সুসংগত ট্রান্সসিভারের উন্নত প্রযুক্তি প্রয়োজন

 

সুসংগত ট্রান্সসিভারগুলি প্রশস্ততা, ফেজ এবং পোলারাইজেশন মডুলেশন ব্যবহার করে ডেটা এনকোড করে, যার জন্য প্রয়োজন অত্যাধুনিক ডিজিটাল সিগন্যাল প্রসেসর এবং ফটোনিক ইন্টিগ্রেশন। এই ডিভাইসগুলি শত শত কিলোমিটার জুড়ে সংকেত অখণ্ডতা বজায় রেখে 100G থেকে 1.6T পর্যন্ত ডেটা হার অর্জন করে।

প্রযুক্তিটি তিনটি মৌলিক উদ্ভাবনকে একত্রিত করেছে: 7nm প্রক্রিয়া নোডের উপর নির্মিত বিশেষায়িত ডিএসপি চিপ যা প্রায় 50% ট্রান্সসিভার পাওয়ার ব্যবহার করে, উন্নত মডুলেশন স্কিম যেমন 16-QAM এবং 64-QAM যা প্রতি প্রতীকে একাধিক বিট এনকোড করে, এবং সিলিকন ফোটোনিক্স প্ল্যাটফর্ম যা CMOS-এর সাথে সামঞ্জস্যপূর্ণ স্কেলকে সংহত করে।

 

 

কেন ডিজিটাল সিগন্যাল প্রসেসিং সুসংবদ্ধ কর্মক্ষমতা সংজ্ঞায়িত করে

 

ডিএসপি চিপ সুসংগত ট্রান্সমিশন সিস্টেমের ইলেকট্রনিক কোর হিসাবে কাজ করে। 7nm প্রক্রিয়া জ্যামিতিতে, এই প্রসেসরগুলি অ্যানালগ-থেকে-ডিজিটাল রূপান্তর, 50,000 ps/nm-এর বেশি ক্রোম্যাটিক বিচ্ছুরণ ক্ষতিপূরণ, মেরুকরণ মোড বিচ্ছুরণ প্রশমন, এবং ফরোয়ার্ড ত্রুটি সংশোধন-সবই পরিচালনা করে যখন plugg0 ফ্যাক্টর নীচে পাওয়ার ডিসিপেশন ফর্ম বজায় রাখে।

আধুনিক ডিএসপিগুলি সম্ভাব্য নক্ষত্রপুঞ্জের আকৃতি প্রয়োগ করে, এমন একটি কৌশল যা মডুলেশন প্রতীক জুড়ে পাওয়ার বিতরণকে অনুকূল করে। একটি 16-QAM নক্ষত্রমণ্ডলে সমস্ত 16 পয়েন্ট সমানভাবে ব্যবহার করার পরিবর্তে, PCS কম-শক্তির অভ্যন্তরীণ নক্ষত্রমণ্ডলকে আরও ঘন ঘন করার পক্ষে। এই পদ্ধতিটি চিহ্নের হার বৃদ্ধি না করে বা অতিরিক্ত পরিবর্ধনের প্রয়োজন ছাড়াই ট্রান্সমিশন পৌঁছানোর 20-30% প্রসারিত করে।

কম্পিউটেশনাল তীব্রতা ব্যাখ্যা করে কেন ডিএসপি অগ্রগতি সুসংগত বিবর্তন চালায়। 16nm থেকে 7nm প্রসেস নোডের দিকে যাওয়ার ফলে উচ্চ বড রেট সক্ষম করার সময় 75% এর বেশি শক্তি খরচ কমেছে। Marvell-এর মতো কোম্পানিগুলি তাদের Canopus আর্কিটেকচারের মাধ্যমে এটি অর্জন করেছে, 2019 সালের শেষের দিকে নমুনা তৈরি করে এবং প্রথম মার্চেন্ট 400G ZR মডিউলগুলিকে সক্ষম করে। চিপটি 100G, 200G, 300G, এবং 400G-এ মাল্টি-রেট অপারেশন সমর্থন করে, সফ্টওয়্যার সহ{13}}বিভিন্ন পৌঁছানোর প্রয়োজনীয়তার জন্য নির্বাচনযোগ্য মোড।

প্রসেসিং আর্কিটেকচার নোডের আকারের মতোই গুরুত্বপূর্ণ। ডিএসপি-তে স্বতন্ত্র ব্লক রয়েছে: সিরিয়ালাইজার-ডিসারিয়ালাইজার সার্কিট যা সমান্তরাল ডেটাকে চারটি সুসংগত চ্যানেলে রূপান্তর করে, প্রকৃত সংকেত প্রক্রিয়াকরণ ইউনিট যা তথ্যকে আলোক বৈশিষ্ট্যে এনকোড করে এবং ডিকোড করে, ইথারনেট এবং ওটিএন প্রোটোকলের জন্য ফ্রেমিং ইঞ্জিন, এবং অভিযোজিত ইকুয়ালাইজার যা ফাইবারে ক্ষতিপূরণ দেয়{2}। প্রতিটি ব্লকের জন্য বিশেষ বুদ্ধিবৃত্তিক সম্পত্তির প্রয়োজন, যে কারণে নকিয়া, ইনফিনেরা এবং সিসকোর মতো উল্লম্বভাবে সমন্বিত বিক্রেতারা অভ্যন্তরীণভাবে ডিএসপি ডিজাইনের ক্ষমতা বজায় রাখে।

শক্তি দক্ষতা গুরুত্বপূর্ণ সীমাবদ্ধতা অবশেষ। DSPs মোট ট্রান্সসিভার পাওয়ারের প্রায় অর্ধেক ব্যবহার করে, QSFP-DD এবং OSFP-এর মতো কম্প্যাক্ট ফর্ম ফ্যাক্টরগুলিতে তাপ ব্যবস্থাপনা সর্বোত্তম হয়ে ওঠে। এই মডিউলগুলির জন্য 15W পাওয়ার বাজেট অপটিক্যাল উপাদান এবং ড্রাইভারগুলির জন্য অ্যাকাউন্টিং করার পরে DSP অপারেশনের জন্য শুধুমাত্র 5-7W ছেড়ে যায়। এই সীমাবদ্ধতা শিল্পকে 800G অ্যাপ্লিকেশনের জন্য 5nm প্রক্রিয়া নোডের দিকে ঠেলে দেয়, যেখানে মার্ভেলের ওরিয়ন ডিএসপি প্রতি বিট থেকে আরও কম শক্তি লক্ষ্য করে।

 

উন্নত মডুলেশন স্কিম বর্ণালী দক্ষতা সক্ষম করে

 

সুসংগত ট্রান্সসিভারগুলি তথ্যের ঘনত্ব এনকোড করার জন্য চতুর্ভুজ প্রশস্ততা মড্যুলেশন লাভ করে। 16-QAM বিন্যাসে, প্রতিটি চিহ্ন প্রশস্ততা এবং ফেজ অবস্থার সমন্বয়ের মাধ্যমে চারটি বিটকে উপস্থাপন করে। একটি দ্বৈত-মেরুকরণ বাস্তবায়ন কার্যকরভাবে এই ক্ষমতাকে দ্বিগুণ করে, 90 ডিগ্রি দ্বারা পৃথক করা অর্থোগোনাল মেরুকরণ মোড জুড়ে প্রতি প্রতীক প্রতি আট বিট প্রেরণ করে।

