উচ্চ-গতির সুসংগত যোগাযোগ কমপ্যাক্ট সিলিকন-ভিত্তিক অপটেলেক্ট্রোনিক আইকিউ মডুলেটর জন্য

কমপ্যাক্ট সিলিকন-ভিত্তিক অপটোলেক্ট্রোনিকআইকিউ মডুলেটরউচ্চ-গতির সুসংগত যোগাযোগের জন্য
উচ্চতর ডেটা সংক্রমণ হার এবং ডেটা সেন্টারগুলিতে আরও শক্তি-দক্ষ ট্রান্সসিভারগুলির ক্রমবর্ধমান চাহিদা কমপ্যাক্ট উচ্চ-পারফরম্যান্সের বিকাশকে চালিত করেছেঅপটিক্যাল মডিউলার। সিলিকন ভিত্তিক অপটোলেক্ট্রোনিক টেকনোলজি (এসআইপিএইচ) একটি একক চিপে বিভিন্ন ফোটোনিক উপাদানগুলিকে সংহত করার জন্য একটি প্রতিশ্রুতিবদ্ধ প্ল্যাটফর্ম হয়ে উঠেছে, কমপ্যাক্ট এবং ব্যয়বহুল সমাধানগুলি সক্ষম করে। এই নিবন্ধটি জিইএসআই ইএএমএসের উপর ভিত্তি করে একটি উপন্যাস ক্যারিয়ারকে দমন করা সিলিকন আইকিউ মডুলেটরটি অন্বেষণ করবে, যা 75 গিগাবাউড পর্যন্ত একটি ফ্রিকোয়েন্সিতে কাজ করতে পারে।
ডিভাইস ডিজাইন এবং বৈশিষ্ট্য
প্রস্তাবিত আইকিউ মডুলেটর চিত্র 1 (ক) এ দেখানো হিসাবে একটি কমপ্যাক্ট তিনটি বাহু কাঠামো গ্রহণ করে। একটি প্রতিসম কনফিগারেশন অবলম্বন করে তিনটি জিইএসআই ইএএম এবং তিনটি থার্মো অপটিক্যাল ফেজ শিফটার নিয়ে গঠিত। ইনপুট আলো একটি গ্রেটিং কাপলারের (জিসি) এর মাধ্যমে চিপের সাথে মিলিত হয় এবং সমানভাবে 1 × 3 মাল্টিমোড ইন্টারফেরোমিটার (এমএমআই) এর মাধ্যমে তিনটি পথে বিভক্ত হয়। মডুলেটর এবং ফেজ শিফটারের মধ্য দিয়ে যাওয়ার পরে, আলোটি আরও 1 × 3 এমএমআই দ্বারা পুনরায় সংযুক্ত করা হয় এবং তারপরে একটি একক-মোড ফাইবার (এসএসএমএফ) এর সাথে মিলিত হয়।

চিত্র 1: (ক) আইকিউ মডুলেটরের মাইক্রোস্কোপিক চিত্র; (খ) - (ডি) ইও এস 21, বিলুপ্তির অনুপাত বর্ণালী এবং একটি একক গেসি ইএএম এর সংক্রমণ; (ঙ) আইকিউ মডুলেটরের স্কিম্যাটিক ডায়াগ্রাম এবং ফেজ শিফটারের সাথে সম্পর্কিত অপটিক্যাল পর্ব; (চ) জটিল বিমানে ক্যারিয়ার দমন প্রতিনিধিত্ব। চিত্র 1 (খ) হিসাবে দেখানো হয়েছে, জিইএসআই ইএএম এর বিস্তৃত বৈদ্যুতিন-অপটিক ব্যান্ডউইথ রয়েছে। চিত্র 1 (খ) একটি 67 গিগাহার্টজ অপটিক্যাল উপাদান বিশ্লেষক (এলসিএ) ব্যবহার করে একটি একক জিইএসআই ইএএম পরীক্ষার কাঠামোর এস 21 প্যারামিটার পরিমাপ করেছে। চিত্র 1 (সি) এবং 1 (ডি) যথাক্রমে বিভিন্ন ডিসি ভোল্টেজগুলিতে স্থির বিলুপ্তির অনুপাত (ইআর) বর্ণালী এবং 1555 ন্যানোমিটারের তরঙ্গদৈর্ঘ্যে সংক্রমণ চিত্রিত করে।
