ক্লাউড কম্পিউটিং, স্ট্রিমিং পরিষেবা এবং ইন্টারনেট অফ থিংস (IoT) দ্বারা চালিত ডেটার জন্য অতৃপ্ত বিশ্বব্যাপী চাহিদা, অপটিক্যাল যোগাযোগ ব্যবস্থাকে তাদের তাত্ত্বিক সীমাতে ঠেলে দিয়েছে। এই চ্যালেঞ্জ মোকাবেলা করার জন্য, আলোর ফেজ, প্রশস্ততা এবং মেরুকরণের তথ্য এনকোড করে এমন উন্নত মডুলেশন ফর্ম্যাটগুলি অপরিহার্য হয়ে উঠেছে। যাইহোক, এই পরিশীলিততা একটি মৌলিক সমস্যা প্রবর্তন করে: আলোর এলোমেলো এবং গতিশীল অবস্থার মেরুকরণ (SOP) যখন এটি শত শত কিলোমিটার অপটিক্যাল ফাইবারের মধ্য দিয়ে যায়। যে সমাধানটি আধুনিক সুসংগত সনাক্তকরণের ভিত্তি হয়ে উঠেছে তা হল পোলারাইজেশন ডাইভারসিটি কোহেরেন্ট রিসিভার।
চ্যালেঞ্জ: আলোর জন্য একটি বাঁকানো পথ
প্রারম্ভিক অপটিক্যাল সিস্টেমের সহজ চালু-অফ কীিংয়ের বিপরীতে, আধুনিক স্কিম যেমন ডুয়াল-পোলারাইজেশন কোয়াড্রেচার ফেজ-শিফ্ট কীিং (DP-QPSK) এবং উচ্চতর-ক্রম QAM ডেটা বহন ক্ষমতা দ্বিগুণ করতে আলোর মেরুকরণ উভয়ই ব্যবহার করে-। আলোক তরঙ্গের দুটি অর্থোগোনাল মেরুকরণ অবস্থা রয়েছে, সাধারণত X এবং Y মেরুকরণ হিসাবে উল্লেখ করা হয়। আদর্শভাবে, এই রাজ্যগুলি স্বতন্ত্র থাকে। যাইহোক, অপটিক্যাল ফাইবার একটি নিখুঁত মাধ্যম নয়। অসম্পূর্ণতা, বাহ্যিক চাপ, তাপমাত্রার তারতম্য এবং ফাইবারের অন্তর্নিহিত বিয়ারফ্রিঞ্জেন্স সংক্রমণের সময় এলোমেলোভাবে এবং অপ্রত্যাশিতভাবে SOP পরিবর্তন করে। যদি পরিচালনা না করা হয়, তাহলে এই মেরুকরণ ঘূর্ণন গুরুতর সংকেত বিবর্ণ এবং রিসিভারে ত্রুটির দিকে পরিচালিত করে, অত্যাধুনিক মডুলেশন বিন্যাসগুলিকে অকেজো করে দেয়।
মূল নীতি: জয় করার জন্য বিভক্ত করা
মেরুকরণ বৈচিত্র্যের সুসংগত রিসিভার সুন্দরভাবে এই সমস্যার সমাধান করে। এর মূল নীতিটি আগত মেরুকরণকে ট্র্যাক করা বা নিয়ন্ত্রণ করা নয়, তবে এটিকে নিষ্ক্রিয়ভাবে আলাদা করা এবং এটি স্বাধীনভাবে প্রক্রিয়া করা। রিসিভারটি আগত এসওপি-তে অজ্ঞেয়বাদী হওয়ার জন্য ডিজাইন করা হয়েছে, ফাইবারের মোচড় এবং বাঁক নির্বিশেষে একটি স্থিতিশীল এবং নির্ভরযোগ্য সংকেত নিশ্চিত করে।
এই ধরনের রিসিভারের আর্কিটেকচারটি ইন্টিগ্রেটেড ফোটোনিক্স এবং ইলেকট্রনিক্সের একটি মাস্টারপিস। এটি সাধারণত কয়েকটি মূল পর্যায় নিয়ে গঠিত:
পোলারাইজেশন বিম স্প্লিটার (PBS): এটি হল এন্ট্রি পয়েন্ট। ইনকামিং সিগন্যাল, তার অজানা এবং ওঠানামা SOP সহ, একটি PBS-এ দেওয়া হয়। এই ডিভাইসটি সংকেতটিকে দুটি অর্থোগোনাল মেরুকরণ উপাদানে বিভক্ত করে। সমালোচনামূলকভাবে, এই দুটি আউটপুট আগত আলোর সম্পূর্ণ পচনকে প্রতিনিধিত্ব করে। মূল SOP নির্বিশেষে, এই দুটি পথের সম্মিলিত শক্তি এবং তথ্য স্থির থাকে।
90-ডিগ্রি অপটিক্যাল হাইব্রিড: পিবিএস থেকে দুটি পোলারাইজেশন উপাদানের প্রত্যেকটিকে তার নিজস্ব 90-ডিগ্রি অপটিক্যাল হাইব্রিডে খাওয়ানো হয়। উভয় হাইব্রিডের অন্যান্য ইনপুট হল একটি সাধারণ, অত্যন্ত স্থিতিশীল স্থানীয় অসিলেটর (LO) লেজার। অপটিক্যাল হাইব্রিড সুসংগত সনাক্তকরণের একটি মূল সক্ষমকারী। এর কাজ হল সিগন্যালকে LO এর সাথে মিশ্রিত করা এবং আউটপুট সিগন্যাল তৈরি করা যা প্রতিটি মেরুকরণের জন্য সিগন্যাল এবং LO উভয়ের ইন-ফেজ (I) এবং চতুর্ভুজ (Q) উপাদানগুলির প্রতিনিধিত্ব করে। একটি একক মেরুকরণের জন্য, একটি হাইব্রিড চারটি আউটপুট তৈরি করে: I এবং Q সংকেত-LO সমন্বয়ের জন্য এবং তাদের পরিপূরক। একটি মেরুকরণ বৈচিত্র্য সেটআপে, এই প্রক্রিয়াটি X এবং Y উভয় মেরুকরণ পথের জন্য নকল করা হয়, যার ফলে মোট আটটি অ্যানালগ আউটপুট হয়।
