آپٹیکل ریشوں پر معلومات کی تبدیلی اور ترسیل کا اصول

جدید مواصلاتی لائنیں جو طویل فاصلے تک معلومات کی ترسیل کے لیے بنائی گئی ہیں، اکثر صرف آپٹیکل لائنیں ہوتی ہیں، اس ٹیکنالوجی کی اعلیٰ کارکردگی کی وجہ سے، جس کا اس نے کئی سالوں سے کامیابی سے مظاہرہ کیا ہے، مثال کے طور پر، انٹرنیٹ تک براڈ بینڈ تک رسائی فراہم کرنے کے ایک ذریعہ کے طور پر۔ .

فائبر خود ایک شیشے کے کور پر مشتمل ہوتا ہے جس کے چاروں طرف ایک میان ہوتا ہے جس کا اضطراری انڈیکس کور سے کم ہوتا ہے۔ لائن کے ساتھ معلومات کی ترسیل کے لیے ذمہ دار لائٹ بیم فائبر کے کور کے ساتھ ساتھ پھیلتی ہے، کلیڈنگ سے اپنے راستے پر منعکس ہوتی ہے اور اس طرح ٹرانسمیشن لائن سے باہر نہیں جاتی۔

بیمفارمنگ روشنی کا ذریعہ عام طور پر ہے ڈایڈڈ یا سیمی کنڈکٹر لیزر، جبکہ فائبر خود، بنیادی قطر اور ریفریکٹیو انڈیکس کی تقسیم پر منحصر ہے، سنگل موڈ یا ملٹی موڈ ہو سکتا ہے۔

مواصلاتی لائنوں میں آپٹیکل فائبر مواصلات کے الیکٹرانک ذرائع سے برتر ہیں، جو طویل فاصلے تک ڈیجیٹل ڈیٹا کی تیز رفتار اور بے نقصان ترسیل کو قابل بناتے ہیں۔

اصولی طور پر، آپٹیکل لائنیں ایک آزاد نیٹ ورک تشکیل دے سکتی ہیں یا پہلے سے موجود نیٹ ورکس کو متحد کرنے کے لیے کام کر سکتی ہیں — آپٹیکل فائبر ہائی ویز کے حصے جسمانی طور پر آپٹیکل فائبر کی سطح پر یا منطقی طور پر — ڈیٹا ٹرانسمیشن پروٹوکول کی سطح پر متحد ہوتے ہیں۔

آپٹیکل لائنوں پر ڈیٹا کی ترسیل کی رفتار سینکڑوں گیگا بٹس فی سیکنڈ میں ماپا جا سکتا ہے، مثال کے طور پر 10 گیگا بٹ ایتھرنیٹ معیار، جو جدید ٹیلی کمیونیکیشن ڈھانچے میں کئی سالوں سے استعمال ہو رہا ہے۔

فائبر آپٹکس کی ایجاد کا سال 1970 سمجھا جاتا ہے، جب پیٹر شلٹز، ڈونلڈ کیک اور رابرٹ مورر - کارننگ کے سائنس دان - نے ایک کم نقصان والے آپٹیکل فائبر کی ایجاد کی جس نے ٹیلی فون سگنل کی ترسیل کے لیے کیبل سسٹم کو نقل کرنے کا امکان کھول دیا۔ ریپیٹر کے بغیر استعمال کیا جاتا ہے. ڈویلپرز نے ایک تار بنایا ہے جس کی مدد سے آپ ماخذ سے 1 کلومیٹر کے فاصلے پر آپٹیکل سگنل پاور کا 1% بچا سکتے ہیں۔

یہ ٹیکنالوجی کے لیے اہم موڑ تھا۔ لائنوں کو اصل میں روشنی کے سینکڑوں مراحل کو ایک ساتھ منتقل کرنے کے لیے ڈیزائن کیا گیا تھا، بعد میں سنگل فیز فائبر کو اعلیٰ کارکردگی کے ساتھ تیار کیا گیا جو طویل فاصلے پر سگنل کی سالمیت کو برقرار رکھنے کے قابل تھا۔ سنگل فیز زیرو آفسیٹ فائبر 1983 سے آج تک سب سے زیادہ مطلوب فائبر قسم رہا ہے۔

آپٹیکل فائبر پر ڈیٹا منتقل کرنے کے لیے، سگنل کو پہلے الیکٹریکل سے آپٹیکل میں تبدیل کیا جانا چاہیے، پھر لائن کے نیچے منتقل کیا جانا چاہیے، اور پھر ریسیور پر واپس الیکٹریکل میں تبدیل ہونا چاہیے۔پورے آلے کو ٹرانسیور کہا جاتا ہے اور اس میں نہ صرف آپٹیکل بلکہ الیکٹرانک اجزاء بھی شامل ہیں۔

لہذا، آپٹیکل لائن کا پہلا عنصر آپٹیکل ٹرانسمیٹر ہے۔ یہ برقی ڈیٹا کی ایک سیریز کو آپٹیکل سٹریم میں تبدیل کرتا ہے۔ ٹرانسمیٹر میں شامل ہیں: ایک متوازی سے سیریل کنورٹر جس میں سنک پلس سنتھیسائزر، ایک ڈرائیور اور آپٹیکل سگنل کا ذریعہ ہے۔

آپٹیکل سگنل کا ماخذ لیزر ڈائیوڈ یا ایل ای ڈی ہو سکتا ہے۔ ٹیلی کمیونیکیشن سسٹم میں روایتی ایل ای ڈی استعمال نہیں کی جاتی ہیں۔ لیزر ڈائیوڈ کی ڈائریکٹ ماڈیولیشن کے لیے بائیس کرنٹ اور ماڈیولیشن کرنٹ لیزر ڈرائیور فراہم کرتا ہے۔ پھر روشنی آپٹیکل کنیکٹر کے ذریعے فائبر میں فراہم کی جاتی ہے۔ آپٹک کیبل.