মড্যুলেশন অর্ডার ডাটা রেট এবং অপটিক্যাল সিগন্যাল-থেকে-শব্দ অনুপাতের প্রয়োজনীয়তার মধ্যে সরাসরি ব্যবসা করে। QPSK মড্যুলেশন, প্রতি প্রতীকে দুটি বিট এনকোডিং, OSNR কম 12-14 dB সহ্য করে এবং 100G হারে 4,000 কিলোমিটারের বেশি ট্রান্সমিশন দূরত্ব সক্ষম করে। 400G-তে 16-QAM চতুর্গুণ থ্রুপুট-এ ধাপে ধাপে কিন্তু 22 dB-এর উপরে OSNR প্রয়োজন, ফাইবারের মানের উপর নির্ভর করে আনুমানিক 1,000-1,500 কিমি পর্যন্ত নাগাল সীমাবদ্ধ করে। 64-QAM-এর মতো উচ্চতর অর্ডারগুলি একক তরঙ্গদৈর্ঘ্যের মধ্যে ডেটা রেটকে 600G-তে ঠেলে দেয়, কিন্তু 28 dB-এর বেশি OSNR প্রয়োজনীয়তার কারণে কার্যকর পরিসীমা 200 কিলোমিটারের নিচে নেমে যায়।

মডুলেশন জটিলতা এবং পৌঁছানোর মধ্যে এই সম্পর্ক নেটওয়ার্ক স্থাপনার কৌশলগুলিকে আকার দেয়। 80-120 কিমি বিস্তৃত ডেটা সেন্টার ইন্টারকানেক্টগুলি সাধারণত 400ZR স্ট্যান্ডার্ডের অধীনে 400G অ্যাপ্লিকেশনের জন্য 16-QAM ব্যবহার করে। 300-500 কিমি প্রসারিত মেট্রো নেটওয়ার্ক ক্ষমতা এবং দূরত্বের ভারসাম্য রাখতে 8-QAM নির্বাচন করতে পারে। সাগর পাড়ি দিয়ে দূর-দূরান্তের সাবমেরিন তারগুলি সাধারণত সর্বোচ্চ স্থিতিস্থাপকতার জন্য QPSK-এ ফিরে যায়, বহু-হাজার-কিলোমিটার স্প্যানের বিনিময়ে প্রতি-তরঙ্গদৈর্ঘ্যের কম ক্ষমতা গ্রহণ করে।

পোলারাইজেশন মাল্টিপ্লেক্সিং অনুভূমিক এবং উল্লম্ব মেরুকরণকে স্বাধীন ডেটা চ্যানেল হিসাবে বিবেচনা করে কার্যকর ব্যান্ডউইথকে দ্বিগুণ করে। রিসিভারের ডিএসপিকে অবশ্যই এই মেরুকরণগুলিকে ডিমাল্টিপ্লেক্স করতে হবে এবং মেরুকরণ মোড বিচ্ছুরণের জন্য ক্ষতিপূরণ দিতে হবে যা বিভিন্ন প্রচারে বিলম্ব ঘটায়। এটি কম্পিউটেশনাল জটিলতা যোগ করে কিন্তু বাণিজ্যিক ডেটা রেট অর্জনের জন্য অপরিহার্য থাকে-দ্বৈত মেরুকরণ ছাড়াই, একটি 400G ট্রান্সসিভারের জন্য দ্বিগুণ প্রতীক হার বা নিষেধমূলকভাবে উচ্চ মডুলেশন অর্ডারে যাওয়ার প্রয়োজন হবে।

সাম্প্রতিক গবেষণা আরও উচ্চতর-অর্ডার ফর্ম্যাটগুলি অন্বেষণ করে৷ 256-QAM-এর প্রদর্শনগুলি স্বল্প-মূল্যের লেজারগুলি থেকে ফেজ নয়েজ পরিচালনা করার জন্য সম্ভাব্য শেপিং ব্যবহার করে 80 কিলোমিটারের বেশি নেট 1 Tbps ট্রান্সমিশন অর্জন করেছে। যদিও এই ধরনের ফর্ম্যাটগুলি উত্পাদন স্থাপনার জন্য পরীক্ষামূলক থাকে, তারা ভবিষ্যতের স্কেলিং পাথগুলি নির্দেশ করে কারণ DSP প্রক্রিয়াকরণ শক্তি এবং অপটিক্যাল উপাদানের নির্ভুলতা উন্নত হয়।

 

সিলিকন ফটোনিক্স ইন্টিগ্রেশন আকার এবং খরচ হ্রাস করে

 

সিলিকন ফোটোনিক্স CMOS ফ্যাব্রিকেশন প্রসেস ব্যবহার করে অপটিক্যাল ফাংশনের একচেটিয়া ইন্টিগ্রেশন সক্ষম করে। একটি সাধারণ সুসংগত অপটিক্যাল সাব-অ্যাসেম্বলি কয়েক বর্গ মিলিমিটার পরিমাপের একক সিলিকন চিপে মডুলেটর, ফটোডিটেক্টর, পোলারাইজেশন বিম স্প্লিটার এবং সুসঙ্গত মিক্সারকে একত্রিত করে। এই একীকরণের জন্য পূর্বে সুনির্দিষ্ট ফাইবার প্রান্তিককরণের সাথে একত্রিত বিযুক্ত উপাদানের প্রয়োজন ছিল-একটি প্রক্রিয়া যা উচ্চ-ভলিউম উত্পাদন এবং প্লাগযোগ্য ফর্ম ফ্যাক্টরগুলির সাথে বেমানান।

প্রযুক্তিটি পরিপক্ক সেমিকন্ডাক্টর ফাউন্ড্রি ক্ষমতার ব্যবহার করে। টাওয়ার সেমিকন্ডাক্টরের PH18 প্রক্রিয়া, কোহেরেন্ট তাদের ট্রান্সসিভার পণ্যের জন্য ব্যবহার করে, সিলিকন-অন-ইনসুলেটর ওয়েফার ব্যবহার করে অপটিক্যাল ডিটেক্টর, ওয়েভগাইড এবং মডুলেটরকে একীভূত করে। এই ফাউন্ড্রিগুলি ইতিমধ্যে ইলেকট্রনিক চিপগুলির জন্য স্কেলে কাজ করে, ফটোনিক উত্পাদন ভলিউম সক্ষম করে যা বিশেষ অপটিক্যাল ফ্যাব্রিকেশন লাইনের সাথে অসম্ভব হবে।

সিলিকনের পরোক্ষ ব্যান্ডগ্যাপ একটি মৌলিক সীমাবদ্ধতা উপস্থাপন করে{0}}এটি যোগাযোগের তরঙ্গদৈর্ঘ্যে আলো নির্গত বা সনাক্ত করতে পারে না। সমাধানগুলি লেজার উত্স এবং জার্মেনিয়াম ফটোডিটেক্টরগুলির জন্য ইন্ডিয়াম ফসফাইডের মতো III-V উপাদানগুলির সাথে ভিন্নধর্মী একীকরণ জড়িত। কিছু ইমপ্লিমেন্টেশন সিলিকন PIC থেকে লেজার অ্যাসেম্বলিগুলিকে আলাদা করতে প্রান্ত-কাপলিং ব্যবহার করে, অন্যরা III{{5}V এর সরাসরি ওয়েফার বন্ধন অনুসরণ করে সিলিকনের উপর মারা যায়। প্রতিটি পদ্ধতি উৎপাদন জটিলতা এবং খরচের বিপরীতে ইন্টিগ্রেশন ঘনত্বের ব্যবসা করে।

