ইডিএফএ কী এবং ফাইবার অপটিক নেটওয়ার্কে এটি কীভাবে কাজ করে?

প্রাচীন ফাইবার নেটওয়ার্কগুলিতে দূর-দূরের সংকেত সঞ্চালন সবসময় একটি চ্যালেঞ্জ হয়ে রয়েছে। অপটিক্যাল নেটওয়ার্কগুলির হৃদয় হিসাবে এরবিয়াম-ডোপড ফাইবার অ্যামপ্লিফায়ার (EDFA) সম্পূর্ণ অপটিক্যাল অ্যামপ্লিফায়ার হিসাবে একটি আদর্শ সমাধান হিসাবে উদ্ভাবিত হয়েছে, যা ব্যয়বহুল অপটিক্যাল-ইলেকট্রিকাল-অপটিক্যাল রূপান্তর ছাড়াই সংকেতকে ফাইবার জুড়ে সঞ্চালন করতে দেয়। আমাদের কোম্পানি, শানডং ওয়ানশুও অপটোইলেকট্রনিক একুইপমেন্ট কোং, লিমিটেড, অপটিক্যাল কমিউনিকেশন শিল্পে পেশাদার এন্ড-টু-এন্ড, ওয়ান-স্টপ সমাধান প্রদান করেছে, যার মধ্যে উচ্চ কর্মক্ষমতাসম্পন্ন অপটিক্যাল ফাইবার অ্যামপ্লিফায়ার রয়েছে যা নেটওয়ার্ক সঞ্চালনের স্থিতিশীল কর্মক্ষমতা নিশ্চিত করতে EDFA ব্যবহার করে।

EDFA কী?

দ্য EDFA এটি এক ধরনের অপটিক্যাল এমপ্লিফায়ার যা ৯৮০ ন্যানোমিটার বা ১৪৮০ ন্যানোমিটার লেজার আলোতে পাম্প করা হলে অপটিক্যাল গেইন প্রদর্শন করে এমন এরবিয়াম-ডোপড ফাইবারের একটি দৈর্ঘ্য ব্যবহার করে। একটি এরবিয়াম-ডোপড অপটিক্যাল ফাইবারকে ১৫৩০ থেকে ১৫৬৫ ন্যানোমিটার তরঙ্গদৈর্ঘ্যে কাজ করা এরবিয়াম লেজার সোর্সের সাথে ব্যবহারের জন্য ডিজাইন করা হয়। আগের রিপিটারগুলোর মতো অপটিক্যাল-ইলেকট্রিক্যাল-অপটিক্যাল সিগন্যাল রিজেনারেশনের পরিবর্তে, ইডিএফএ-গুলো সম্পূর্ণ অপটিক্যালভাবে সিগন্যাল এমপ্লিফাই করে। একাধিক ওয়েভলেংথ চ্যানেলের একসাথে এমপ্লিফিকেশনের মাধ্যমে আমরা ডিডব্লিউডিএম সিস্টেমে এদের ব্যবহার বাড়াতে পারি।

ইডিএফএ-গুলো মূলত ১৫৩০–১৫৬৫ ন্যানোমিটার (সি-ব্যান্ড) এবং ১৬২৫ ন্যানোমিটার পর্যন্ত (এল-ব্যান্ড) আলোকে এমপ্লিফাই করে, কারণ এই তরঙ্গদৈর্ঘ্যগুলো সিলিকা-ভিত্তিক অপটিক্যাল ফাইবারের সর্বনিম্ন অ্যাটেনুয়েশন অঞ্চলের সাথে মিলে যায়। ইডিএফএ-গুলো মূলত দীর্ঘ দূরত্বের ভূমি-ভিত্তিক রুট, সাবমেরিন এবং মেট্রো যোগাযোগ পরিষেবায় ব্যবহৃত হবে।

ইডিএফএ-এর কাজ করার নীতি: এটি কীভাবে কাজ করে?