চিত্র 1 (ই) তে দেখানো হয়েছে, এই নকশার মূল বৈশিষ্ট্যটি হ'ল মাঝের বাহুতে সংহত ফেজ শিফটারটি সামঞ্জস্য করে অপটিক্যাল ক্যারিয়ারকে দমন করার ক্ষমতা। উপরের এবং নীচের বাহুগুলির মধ্যে পর্বের পার্থক্যটি π/2, জটিল টিউনিংয়ের জন্য ব্যবহৃত হয়, অন্যদিকে মাঝের বাহুর মধ্যে পর্বের পার্থক্য -3 π/4 হয়। এই কনফিগারেশনটি চিত্র 1 (এফ) এর জটিল সমতলে প্রদর্শিত হিসাবে ক্যারিয়ারে ধ্বংসাত্মক হস্তক্ষেপের অনুমতি দেয়।
পরীক্ষামূলক সেটআপ এবং ফলাফল
উচ্চ-গতির পরীক্ষামূলক সেটআপ চিত্র 2 (ক) এ দেখানো হয়েছে। একটি স্বেচ্ছাসেবী তরঙ্গরূপ জেনারেটর (কীসাইট এম 8194 এ) সিগন্যাল উত্স হিসাবে ব্যবহৃত হয় এবং দুটি 60 গিগাহার্টজ ফেজ ম্যাচড আরএফ এমপ্লিফায়ারগুলি (সংহত পক্ষপাত টিজ সহ) মডিউলার ড্রাইভার হিসাবে ব্যবহৃত হয়। গেসি ইএএম এর পক্ষপাত ভোল্টেজ -২.৫ ভি, এবং আই এবং কিউ চ্যানেলগুলির মধ্যে বৈদ্যুতিক পর্বের অমিলকে হ্রাস করতে একটি ফেজ ম্যাচ করা আরএফ কেবল ব্যবহার করা হয়।
চিত্র 2: (ক) উচ্চ গতির পরীক্ষামূলক সেটআপ, (খ) 70 গিগাবাইটে ক্যারিয়ার দমন, (গ) ত্রুটি হার এবং ডেটা রেট, (ঘ) 70 গাবাডে নক্ষত্রমণ্ডল। 100 কেএইচজেডের লাইনউইথ, 1555 এনএম এর তরঙ্গদৈর্ঘ্য এবং অপটিক্যাল ক্যারিয়ার হিসাবে 12 ডিবিএমের পাওয়ার সহ একটি বাণিজ্যিক বাহ্যিক গহ্বর লেজার (ইসিএল) ব্যবহার করুন। মড্যুলেশনের পরে, অপটিক্যাল সিগন্যালটি একটি ব্যবহার করে প্রশস্ত করা হয়এরবিয়াম-ডোপড ফাইবার পরিবর্ধক(ইডিএফএ) অন-চিপ কাপলিং লোকসান এবং মডুলেটর সন্নিবেশ ক্ষতির জন্য ক্ষতিপূরণ দিতে।