মডুলেশন দক্ষতা সিলিকন ফোটোনিক্স ডেভেলপমেন্ট রোডম্যাপের অনেকটাই চালিত করে। ক্যারিয়ার ইনজেকশনের উপর ভিত্তি করে স্ট্যান্ডার্ড প্লাজমা-বিচ্ছুরণ মডুলেটরগুলি অনেক অ্যাপ্লিকেশনের জন্য পর্যাপ্ত কর্মক্ষমতা প্রদান করে কিন্তু উচ্চ-গতি, কম{3}}ভোল্টেজ অপারেশন পরবর্তী-প্রজন্মের 800G এবং 1.6T হারের জন্য প্রয়োজন। এই সীমাবদ্ধতা পকেলস-প্রভাব উপাদানগুলির তদন্তকে উৎসাহিত করেছে। সিলিকন সাবস্ট্রেটের সাথে বন্ধন করা পাতলা ফিল্ম লিথিয়াম নিওবেট শুধুমাত্র সিলিকনের চেয়ে কম ড্রাইভ ভোল্টেজ এবং উচ্চ ব্যান্ডউইথ প্রদান করে, যদিও প্রক্রিয়া জটিলতা বৃদ্ধি পায়।

অর্থনৈতিক মামলা ভলিউম এ বাধ্যতামূলক হয়ে ওঠে. প্রাথমিক ফোটোনিক মাস্ক সেটের দাম মিলিয়ন ডলার, এবং ডিজাইন চক্র 12-18 মাস ধরে। যাইহোক, ওয়েফার প্রক্রিয়াকরণের খরচ ইলেকট্রনিক চিপগুলির সাথে তুলনীয় থাকে যা একবার উত্পাদন জুড়ে বার্ষিক 100,000 ইউনিট ছাড়িয়ে যায়। লক্ষ লক্ষ ইউনিটে ডেটা সেন্টার ট্রান্সসিভার শিপিংয়ের জন্য, সিলিকন ফোটোনিক্স বিচ্ছিন্ন সমাবেশ পদ্ধতির তুলনায় 2-3x খরচ কমিয়ে দেয়।

তাপমাত্রা স্থিতিশীলতা আরেকটি সুবিধার প্রতিনিধিত্ব করে। সিলিকন মডুলেটরগুলি প্রায় 0.08 এনএম প্রতি ডিগ্রি সেলসিয়াসে তরঙ্গদৈর্ঘ্যের স্থানান্তর প্রদর্শন করে, স্থানীয় অসিলেটর লেজারে তরঙ্গদৈর্ঘ্য টিউনিংয়ের মাধ্যমে পরিচালনা করা যায়। এটি অনেক ডিজাইনে থার্মোইলেকট্রিক কুলারের প্রয়োজনীয়তা দূর করে, উল্লেখযোগ্যভাবে বিদ্যুত খরচ কমিয়ে দেয়। ইন্ডাস্ট্রিয়াল তাপমাত্রা রেঞ্জের (-40 ডিগ্রী থেকে 85 ডিগ্রী) জন্য রেট করা ট্রান্সসিভারগুলি এখন সক্রিয় কুলিং ছাড়াই সিলিকন ফোটোনিক্স ব্যবহার করে এই স্পেসিফিকেশনটি অর্জন করে।

 

 

Baud হার এবং প্রতীক প্রক্রিয়াকরণ জটিলতা

 

প্রতীক হার সুসংগত ট্রান্সমিশন সিস্টেমের মৌলিক ঘড়ি গতি নির্ধারণ করে। বর্তমান 400G সমন্বিত মডিউলগুলি 64 গিগাবাউডে কাজ করে, যার অর্থ DSP প্রতি সেকেন্ডে 64 বিলিয়ন প্রতীক প্রক্রিয়া করে। 16-QAM এনকোডিং (প্রতি প্রতীক প্রতি 4 বিট) এবং দ্বৈত মেরুকরণ (2x) এর সাথে মিলিত, এটি 400G সামগ্রিক ডেটা রেট দেয়: 64 GBd × 4 বিট × 2 পোলারাইজেশন=512 Gbps কাঁচা ক্ষমতা, ফরওয়ার্ড ত্রুটি সংশোধনের পরে 400 Gbps-এ কমে যায়৷

বড রেট বৃদ্ধি সরাসরি থ্রুপুট স্কেল করে কিন্তু শারীরিক সীমার সম্মুখীন হয়। 90 গিগাবাউডে, নকিয়ার PSE-ভি আর্কিটেকচার দ্বারা প্রদর্শিত, একই 16-QAM ফর্ম্যাট 600G ক্ষমতা প্রদান করে। যাইহোক, ডিএসপি এবং অপটিক্যাল উপাদানগুলির মধ্যে বৈদ্যুতিক আন্তঃসংযোগগুলি ব্যান্ডউইথ সীমাবদ্ধতার সম্মুখীন হয়। সংকেত অখণ্ডতা হ্রাস পায় কারণ ট্রেস দৈর্ঘ্য এবং বন্ড তারের ইনডাক্টেন্স এই ফ্রিকোয়েন্সিগুলিতে ক্ষতি এবং বিচ্ছুরণ প্রবর্তন করে। এটি শিল্পকে 3D ইন্টিগ্রেশন পদ্ধতির দিকে নিয়ে যায় যেখানে DSP, ড্রাইভার এমপ্লিফায়ার এবং সিলিকন ফোটোনিক ইঞ্জিন ন্যূনতম আন্তঃসংযোগ দূরত্বের সাথে উল্লম্বভাবে স্ট্যাক করে।

বৈদ্যুতিক এবং অপটিক্যাল ইন্টারফেসের মধ্যে সম্পর্ক ডিজাইনের সীমাবদ্ধতা তৈরি করে। একটি 400G-ZR ট্রান্সসিভার হোস্ট সিস্টেমে একটি আদর্শ 400GbE বৈদ্যুতিক ইন্টারফেস উপস্থাপন করে-পিএএম-৪টি সংকেত ব্যবহার করে আটটি 50G লেন। অভ্যন্তরীণভাবে, ডিএসপি এটিকে চারটি 64-GBd অপটিক্যাল চ্যানেলে রূপান্তর করে। এই হারের অমিলের জন্য একটি "গিয়ারবক্স" ফাংশন প্রয়োজন, যা ঐতিহ্যগতভাবে DSP ফার্মওয়্যারে প্রয়োগ করা হয়। রূপান্তরটি লেটেন্সি প্রবর্তন করে, সাধারণত 200-500 ন্যানোসেকেন্ড, বেশিরভাগ অ্যাপ্লিকেশনের জন্য গ্রহণযোগ্য কিন্তু অতি-লো-ল্যাটেন্সি ট্রেডিং সিস্টেম বা রিয়েল-টাইম কন্ট্রোল লুপের জন্য সমস্যাযুক্ত।

উচ্চ চিহ্নের হারও ভালো ফাইবার মানের দাবি করে। 64 GBd-এ, স্ট্যান্ডার্ড একক-মোড ফাইবার প্রায় 17 ps/nm/km পরিচালনাযোগ্য ক্রোম্যাটিক বিচ্ছুরণ প্রদর্শন করে। 90 GBd-এ বাড়ানো বিচ্ছুরণ-প্ররোচিত সংকেত প্রসারিত করে, যার জন্য হয় আরও আক্রমনাত্মক ডিএসপি সমতা বা ছোট ট্রান্সমিশন স্প্যান প্রয়োজন। এটি বর্তমান ফাইবার অবকাঠামোর সাথে প্রায় 100 GBd একটি ব্যবহারিক সিলিং তৈরি করে, যদিও উন্নত ফাইবারের প্রকার এবং আরও শক্তিশালী ডিএসপি এই সীমানাকে ঠেলে দিতে পারে।