এই বিষয়গুলো বোঝা ইডিএফএ-এর কাজ করার নীতি এরবিয়াম-ডোপড ফাইবারে স্টিমুলেটেড এমিশনের পদার্থবিদ্যা পরীক্ষা করা প্রয়োজন। এমপ্লিফিকেশন প্রক্রিয়ায় তিনটি মূল ধাপ জড়িত:

১. পাম্পিং এক্সাইটেশন

৯৮০ ন্যানোমিটার অথবা ১৪৮০ ন্যানোমিটার তরঙ্গদৈর্ঘ্যে কাজ করা একটি পাম্প লেজার এরবিয়াম-ডোপড ফাইবারে শক্তি সরবরাহ করে। ৯৮০ ন্যানোমিটারে পাম্প করলে, এরবিয়াম আয়নগুলি ভূমি অবস্থা (⁴I₁₅/₂) থেকে উচ্চতর শক্তি অবস্থা (⁴I₁₁/₂)-এ উত্তেজিত হয়, যেখান থেকে সেগুলি দ্রুত অ-বিকিরণীয়ভাবে একটি মেটাস্টেবল অবস্থা (⁴I₁₃/₂)-এ নেমে আসে, যার আয়ু প্রায় ১০ মিলিসেকেন্ড। এই প্রক্রিয়ায় জনসংখ্যা উল্টে যায়, যা আলোকিক প্রবর্ধনের জন্য একটি অত্যাবশ্যকীয় শর্ত।

২. উদ্দীপিত নিঃসরণ

মূল ১৫৫০ ন্যানোমিটার ব্যান্ডের সংকেত ফোটনটি ডোপড ফাইবারের মধ্য দিয়ে অগ্রসর হওয়ার সময়, এটি একটি উদ্দীপিত নিঃসরণ প্রক্রিয়া শুরু করে, যার ফলে একটি এরবিয়াম আয়ন উত্তেজিত অবস্থা থেকে ভূমি অবস্থায় ফিরে আসে এবং আগত সংকেত ফোটনের সমান তরঙ্গদৈর্ঘ্য, দশা ও দিকে একটি সহযোগী ফোটন নির্গত করে। এই প্রক্রিয়ায় সংকেতের গুণগত মান ক্ষুণ্ণ হয় না এবং বিশুদ্ধ আলোকিক প্রবর্ধন সম্পন্ন হয়।

৩. পাম্পিং বিন্যাস

ইডিএফএ-এর তিনটি পাম্পিং কনফিগারেশন রয়েছে যা কম শব্দ অপারেশন, উচ্চ আউটপুট পাওয়ার বা লাভ দক্ষতা সক্রিয় করে:

সম-দিকে পাম্পিং: সিগন্যালের সমান দিকে পাম্প করা একটি ইন-লাইন ফাইবার অ্যাম্প্লিফায়ার, যা কমিউনিকেশন লিঙ্কের সামনের দিকে বুস্টার বা প্রি-অ্যাম্প্লিফায়ার হিসেবে কম নয়েজ ফিগার নিশ্চিত করে।

বিপরীত-দিকে পাম্পিং: এই ধরনের অ্যাম্প্লিফায়ার সিগন্যালের চলার বিপরীত দিকে পাম্প করা হয় এবং উচ্চ সিগন্যাল-টু-নয়েজ-রেশিও ডিভাইসগুলির জন্য ব্যবহৃত হয়।

উভয়-দিকে পাম্পিং: উভয় পদ্ধতির সংমিশ্রণ যা দীর্ঘ-দূরত্বের ট্রাঙ্ক সিস্টেমের জন্য উচ্চ লাভ, উচ্চ পাওয়ার এবং কম নয়েজ-এর জন্য আদর্শ।

ইডিএফএ-এর প্রধান উপাদানগুলি

ইডিএফএ-তে নিম্নলিখিত প্রধান মডিউলগুলি রয়েছে:

এরবিয়াম-ডোপড ফাইবার (EDF): সক্রিয় ফাইবারের একটি অংশ, যার দৈর্ঘ্য সাধারণত ১০–১০০ মিটার। এটি উদ্দীপিত নিঃসরণের মাধ্যমে লাভ মাধ্যম হিসেবে প্রধান ভূমিকা পালন করে।