প্রাপ্তির শেষে, একটি অপটিক্যাল স্পেকট্রাম অ্যানালাইজার (ওএসএ) সিগন্যাল স্পেকট্রাম এবং ক্যারিয়ার দমনকে পর্যবেক্ষণ করে, যেমন চিত্র 2 (খ) এ 70 গাবাড সিগন্যালের জন্য দেখানো হয়েছে। সিগন্যালগুলি পেতে দ্বৈত মেরুকরণ সুসংগত রিসিভার ব্যবহার করুন, যা 90 ডিগ্রি অপটিক্যাল মিক্সার এবং চারটি নিয়ে গঠিত40 গিগাহার্টজ ভারসাম্যযুক্ত ফটোডিয়োড, এবং একটি 33 গিগাহার্টজ, 80 জিএসএ/এস রিয়েল-টাইম অসিলোস্কোপ (আরটিও) (কীসাইট ডিএসওজেড 634 এ) এর সাথে সংযুক্ত। 100 কেজি হার্জের লাইনউইথ সহ দ্বিতীয় ইসিএল উত্সটি স্থানীয় দোলক (এলও) হিসাবে ব্যবহৃত হয়। একক মেরুকরণের শর্তে ট্রান্সমিটার অপারেটিংয়ের কারণে, এনালগ-টু-ডিজিটাল রূপান্তর (এডিসি) এর জন্য কেবল দুটি বৈদ্যুতিন চ্যানেল ব্যবহৃত হয়। ডেটা আরটিওতে রেকর্ড করা হয় এবং একটি অফলাইন ডিজিটাল সিগন্যাল প্রসেসর (ডিএসপি) ব্যবহার করে প্রক্রিয়াজাত করা হয়।
চিত্র 2 (সি) -তে দেখানো হয়েছে, আইকিউ মডুলেটরটি 40 গিগাবাদ থেকে 75 গিগাবৌদ পর্যন্ত কিউপিএসকে মড্যুলেশন ফর্ম্যাট ব্যবহার করে পরীক্ষা করা হয়েছিল। ফলাফলগুলি ইঙ্গিত দেয় যে 7% হার্ড সিদ্ধান্তের অধীনে ত্রুটি সংশোধন (এইচডি-এফইসি) শর্তগুলির অধীনে, হারটি 140 জিবি/সেকেন্ডে পৌঁছতে পারে; 20% নরম সিদ্ধান্ত ফরোয়ার্ড ত্রুটি সংশোধন (এসডি-এফইসি) এর শর্তে, গতি 150 জিবি/সেকেন্ডে পৌঁছতে পারে। 70 গিগাবাইটে নক্ষত্রমণ্ডল চিত্রটি চিত্র 2 (ডি) এ দেখানো হয়েছে। ফলাফলটি 33 গিগাহার্টজ অসিলোস্কোপ ব্যান্ডউইথের দ্বারা সীমাবদ্ধ, যা প্রায় 66 গাবাডের সিগন্যাল ব্যান্ডউইথের সমতুল্য।

চিত্র 2 (খ) হিসাবে দেখানো হয়েছে, তিনটি বাহু কাঠামো 30 ডিবি ছাড়িয়ে একটি ফাঁকা হারের সাথে অপটিক্যাল ক্যারিয়ারকে কার্যকরভাবে দমন করতে পারে। এই কাঠামোটি ক্যারিয়ারের সম্পূর্ণ দমন প্রয়োজন হয় না এবং ক্রেমার ক্রোনিগ (কেকে) রিসিভারগুলির মতো সংকেতগুলি পুনরুদ্ধার করতে ক্যারিয়ার টোনগুলির প্রয়োজন এমন রিসিভারগুলিতেও ব্যবহার করা যেতে পারে। সাইডব্যান্ড অনুপাত (সিএসআর) থেকে কাঙ্ক্ষিত ক্যারিয়ার অর্জনের জন্য ক্যারিয়ারটি কেন্দ্রীয় বাহু ফেজ শিফটারের মাধ্যমে সামঞ্জস্য করা যেতে পারে।
সুবিধা এবং অ্যাপ্লিকেশন