ফরোয়ার্ড ত্রুটি সংশোধন ওভারহেড যোগ করে যা প্রতীক জটিলতার সাথে স্কেল করে। সহজ কঠিন-সিদ্ধান্ত FEC 7% ওভারহেড যোগ করতে পারে, যখন উন্নত নরম-সিদ্ধান্তের অ্যালগরিদমগুলি বৃহত্তর কোডিং লাভ প্রদান করে 20-25% ওভারহেড খরচ করে৷ একটি 64-GBd, 16-QAM সিস্টেমের জন্য যা 512 Gbps raw তৈরি করে, একটি 20% FEC ওভারহেড 410 Gbps নেট ক্ষমতা দেয়- 400G লক্ষ্যের কাছাকাছি। ডিএসপিকে অবশ্যই 1 মাইক্রোসেকেন্ডের কম বিলম্বের সাথে রিয়েল-টাইমে এই সংশোধন প্রক্রিয়া করতে হবে, প্রসেসিং আর্কিটেকচারের উপর প্রচুর চাহিদা রেখে।

 

ক্রোম্যাটিক এবং মেরুকরণ বিচ্ছুরণ ক্ষতিপূরণ

 

অপটিক্যাল ফাইবার সহজাতভাবে বিভিন্ন তরঙ্গদৈর্ঘ্যকে বিভিন্ন বেগে ছড়িয়ে দেয়, একটি প্রভাব যাকে ক্রোম্যাটিক ডিসপারসন বলা হয় যা পিকোসেকেন্ডে প্রতি কিলোমিটার প্রতি ন্যানোমিটারে পরিমাপ করা হয়। 100 কিলোমিটারের বেশি স্ট্যান্ডার্ড একক-মোড ফাইবার, একটি 1550 nm সংকেত প্রায় 1,700 ps/nm বিচ্ছুরণ জমা করে। ক্ষতিপূরণ ছাড়া, এই পালস স্প্রেডিং 10 Gbps এর উপরে ডেটা হারের জন্য সংকেত অখণ্ডতাকে ধ্বংস করে।

লিগ্যাসি DWDM সিস্টেমগুলি বিচ্ছুরণ ক্ষতিপূরণ মডিউল-নেতিবাচক বিচ্ছুরণ বৈশিষ্ট্য সহ বিশেষ ফাইবারের স্পুল ব্যবহার করে এটিকে সমাধান করেছে। এই প্যাসিভ ডিভাইসগুলি সন্নিবেশের ক্ষতি যোগ করেছে, প্রতিটি লিঙ্ক স্প্যানের জন্য সুনির্দিষ্ট প্রকৌশল প্রয়োজন, এবং উল্লেখযোগ্য র্যাক স্থান দখল করেছে। সুসংগত ডিএসপিগুলি বিপরীত বিচ্ছুরণ স্থানান্তর ফাংশন গণনা করে এবং প্রাপ্ত সংকেতগুলিতে ডিজিটাল ফিল্টারিং প্রয়োগ করে এই প্রয়োজনীয়তাটি দূর করেছে। অ্যালগরিদম কেবল ফেজ ঘূর্ণনকে বিপরীত করে যা ক্রোম্যাটিক বিচ্ছুরণ সিগন্যাল ব্যান্ডউইথ জুড়ে দেয়।

আধুনিক সুসংগত ডিএসপিগুলি 100,000 ps/nm-এর বেশি ক্রোম্যাটিক বিচ্ছুরণের জন্য ক্ষতিপূরণ দেয়, যা মার্জিন সহ স্ট্যান্ডার্ড ফাইবারের 600 কিলোমিটারের সমান। কম্পিউটেশনের মধ্যে রয়েছে ফ্রিকোয়েন্সি-ডোমেন ফিল্টারিং, দ্রুত ফুরিয়ার ট্রান্সফর্ম অ্যালগরিদমের মাধ্যমে গণনাগতভাবে দক্ষ। যাইহোক, ফিল্টার দৈর্ঘ্য এবং আপডেটের হার ডিএসপি সংস্থানগুলিকে গ্রাস করে, যে কারণে প্রারম্ভিক সুসংগত সিস্টেমগুলি বর্তমান ডিভাইসগুলির তুলনায় কম বড হারে পরিচালিত হয়। মুরের আইনের অগ্রগতির সাথে সাথে ডিএসপি প্রক্রিয়াকরণ শক্তি বৃদ্ধি পাওয়ার সাথে সাথে ক্ষতিপূরণের পরিসর প্রসারিত হয়েছে এবং বিদ্যুৎ খরচ হ্রাস পেয়েছে।

মেরুকরণ মোডের বিচ্ছুরণ ফাইবারের সামান্য বায়ারফ্রিংজেন্স থেকে উদ্ভূত হয় PMD ফাইবারের দৈর্ঘ্যের সাথে এলোমেলোভাবে পরিবর্তিত হয় এবং তাপমাত্রা এবং চাপের সাথে পরিবর্তন হয়, যা স্ট্যাটিক ফিল্টারগুলির সাথে ক্ষতিপূরণ করা অসম্ভব করে তোলে। PMD মাত্রা সাধারণত 0.1-0.5 ps/√km পরিমাপ করে, 1,000 কিমি স্প্যানে 3-15 ps পর্যন্ত জমা হয়।

DSP ধ্রুবক মডুলাস অ্যালগরিদম বা অনুরূপ পন্থা ব্যবহার করে অভিযোজিত সমতাকরণের মাধ্যমে PMD-কে সম্বোধন করে। এই অ্যালগরিদমগুলি বাস্তব সময়ে মেরুকরণ ঘূর্ণন এবং ডিফারেনশিয়াল গ্রুপ বিলম্বকে ট্র্যাক করে-, পরিবেশগত পরিবর্তনগুলি অনুসরণ করতে প্রতি কয়েক মাইক্রোসেকেন্ডে ইক্যুয়ালাইজার সহগ আপডেট করে৷ সমতাকরণের জন্য প্রতিটি নমুনার জন্য ম্যাট্রিক্স গুণের প্রয়োজন, DSP প্রক্রিয়াকরণ ক্ষমতার প্রায় 20% ব্যবহার করে। ট্রান্সসিভারগুলি সর্বাধিক সহনীয় পিএমডি নির্দিষ্ট করে, সাধারণত 400G মডিউলের জন্য 50 পিএস, খুব পুরানো বা চাপযুক্ত ফাইবার প্ল্যান্টের উপর স্থাপনা সীমিত করে।

অরৈখিক প্রভাব একটি তৃতীয় চ্যালেঞ্জ উপস্থাপন করে। উচ্চ অপটিক্যাল শক্তিতে, ফাইবারের প্রতিসরণ সূচক তীব্রতা-নির্ভর হয়ে ওঠে, যার ফলে WDM চ্যানেলগুলির মধ্যে স্ব-ফেজ মড্যুলেশন এবং ক্রস-ফেজ মড্যুলেশন ঘটে। এই প্রভাবগুলি ফাইবারের দৈর্ঘ্য এবং অপটিক্যাল শক্তির সাথে বৃদ্ধি পায়, শেষ পর্যন্ত ব্যবহার করা যেতে পারে এমন লঞ্চ শক্তিকে সীমিত করে। যদিও DSP গুলি বর্ণীয় বিচ্ছুরণের মতো রৈখিক প্রতিবন্ধকতার জন্য ক্ষতিপূরণ দিতে পারে, অরৈখিক ক্ষতিপূরণের জন্য উল্লেখযোগ্যভাবে আরও জটিল অ্যালগরিদম প্রয়োজন যা প্রেরিত তরঙ্গরূপের উপর ভিত্তি করে সংকেত বিকৃতির পূর্বাভাস দেয়। কিছু উন্নত বাস্তবায়ন ট্রান্সমিটারে অরৈখিকতার পূর্বে ক্ষতিপূরণ প্রয়োগ করে, ইচ্ছাকৃতভাবে প্রেরিত সংকেতকে বিকৃত করে যাতে ফাইবার অরৈখিকতা এটিকে রিসিভারে সঠিক আকারে ফিরিয়ে আনে।

