নীতি এবং প্রয়োগEDFA এর্বিয়াম-ডোপেড ফাইবার অ্যামপ্লিফায়ার
এর মৌলিক কাঠামোইডিএফএএর্বিয়াম-ডোপেড ফাইবার অ্যামপ্লিফায়ার, যা মূলত একটি সক্রিয় মাধ্যম (ডজন ডজন মিটার লম্বা ডোপেড কোয়ার্টজ ফাইবার, কোর ব্যাস 3-5 মাইক্রন, ডোপিং ঘনত্ব (25-1000)x10-6), পাম্প আলোর উৎস (990 বা 1480nm LD), অপটিক্যাল কাপলার এবং অপটিক্যাল আইসোলেটর দিয়ে গঠিত। এর্বিয়াম ফাইবারে সিগন্যাল লাইট এবং পাম্প লাইট একই দিকে (কো-পাম্পিং), বিপরীত দিকে (রিভার্স পাম্পিং), অথবা উভয় দিকে (দ্বিমুখী পাম্পিং) প্রচার করতে পারে। যখন সিগন্যাল লাইট এবং পাম্প লাইট একই সময়ে এর্বিয়াম ফাইবারে ইনজেক্ট করা হয়, তখন পাম্প লাইটের ক্রিয়ায় এর্বিয়াম আয়ন উচ্চ শক্তি স্তরে (তিন-স্তরের সিস্টেম) উত্তেজিত হয় এবং শীঘ্রই মেটাস্টেবল স্তরে ক্ষয়প্রাপ্ত হয়। যখন এটি ঘটনা সংকেত আলোর ক্রিয়ায় স্থল অবস্থায় ফিরে আসে, তখন সিগন্যাল আলোর সাথে সম্পর্কিত ফোটন নির্গত হয়, যার ফলে সংকেতটি প্রশস্ত হয়। এর অ্যামপ্লিফাইড স্বতঃস্ফূর্ত নির্গমন (ASE) বর্ণালীর ব্যান্ডউইথ বৃহৎ (২০-৪০ ন্যানোমিটার পর্যন্ত) এবং এর দুটি সর্বোচ্চ স্তর যথাক্রমে ১৫৩০ ন্যানোমিটার এবং ১৫৫০ ন্যানোমিটার।
এর প্রধান সুবিধাEDFA অ্যামপ্লিফায়ারউচ্চ লাভ, বৃহৎ ব্যান্ডউইথ, উচ্চ আউটপুট শক্তি, উচ্চ পাম্পিং দক্ষতা, কম সন্নিবেশ ক্ষতি এবং মেরুকরণ অবস্থার প্রতি সংবেদনশীলতা।
এর্বিয়াম-ডোপড ফাইবার অ্যামপ্লিফায়ারের কাজের নীতি
এর্বিয়াম-ডোপড ফাইবার অ্যামপ্লিফায়ার（EDFA অপটিক্যাল অ্যামপ্লিফায়ার） মূলত একটি এর্বিয়াম-ডোপড ফাইবার (প্রায় 10-30 মিটার দৈর্ঘ্য) এবং একটি পাম্প আলোর উৎস দিয়ে গঠিত। কার্যকারী নীতি হল এর্বিয়াম-ডোপড ফাইবার পাম্প করা আলোর উৎসের (তরঙ্গদৈর্ঘ্য 980nm বা 1480nm) ক্রিয়ায় উদ্দীপিত বিকিরণ উৎপন্ন করে এবং ইনপুট আলোর সংকেতের পরিবর্তনের সাথে বিকিরণিত আলো পরিবর্তিত হয়, যা ইনপুট আলোর সংকেতকে প্রশস্ত করার সমতুল্য। ফলাফলগুলি দেখায় যে এর্বিয়াম-ডোপড ফাইবার অ্যামপ্লিফায়ারের লাভ সাধারণত 15-40db হয় এবং রিলে দূরত্ব 100 কিলোমিটারেরও