পাম্প লেজার ডায়োড: আয়নগুলিকে উদ্দীপিত করে উচ্চতর অবস্থায় নিয়ে যাওয়ার জন্য আলোকিত উৎস প্রদান করা। সাধারণত পাওয়া যায় এমন পাম্প লেজার ডায়োডগুলির মধ্যে ৯৮০ ন্যানোমিটার এবং ১৪৮০ ন্যানোমিটার অন্তর্ভুক্ত।

তরঙ্গদৈর্ঘ্য-নির্বাচনী কাপলার: সিগন্যাল আলোর ইনপুট এবং আলোকিক সিগন্যাল উৎসকে ফাইবারে (EDF) যুক্ত করতে ব্যবহৃত হয়। একটি EDFA-তে, এই ইনপুট আলোগুলি C ব্যান্ডে ডেটা ট্রান্সমিশনের জন্য যুক্ত হয় এবং পাম্প হয় ১৪৮০ ন্যানোমিটার অথবা ৯৮০ ন্যানোমিটারে থাকে।

অপটিক্যাল আইসোলেটর: পরবর্তী নেটওয়ার্ক সেগমেন্ট থেকে প্রতিফলিত আলোর কারণে সৃষ্ট সম্ভাব্য ক্ষতি থেকে EDFA-এর লাভ কর্মক্ষমতা এবং নেটওয়ার্ক সিগন্যালকে রক্ষা করে।

লাভ সমতলকরণ ফিল্টার (GFF): এটি C-ব্যান্ডে ফাইবারের সহজাত অসম লাভ বৈশিষ্ট্য পূরণ করতে ব্যবহৃত হয়, যাতে সমস্ত ট্রান্সমিট করা চ্যানেলের মধ্যে সামগ্রিক ট্রান্সমিশন লাভ সমতল হয়।

ফাইবার অপটিক নেটওয়ার্কে EDFA-এর প্রয়োগ

ইডিএফএ-এর ফাইবার-অপটিক যোগাযোগ সিস্টেমে অনেকগুলি উপযোগী প্রয়োগ রয়েছে, যেমন:

দীর্ঘ-পথ ভূমি-ভিত্তিক সংক্রমণ: লাইন-মধ্যস্থ অপটিক্যাল এমপ্লিফায়ার, যা ট্রাঙ্ক লাইনের রিপিটার হিসেবে ব্যবহৃত হয় এবং দশক শত কিলোমিটার দূরত্বে আলোক পরিবহনের পর ফাইবার ক্ষতি পূরণ করে।

সাবমেরিন সংক্রমণ সিস্টেম: এটি মহাসাগর জুড়ে হাজার কিলোমিটার দূরত্বে নির্ভরযোগ্য ও স্থিতিশীল সংক্রমণ নিশ্চিত করতে গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করেছে।

মেট্রোপলিটান ডবলিউডিএম নেটওয়ার্ক সংক্রমণ সিস্টেম: এটি মূলত যোগাযোগ লাইনের প্রারম্ভিক প্রান্তে (প্রি-এমপ্লিফায়ার) অথবা শেষ প্রান্তে (বুস্টার) ব্যবহৃত হয় যাতে সংকেতের শক্তি বৃদ্ধি করে যোগাযোগের দূরত্ব বাড়ানো যায়।

অপটিক্যাল ফাইবার সেন্সর: দূরবর্তী স্থানে অপটিক্যাল ফাইবারের তাপমাত্রা, বিকৃতি ইত্যাদি পরিমাপে এটি প্রয়োগ করা হয়।

সিএটিভি এবং পিওএন নেটওয়ার্ক: ইডিএফএগুলি কেবল টেলিভিশন এবং প্যাসিভ অপটিক্যাল নেটওয়ার্ক ইনফ্রাস্ট্রাকচারের মধ্যে অত্যাবশ্যকীয় উপাদান, যা উচ্চ-মানের সিগন্যাল বণ্টন নিশ্চিত করে।

ইডিএফএ প্রযুক্তির সুবিধাসমূহ

অন্যান্য প্রযুক্তির তুলনায়, উচ্চ-কার্যকরী অপটিক্যাল ইডিএফএ-এর নিম্নলিখিত সুবিধাগুলি রয়েছে:

উচ্চ লাভ দক্ষতা: ১০০–২০০ কিলোমিটার ফাইবার দৈর্ঘ্যের দক্ষ পরিসরে ২০–৪০ ডিবি পর্যন্ত লাভ অর্জন করা হয়;

বিস্তৃত ব্যান্ডউইথ: এই যন্ত্রটি সকল ট্রান্সমিশন উইন্ডোর জন্য একসাথে কম্পেনসেশন প্রদান করতে পারে, ফলে সংক্রমণের জন্য বহু তরঙ্গদৈর্ঘ্য চ্যানেল ব্যবহার করা যায়;

নিম্ন ফেজ নয়েজ ফিগার: নিম্ন ফেজ নয়েজ এবং সাধারণ নয়েজ ফিগারগুলি ৪ থেকে ৬ ডিবি পর্যন্ত হয়, যা কোয়ান্টাম সীমিত (৩ ডিবি) এর কাছাকাছি;

বিট রেট স্বাধীনতা: ইডিএফএগুলি কোনও পরিবর্তন ছাড়াই সমস্ত ডেটা রেটকে বর্ধিত করে, যা নেটওয়ার্ক আপগ্রেডের জন্য ভবিষ্যতের জন্য সুরক্ষিত করে।

কম ক্রসটক: এরবিয়াম আয়নগুলির দীর্ঘ আপার-স্টেট লাইফটাইম ডবল ওয়েভলেন্থ ডিভিশন মাল্টিপ্লেক্সিং (ডবল ওয়েভলেন্থ ডিভিশন মাল্টিপ্লেক্সিং) সিস্টেমগুলিতে চ্যানেল-মধ্যস্থ হস্তক্ষেপকে দমন করে।

উপসংহার

এরবিয়াম ডোপড ফাইবার অ্যাম্প্লিফায়ার (ইডিএফএ), অপটিক্যাল অ্যাম্প্লিফায়ারের মূল ধরন, ফাইবার অপটিক্যাল ট্রান্সমিশন নেটওয়ার্কগুলিতে, প্রেরক ও গ্রহণকারী প্রান্তের মধ্যে দীর্ঘ দূরত্বের অপটিক্যাল লিঙ্কে ইনসারশন লস কমানোর জন্য সম্পূর্ণ অপটিক্যাল সিগন্যাল বর্ধনের মাধ্যমে কার্যকরভাবে কাজ করে, যা স্থিতিশীল কার্যকারিতা নিশ্চিত করে। দীর্ঘ পথের ব্যাকবোন নেটওয়ার্ক, সাবমেরিন কেবল সিস্টেম, ডবল ওয়েভলেন্থ ডিভিশন মাল্টিপ্লেক্সিং মেট্রো নেটওয়ার্ক ইত্যাদিতে, এই ইডিএফএ অ্যাপ্লিকেশনগুলি অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করে।

শানডং ওয়ানশুও অপটোইলেকট্রনিক সরঞ্জাম কোং, লিমিটেড একটি পেশাদার অপটিক্যাল ফাইবার অ্যামপ্লিফায়ার উৎপাদনকারী কোম্পানি। আমাদের কোম্পানি সমস্ত অপটিক্যাল কমিউনিকেশন ফাইবার অ্যামপ্লিফায়ারের জন্য সম্পূর্ণ সরবরাহ শৃঙ্খলের একটি ব্যাপক ওয়ান-স্টপ সমাধান প্রদান করে, যার মধ্যে স্বয়ংক্রিয় উৎপাদন লাইন, ধূলিমুক্ত ঘর এবং সূক্ষ্ম পরীক্ষা সরঞ্জামসহ উৎপাদন প্রক্রিয়াগুলি অন্তর্ভুক্ত। আমাদের পণ্যগুলি দীর্ঘ-দূরত্বের ট্রাঙ্কিং, সাবমেরিন যোগাযোগ, মেট্রোপলিটান যোগাযোগ, PON নেটওয়ার্ক, ফাইবার সেন্সিং ইত্যাদি বিভিন্ন ক্ষেত্রে ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়।