آپٹیکل ماڈیول کے کام کرنے کا اصول

آپٹیکل فائبر کمیونیکیشن کے ایک اہم حصے کے طور پر، آپٹیکل ماڈیول آپٹیکل الیکٹرانک ڈیوائسز ہیں جو آپٹیکل سگنل ٹرانسمیشن کے عمل میں فوٹو الیکٹرک کنورژن اور الیکٹرو آپٹیکل کنورژن کے افعال کو محسوس کرتے ہیں۔
آپٹیکل ماڈیول OSI ماڈل کی فزیکل پرت پر کام کرتا ہے اور آپٹیکل فائبر کمیونیکیشن سسٹم کے بنیادی اجزاء میں سے ایک ہے۔یہ بنیادی طور پر آپٹیکل الیکٹرانک آلات (آپٹیکل ٹرانسمیٹر، آپٹیکل ریسیورز)، فنکشنل سرکٹس، اور آپٹیکل انٹرفیس پر مشتمل ہے۔اس کا بنیادی کام آپٹیکل فائبر کمیونیکیشن میں فوٹو الیکٹرک کنورژن اور الیکٹرو آپٹیکل کنورژن کے افعال کو سمجھنا ہے۔آپٹیکل ماڈیول کے کام کرنے والے اصول کو آپٹیکل ماڈیول کے ورکنگ اصول ڈایاگرام میں دکھایا گیا ہے۔

بھیجنے والا انٹرفیس ایک مخصوص کوڈ ریٹ کے ساتھ ایک برقی سگنل داخل کرتا ہے، اور اندرونی ڈرائیور چپ کے ذریعے کارروائی کرنے کے بعد، اسی شرح کا ماڈیولڈ آپٹیکل سگنل ڈرائیونگ سیمی کنڈکٹر لیزر (LD) یا لائٹ ایمیٹنگ ڈائیوڈ (LED) سے خارج ہوتا ہے۔آپٹیکل فائبر کے ذریعے ٹرانسمیشن کے بعد، وصول کرنے والا انٹرفیس آپٹیکل سگنل کو منتقل کرتا ہے اسے فوٹو ڈیٹیکٹر ڈائیوڈ کے ذریعے برقی سگنل میں تبدیل کیا جاتا ہے، اور اسی کوڈ کی شرح کا برقی سگنل پری ایمپلیفائر سے گزرنے کے بعد آؤٹ پٹ ہوتا ہے۔
آپٹیکل ماڈیول کے اہم کارکردگی کے اشارے کیا ہیں؟
آپٹیکل ماڈیول کے پرفارمنس انڈیکس کی پیمائش کیسے کی جائے؟ہم آپٹیکل ماڈیولز کی کارکردگی کے اشارے کو درج ذیل پہلوؤں سے سمجھ سکتے ہیں۔
آپٹیکل ماڈیول کا ٹرانسمیٹر
اوسط ترسیل آپٹیکل طاقت
اوسط منتقل شدہ آپٹیکل پاور سے مراد عام کام کے حالات میں آپٹیکل ماڈیول کے ترسیلی سرے پر روشنی کے ذریعہ سے آپٹیکل پاور آؤٹ پٹ ہے، جسے روشنی کی شدت کے طور پر سمجھا جا سکتا ہے۔منتقل شدہ آپٹیکل پاور ٹرانسمیٹڈ ڈیٹا سگنل میں "1″ کے تناسب سے متعلق ہے۔جتنا زیادہ "1″، اتنی ہی زیادہ آپٹیکل پاور۔جب ٹرانسمیٹر ایک چھدم بے ترتیب ترتیب سگنل بھیجتا ہے، "1″ اور "0″ تقریباً نصف کے حساب سے۔اس وقت، ٹیسٹ کے ذریعہ حاصل کردہ طاقت اوسط منتقل شدہ نظری طاقت ہے، اور یونٹ W یا mW یا dBm ہے۔ان میں سے، W یا mW ایک لکیری اکائی ہے، اور dBm ایک منطقی اکائی ہے۔مواصلات میں، ہم عام طور پر آپٹیکل پاور کی نمائندگی کرنے کے لیے dBm استعمال کرتے ہیں۔
معدومیت کا تناسب
معدومیت کے تناسب سے مراد لیزر کی اوسط آپٹیکل پاور کے تناسب کی کم از کم قیمت ہے جب تمام "1″ کوڈز کو خارج ہونے والی اوسط آپٹیکل پاور سے خارج کیا جاتا ہے جب تمام "0″ کوڈز مکمل ماڈیولیشن کے حالات میں خارج ہوتے ہیں، اور یونٹ dB ہوتا ہے۔ .جیسا کہ شکل 1-3 میں دکھایا گیا ہے، جب ہم ایک برقی سگنل کو آپٹیکل سگنل میں تبدیل کرتے ہیں، تو آپٹیکل ماڈیول کے ٹرانسمٹنگ حصے میں لیزر ان پٹ برقی سگنل کے کوڈ ریٹ کے مطابق اسے آپٹیکل سگنل میں تبدیل کرتا ہے۔