 

ফর্ম ফ্যাক্টর বিবর্তন এবং শক্তি সীমাবদ্ধতা

 

সুসংগত ট্রান্সসিভারগুলি একাধিক চ্যাসিস স্লট জুড়ে কয়েকশো ওয়াট খরচ করে লাইন-কার্ড বাস্তবায়ন হিসাবে শুরু হয়েছিল৷ CFP ফর্ম ফ্যাক্টর, 2010 সালের দিকে প্রবর্তিত হয়েছিল, একটি বড় প্লাগেবল মডিউলে প্রায় 100W পাওয়ার অর্জন করেছিল। CFP2 মডিউলগুলি 2014 সালের মধ্যে এটিকে 40-60W এ কমিয়েছে, একক-স্লট সুসংগত ইন্টারফেস সক্ষম করে৷ QSFP-DD (15W) এবং OSFP (20-25W) ফর্ম্যাটের অগ্রগতির জন্য উপরে বর্ণিত স্থাপত্য পরিবর্তনের প্রয়োজন ছিল: 7nm DSPs, সিলিকন ফোটোনিক্স ইন্টিগ্রেশন, এবং আক্রমণাত্মক শক্তি অপ্টিমাইজেশান।

15W QSFP-DD পাওয়ার খামটি প্রায় ভেঙে যায়: 6-DSP-এর জন্য 7W, মডুলেটর এবং রিসিভার সহ সিলিকন ফোটোনিক ইঞ্জিনের জন্য 2-3W, ড্রাইভার পরিবর্ধক এবং ট্রান্স-ইম্পিডেন্স অ্যামপ্লিফায়ারগুলির জন্য 3-4W, এবং 1-ডব্লিউটিন যোগ্য। এই আঁটসাঁট বাজেট অনেক নকশা আপস জোর করে. ডুয়াল-রেট অপারেশন বা বর্ধিত FEC অ্যালগরিদমগুলির মতো বৈশিষ্ট্যগুলি প্রক্রিয়াকরণ লোড যুক্ত করে যা পাওয়ার সীমার মধ্যে মাপসই নাও হতে পারে। তাপ ব্যবস্থাপনা সমালোচনামূলক হয়ে ওঠে - একটি ছোট মডিউল থেকে 15W বিচ্ছুরিত হওয়ার জন্য যত্নশীল হিটসিঙ্ক ডিজাইন এবং হোস্ট সিস্টেম এয়ারফ্লো প্রয়োজন।

OSFP এর বৃহত্তর আকার এবং 20-25W ​​পাওয়ার বাজেট আরও সক্ষম বাস্তবায়ন সক্ষম করে। OpenZR+ স্পেসিফিকেশন লক্ষ্য করে মেট্রো নেটওয়ার্কগুলি OSFP ফর্ম্যাটে কাজ করে, সমন্বিত অপটিক্যাল অ্যামপ্লিফিকেশন, আরও পরিশীলিত ডিএসপি অ্যালগরিদম, এবং বর্ধিত তাপমাত্রা রেঞ্জের মাধ্যমে উচ্চতর আউটপুট শক্তি সমর্থন করে। অতিরিক্ত 5-10W সম্ভাব্য শেপিং এবং উচ্চ-লাভের FEC এর মত বৈশিষ্ট্যগুলিকে সক্ষম করে যা মৌলিক 400ZR বাস্তবায়নের তুলনায় 120 কিমি থেকে 500+ কিমি পর্যন্ত নাগালের উন্নতি করে।

কো-প্যাকেজড অপটিক্স পরবর্তী ইন্টিগ্রেশন ফ্রন্টিয়ারের প্রতিনিধিত্ব করে। প্লাগযোগ্য মডিউলের পরিবর্তে, সিপিও সরাসরি সিলিকন সুইচের সংলগ্ন ফোটোনিক ডাইকে রাখে, বৈদ্যুতিক সিরিয়ালাইজার-ডিসারিয়ালাইজার এবং তাদের সম্পর্কিত শক্তি খরচ দূর করে। CPO আর্কিটেকচারে, সুসংগত অপটিক্যাল ইঞ্জিন 400G ক্ষমতার জন্য 5W নষ্ট করতে পারে, প্লাগেবল ফর্ম ফ্যাক্টরের 15W এর তুলনায়। এই 3x শক্তি হ্রাস সংক্ষিপ্ত বৈদ্যুতিক পাথ এবং সংকেত কন্ডিশনিং এর অপ্রয়োজনীয় পর্যায়গুলি বাদ দিয়ে আসে। যাইহোক, CPO ক্ষেত্র প্রতিস্থাপনযোগ্যতা, জটিল উত্পাদন এবং পরিষেবা সরবরাহকে বলিদান করে।

স্ট্যান্ডার্ড সংস্থাগুলি উদ্ভাবনের সাথে আন্তঃক্রিয়াশীলতার ভারসাম্য বজায় রাখতে কাজ করে। OIF 400ZR বাস্তবায়ন চুক্তি সুসংগত ক্ষমতাগুলির একটি নির্দিষ্ট উপসেটকে সংজ্ঞায়িত করে-64 GBd প্রতীক হার, DP-16QAM মড্যুলেশন, নির্দিষ্ট FEC অ্যালগরিদম-ডেটা সেন্টার ইন্টারকানেক্ট অ্যাপ্লিকেশনের জন্য মাল্টি-ভেন্ডার ইন্টারঅপারেবিলিটি নিশ্চিত করে। OpenZR+ এটিকে আরও নমনীয় প্যারামিটার সহ মেট্রো দূরত্বে প্রসারিত করে। Ciena's WaveLogic বা Infinera's ICE প্ল্যাটফর্মের মত মালিকানাধীন বাস্তবায়ন কর্মক্ষমতাকে আরও এগিয়ে নিয়ে যায় কিন্তু লিঙ্কের উভয় প্রান্তে মিলে যাওয়া সরঞ্জামের প্রয়োজন হয়।

 

 

দীর্ঘ-পারফরম্যান্স এবং অপটিক্যাল পাওয়ার বাজেট

 

ট্রান্সমিশন পৌঁছানো মূলত অপটিক্যাল পাওয়ার বাজেটের উপর নির্ভর করে{0}} লঞ্চ পাওয়ার এবং রিসিভারের সংবেদনশীলতার মধ্যে পার্থক্য। একটি 400G-ZR মডিউল সাধারণত ইন্টিগ্রেটেড সেমিকন্ডাক্টর অপটিক্যাল এমপ্লিফায়ারের মাধ্যমে 0 dBm লঞ্চ পাওয়ার অর্জন করে এবং -20 dBm রিসিভার সংবেদনশীলতা প্রদর্শন করে, যা 20 dB পাওয়ার বাজেট দেয়। 3-4 dB সংযোগকারীর ক্ষতি, 0.2 dB/কিমি ফাইবার ক্ষয় এবং প্রয়োজনীয় মার্জিনের জন্য হিসাব করার পরে, এটি প্রায় 80 কিমি পৌঁছাতে সক্ষম করে।

মেট্রো-অপ্টিমাইজ করা ট্রান্সসিভারগুলি উচ্চতর লঞ্চ পাওয়ার এবং উন্নত রিসিভার সংবেদনশীলতার মাধ্যমে নাগালের প্রসারিত করে। OpenZR+ বাস্তবায়ন আরও সক্ষম ইন্টিগ্রেটেড অ্যামপ্লিফায়ার এবং -24 dBm সংবেদনশীলতা উন্নত ডিএসপি অ্যালগরিদম এবং কম নয়েজ ফটোডিটেক্টরের মাধ্যমে +4 dBm লঞ্চ অর্জন করে। উন্নত 28 dB বাজেট অপটিক্যাল অ্যামপ্লিফিকেশন সহ 400 কিমি স্প্যান বা প্রতি 80-100 কিলোমিটারে এর্বিয়াম-ডোপড ফাইবার অ্যামপ্লিফায়ার সহ 1,000+ কিমি সক্ষম করে।