বেশি বাড়ানো যেতে পারে। তাই, লোকেরা জিজ্ঞাসা না করে থাকতে পারে না: বিজ্ঞানীরা আলোক তরঙ্গের তীব্রতা বাড়ানোর জন্য ফাইবার অ্যামপ্লিফায়ারে ডোপড এর্বিয়াম ব্যবহার করার কথা কেন ভেবেছিলেন? আমরা জানি যে এর্বিয়াম একটি বিরল পৃথিবী উপাদান, এবং বিরল পৃথিবী উপাদানগুলির নিজস্ব বিশেষ কাঠামোগত বৈশিষ্ট্য রয়েছে। অপটিক্যাল ডিভাইসগুলির কর্মক্ষমতা উন্নত করার জন্য অপটিক্যাল ডিভাইসগুলিতে বিরল পৃথিবী উপাদানগুলির ডোপিং দীর্ঘকাল ধরে ব্যবহৃত হয়ে আসছে, তাই এটি কোনও দুর্ঘটনাজনিত কারণ নয়। উপরন্তু, পাম্প আলোর উৎসের তরঙ্গদৈর্ঘ্য কেন 980nm বা 1480nm বেছে নেওয়া হয়? প্রকৃতপক্ষে, পাম্প আলোর উৎসের তরঙ্গদৈর্ঘ্য 520nm, 650nm, 980nm এবং 1480nm হতে পারে, কিন্তু অনুশীলন প্রমাণ করেছে যে 1480nm পাম্প আলোর উৎস লেজারের দক্ষতার তরঙ্গদৈর্ঘ্য সবচেয়ে বেশি, তারপরে 980nm পাম্প আলোর উৎসের তরঙ্গদৈর্ঘ্য।
ভৌত গঠন
এর্বিয়াম-ডোপড ফাইবার অ্যামপ্লিফায়ারের মৌলিক কাঠামো (EDFA অপটিক্যাল অ্যামপ্লিফায়ার)। ইনপুট প্রান্ত এবং আউটপুট প্রান্তে একটি আইসোলেটর থাকে, যার উদ্দেশ্য হল অপটিক্যাল সিগন্যালকে একমুখী ট্রান্সমিশন করা। পাম্প এক্সাইটারের তরঙ্গদৈর্ঘ্য 980nm বা 1480nm এবং এটি শক্তি সরবরাহ করতে ব্যবহৃত হয়। কাপলারের কাজ হল ইনপুট অপটিক্যাল সিগন্যাল এবং পাম্প লাইটকে এর্বিয়াম-ডোপড ফাইবারের সাথে সংযুক্ত করা এবং এর্বিয়াম-ডোপড ফাইবারের ক্রিয়া দ্বারা পাম্প লাইটের শক্তি ইনপুট অপটিক্যাল সিগন্যালে স্থানান্তর করা, যাতে ইনপুট অপটিক্যাল সিগন্যালের শক্তি পরিবর্ধন করা যায়। উচ্চ আউটপুট অপটিক্যাল শক্তি এবং কম শব্দ সূচক পাওয়ার জন্য, অনুশীলনে ব্যবহৃত এর্বিয়াম-ডোপড ফাইবার অ্যামপ্লিফায়ার একে অপরকে বিচ্ছিন্ন করার জন্য মাঝখানে আইসোলেটর সহ দুই বা ততোধিক পাম্প উৎসের কাঠামো গ্রহণ করে। একটি প্রশস্ত এবং সমতল লাভ বক্ররেখা পেতে, একটি লাভ সমতলকরণ ফিল্টার যোগ করা হয়।
