آپٹیکل فائبر کی بازی: اقسام، وجوہات، اور کس طرح معاوضہ

آپٹیکل فائبر کا پھیلاؤ روشنی کی دالوں کا وسیع ہونا ہے جب وہ فائبر کے ذریعے سفر کرتی ہیں، جس کی وجہ مختلف سگنل کے اجزاء کچھ مختلف اوقات میں رسیور پر پہنچتے ہیں۔ فائبر آپٹک کمیونیکیشن میں، یہ وسعت سگنل کی وضاحت کو کم کر دیتی ہے، ڈیٹا کے سفر کو محدود کرتی ہے، اور وصول کنندگان کے لیے اگلے سے تھوڑا سا بتانا مشکل بنا دیتا ہے۔

لیکن بازی کو سمجھنا صرف فزکس کے بارے میں نہیں ہے۔ اصل انجینئرنگ سوال یہ ہے کہ: بازی کب ایک مسئلہ بن جاتی ہے جسے آپ کو درحقیقت حل کرنے کی ضرورت ہے؟ جواب فائبر کی قسم، لنک کی لمبائی، ڈیٹا کی شرح، آپریٹنگ طول موج، اور آپ کا سسٹم استعمال کرنے والے ماڈیولیشن فارمیٹ پر منحصر ہے۔ ڈیٹا سینٹر کے اندر 100 میٹر کے ملٹی موڈ لنک کو کبھی بھی بازی کے انتظام کی ضرورت نہیں ہوسکتی ہے۔ ایک 200 کلومیٹرسنگل-موڈ فائبرتقریباً یقینی طور پر 100G ٹریفک لے جانے والا لنک۔

آپٹیکل فائبر کی بازی کیا ہے؟

آپٹیکل فائبر ڈسپریشن سے مراد وہ طریقہ ہے جس طرح ایک منتقلی نبض پھیلتی ہے کیونکہ یہ فائبر کور کے ذریعے پھیلتی ہے۔ پھیلاؤ اس لیے ہوتا ہے کہ آپٹیکل سگنل - کے مختلف اجزاء چاہے مختلف طول موج، مختلف مقامی موڈز، یا مختلف پولرائزیشن حالتیں - بالکل ایک ہی رفتار سے سفر نہیں کرتے۔

یہ اہمیت رکھتا ہے کیونکہ ڈیجیٹل آپٹیکل کمیونیکیشن صاف، اچھی طرح سے-جگہ دال پر منحصر ہے۔ جب دالیں اپنے پڑوسیوں کے ساتھ اوورلیپ کرنے کے لیے کافی وسیع ہو جاتی ہیں، تو وصول کنندہ انفرادی بٹس کو قابل اعتماد طریقے سے الگ نہیں کر سکتا۔ یہ رجحان، جسے انٹر-سمبل انٹرفیس (ISI) کہا جاتا ہے، بٹ ایرر ریٹ (BER) کو کم کرتا ہے اور قابل استعمال ٹرانسمیشن فاصلے کو کم کرتا ہے۔ کے مطابقITU-T G.652 تجویز، جو معیاری سنگل-موڈ فائبر پیرامیٹرز کی وضاحت کرتا ہے، رنگین بازی رہائش اعلی-بٹ-ریٹ ایپلی کیشنز کے لیے سسٹم ڈیزائن میں ایک اہم عنصر ہے۔

بازی بمقابلہ توجہ: ایک اہم امتیاز

فائبر لنکس کا اندازہ کرنے میں سب سے عام غلطیوں میں سے ایک الجھاؤ پھیلانا ہے۔کشندگی. وہ بنیادی طور پر مختلف خرابیاں ہیں:

توجہآپٹیکل پاور کو کم کرتا ہے۔ یہ فاصلے پر سگنل کی طاقت کا نقصان ہے، جس کی پیمائش dB/km میں کی جاتی ہے۔بازیسگنل ٹائمنگ کو خراب کرتا ہے۔ ایک منتشر سگنل اب بھی پتہ لگانے کے لیے کافی طاقت رکھتا ہے، لیکن اس کی دالیں وقت کے ساتھ سمیر جاتی ہیں، جس سے معلومات کو پڑھا نہیں جا سکتا۔

ایک فائبر لنک آپٹیکل پاور بجٹ کو آرام دہ مارجن کے ساتھ پاس کر سکتا ہے اور پھر بھی نبض کی حد سے زیادہ وسیع ہونے کی وجہ سے ناکام ہو جاتا ہے۔ یہی وجہ ہے کہ تجربہ کار انجینئر کسی لنک کو ڈیزائن کرتے وقت پاور بجٹ اور ڈسپریشن بجٹ دونوں کا جائزہ لیتے ہیں۔ سمجھنااندراج کا نقصان اور واپسی کا نقصاناہم ہے، لیکن یہ صرف مساوات کے پاور سائیڈ کا احاطہ کرتا ہے۔

آپٹیکل فائبر میں بازی کا کیا سبب ہے؟

جب بھی آپٹیکل سگنل کے مختلف اجزاء مختلف پھیلاؤ میں تاخیر کا تجربہ کرتے ہیں تو بازی پیدا ہوتی ہے۔ مخصوص طریقہ کار کا انحصار فائبر ڈیزائن اور سگنل کی خصوصیات پر ہوتا ہے، لیکن بنیادی وجوہات تین اقسام میں تقسیم ہوتی ہیں:

طریقوں کے درمیان راستے کا فرق۔ملٹی موڈ فائبر میں، روشنی کور کے ذریعے متعدد مقامی راستوں (موڈز) کے ساتھ سفر کرتی ہے۔ ہر موڈ قدرے مختلف رفتار کی پیروی کرتا ہے، جس کا مطلب ہے کہ وہ مختلف اوقات میں وصول کنندہ تک پہنچتے ہیں۔ یہ اس میں غالب بازی کا طریقہ کار ہے۔ملٹی موڈ فائبر سسٹم.