দীর্ঘ-সাবমেরিন সিস্টেম ভিন্নভাবে কাজ করে। প্লাগেবল ট্রান্সসিভারের পরিবর্তে, এইগুলি লাইন-কার্ড বাস্তবায়ন ব্যবহার করে বাহ্যিক উচ্চ-পাওয়ার অ্যামপ্লিফায়ার দিয়ে +10 থেকে +15 dBm লঞ্চ পাওয়ার তৈরি করে। প্রতি 50-80 কিমি অন্তর অন্তর অপটিক্যাল এম্প্লিফায়ার ট্রান্সসাসনিক দূরত্ব জুড়ে সংকেত শক্তি বজায় রাখে। মূল মেট্রিকটি বর্ণালী দক্ষতায় পরিণত হয়-প্রতি সেকেন্ডে কত বিট প্রতি হার্জ অপটিক্যাল ব্যান্ডউইথ। উন্নত বাস্তবায়নগুলি PCS এর মাধ্যমে 8-10 বিট/সে/হার্টজ অর্জন করে, যখন OSNR অনুমতি দেয় তখন উচ্চ-অর্ডার QAM, এবং অত্যাধুনিক FEC 11-12 dB কোডিং লাভ প্রদান করে।

DWDM মাল্টিপ্লেক্সিং একাধিক তরঙ্গদৈর্ঘ্যের চ্যানেলগুলিকে একক ফাইবারগুলিতে একত্রিত করে। আধুনিক সিস্টেমগুলি C- ব্যান্ড জুড়ে 50 GHz ব্যবধানে 96টি চ্যানেলকে সমর্থন করে, অথবা 25 GHz ব্যবধানে 192টি চ্যানেলকে শক্ত ফিল্টারিং সহ সমর্থন করে। একটি সম্পূর্ণ লোড করা C+L ব্যান্ড সিস্টেম 200+ তরঙ্গদৈর্ঘ্য বহন করতে পারে, প্রতিটি 400G এ, একটি ফাইবার জোড়ায় 80 Tbps সামগ্রিক ক্ষমতা প্রদান করে। সুসংগত ট্রান্সসিভারগুলিকে ন্যূনতম ক্রসস্টাল সহ সংলগ্ন চ্যানেলগুলির সাথে সহাবস্থান করতে হবে, যার জন্য তীক্ষ্ণ অপটিক্যাল ফিল্টারিং এবং সুনির্দিষ্ট তরঙ্গদৈর্ঘ্য স্থায়িত্ব প্রয়োজন।

পুনর্নির্মাণযোগ্য অপটিক্যাল অ্যাড-ড্রপ মাল্টিপ্লেক্সারগুলি অপটিক্যাল-বৈদ্যুতিক-অপটিক্যাল রূপান্তর ছাড়াই নমনীয় তরঙ্গদৈর্ঘ্য রাউটিং সক্ষম করে। সুসংগত ট্রান্সসিভারগুলি ROADM-এর সাথে সতর্ক তরঙ্গদৈর্ঘ্য নিয়ন্ত্রণ এবং পর্যাপ্ত লঞ্চ পাওয়ারের মাধ্যমে ROADM সন্নিবেশের ক্ষতি কাটিয়ে উঠতে কাজ করে, সাধারণত জটিল জাল নেটওয়ার্কের জন্য 10-15 dB। সুসংগত মডিউলগুলিতে টিউনযোগ্য লেজারগুলি ফিজিক্যাল মডিউল পরিবর্তনের প্রয়োজন না করে মিনিটে তরঙ্গদৈর্ঘ্য পুনর্বিন্যাস সমর্থন করে, অভিযোজিত নেটওয়ার্কগুলির জন্য একটি মূল সক্ষমকারী৷

 

বাস্তবায়নের চ্যালেঞ্জ এবং ডিজাইন ট্রেড-অফ

 

কম্পোনেন্ট ইন্টিগ্রেশন ক্রমাগত চ্যালেঞ্জ উপস্থাপন. সিলিকন ফোটোনিক্সের জন্য ওয়েভগাইড স্তরগুলির সুনির্দিষ্ট বেধ নিয়ন্ত্রণ প্রয়োজন-১ এর বৈচিত্র-2 ন্যানোমিটার শিফট রেজোন্যান্ট তরঙ্গদৈর্ঘ্য এবং কর্মক্ষমতা হ্রাস করে। সিলিকন সাবস্ট্রেটে III-V লেজারের ভিন্নধর্মী ইন্টিগ্রেশন সাব-মাইক্রোন অ্যালাইনমেন্ট এবং কম-ক্ষতি অপটিক্যাল কাপলিং দাবি করে। ফাউন্ড্রি অভিজ্ঞতার সাথে উন্নতি করলেও উৎপাদনের ফলন প্রক্রিয়ার বৈচিত্রের প্রতি সংবেদনশীল থাকে।

তাপ ব্যবস্থাপনা কমপ্যাক্ট ফর্ম কারণগুলিকে জটিল করে তোলে। একটি QSFP-ডিডি মডিউলে 15W এর ঘনীভূত শক্তি অপসারণ উপাদান জংশনে 80 ডিগ্রির বেশি হটস্পট তৈরি করে। এই তাপমাত্রা বৃদ্ধি লেজারের তরঙ্গদৈর্ঘ্য পরিবর্তন করে, সিলিকন ওয়েভগাইডে অপটিক্যাল পথের দৈর্ঘ্য পরিবর্তিত হয় এবং উপাদানের বার্ধক্যকে ত্বরান্বিত করে। ধাতব হিটসিঙ্কের মাধ্যমে তাপ ছড়ানো এবং সতর্ক PCB থার্মাল ডিজাইন এই প্রভাবগুলি প্রশমিত করে, তবে তাপীয় সীমাবদ্ধতাগুলি প্রায়শই সর্বাধিক কার্যকারিতা সীমিত করে।

পরীক্ষা এবং যোগ্যতা উন্নয়ন সময়সীমা প্রসারিত. সমন্বিত ট্রান্সসিভারগুলিকে অবশ্যই তাপমাত্রা ব্যাপ্তি, তরঙ্গদৈর্ঘ্য গ্রিড এবং ফাইবার প্রকারের মধ্যে 10^-15 এর নিচে বিট ত্রুটির হার প্রদর্শন করতে হবে। প্রোটোকল কমপ্লায়েন্স টেস্টিং ইথারনেট ফ্রেমিং, ওটিএন এনক্যাপসুলেশন এবং ম্যানেজমেন্ট ইন্টারফেস যাচাই করে। আন্তঃঅপারেবিলিটি বৈধতার জন্য একাধিক সরঞ্জাম বিক্রেতাদের সাথে পরীক্ষার প্রয়োজন। এই প্রক্রিয়াটি সাধারণত প্রথম সিলিকন থেকে উত্পাদন প্রকাশ পর্যন্ত 18-24 মাস সময় নেয়।