EDFA পাঁচটি প্রধান অংশ নিয়ে গঠিত: এর্বিয়াম-ডোপেড ফাইবার (EDF), অপটিক্যাল কাপলার (WDM), অপটিক্যাল আইসোলেটর (ISO), অপটিক্যাল ফিল্টার এবং পাম্পিং সাপ্লাই। সাধারণত ব্যবহৃত পাম্প উৎসগুলির মধ্যে রয়েছে 980nm এবং 1480nm, এবং এই দুটি পাম্প উৎসের পাম্পিং দক্ষতা বেশি এবং বেশি ব্যবহৃত হয়। 980nm পাম্প আলোর উৎসের শব্দ সহগ কম; 1480nm পাম্প আলোর উৎসের পাম্পিং দক্ষতা বেশি এবং এটি বৃহত্তর আউটপুট শক্তি (980nm পাম্প আলোর উৎসের চেয়ে প্রায় 3dB বেশি) পেতে পারে।
সুবিধা
১. অপারেটিং তরঙ্গদৈর্ঘ্য একক-মোড ফাইবারের ন্যূনতম অ্যাটেনুয়েশন উইন্ডোর সাথে সামঞ্জস্যপূর্ণ।
2. উচ্চ সংযোগ দক্ষতা। যেহেতু এটি একটি ফাইবার পরিবর্ধক, তাই ট্রান্সমিশন ফাইবারের সাথে সংযোগ স্থাপন করা সহজ।
৩. উচ্চ শক্তি রূপান্তর দক্ষতা। EDF এর মূল অংশ ট্রান্সমিশন ফাইবারের তুলনায় ছোট, এবং সিগন্যাল লাইট এবং পাম্প লাইট EDF তে একই সাথে প্রেরণ করা হয়, তাই অপটিক্যাল ক্ষমতা খুব ঘনীভূত হয়। এটি আলো এবং লাভ মাধ্যম Er আয়নের মধ্যে মিথস্ক্রিয়াকে খুব পূর্ণ করে তোলে, এর্বিয়াম-ডোপড ফাইবারের উপযুক্ত দৈর্ঘ্যের সাথে মিলিত হয়, তাই আলোক শক্তির রূপান্তর দক্ষতা বেশি।
৪. উচ্চ লাভ, কম শব্দ সূচক, বড় আউটপুট শক্তি, চ্যানেলগুলির মধ্যে কম ক্রসটক।
৫. স্থিতিশীল লাভের বৈশিষ্ট্য: EDFA তাপমাত্রার প্রতি সংবেদনশীল নয়, এবং লাভের সাথে মেরুকরণের খুব কম সম্পর্ক রয়েছে।
৬. লাভ বৈশিষ্ট্যটি সিস্টেম বিট রেট এবং ডেটা ফর্ম্যাটের উপর নির্ভর করে না।
ত্রুটি
১. নন-লিনিয়ার এফেক্ট: EDFA ফাইবারে ইনজেক্ট করা অপটিক্যাল পাওয়ার বাড়িয়ে অপটিক্যাল পাওয়ারকে বাড়িয়ে তোলে, তবে যত বড় হবে তত ভালো। যখন অপটিক্যাল পাওয়ার একটি নির্দিষ্ট পরিমাণে বাড়ানো হবে, তখন অপটিক্যাল ফাইবারের নন-লিনিয়ার এফেক্ট তৈরি হবে। অতএব, অপটিক্যাল ফাইবার অ্যামপ্লিফায়ার ব্যবহার করার সময়, একক-চ্যানেল ইনকামিং ফাইবার অপটিক্যাল পাওয়ার নিয়ন্ত্রণের মূল্যের দিকে মনোযোগ দেওয়া উচিত।
2. লাভ তরঙ্গদৈর্ঘ্যের পরিসর স্থির: C-ব্যান্ড EDFA-এর কার্যকরী তরঙ্গদৈর্ঘ্যের পরিসর হল 1530nm~1561nm; L-ব্যান্ড EDFA-এর কার্যকরী তরঙ্গদৈর্ঘ্যের পরিসর হল 1565nm~1625nm।