طول موج- منحصر رفتار۔یہاں تک کہ ایک تنگ-لائن چوڑائی کا لیزر ذریعہ طول موج کی ایک چھوٹی رینج میں روشنی خارج کرتا ہے۔ کیونکہ شیشے کا اضطراری انڈیکس طول موج کے ساتھ مختلف ہوتا ہے - ایک خاصیت جسے سیلمیئر مساوات - کے ذریعہ بیان کیا گیا ہے مختلف سپیکٹرل اجزاء مختلف رفتار سے سفر کرتے ہیں۔ یہ زیادہ تر آپریٹنگ طول موج پر سنگل موڈ فائبر میں بازی کا بنیادی طریقہ کار ہے۔

پولرائزیشن- منحصر تاخیر۔اصلی آپٹیکل فائبر کبھی بھی بالکل ہم آہنگ نہیں ہوتے ہیں۔ تناؤ، موڑنے، اور مینوفیکچرنگ کی خامیاں بائرفرنجنس کا سبب بنتی ہیں، جس کا مطلب ہے کہ گائیڈڈ لائٹ کی دو آرتھوگونل پولرائزیشن حالتیں قدرے مختلف پروپیگیشن مستقل کا تجربہ کرتی ہیں اور مختلف اوقات میں پہنچتی ہیں۔

آپٹیکل فائبر بازی کی اہم اقسام

موڈل ڈسپریشن (انٹرموڈل ڈسپریشن)

موڈل بازی اس وقت ہوتی ہے جب ملٹی موڈ فائبر میں متعدد گائیڈڈ موڈز مختلف گروپ کی رفتار کے ساتھ پھیلتے ہیں۔ مرحلہ-انڈیکس ملٹی موڈ فائبر میں، سب سے کم-آرڈر موڈ (محور کے قریب سفر کرنا) اور سب سے زیادہ-آرڈر موڈ (کھڑے زاویوں پر کلیڈنگ باؤنڈری کو اچھالنا) کے درمیان راستے کی لمبائی میں فرق اہم ہوسکتا ہے۔ 1.48 کے کور ریفریکٹیو انڈیکس اور 0.3 کے عددی یپرچر کے ساتھ ایک قدم-انڈیکس فائبر کے لیے، انٹر موڈل تاخیر 50 ns/km سے زیادہ ہو سکتی ہے۔

درجہ بندی-انڈیکس ملٹی موڈ فائبر خاص طور پر اس مسئلے کو کم کرنے کے لیے تیار کیا گیا تھا۔ ریفریکٹیو انڈیکس پروفائل کی شکل دے کر تاکہ اعلی-آرڈر موڈز کلیڈنگ کے قریب تیزی سے سفر کریں، درجہ بندی والے-انڈیکس ڈیزائن موڈل کے پھیلاؤ کو ایک سے دو آرڈرز تک کم کرتے ہیں۔ یہی وجہ ہے کہ جدید ڈیٹا سینٹر کے لنکس بہت زیادہ استعمال کرتے ہیں۔OM3، OM4، یا OM5 درجہ بندی-انڈیکس ملٹی موڈ فائبرقدم-انڈیکس ڈیزائن کے بجائے۔

موڈل ڈسپریشن کو بنیادی طور پر سنگل-موڈ فائبر میں ختم کیا جاتا ہے، جو صرف بنیادی LP01 موڈ کو سپورٹ کرتا ہے۔ یہی بنیادی وجہ ہے کہ سنگل-موڈ فائبر طویل-فاصلے اور زیادہ-اسپیڈ ٹرانسمیشن کے لیے استعمال ہوتا ہے۔

رنگین بازی

رنگین بازی عام طور پر سنگل موڈ فائبر سسٹمز میں سب سے اہم بازی کی قسم ہے۔ یہ دو جسمانی میکانزم کا مشترکہ نتیجہ ہے:

مواد کی بازیپیدا ہوتا ہے کیونکہ سیلیکا شیشے کا ریفریکٹیو انڈیکس طول موج کے ساتھ بدل جاتا ہے۔ یہ تعلق اچھی طرح سے نمایاں ہے اور اس کا مطلب یہ ہے کہ چھوٹی طول موج عام طور پر عام پھیلاؤ کے نظام میں طویل طول موج سے سست سفر کرتی ہے (صفر-منتشر طول موج سے نیچے)، اور غیر معمولی نظام میں اس کے برعکس۔

ویو گائیڈ بازیپیدا ہوتا ہے کیونکہ فائبر کی جیومیٹری اس بات کو متاثر کرتی ہے کہ روشنی کیسے محدود ہے۔ کور بمقابلہ کلیڈنگ میں سفر کرنے والی آپٹیکل پاور کا حصہ طول موج پر منحصر ہے، جو ایک اضافی طول موج-پر منحصر پھیلاؤ اثر متعارف کراتا ہے۔ انجینئرز اس طرح فائبر ڈیزائن - کے ذریعے ویو گائیڈ بازی کو شکل دے سکتے ہیں۔بازی-منتقل شدہ اور غیر-صفر بازی-شفٹڈ ریشےان کی ترمیم شدہ بازی کی خصوصیات کو حاصل کریں۔