اوسط آپٹیکل پاور جب تمام "1″ کوڈ لیزر سے خارج ہونے والی روشنی کی اوسط طاقت کی نمائندگی کرتے ہیں، اوسط آپٹیکل پاور جب تمام "0″ کوڈ لیزر کی اوسط طاقت کی نمائندگی کرتے ہیں جو روشنی نہیں خارج کرتی ہے، اور ختم ہونے کا تناسب اس صلاحیت کی نمائندگی کرتا ہے۔ 0 اور 1 سگنلز کے درمیان فرق کرنے کے لیے، لہذا معدومیت کے تناسب کو لیزر آپریٹنگ کارکردگی کا پیمانہ سمجھا جا سکتا ہے۔معدومیت کے تناسب کی عام کم از کم اقدار 8.2dB سے 10dB تک ہوتی ہیں۔
آپٹیکل سگنل کی درمیانی طول موج
اخراج کے طول و عرض میں، طول موج 50℅ زیادہ سے زیادہ طول و عرض کی اقدار کو جوڑنے والے لائن سیگمنٹ کے وسط پوائنٹ سے مطابقت رکھتی ہے۔مختلف قسم کے لیزرز یا ایک ہی قسم کے دو لیزرز میں عمل، پیداوار اور دیگر وجوہات کی وجہ سے مرکز کی طول موج مختلف ہوتی ہے۔یہاں تک کہ ایک ہی لیزر کی مختلف حالتوں میں مختلف مرکز طول موج ہوسکتی ہے۔عام طور پر، آپٹیکل ڈیوائسز اور آپٹیکل ماڈیول بنانے والے صارفین کو ایک پیرامیٹر فراہم کرتے ہیں، یعنی سینٹر طول موج (جیسے 850nm)، اور یہ پیرامیٹر عام طور پر ایک رینج ہوتا ہے۔اس وقت، عام طور پر استعمال ہونے والے آپٹیکل ماڈیولز کی بنیادی طور پر تین مرکزی طول موجیں ہیں: 850nm بینڈ، 1310nm بینڈ اور 1550nm بینڈ۔
ان تین بینڈوں میں اس کی تعریف کیوں کی گئی ہے؟یہ آپٹیکل سگنل کے آپٹیکل فائبر ٹرانسمیشن میڈیم کے نقصان سے متعلق ہے۔مسلسل تحقیق اور تجربات سے پتہ چلا ہے کہ ریشے کا نقصان عموماً طول موج کی لمبائی کے ساتھ کم ہو جاتا ہے۔850nm پر نقصان کم ہے، اور 900 ~ 1300nm پر نقصان زیادہ ہو جاتا ہے۔جبکہ 1310nm پر، یہ کم ہو جاتا ہے، اور 1550nm پر نقصان سب سے کم ہوتا ہے، اور 1650nm سے اوپر کا نقصان بڑھ جاتا ہے۔لہذا 850nm نام نہاد مختصر طول موج کی کھڑکی ہے، اور 1310nm اور 1550nm لمبی طول موج کی کھڑکی ہیں۔
آپٹیکل ماڈیول کا وصول کنندہ
اوورلوڈ آپٹیکل پاور
سیچوریٹڈ آپٹیکل پاور کے نام سے بھی جانا جاتا ہے، اس سے مراد زیادہ سے زیادہ ان پٹ اوسط آپٹیکل پاور ہے جو آپٹیکل ماڈیول کی ایک مخصوص بٹ ایرر ریٹ (BER=10-12) حالت کے تحت وصول کرنے والے اختتامی اجزاء حاصل کر سکتے ہیں۔یونٹ dBm ہے۔
واضح رہے کہ فوٹو ڈیٹیکٹر مضبوط روشنی کی شعاع ریزی کے تحت فوٹوکورنٹ سنترپتی کے رجحان کو ظاہر کرے گا۔جب یہ رجحان ہوتا ہے، پکڑنے والے کو ٹھیک ہونے کے لیے ایک خاص وقت درکار ہوتا ہے۔اس وقت، وصول کرنے والی حساسیت کم ہو جاتی ہے، اور موصول ہونے والے سگنل کو غلط سمجھا جا سکتا ہے۔کوڈ کی خرابیوں کا سبب بنتا ہے۔سیدھے الفاظ میں، اگر ان پٹ آپٹیکل پاور اس اوورلوڈ آپٹیکل پاور سے زیادہ ہے، تو یہ سامان کو نقصان پہنچا سکتا ہے۔استعمال اور آپریشن کے دوران، اوورلوڈ آپٹیکل پاور سے تجاوز کو روکنے کے لیے تیز روشنی کی نمائش سے بچنے کی کوشش کریں۔