Traditional তিহ্যবাহী মাচ জেহেন্ডার মডুলারগুলির সাথে তুলনা (এমজেডএম মডিউলার) এবং অন্যান্য সিলিকন-ভিত্তিক অপটোলেক্ট্রোনিক আইকিউ মডুলেটর, প্রস্তাবিত সিলিকন আইকিউ মডুলেটরটির একাধিক সুবিধা রয়েছে। প্রথমত, এটি আকারে কমপ্যাক্ট, আইকিউ মডুলেটরগুলির চেয়ে 10 গুণ বেশি ছোটমাচ জেহেন্ডার মডুলেটর(বন্ডিং প্যাডগুলি বাদ দিয়ে), এইভাবে ইন্টিগ্রেশন ঘনত্ব বৃদ্ধি করে এবং চিপ অঞ্চল হ্রাস করে। দ্বিতীয়ত, স্ট্যাকড ইলেক্ট্রোড ডিজাইনের জন্য টার্মিনাল প্রতিরোধকগুলির ব্যবহারের প্রয়োজন হয় না, যার ফলে বিট প্রতি ডিভাইস ক্যাপাসিট্যান্স এবং শক্তি হ্রাস করে। তৃতীয়ত, ক্যারিয়ার দমন ক্ষমতা সংক্রমণ শক্তি হ্রাসকে সর্বাধিক করে তোলে, আরও শক্তির দক্ষতা উন্নত করে।
এছাড়াও, জিইএসআই ইএএম এর অপটিক্যাল ব্যান্ডউইথটি খুব প্রশস্ত (30 ন্যানোমিটারেরও বেশি), মাইক্রোওয়েভ মডুলেটরগুলির (এমআরএমএস) এর অনুরণনকে স্থিতিশীল ও সিঙ্ক্রোনাইজ করার জন্য মাল্টি-চ্যানেল প্রতিক্রিয়া নিয়ন্ত্রণ সার্কিট এবং প্রসেসরের প্রয়োজনীয়তা দূর করে, যার ফলে নকশাটিকে সরল করে তোলে।
এই কমপ্যাক্ট এবং দক্ষ আইকিউ মডুলেটর পরবর্তী প্রজন্মের, উচ্চ চ্যানেল গণনা এবং ডেটা সেন্টারে ছোট সুসংগত ট্রান্সসিভারগুলির জন্য অত্যন্ত উপযুক্ত, উচ্চতর ক্ষমতা এবং আরও শক্তি-দক্ষ অপটিক্যাল যোগাযোগ সক্ষম করে।
ক্যারিয়ারটি দমন করা সিলিকন আইকিউ মডুলেটরটি 20% এসডি-এফইসি শর্তের অধীনে 150 গিগাবাইট/সেকেন্ডের ডেটা সংক্রমণ হার সহ দুর্দান্ত পারফরম্যান্স প্রদর্শন করে। জিইএসআই ইমের উপর ভিত্তি করে এর কমপ্যাক্ট 3-আর্ম কাঠামোর পদচিহ্ন, শক্তি দক্ষতা এবং নকশা সরলতার ক্ষেত্রে উল্লেখযোগ্য সুবিধা রয়েছে। এই মডুলেটরটিতে অপটিক্যাল ক্যারিয়ারকে দমন বা সামঞ্জস্য করার ক্ষমতা রয়েছে এবং এটি মাল্টি লাইন কমপ্যাক্ট সুসংগত ট্রান্সসিভারগুলির জন্য সুসংগত সনাক্তকরণ এবং ক্র্যামার ক্রোনিগ (কে কে) সনাক্তকরণ স্কিমগুলির সাথে সংহত করা যেতে পারে। প্রদর্শিত কৃতিত্বগুলি ডেটা সেন্টার এবং অন্যান্য ক্ষেত্রে উচ্চ-ক্ষমতার ডেটা যোগাযোগের ক্রমবর্ধমান চাহিদা মেটাতে অত্যন্ত সংহত এবং দক্ষ অপটিক্যাল ট্রান্সসিভারগুলির উপলব্ধি চালায়।