معیاری سنگل-موڈ فائبر (ITU-T G.652) کے لیے، صفر-منتشر طول موج 1310 nm کے قریب آتی ہے۔ عام طور پر استعمال ہونے والی 1550 nm ٹرانسمیشن ونڈو میں، رنگین بازی کا گتانک تقریباً +17 ps/(nm·km) ہے، جیسا کہ اس میں دستاویز کیا گیا ہے۔کارننگ SMF-28 فائبر کی تفصیلات. 100 کلومیٹر سے زیادہ کا لنک، جو تقریباً 1700 ps/nm - تک جمع ہو جاتا ہے اگر اسے بغیر معاوضہ چھوڑ دیا جائے تو 10 Gbps سگنل کو شدید طور پر بگاڑ سکتا ہے۔

پولرائزیشن موڈ ڈسپریشن (PMD)

بنیادی موڈ کی دو آرتھوگونل پولرائزیشن ریاستوں کے درمیان تفریق گروپ تاخیر (DGD) سے پولرائزیشن موڈ بازی کا نتیجہ نکلتا ہے۔ رنگین بازی کے برعکس، جو تعییناتی اور مستحکم ہے، PMD اسٹاکسٹک ہے - یہ وقت، درجہ حرارت، اور فائبر پر مکینیکل دباؤ کے ساتھ مختلف ہوتا ہے۔

پی ایم ڈی کو شماریاتی طور پر بیان کیا گیا ہے۔ ITU-T G.652.D کے مطابق جدید ریشوں کے لیے، PMD لنک ڈیزائن کی قیمت عام طور پر 0.1 ps/√km سے کم ہوتی ہے۔ یہ چھوٹا لگ سکتا ہے، لیکن 40 Gbps اور اس سے اوپر، جہاں بٹ پیریڈز 25 ps یا اس سے کم ہو جاتے ہیں، یہاں تک کہ معمولی PMD جمع بھی متعلقہ ہو جاتا ہے۔ صنعت کے ڈیزائن کے رہنما خطوط کے مطابق، زیادہ سے زیادہ قابل برداشت DGD عام طور پر بٹ پیریڈ کا تقریباً 10% ہوتا ہے۔

اعتدال پسند فاصلوں پر 10 Gbps پر چلنے والے سسٹمز کے لیے، PMD جدید فائبر کے ساتھ شاذ و نادر ہی ایک محدود عنصر ہے۔ 40 Gbps اور 100 Gbps پر، PMD-آگاہ ڈیزائن - بشمول فائبر سلیکشن، روٹ انجینئرنگ، اور ریسیور-سائیڈ ایکولائزیشن - معیاری مشق کا حصہ بن جاتا ہے۔

ایک نظر میں بازی کی اقسام کا موازنہ کرنا

کون سے فائبر لنکس بازی سے سب سے زیادہ متاثر ہوتے ہیں؟

ملٹی موڈ فائبر لنکس: موڈل بازی کا غلبہ

میںملٹی موڈ فائبرسسٹمز - عام طور پر ڈیٹا سینٹرز، انٹرپرائز LANs، اور بلڈنگ بیک بونز میں مختصر رسائی ایپلی کیشنز کے لیے استعمال ہوتے ہیں - موڈل ڈسپریشن بنیادی بینڈوڈتھ محدود کرنے والا ہے۔ فائبر کی موڈل بینڈوڈتھ، جس کی درجہ بندی MHz·km میں ہوتی ہے، اس بات کا تعین کرتی ہے کہ پلس اوورلیپ کے ناقابل قبول ہونے سے پہلے آپ کتنی دور اور کتنی تیزی سے منتقل کر سکتے ہیں۔

مثال کے طور پر، OM3 فائبر میں 850 nm پر 2000 MHz·km کی موثر موڈل بینڈوڈتھ ہے جس میں لیزر-آپٹیمائزڈ لانچ ہے، جو تقریباً 300 میٹر تک 10 Gbps کو سپورٹ کرتا ہے۔ OM4 اسے تقریباً 400 میٹر تک پھیلاتا ہے۔ ملٹی موڈ فائبر میں رنگین بازی بھی موجود ہے، لیکن ان فاصلوں پر موڈل اثرات تقریباً ہمیشہ پابند ہوتے ہیں۔

سنگل-موڈ فائبر لنکس: رنگین بازی اور PMD

ایک بار موڈل ڈسپریشن کو سنگل موڈ فائبر کا استعمال کرتے ہوئے ہٹا دیا جاتا ہے، رنگین بازی اگلی تشویش بن جاتی ہے۔ مختصر سنگل-موڈ لنکس (چند کلومیٹر) پر، جمع شدہ رنگین بازی عام طور پر 10G اور اس سے کم کے لیے سسٹم کی رواداری کے اندر ہوتی ہے۔ جیسے جیسے فاصلہ دسیوں یا سینکڑوں کلومیٹر تک بڑھ جاتا ہے، خاص طور پر 10 Gbps اور اس سے اوپر کے ڈیٹا ریٹ پر، بازی کا انتظام ضروری ہو جاتا ہے۔

لمبے-فاصلے میں اورآپٹیکل ٹرانسپورٹ نیٹ ورک (OTN)سسٹمز، ہر کلومیٹر پر رنگین بازی مرکبات۔ 1550 nm پر G.652 فائبر پر 400 کلومیٹر کا لنک تقریبا 6,800 ps/nm رنگین بازی جمع کرتا ہے۔ معاوضے کے بغیر، بازی کی اس سطح کو 2.5 Gbps سگنل بھی ناقابل بازیافت کر دے گا۔