وصول کنندہ کی حساسیت
موصول ہونے والی حساسیت سے مراد کم از کم اوسط ان پٹ آپٹیکل پاور ہے جو آپٹیکل ماڈیول کی ایک مخصوص بٹ ایرر ریٹ (BER=10-12) کی حالت میں وصول کرنے والے اختتامی اجزاء کو حاصل ہو سکتی ہے۔اگر ٹرانسمٹ آپٹیکل پاور بھیجنے کے اختتام پر روشنی کی شدت سے مراد ہے، تو موصول ہونے والی حساسیت سے مراد روشنی کی شدت ہے جس کا آپٹیکل ماڈیول کے ذریعے پتہ لگایا جا سکتا ہے۔یونٹ dBm ہے۔
عام طور پر، شرح جتنی زیادہ ہوگی، وصول کرنے کی حساسیت اتنی ہی خراب ہوگی، یعنی کم از کم آپٹیکل پاور جتنی زیادہ ہوگی، آپٹیکل ماڈیول کے حاصل کرنے والے اختتامی اجزاء کی ضروریات اتنی ہی زیادہ ہوں گی۔
آپٹیکل پاور حاصل کی گئی۔
موصول ہونے والی آپٹیکل پاور سے مراد اوسط آپٹیکل پاور رینج ہے جو آپٹیکل ماڈیول کی ایک مخصوص بٹ ایرر ریٹ (BER=10-12) کی حالت میں وصول کرنے والے اختتامی اجزاء حاصل کر سکتے ہیں۔یونٹ dBm ہے۔موصول ہونے والی آپٹیکل پاور کی اوپری حد اوورلوڈ آپٹیکل پاور ہے، اور نچلی حد موصول ہونے والی حساسیت کی زیادہ سے زیادہ قدر ہے۔
عام طور پر، جب موصول ہونے والی آپٹیکل پاور موصول ہونے والی حساسیت سے کم ہوتی ہے، تو سگنل عام طور پر موصول نہیں ہو سکتا کیونکہ آپٹیکل پاور بہت کمزور ہے۔جب موصول ہونے والی آپٹیکل پاور اوورلوڈ آپٹیکل پاور سے زیادہ ہوتی ہے تو، بٹ کی غلطیوں کی وجہ سے سگنلز عام طور پر موصول نہیں ہوسکتے ہیں۔
جامع کارکردگی کا اشاریہ
انٹرفیس کی رفتار
غلطی سے پاک ٹرانسمیشن کی زیادہ سے زیادہ برقی سگنل کی شرح جو آپٹیکل ڈیوائسز لے جا سکتی ہے، ایتھرنیٹ کا معیار طے کرتا ہے: 125Mbit/s، 1.25Gbit/s، 10.3125Gbit/s، 41.25Gbit/s۔
ترسیل کا فاصلہ
آپٹیکل ماڈیولز کی ترسیل کا فاصلہ بنیادی طور پر نقصان اور بازی سے محدود ہے۔جب آپٹیکل فائبر میں روشنی کی ترسیل ہوتی ہے تو میڈیم کے جذب، بکھرنے اور رساو کی وجہ سے روشنی کی توانائی کا نقصان ہوتا ہے۔ٹرانسمیشن کا فاصلہ بڑھنے کے ساتھ ہی توانائی کا یہ حصہ ایک خاص شرح سے منتشر ہو جاتا ہے۔بازی بنیادی طور پر اس حقیقت کی وجہ سے ہوتی ہے کہ مختلف طول موج کی برقی مقناطیسی لہریں ایک ہی میڈیم میں مختلف رفتار سے پھیلتی ہیں، جس کے نتیجے میں آپٹیکل سگنل کے مختلف طول موج کے اجزاء مختلف اوقات میں موصول ہونے والے سرے پر پہنچتے ہیں جس کی وجہ سے ترسیلی فاصلے جمع ہوتے ہیں، جس کے نتیجے میں پلس وسیع کرنا، جس سے سگنلز کی قدر میں فرق کرنا ناممکن ہو جاتا ہے۔
آپٹیکل ماڈیول کے محدود پھیلاؤ کے لحاظ سے، محدود فاصلہ نقصان کے محدود فاصلے سے کہیں زیادہ ہے، اس لیے اسے نظر انداز کیا جا سکتا ہے۔نقصان کی حد کا تخمینہ فارمولے کے مطابق لگایا جا سکتا ہے: نقصان محدود فاصلہ = (منتقلی نظری طاقت - وصول کرنے والی حساسیت) / فائبر کی کشیدگی۔آپٹیکل فائبر کی کشندگی کا تعلق حقیقی منتخب آپٹیکل فائبر سے ہے۔