খরচের গঠন সরাসরি-ডিটেক্ট অপটিক্স থেকে আলাদা। বিশেষায়িত ডিএসপি, ফোটোনিক ইন্টিগ্রেশন, এবং টিউনেবল লেজার উপাদানগুলি উচ্চতর বেস খরচ তৈরি করে, বহিরাগত বিচ্ছুরণ ক্ষতিপূরণ বাদ দিয়ে এবং দীর্ঘতর পৌঁছানোর সমর্থন করে অফসেট করে। উৎপাদন ভলিউম ড্রাইভ ইউনিট খরচ-বার্ষিক 100,000 ইউনিটে, সিলিকন ফোটোনিক্স পৃথক সমাবেশের সাথে খরচের সমতা অর্জন করে; লক্ষ লক্ষ ইউনিটে, সিলিকন 50-60% খরচ কমিয়ে দেয়।

স্ট্যান্ডার্ড ফ্র্যাগমেন্টেশন স্থাপনাকে জটিল করে তোলে। যদিও 400ZR ব্যাপকভাবে গ্রহণ করেছে, OpenZR+ এবং মালিকানাধীন ফর্ম্যাটের মত এক্সটেনশনগুলি বাজারকে খণ্ডিত করে। সামঞ্জস্যপূর্ণ ট্রান্সসিভার বাস্তবায়নের প্রয়োজনীয় সরঞ্জামগুলি বিক্রেতা লক তৈরি করে-এবং বহু-বিক্রেতা নেটওয়ার্কগুলিকে জটিল করে তোলে৷ ইন্ডাস্ট্রি কনসোর্টিয়া বৃহত্তর প্রমিতকরণের দিকে কাজ করে, কিন্তু পারফরম্যান্সের পার্থক্য মালিকানা সম্প্রসারণকে উৎসাহিত করে।

800G এবং 1.6T-এ পাওয়ার স্কেলিং একই সাথে সমস্ত সীমা ঠেলে দেয়। পাওয়ার বাজেট বজায় রাখার সময় ডাটা রেট দ্বিগুণ করার জন্য 5nm বা 3nm DSPs, উন্নত মডুলেশন ফর্ম্যাট এবং আরও ভাল ফোটোনিক ইন্টিগ্রেশন প্রয়োজন। 400G আর্কিটেকচারকে রৈখিকভাবে স্কেলিং করলে পাওয়ার খাম এবং তাপীয় সীমা অতিক্রম করবে। এনালগ সিগন্যাল প্রসেসিং, অপটিক্যাল ডোমেন ইকুয়ালাইজেশন, এবং ভিন্নধর্মী চিপলেট আর্কিটেকচারের মতো নতুন কৌশলগুলি এই সীমাবদ্ধতাগুলিকে ভেঙ্গে ফেলার লক্ষ্য রাখে।

 

মার্কেট ডাইনামিকস এবং অ্যাপ্লিকেশন সেগমেন্ট

 

ডেটা সেন্টার ইন্টারকানেক্ট অ্যাপ্লিকেশনগুলি প্রাথমিক সুসংগত প্লাগযোগ্য দত্তক গ্রহণ করেছে। ক্লাউড প্রদানকারীরা 40-120 কিমি ব্যবধানে বার্ষিক লক্ষ লক্ষ ইউনিটে 400ZR মডিউল স্থাপন করে, ডেডিকেটেড পরিবহন সরঞ্জামগুলিকে সরাসরি রাউটার থেকে রাউটার সংযোগে প্রতিস্থাপন করে। এই "আইপি ওভার ডিডব্লিউডিএম" আর্কিটেকচার নেটওয়ার্কগুলিকে সরলীকৃত করেছে, বিদ্যুতের খরচ কম করেছে, এবং কম সরঞ্জামের ধরন এবং অপারেশনাল মডেলগুলির মাধ্যমে উন্নত অর্থনীতি।

টেলিযোগাযোগ বাহক বিভিন্ন প্রয়োজনীয়তা বজায় রাখে। 200-2,000 কিমি বিস্তৃত মেট্রো এবং আঞ্চলিক নেটওয়ার্কগুলির জন্য DCI অপ্টিমাইজড মডিউল সরবরাহ করার চেয়ে উচ্চতর কর্মক্ষমতা প্রয়োজন৷ টেলকো-গ্রেড বৈশিষ্ট্যগুলির মধ্যে রয়েছে উন্নত পর্যবেক্ষণ, হিটলেস তরঙ্গদৈর্ঘ্য টিউনিং, এবং ক্যারিয়ার-শ্রেণির নির্ভরযোগ্যতা মান। OpenZR+ এবং মালিকানাধীন সুসংগত বাস্তবায়ন আরও সক্ষম ডিএসপি, আরও ভাল অপটিক্যাল পারফরম্যান্স এবং ব্যাপক অপারেশন সমর্থনের সাথে এই চাহিদাগুলি পূরণ করে।

সাবমেরিন তারের সিস্টেম কর্মক্ষমতা শীর্ষ প্রতিনিধিত্ব করে. ট্রান্সওসেনিক লিঙ্কগুলি ফাইবার প্রতি সর্বোচ্চ ক্ষমতা এবং দুর্গম স্থাপনার অবস্থানে সর্বোচ্চ নির্ভরযোগ্যতার দাবি করে। এই সিস্টেমগুলি নির্দিষ্ট লিঙ্কের জন্য অপ্টিমাইজ করা কাস্টম সুসঙ্গত বাস্তবায়ন ব্যবহার করে-পরিমাপিত ফাইবার বৈশিষ্ট্যের উপর ভিত্তি করে যত্নশীল মডুলেশন নির্বাচন, সর্বাধিক কোডিং লাভ FEC দীর্ঘ পুনরুত্থান স্প্যান সহ্য করে, এবং ব্যাপক অপ্রয়োজনীয়তা। তারের জীবনকাল 25+ বছরের জন্য সাধারণ বাণিজ্যিক মান ছাড়িয়ে উপাদানের যোগ্যতা প্রয়োজন।

5G পরিবহন সুসংগত অপটিক্সের জন্য উদীয়মান চাহিদা তৈরি করে। সেল সাইট ব্যাকহল এবং মিডহল সংযোগের জন্য মোবাইল নেটওয়ার্ক ঘনত্ব এবং ব্যান্ডউইথ বৃদ্ধি ড্রাইভ ফাইবার প্রয়োজনীয়তা। সুসংগত ট্রান্সসিভারগুলি যা শিল্প তাপমাত্রার রেঞ্জকে সমর্থন করে তা দূরবর্তী বা রাস্তার ক্যাবিনেটে বহিরঙ্গন স্থাপনকে সক্ষম করে। কমপ্যাক্ট, পাওয়ার-দক্ষ, পরিবেশগতভাবে শক্ত প্যাকেজগুলিতে 100G সমন্বিত বাস্তবায়নগুলি এই অংশটিকে লক্ষ্য করে, খরচ এবং কঠোরতার জন্য সর্বাধিক কার্যক্ষমতা ট্রেড করে।

এন্টারপ্রাইজ নেটওয়ার্কগুলি ঐতিহাসিকভাবে প্রত্যক্ষভাবে ব্যবহার করে-ছোট দূরত্ব এবং নিম্ন ব্যান্ডউইথের প্রয়োজনীয়তা প্রদত্ত অপটিক্স সনাক্ত করে। যাইহোক, 400G ক্যাম্পাস ব্যাকবোন এবং আন্তঃ{3}}বিল্ডিং সংযোগগুলি ক্রমবর্ধমানভাবে সুসংগত অর্থনীতিকে ন্যায্যতা দেয়৷ প্লাগেবল ফর্ম ফ্যাক্টর এবং পতনশীল খরচের মাধ্যমে সরলীকৃত স্থাপনা ঐতিহ্যবাহী ক্যারিয়ার নেটওয়ার্কের বাইরে ঠিকানাযোগ্য বাজারকে প্রসারিত করে।

 

প্রযুক্তি রোডম্যাপ এবং ভবিষ্যতের দিকনির্দেশ

 