PMD بنیادی طور پر 40 Gbps اور اس سے اوپر، یا پرانے فائبر پلانٹ پر ایک متعلقہ عنصر بن جاتا ہے جہاں PMD گتانک 0.5 ps/√km سے زیادہ ہو سکتا ہے۔ جدید ریشوں میں PMD کی بہت سخت تصریحات ہیں، اور DSP کے ساتھ مربوط وصول کنندگان روایتی براہ راست پتہ لگانے والے نظاموں کے مقابلے میں نمایاں طور پر زیادہ PMD کو برداشت کر سکتے ہیں۔

DWDM سسٹمز: ہر خرابی کے مرکبات

گھنے طول موج میں-تقسیم ملٹی پلیکسنگ (ڈی ڈبلیو ڈی ایم) سی-بینڈ میں 40، 80، یا اس سے زیادہ چینلز لے جانے والے سسٹم، بازی کا انتظام اختیاری نہیں ہے۔ ہر چینل مختلف طول موج پر بیٹھتا ہے اور بازی ڈھلوان کی وجہ سے رنگین بازی کی قدرے مختلف مقدار جمع کرتا ہے۔ اس کا مطلب ہے کہ فی -چینل معاوضے کی ضرورت ہو سکتی ہے، نہ کہ پورے بینڈ کے لیے ایک بڑی تعداد میں اصلاح۔

مزید برآں، DWDM سسٹمز میں، رنگین بازی اور فائبر نان لائنیرٹیز (خود-فیز ماڈیولیشن، کراس-فیز ماڈیولیشن، چار-ویو مکسنگ) کے درمیان تعامل زیادہ پیچیدہ اصلاح کا مسئلہ پیدا کرتا ہے۔ سسٹم ڈیزائنرز اکثر جان بوجھ کر غیر خطی کراسسٹالک - کو دبانے کے لیے ایک چھوٹا سا بقایا پھیلاؤ برقرار رکھتے ہیں جس کی وجہ سے "ہر جگہ صفر بازی" دراصل ڈیزائن کا مقصد نہیں ہے۔

آپٹیکل فائبر بازی کے معاوضے کے طریقے

فائبر کا انتخاب اور طول موج کی منصوبہ بندی

بازی کو منظم کرنے کا سب سے بنیادی طریقہ یہ ہے کہ کسی بھی معاوضہ والے ہارڈویئر کو شامل کرنے سے پہلے صحیح انتخاب کریں۔ اس میں ایپلی کیشن کے لیے مناسب فائبر کی قسم اور آپریٹنگ طول موج کا انتخاب شامل ہے۔

نئی تعیناتیوں کے لیے، معیاری G.652.D سنگل-موڈ فائبر میٹرو اور طویل-نیٹ ورکس کے لیے سب سے عام انتخاب ہے۔ الٹرا-لمبی-سب میرین یا زمینی روابط کے لیے، G.654.E کم-فائبر کی وضاحت کی جا سکتی ہے۔ پرانے نیٹ ورکس میں جہاں G.653 ڈسپریشن-شفٹڈ فائبر انسٹال کیا گیا تھا، 1550 nm پر قریب-صفر کا پھیلاؤ سنگل-چینل سسٹمز کے لیے ایک فائدہ تھا لیکن چار-لہروں کے اختلاط کو کم اہمیت دینے کی وجہ سے ڈی ڈبلیو ڈی ایم کے لیے ذمہ داری بن گئی۔ بازی

طول موج کی منصوبہ بندی بھی اہمیت رکھتی ہے۔ زیرو-تخم کی طول موج کے قریب کام کرنا رنگین بازی کو کم کرتا ہے لیکن غیر لکیری اثرات کو بڑھا سکتا ہے۔ صفر کے پھیلاؤ سے مزید کام کرنا نان لائنر دبانے کی اجازت دیتا ہے لیکن معاوضے کی ضرورت ہوتی ہے۔ کوئی ایک "بہترین" طول موج نہیں ہے - صحیح انتخاب سسٹم کے فن تعمیر پر منحصر ہے۔

ڈسپرشن کمپنسٹنگ فائبر (DCF) اور ڈسپرشن کمپنسٹنگ ماڈیولز (DCM)

ڈسپریشن کمپنسٹنگ فائبر ایک خاص فائبر ہے جس میں بڑے منفی رنگین بازی گتانک کے لیے انجنیئر کیا گیا ہے، عام طور پر 1550 nm پر −80 سے −120 ps/(nm·km) کی حد میں۔ لنک میں DCF کی حسابی لمبائی ڈال کر، ٹرانسمیشن فائبر سے جمع مثبت بازی کو آفسیٹ کیا جا سکتا ہے۔ پیک شدہ شکل میں، اسے ڈسپریشن کمپنسٹنگ ماڈیول (DCM) کہا جاتا ہے۔

ایک عملی حوالہ کے طور پر: معیاری G.652 فائبر کے 80 کلومیٹر کی تلافی کرنے کے لیے (جو تقریباً +1,360 ps/nm ڈسپریشن 1550 nm پر جمع ہوتا ہے)، تقریباً 14 کلومیٹر DCF جس کے ڈسپریشن گتانک کے ساتھ −95 mkps کی ضرورت نہیں ہے،DCF پر سائنس ڈائریکٹ انسائیکلوپیڈیا کا اندراج.

