকেশন (DRA, গেইন স্লোপ নির্ভুলতা ± 0.5dB) প্রযুক্তিগুলো যৌথভাবে গ্রহণ করতে হবে।
পোস্ট করার সময়: জুন-১২-২০২৫