لائن کے دوسری طرف، سگنل اور ٹائمنگ سگنل کا پتہ ایک آپٹیکل ریسیور (زیادہ تر فوٹوڈیوڈ سینسر) کے ذریعے کیا جاتا ہے جہاں وہ ایک برقی سگنل میں تبدیل ہو جاتے ہیں جسے بڑھا دیا جاتا ہے اور پھر منتقل ہونے والے سگنل کو دوبارہ بنایا جاتا ہے۔ خاص طور پر سیریل ڈیٹا سٹریم کو متوازی میں تبدیل کیا جا سکتا ہے۔

پری ایمپلیفائر فوٹوڈیوڈ سینسر سے غیر متناسب کرنٹ کو وولٹیج میں تبدیل کرنے کے لیے ذمہ دار ہے، اس کے بعد کے ایمپلیفیکیشن اور ڈیفرینشل سگنل میں تبدیل کرنے کے لیے۔ ڈیٹا سنکرونائزیشن اور ریکوری چپ موصول ہونے والے ڈیٹا اسٹریم سے گھڑی کے سگنلز اور ان کے وقت کو بازیافت کرتی ہے۔

ٹائم ڈویژن ملٹی پلیکسر 10 Gb/s تک ڈیٹا کی منتقلی کی شرح حاصل کرتا ہے۔ تو آج آپٹیکل سسٹمز کے ذریعے ڈیٹا کی ترسیل کی رفتار کے لیے درج ذیل معیارات ہیں:

ویو لینتھ ڈویژن ملٹی پلیکسنگ اور ویو لینتھ ڈویژن ملٹی پلیکسنگ آپ کو ڈیٹا ٹرانسمیشن کثافت میں مزید اضافہ کرنے کی اجازت دیتی ہے جب ایک ہی چینل پر متعدد ملٹی پلیکسڈ ڈیٹا اسٹریمز بھیجے جاتے ہیں، لیکن ہر اسٹریم کی اپنی طول موج ہوتی ہے۔

سنگل موڈ فائبر کا نسبتاً چھوٹا بیرونی کور قطر تقریباً 8 مائکرون ہے۔ اس طرح کا ریشہ ایک مخصوص فریکوئنسی کی شہتیر کو اس کے ذریعے پھیلنے دیتا ہے، جو کہ دیئے گئے فائبر کی خصوصیات کے مطابق ہوتا ہے۔ جب بیم اکیلے حرکت کرتی ہے، تو انٹر موڈ ڈسپریشن کا مسئلہ غائب ہو جاتا ہے، جس کے نتیجے میں لائن کی کارکردگی میں اضافہ ہوتا ہے۔

مواد کی کثافت کی تقسیم تدریجی یا مرحلہ وار ہو سکتی ہے۔ گریڈینٹ ڈسٹری بیوشن اعلی تھرو پٹ کو قابل بناتا ہے۔ سنگل موڈ ٹیکنالوجی ملٹی موڈ سے پتلی اور زیادہ مہنگی ہے، لیکن یہ فی الحال ٹیلی کمیونیکیشنز میں استعمال ہونے والی سنگل موڈ ٹیکنالوجی ہے۔

ملٹی موڈ فائبر مختلف زاویوں پر ایک سے زیادہ ٹرانسمیشن بیم کو ایک ساتھ پھیلانے کی اجازت دیتا ہے۔ بنیادی قطر عام طور پر 50 یا 62.5 µm ہوتا ہے، لہذا آپٹیکل تابکاری کے تعارف میں آسانی ہوتی ہے۔ ٹرانسیور کی قیمت سنگل موڈ والے کے مقابلے میں کم ہے۔

یہ ایک ملٹی موڈ فائبر ہے جو چھوٹے گھر اور لوکل ایریا نیٹ ورکس کے لیے بہت موزوں ہے۔ انٹر موڈ ڈسپریشن کے رجحان کو ملٹی موڈ فائبر کا بنیادی نقصان سمجھا جاتا ہے، اس لیے اس نقصان دہ رجحان کو کم کرنے کے لیے خاص طور پر گراڈینٹ ریفریکٹیو انڈیکس والے ریشوں کو تیار کیا گیا ہے، تاکہ شعاعیں پیرابولک راستوں پر پھیلتی رہیں اور ان کے نظری راستوں میں فرق کم ہو۔ .کسی نہ کسی طرح، سنگل موڈ ٹیکنالوجی کی کارکردگی اب بھی زیادہ ہے۔