DCF موثر اور اچھی طرح سے-ثابت شدہ ہے، لیکن یہ تجارتی-آف متعارف کراتا ہے۔ اضافی فائبر اندراج کے نقصان کو بڑھاتا ہے (عموماً DCF کے لیے 0.5–0.7 dB/km، بمقابلہ 0.2 dB/km ٹرانسمیشن فائبر کے لیے)، جس کے لیے اضافی پرورش اور آپٹیکل سگنل-سے-شور کا تناسب کم کرنے کی ضرورت پڑ سکتی ہے۔ DCF میں معیاری فائبر کے مقابلے میں ایک چھوٹا موثر علاقہ بھی ہے، جو اسے غیر خطی اثرات کے لیے زیادہ حساس بناتا ہے۔ ان تجارتی بندوں کا اندازہ فگر آف میرٹ (FOM) کا استعمال کرتے ہوئے کیا جاتا ہے، جس کی تعریف ڈسپریشن گتانک اور کشندگی کے تناسب سے ہوتی ہے۔

چیرپڈ فائبر بریگ گریٹنگز (ایف بی جی)

ایک چیرپڈ فائبر بریگ گریٹنگ گریٹنگ کے ساتھ مختلف پوزیشنوں سے مختلف طول موج کی عکاسی کر کے بازی کی تلافی کرتی ہے، ایک طول موج پر منحصر تاخیر پیدا کرتی ہے۔ چھوٹی طول موج جھنڈی کے سامنے کے قریب منعکس ہو سکتی ہے جبکہ طویل طول موج منعکس ہونے سے پہلے گہرائی میں سفر کرتی ہے، یا اس کے برعکس۔ نتیجہ ایک قابل کنٹرول گروپ تاخیر ہے جو رنگین بازی کو آفسیٹ کر سکتا ہے۔

DCF کے مقابلے میں، FBG-کی بنیاد پر معاوضہ دینے والے کمپیکٹ ہوتے ہیں، ان کے اندراج کا نقصان کم ہوتا ہے، اور نہ ہونے کے برابر غیر لکیری تحریف کو متعارف کرایا جاتا ہے، جیسا کہآر پی فوٹوونکس انسائیکلوپیڈیا پر بازی معاوضہ. تاہم، وہ تاخیر کی خصوصیت - میں گروپ ڈیلے ریپل - چھوٹے متواتر تغیرات کا شکار ہو سکتے ہیں جو سگنل کو بگاڑنے کا سبب بن سکتے ہیں۔ جدید مینوفیکچرنگ نے اس مسئلے کو بڑی حد تک کم کر دیا ہے، لیکن یہ اعلیٰ-کارکردگی کے نظام کے لیے ڈیزائن پر غور کرتا ہے۔

الیکٹرانک ڈسپریشن کمپنسیشن (EDC) اور ڈیجیٹل سگنل پروسیسنگ (DSP)

تمام بازی کا معاوضہ آپٹیکل ڈومین میں نہیں ہوتا ہے۔ وصول کنندہ پر الیکٹرانک ڈسپریشن کمپنسیشن اور ڈیجیٹل سگنل پروسیسنگ فائبر ڈسپریشن کے ذریعے متعارف کرائے گئے بہت سے بگاڑ کو برابر کر سکتی ہے۔

جدید مربوط نظری نظاموں میں - 100G, 200G, 400G, اور اس سے آگے - DSP-کی بنیاد پر معاوضہ وصول کنندہ کے فن تعمیر کا ایک بنیادی حصہ ہے۔ مربوط ریسیورز آپٹیکل سگنل کے طول و عرض اور مرحلے دونوں کو بازیافت کرتے ہیں، جو ڈی ایس پی انجن کو رنگین بازی، پی ایم ڈی، اور دیگر لکیری خرابیوں کو ڈیجیٹل طور پر ریورس کرنے کے لیے کافی معلومات فراہم کرتا ہے۔ یہ ایک وجہ ہے کہ مربوط 100G سسٹم اکثر ہزاروں کلومیٹر G.652 فائبر کے بغیر کسی ان لائن آپٹیکل ڈسپریشن کمپنسیشن ماڈیول کے کام کر سکتے ہیں۔

10G پر ڈائریکٹ-ڈیٹیکشن سسٹمز کے لیے، الیکٹرانک مساوات (فیڈ-فارورڈ ایکویلائزیشن، زیادہ سے زیادہ-امکانات کی ترتیب کا تخمینہ) بازی-محدود رسائی کو بڑھا سکتی ہے، لیکن مربوط DSP سے زیادہ معمولی بہتری کے ساتھ۔ پرانے لنکس کو اپ گریڈ کرتے وقت، آپٹیکل کمپنسیشن (DCM) کو شامل کرنے اور اپ گریڈ کرنے کے درمیان انتخابمربوط ٹرانسیورڈی ایس پی میں بلٹ- کے ساتھ لاگت، متوقع ٹریفک میں اضافہ، اور موجودہ ایمپلیفائر انفراسٹرکچر پر منحصر ہے۔

کیوں "زیرو ڈسپریشن" ہمیشہ مقصد نہیں ہوتا ہے۔

فائبر آپٹکس میں نئے انجینئر بعض اوقات یہ فرض کرتے ہیں کہ مثالی لنک کا ہر جگہ صفر خالص پھیلاؤ ہوگا۔ عملی طور پر، یہ اکثر ڈیزائن کا بہترین ہدف نہیں ہوتا ہے۔ اس کی دو وجوہات ہیں:

سب سے پہلے، ڈبلیو ڈی ایم سسٹمز میں، صفر کے پھیلاؤ کے قریب آپریٹنگ کچھ غیر لکیری خرابیوں کو بڑھاتا ہے - خاص طور پر چار-ویو مکسنگ - جو چینلز کے درمیان کراس اسٹالک کا سبب بن سکتے ہیں۔ ہر دورانیے میں مقامی بازی کی اعتدال پسند سطح کو برقرار رکھنا دراصل ان اثرات کو دباتا ہے۔ اس کے بعد کل جمع شدہ بازی کی تلافی لنک کے آخر میں یا وقفہ وقفہ سے معاوضے کی جگہوں پر کی جاتی ہے۔