৩. অসম গেইন ব্যান্ডউইথ: EDFA এর্বিয়াম-ডোপেড ফাইবার অ্যামপ্লিফায়ারের গেইন ব্যান্ডউইথ অনেক প্রশস্ত, কিন্তু EDF এর গেইন স্পেকট্রাম নিজেই সমতল নয়। WDM সিস্টেমে গেইন সমতল করার জন্য গেইন ফ্ল্যাটেটিং ফিল্টার গ্রহণ করতে হবে।
৪. আলোর ঢেউয়ের সমস্যা: যখন আলোর পথ স্বাভাবিক থাকে, তখন পাম্প আলো দ্বারা উত্তেজিত এর্বিয়াম আয়নগুলি সিগন্যাল আলো দ্বারা বহন করা হয়, এইভাবে সিগন্যাল আলোর পরিবর্ধন সম্পন্ন হয়। যদি ইনপুট আলোটি কেটে ফেলা হয়, কারণ মেটাস্টেবল এর্বিয়াম আয়নগুলি জমা হতে থাকে, সিগন্যাল আলোর ইনপুট পুনরুদ্ধার করার পরে, শক্তি লাফিয়ে উঠবে, যার ফলে আলোর ঢেউ হবে।
৫. অপটিক্যাল সার্জের সমাধান হল EDFA-তে অটোমেটিক অপটিক্যাল পাওয়ার রিডাকশন (APR) বা অটোমেটিক অপটিক্যাল পাওয়ার অফ (APSD) ফাংশন উপলব্ধি করা, অর্থাৎ, ইনপুট লাইট না থাকলে EDFA স্বয়ংক্রিয়ভাবে পাওয়ার কমিয়ে দেয় বা স্বয়ংক্রিয়ভাবে পাওয়ার বন্ধ করে দেয়, যার ফলে সার্জের ঘটনাটি দমন করা হয়।
অ্যাপ্লিকেশন মোড
১. বুস্টার তরঙ্গের পরে একাধিক তরঙ্গদৈর্ঘ্য সংকেতের শক্তি বৃদ্ধি করতে এবং তারপর সেগুলি প্রেরণ করতে বুস্টার অ্যামপ্লিফায়ার ব্যবহার করা হয়। যেহেতু বুস্টার তরঙ্গের পরে সংকেত শক্তি সাধারণত বড় হয়, তাই পাওয়ার অ্যামপ্লিফায়ারের শব্দ সূচক এবং লাভ খুব বেশি হয় না। তুলনামূলকভাবে বড় আউটপুট শক্তি থাকে।
২. পাওয়ার অ্যামপ্লিফায়ারের পরে লাইন-অ্যামপ্লিফায়ার ব্যবহার করা হয় পর্যায়ক্রমে লাইন ট্রান্সমিশন ক্ষতি পূরণের জন্য, সাধারণত তুলনামূলকভাবে কম শব্দ সূচক এবং একটি বড় আউটপুট অপটিক্যাল পাওয়ারের প্রয়োজন হয়।
৩. প্রি-অ্যামপ্লিফায়ার: স্প্লিটারের আগে এবং লাইন অ্যামপ্লিফায়ারের পরে, এটি সিগন্যালকে প্রশস্ত করতে এবং রিসিভারের সংবেদনশীলতা উন্নত করতে ব্যবহৃত হয় (যদি অপটিক্যাল সিগন্যাল-টু-নয়েজ রেশিও (OSNR) প্রয়োজনীয়তা পূরণ করে, তবে বৃহত্তর ইনপুট পাওয়ার রিসিভারের শব্দ দমন করতে পারে এবং গ্রহণকারী সংবেদনশীলতা উন্নত করতে পারে), এবং শব্দ সূচক খুব ছোট। আউটপুট পাওয়ারের জন্য কোনও বড় প্রয়োজনীয়তা নেই।
পোস্টের সময়: মার্চ-১৭-২০২৫