800G সমন্বিত ট্রান্সসিভারগুলি 2024 সালে উৎপাদনে প্রবেশ করেছে, 5nm DSP এবং উন্নত মডুলেশন স্কিম নিযুক্ত করেছে। 16-QAM বা 8-QAM মডুলেশন সহ 90-100 GBd প্রতীক হারে, এই ডিভাইসগুলি অনুরূপ ফর্ম ফ্যাক্টরগুলিতে 400G ক্ষমতা দ্বিগুণ করে। OSFP বাস্তবায়নের জন্য বিদ্যুতের খরচ বেড়েছে 18-22W, তাপ ব্যবস্থাপনার ক্ষমতার প্রান্তে। অর্থনৈতিক ক্ষেত্রে উচ্চ-ক্ষমতার লিঙ্কগুলির জন্য বাধ্যতামূলক রয়ে গেছে যেখানে বিদ্যমান ফাইবার অবকাঠামোতে দ্বিগুণ ক্ষমতা ব্যয়বহুল ফাইবার প্ল্যান্টের সম্প্রসারণকে পিছিয়ে দেয়।

1.6T সুসংগত বর্তমান উন্নয়ন সীমান্ত প্রতিনিধিত্ব করে। প্রদর্শনগুলি 8-QAM মড্যুলেশন সহ 140 GBd অপারেশনের মাধ্যমে এই হার অর্জন করেছে, যদিও বাণিজ্যিক স্থাপনা 3nm DSP প্রাপ্যতা এবং আরও ফোটোনিক ইন্টিগ্রেশন উন্নতির জন্য অপেক্ষা করছে। বিকল্পভাবে, ডুয়াল-ক্যারিয়ার 800G বাস্তবায়ন একক মডিউলে দুটি 800G চ্যানেল মাল্টিপ্লেক্স করে। সর্বোত্তম পথ নির্ভর করে পাওয়ার দক্ষতা, খরচের লক্ষ্য এবং সময়{11}}টু-মার্কেট বিবেচনার উপর।

বৈদ্যুতিক ডিএসপির বাইরে, অপটিক্যাল সিগন্যাল প্রক্রিয়াকরণ সম্ভাব্য শক্তি সঞ্চয় প্রদান করে। ফটোনিক সার্কিট ব্যবহার করে অপটিক্যাল ডোমেনে কিছু সমতা, বিচ্ছুরণ ক্ষতিপূরণ বা ফেজ পুনরুদ্ধার করা ডিএসপি কম্পিউটেশনাল লোড কমাতে পারে। যাইহোক, অপটিক্যাল প্রক্রিয়াকরণে ডিজিটাল অ্যালগরিদমগুলির নমনীয়তা এবং অভিযোজনযোগ্যতার অভাব রয়েছে, যা নির্দিষ্ট, ভাল-বৈশিষ্ট্যযুক্ত বৈকল্যের জন্য প্রযোজ্যতা সীমিত করে।

কোয়ান্টাম কমিউনিকেশন কোয়ান্টাম কী ডিস্ট্রিবিউশনের জন্য সুসংগত প্রযুক্তি অন্বেষণ করে। কোয়ান্টাম স্টেটগুলির জন্য প্রয়োজনীয় সুনির্দিষ্ট পর্যায় এবং মেরুকরণ নিয়ন্ত্রণ সুসংগত ট্রান্সসিভার ক্ষমতার সুবিধা দেয়। আজ যখন কুলুঙ্গি, কোয়ান্টাম নেটওয়ার্কগুলি ভিত্তি হিসাবে সুসংগত হার্ডওয়্যার গ্রহণ করতে পারে, ক্লাসিক্যাল এবং কোয়ান্টাম অপটিক্যাল যোগাযোগের মধ্যে সমন্বয় তৈরি করে।

কৃত্রিম বুদ্ধিমত্তা অ্যাপ্লিকেশনগুলি ব্যান্ডউইথের প্রয়োজনীয়তাকে উচ্চতর করে। বৃহৎ ভাষা মডেল প্রশিক্ষণ হাজার হাজার GPU জুড়ে গণনা বিতরণ করে, পূর্ব-পশ্চিম ডেটা সেন্টারের ট্র্যাফিক মাসিক এক্সাবাইটে পরিমাপ করে। এই ট্রাফিক ক্রমবর্ধমানভাবে তার উচ্চতর ক্ষমতা-দূরত্বের পণ্যের জন্য সুসংগত অপটিক্স ব্যবহার করে, এমনকি একক ভবনের মধ্যেও। এআই কাজের চাপ বাড়ার সাথে সাথে তারা সুসংগত ট্রান্সসিভার ভলিউমের প্রভাবশালী চালক হয়ে উঠতে পারে।

 

উপসংহার

 

সুসংগত ট্রান্সসিভারগুলির উন্নত প্রযুক্তির প্রয়োজনীয়তাগুলি মৌলিক পদার্থবিজ্ঞানের সীমাবদ্ধতা এবং কর্মক্ষমতা লক্ষ্যগুলি থেকে উদ্ভূত হয়। অপটিক্যাল ফেজ এবং পোলারাইজেশন ম্যানিপুলেট করার জন্য ফটোনিক স্ট্রাকচারের ন্যানোমিটার-স্কেল নিয়ন্ত্রণের প্রয়োজন হয়। মাল্টিগিগাহার্টজ হারে প্রতি চিহ্ন প্রতি গিগাবিট প্রক্রিয়াকরণের জন্য কাটিং-ডিজিটাল সিগন্যাল প্রসেসরের প্রয়োজন। এই ক্ষমতাগুলিকে কম্প্যাক্ট, পাওয়ার-দক্ষ প্যাকেজে একত্রিত করা সেমিকন্ডাক্টর, ফোটোনিক্স এবং প্যাকেজিং প্রযুক্তিকে তাদের সীমাতে ঠেলে দেয়।

একাধিক শৃঙ্খলা জুড়ে সমন্বিত অগ্রগতির মাধ্যমে অগ্রগতি অব্যাহত রয়েছে। ডিএসপি ডিজাইনাররা প্রসেস নোড সঙ্কুচিত করে এবং অ্যালগরিদম অপ্টিমাইজ করে। ফোটোনিক্স ইঞ্জিনিয়াররা উন্নত মডুলেটর এবং কম-ক্ষতি সংহতকরণ তৈরি করে। সিস্টেম আর্কিটেক্ট ভারসাম্য মডুলেশন ফরম্যাট, প্রতীক হার, এবং FEC ওভারহেড লক্ষ্য অ্যাপ্লিকেশনের জন্য। এর ফলাফল হল ক্ষমতা, নাগাল এবং খরচ-কার্যকারিতার স্থির উন্নতি যা নেটওয়ার্ক ক্ষমতা সম্প্রসারণ করতে সক্ষম করে।

কেন সুসংগত ট্রান্সসিভারের জন্য এই ধরনের উন্নত প্রযুক্তির প্রয়োজন তা বোঝা প্রকৌশল বাণিজ্যকে আলোকিত করে-অফটিকাল নেটওয়ার্ক গঠন করে। প্রতিটি নকশা পছন্দ-7nm বনাম 5nm DSP, সিলিকন বনাম লিথিয়াম নিওবেট মডুলেটর, 16-QAM বনাম 8-QAM মডুলেশন- কর্মক্ষমতা, শক্তি, এবং খরচের প্রভাবের সতর্ক বিশ্লেষণ জড়িত। প্রযুক্তিটি দ্রুত বিকশিত হচ্ছে, অতৃপ্ত ব্যান্ডউইথ চাহিদা দ্বারা চালিত এবং অর্ধপরিবাহী শিল্পের অগ্রগতি দ্বারা সক্ষম।