دوسرا، زیادہ درست بازی اپنے مسائل کو متعارف کروا سکتی ہے۔ اگر معاوضہ اصل جمع شدہ بازی (درجہ حرارت کے تغیرات، فائبر کی عمر بڑھنے، اور طول موج-منحصر بازی ڈھلوان) سے قطعی طور پر مماثل نہیں ہے، تو بقایا مماثلت کارکردگی کو کم کر سکتی ہے۔ یہی وجہ ہے کہ صنعت "منتشری کے خاتمے" کے بجائے "منتشری کے انتظام" کی اصطلاح استعمال کرتی ہے۔ مقصد یہ ہے کہ خالص پھیلاؤ کو قابل قبول ونڈو کے اندر رکھا جائے، نہ کہ اسے ہر مقام پر بالکل صفر پر مجبور کیا جائے۔

یہ کیسے طے کریں کہ آیا آپ کے لنک کو ڈسپریشن کمپنسیشن کی ضرورت ہے۔

بازی کے معاوضے کو پہلے سے طے شدہ ضرورت کے طور پر سمجھنے کے بجائے، ان تشخیصی سوالات کے ذریعے کام کریں:

آپ کی فائبر کی قسم کیا ہے؟اگر آپ استعمال کر رہے ہیں۔ملٹی موڈ فائبر، موڈل بازی آپ کی بنیادی تشویش ہے، اور آپ اسے فائبر گریڈ سلیکشن اور لانچ کنڈیشنز - کے ذریعے حل کرتے ہیں نہ کہ DCMs یا FBGs کے ذریعے۔ اگر آپ سنگل-موڈ فائبر پر ہیں، تو اگلے سوال پر جائیں۔

لنک کا فاصلہ اور ڈیٹا کی شرح کیا ہے؟ایک موٹے رہنما خطوط کے طور پر، 1550 nm پر G.652 فائبر پر تقریباً 60–80 کلومیٹر پر 10 Gbps NRZ سگنلز کے لیے رنگین بازی اہم ہو جاتی ہے۔ 2.5 Gbps پر، رواداری کئی سو کلومیٹر تک پھیل جاتی ہے۔ 40 Gbps پر، بازی کی حد بغیر معاوضے کے تقریباً 4-6 کلومیٹر تک گر جاتی ہے۔ اعلیٰ-آرڈر ماڈیولیشن فارمیٹس (100G+ مربوط نظاموں میں استعمال ہوتے ہیں) کی اپنی بازی رواداری کی خصوصیات ہوتی ہیں۔

کیا یہ میراثی لنک ہے یا نئی تعمیر؟لیگیسی فائبر پلانٹ پر، ایمپلیفائر سائٹس پر ڈی سی ایم شامل کرنا ایک عام اور ثابت شدہ طریقہ ہے۔ نئی تعیناتیوں کے لیے، فائبر کی صحیح قسم کا انتخاب کرنا اور DSP کے ساتھ مربوط ٹرانسسیورز کی منصوبہ بندی شروع سے آپٹیکل معاوضے میں تعمیر کرنے سے زیادہ قیمت-مؤثر ہو سکتی ہے۔

آپ کون سی رسیور ٹیکنالوجی استعمال کر رہے ہیں؟DSP کے ساتھ ایک مربوط وصول کنندہ دسیوں ہزار ps/nm رنگین بازی کو ڈیجیٹل طور پر معاوضہ دے سکتا ہے۔ ایک ڈائریکٹ-پتہ لگانے والے کی برداشت بہت کم ہوتی ہے۔ دیٹرانسیور ماڈیولتصریح بازی بجٹ کے حساب کتاب کے لیے ایک کلیدی ان پٹ ہے۔

کیا PMD ایک عنصر ہے؟اپنے فائبر پلانٹ کی PMD کی خصوصیت چیک کریں۔ جدید G.652.D فائبر پر، PMD کا 40 Gbps سے کم ہونے کا امکان نہیں ہے۔ نامعلوم PMD ہسٹری والے پرانے فائبر پر، تعیناتی سے پہلے جانچ کا مشورہ دیا جاتا ہے۔

عملی منظرنامے: بازی علم کو حقیقی روابط پر لاگو کرنا

منظر نامہ 1: انٹرپرائز ڈیٹا سینٹر ملٹی موڈ لنک

ایک کیمپس ڈیٹا سینٹر جو 10 Gbps (850 nm) پر OM4 ملٹی موڈ فائبر کا استعمال کرتے ہوئے دو عمارتوں کو 150 میٹر کے فاصلے پر جوڑتا ہے۔ اس فاصلے پر، موڈل بینڈوڈتھ OM4 تفصیلات (4700 MHz·km موثر موڈل بینڈوڈتھ) کے اندر ہے۔ 850 nm پر رنگین بازی موجود ہے لیکن اس لمبائی میں نہ ہونے کے برابر ہے۔ کسی سرشار بازی معاوضے کی ضرورت نہیں ہے۔ بنیادی ڈیزائن پر غور مناسب کو یقینی بنانا ہے۔کیبل کی تنصیبرکھنے کے لئے معیار اور کنیکٹر کی صفائیاندراج نقصانبجٹ کے اندر

منظر نامہ 2: میٹرو سنگل-موڈ لنک 10 Gbps پر

ایک میٹروپولیٹن نیٹ ورک آپریٹر جو 1550 nm پر G.652.D فائبر کے 120 کلومیٹر سے زیادہ 10G DWDM چلا رہا ہے۔ جمع شدہ رنگین بازی تقریباً 2,040 ps/nm ہے۔ یہ 10G NRZ ڈائریکٹ-ڈیٹیکشن ریسیور (تقریباً 1,000–1,200 ps/nm) کے لیے عام رواداری ونڈو سے زیادہ ہے۔ آپریٹر ایک DCM کو وسط-اسپین ایمپلیفائر سائٹ پر متعین کرتا ہے تاکہ بردباری کے اندر خالص پھیلاؤ ہو۔ اس جدید فائبر پر PMD 0.1 ps/√km سے کم ہے اور اسے 10 Gbps پر علیحدہ علاج کی ضرورت نہیں ہے۔