ফটোডিটেকশন এবং ডিজিটাইজেশন: দুটি অপটিক্যাল হাইব্রিড থেকে আটটি আলোর আউটপুট সুষম ফটোডিটেক্টরের একটি সেট দ্বারা বৈদ্যুতিক স্রোতে রূপান্তরিত হয়। এই ডিটেক্টরগুলি সাধারণ-মোডের শব্দ প্রত্যাখ্যান এবং সংবেদনশীলতা উন্নত করার জন্য অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ৷ ফলস্বরূপ বৈদ্যুতিক সংকেতগুলি-IX, QX, IY, QY (এবং তাদের পরিপূরকগুলি)- উভয় মেরুকরণের জন্য জটিল অপটিক্যাল ক্ষেত্রের অ্যানালগ উপস্থাপনা।
ডিজিটাল সিগন্যাল প্রসেসিং (ডিএসপি): ট্রু পাওয়ারহাউস: অ্যানালগ সিগন্যালগুলি উচ্চ-গতির অ্যানালগ-থেকে-ডিজিটাল রূপান্তরকারী (ADCs) দ্বারা ডিজিটাইজ করা হয়। এখানেই সত্যিকারের জাদু ঘটে। ডিজিটাল নমুনাগুলি একটি শক্তিশালী ডিএসপি ইঞ্জিনে প্রেরণ করা হয়। ডিএসপি বিভিন্ন গুরুত্বপূর্ণ কার্য সম্পাদন করে:
পোলারাইজেশন ডি-মাল্টিপ্লেক্সিং: অ্যাডাপটিভ ইকুয়ালাইজেশন অ্যালগরিদম ব্যবহার করে (যেমন ধ্রুবক মডুলাস অ্যালগরিদম বা মাল্টি-মডুলাস অ্যালগরিদম), ডিএসপি গতিশীলভাবে মূল প্রেরিত X এবং Y ডেটা স্ট্রিমগুলি পুনরুদ্ধার করে। এটি ডিজিটাল ডোমেনের ফাইবারে ঘটে যাওয়া মেরুকরণ ঘূর্ণনকে কার্যকরভাবে "আন-টুইস্ট" করে।
ক্যারিয়ার ফেজ রিকভারি: এটি সংকেত এবং স্থানীয় অসিলেটর লেজারের মধ্যে ফ্রিকোয়েন্সি এবং ফেজ ড্রিফটের জন্য ক্ষতিপূরণ দেয়।
ক্রোম্যাটিক বিচ্ছুরণের ক্ষতিপূরণ: এটি বর্ণগত বিচ্ছুরণের স্পন্দন-বিস্তৃত প্রভাবকে ডিজিটালভাবে বিপরীত করে।
ডেটা সিদ্ধান্ত: অবশেষে, এটি সিদ্ধান্ত নেয় কোন প্রতীকগুলি প্রেরণ করা হয়েছিল, মূল ডেটা স্ট্রিম পুনর্গঠন করে।
প্রভাব এবং অ্যাপ্লিকেশন
মেরুকরণ বৈচিত্র্য সুসংগত রিসিভার আবিষ্কার এবং বাণিজ্যিকীকরণ বৈপ্লবিক হয়েছে. এটি এর জন্য সক্ষম প্রযুক্তি:
লং-হাউল এবং সাবসি ক্যাবলস: এটি ট্রান্সসাসনিক দূরত্বের উপর সর্বোচ্চ সম্ভাব্য ডেটা হারের অনুমতি দেয়, যেখানে মেরুকরণের প্রভাব সবচেয়ে বেশি উচ্চারিত হয়।
ডেটা সেন্টার ইন্টারকানেক্টস (DCI): এটি উন্নত মড্যুলেশন ব্যবহার করে প্রায়ই পুরানো ফাইবার প্ল্যান্টের উপরে ডেটা সেন্টারের মধ্যে উচ্চ ক্ষমতার লিঙ্ক সক্ষম করে।
নমনীয়-গ্রিড অপটিক্যাল নেটওয়ার্ক: এটি সফ্টওয়্যারের জন্য প্রয়োজনীয় গতিশীল কর্মক্ষমতা প্রদান করে
উপসংহারে, মেরুকরণ বৈচিত্র্যের সুসংগত রিসিভার কেবল একটি উপাদানের চেয়ে অনেক বেশি; এটি একটি মৌলিক সাবসিস্টেম যা অপটিক্যাল যোগাযোগের একটি প্রজন্মকে সংজ্ঞায়িত করেছে। চতুরতার সাথে মেরুকরণ ড্রিফ্টের সমস্যাকে বিভক্ত করে এবং এটি একটি শক্তিশালী ডিজিটাল মস্তিষ্কের কাছে হস্তান্তর করে, এটি অপটিক্যাল ফাইবারে আলোর অন্তর্নিহিত এলোমেলোতাকে নিয়ন্ত্রণ করেছে, টেরাবিট-স্কেল ক্ষমতাকে আনলক করে যা আমাদের সংযুক্ত বিশ্বের মেরুদণ্ড গঠন করে।