منظر نامہ 3: لمبی-ہول کوہرنٹ 100G ٹرانسپورٹ

100G DP-QPSK ٹریفک لے کر ہر 80 کلومیٹر پر EDFA ایمپلیفیکیشن کے ساتھ G.652.D فائبر کا استعمال کرتے ہوئے 800 کلومیٹر کا لمبا-لنک۔ کل جمع کرومیٹک بازی 13,000 ps/nm سے زیادہ ہے۔ تاہم، مربوط وصول کنندہ کا DSP ان لائن DCMs کی ضرورت کو ختم کرتے ہوئے، رنگین بازی کو ڈیجیٹل طور پر معاوضہ دیتا ہے۔ ایمپلیفائر سائٹ ڈیزائن آپٹیکل ڈسپریشن معاوضے کی بجائے شور فگر مینجمنٹ اور OSNR آپٹیمائزیشن پر فوکس کرتا ہے۔ مربوط وصول کنندہ کی PMD رواداری عام طور پر DGD کا 20–30 ps ہے، جو اس فائبر پلانٹ کی پیداوار سے بہت زیادہ ہے۔ خالص نتیجہ ایک ہی روٹ پر لیگیسی 10G ڈائریکٹ-ڈیٹیکشن سسٹم کے مقابلے میں ایک آسان، کم- لاگت والا ایمپلیفائر چین ہے۔

فائبر کی بازی کا اندازہ کرتے وقت عام غلطیاں

کشینن کے ساتھ مبہم بازی۔جیسا کہ اوپر بحث کی گئی، یہ مختلف خرابیاں ہیں۔ ایک لنک جو اپنے آپٹیکل پاور بجٹ کو پاس کرتا ہے وہ اب بھی ضرورت سے زیادہ بازی سے ناکام ہوسکتا ہے۔ ہمیشہ دونوں بجٹ کا حساب لگائیں۔

تمام بازی کی اقسام کو قابل تبادلہ سمجھنا۔ملٹی موڈ فائبر میں موڈل ڈسپریشن، سنگل موڈ فائبر میں رنگین بازی، اور PMD مختلف میکانزم کی وجہ سے ہوتے ہیں، مختلف نظام کی اقسام کو متاثر کرتے ہیں، اور مختلف تخفیف کی حکمت عملیوں کی ضرورت ہوتی ہے۔ ملٹی موڈ لنک پر ڈی سی ایم کا استعمال، یا موڈل بینڈوڈتھ کے مسائل کو مربوط وصول کنندہ کے ساتھ حل کرنے کی کوشش کرنا، ٹیکنالوجی کا غلط استعمال ہوگا۔

فرض کریں معاوضہ ہمیشہ ضروری ہوتا ہے۔بہت سےفائبر آپٹک پیچ کی ہڈیکنکشن اور مختصر-ریچ لنکس اپنی بازی رواداری کے اندر اچھی طرح کام کرتے ہیں۔ غیر ضروری معاوضہ ہارڈویئر کو شامل کرنے سے لاگت، اندراج کے نقصان، اور سسٹم کی پیچیدگی بڑھ جاتی ہے۔ ہمیشہ لنک بجٹ سے شروع کریں، پہلے سے طے شدہ مفروضے سے نہیں۔

بازی ڈھلوان کو نظر انداز کرنا۔DWDM سسٹمز میں، رنگین بازی گتانک طول موج کے بینڈ میں مختلف ہوتا ہے۔ ایک DCM جو سنٹرل چینل کو مکمل طور پر معاوضہ دیتا ہے اہم بقایا بازی کے ساتھ کنارے کے چینلز کو چھوڑ سکتا ہے۔ براڈ بینڈ سسٹمز کے لیے ڈھلوان-مماثل معاوضے کے ماڈیولز یا فی-چینل ٹیون ایبل معاوضے کی ضرورت ہو سکتی ہے۔

فائبر پلانٹ کے ریکارڈ کو نظر انداز کرنا۔معاوضے کو ڈیزائن کرنے کے لیے نصب فائبر کی قسم، لمبائی، اور ناپے ہوئے بازی کا درست علم ضروری ہے۔ پلانٹ کا اصل ڈیٹا دستیاب ہونے پر عمومی اقدار کو فرض کرنا ڈیزائن مارجن کے ضائع ہونے کا ایک عام ذریعہ ہے یا اس سے بھی بدتر، معاوضہ-کے تحت۔

اکثر پوچھے گئے سوالات

سادہ الفاظ میں آپٹیکل فائبر کی بازی کیا ہے؟

یہ روشنی کی دالوں کا پھیلنا ہے جب وہ فائبر کے ذریعے سفر کرتی ہیں، مختلف اوقات میں سگنل کے مختلف حصوں کی وجہ سے ہوتی ہے۔ نتیجہ دھندلی دھڑکنیں ہیں جو وصول کنندہ کی منتقل شدہ ڈیٹا کو بازیافت کرنے کی صلاحیت کو کم کر دیتی ہیں۔

آپٹیکل فائبر بازی کی بنیادی اقسام کیا ہیں؟

تین اہم زمرے ہیں موڈل ڈسپریشن (ملٹی موڈ فائبر میں غالب)، رنگین بازی (سنگل-موڈ فائبر میں غالب)، اور پولرائزیشن موڈ ڈسپریشن (سنگل-موڈ سسٹمز میں اعلی بٹ ریٹ پر متعلقہ)۔ رنگین بازی مزید مواد کی بازی اور ویو گائیڈ بازی پر مشتمل ہے۔

سنگل موڈ فائبر میں کس قسم کی بازی سب سے زیادہ اہمیت رکھتی ہے؟

زیادہ تر سنگل موڈ فائبر لنکس کے لیے رنگین بازی بنیادی تشویش ہے۔ PMD 40 Gbps اور اس سے اوپر پر اضافی طور پر متعلقہ ہو جاتا ہے، خاص طور پر زیادہ PMD کوفیشینٹس والے پرانے فائبر پر۔ موڈل ڈسپریشن سنگل-موڈ فائبر میں نہیں ہوتا ہے کیونکہ صرف ایک موڈ پھیلتا ہے۔

رنگین بازی کی تلافی کیسے کی جاتی ہے؟

تین اہم طریقے ہیں: DCF/DCM یا فائبر بریگ گریٹنگز کا استعمال کرتے ہوئے آپٹیکل معاوضہ؛ وصول کنندہ پر ڈی ایس پی کا استعمال کرتے ہوئے الیکٹرانک معاوضہ (خاص طور پر مربوط نظاموں میں)؛ اور مناسب فائبر قسم کے انتخاب اور طول موج کی منصوبہ بندی کے ذریعے روک تھام۔ جدید نیٹ ورکس میں، مربوط میں DSP-کی بنیاد پر معاوضہآپٹیکل ٹرانسیورتیز رفتار لنکس کے لیے تیزی سے طے شدہ نقطہ نظر ہے۔

کیا ہر فائبر لنک کو بازی کے معاوضے کی ضرورت ہے؟

نہیں، مختصر لنکس اور کم-اسپیڈ سسٹم اکثر بغیر کسی وقف معاوضے کے اپنی بازی رواداری کے اندر اچھی طرح کام کرتے ہیں۔ ضرورت فائبر کی قسم، فاصلے، ڈیٹا کی شرح، طول موج، اور وصول کنندہ کی حساسیت کے مشترکہ اثر پر منحصر ہے۔ ایک مناسب لنک بجٹ کا حساب ہمیشہ کسی بھی معاوضے کے فیصلوں سے پہلے ہونا چاہئے۔

آپٹیکل فائبر میں بازی کا کیا سبب ہے؟

بازی آپٹیکل سگنل کے اجزاء کے درمیان پھیلاؤ کی رفتار میں فرق کی وجہ سے ہوتی ہے۔ ملٹی موڈ فائبر میں، مختلف مقامی طریقے مختلف راستوں پر سفر کرتے ہیں۔ سنگل-موڈ فائبر میں، فائبر کے مواد اور ویو گائیڈ خصوصیات کی وجہ سے مختلف طول موج مختلف رفتار سے سفر کرتی ہے۔ فائبر میں بریفنگنس کی وجہ سے دو پولرائزیشن ریاستوں کو مختلف تاخیر کا سامنا کرنا پڑتا ہے۔

کیا صفر بازی ہمیشہ مثالی ہدف ہوتا ہے؟

عملی طور پر نہیں۔ WDM سسٹمز میں، ہر فائبر اسپین میں مقامی بازی کی ایک چھوٹی سی مقدار غیر لکیری خرابیوں کو دبانے میں مدد کرتی ہے جیسے چار-لہروں کا اختلاط۔ انجینئرنگ کا مقصد وصول کنندہ پر قابل قبول ونڈو کے اندر خالص پھیلاؤ کا انتظام کرنا ہے، نہ کہ لنک کے ہر مقام پر اسے ختم کرنا۔

نتیجہ

آپٹیکل فائبر ڈسپریشن فائبر آپٹک نیٹ ورکس میں ٹرانسمیشن کی بنیادی خرابیوں میں سے ایک ہے، اس کے ساتھ ساتھ کشیدگی اور نان لائنر اثرات بھی۔ یہ سمجھنا کہ کس قسم کی بازی آپ کے مخصوص نظام کو متاثر کرتی ہے - موڈل، رنگین، یا PMD - مؤثر انتظام کی طرف پہلا قدم ہے۔ اگلا مرحلہ صحیح تخفیف کی حکمت عملی کو لنک سے ملا رہا ہے: فائبر کا انتخاب، آپٹیکل معاوضہ، الیکٹرانک معاوضہ، یا صرف اس بات کی تصدیق کرنا کہ کسی معاوضے کی ضرورت نہیں ہے۔

کے ساتھ کام کرنے والے انجینئرز کے لیےسنگل-موڈ فائبرمیٹرو اور لمبی دوری کے نیٹ ورکس میں، رنگین بازی کا انتظام ایک بنیادی ڈیزائن ڈسپلن بنی ہوئی ہے۔ تعینات کرنے والوں کے لیےملٹی موڈ فائبرمختصر طور پر-ریچ ایپلی کیشنز میں، موڈل بینڈوڈتھ کی حدود کو سمجھنا بھی اتنا ہی اہم ہے۔ اور جوں جوں مربوط DSP آگے بڑھ رہا ہے، "منتشر-محدود" اور "DSP-قابل انتظام" کے درمیان باؤنڈری حرکت کرتی رہتی ہے - کسی ایک جزو کے حل کے بجائے ایک نظام-سطح کے انجینئرنگ کے مسئلے کے طور پر بازی تک پہنچنا پہلے سے کہیں زیادہ اہم بناتا ہے۔