آپٹیکل فریکوئنسی کنگھی اور آپٹیکل ٹرانسمیشن؟

ہم جانتے ہیں کہ 1990 کی دہائی سے، ڈبلیو ڈی ایم ویو لینتھ ڈویژن ملٹی پلیکسنگ ٹیکنالوجی کو سیکڑوں یا اس سے بھی ہزاروں کلومیٹر تک پھیلے طویل فاصلاتی فائبر آپٹک لنکس کے لیے استعمال کیا جا رہا ہے۔ زیادہ تر ممالک اور خطوں کے لیے، فائبر آپٹک انفراسٹرکچر ان کا سب سے مہنگا اثاثہ ہے، جبکہ ٹرانسیور کے اجزاء کی قیمت نسبتاً کم ہے۔

تاہم، 5G جیسے نیٹ ورک ڈیٹا ٹرانسمیشن کی شرحوں کی دھماکہ خیز ترقی کے ساتھ، مختصر فاصلے کے لنکس میں WDM ٹیکنالوجی تیزی سے اہم ہو گئی ہے، اور مختصر روابط کی تعیناتی کا حجم بہت زیادہ ہے، جس سے ٹرانسیور کے اجزاء کی قیمت اور سائز زیادہ حساس ہو گیا ہے۔

فی الحال، یہ نیٹ ورک اب بھی خلائی ڈویژن ملٹی پلیکسنگ چینلز کے ذریعے متوازی ترسیل کے لیے ہزاروں سنگل موڈ آپٹیکل فائبرز پر انحصار کرتے ہیں، اور ہر چینل کے ڈیٹا کی شرح نسبتاً کم ہے، زیادہ سے زیادہ صرف چند سو Gbit/s (800G)۔ ٹی لیول میں محدود درخواستیں ہو سکتی ہیں۔

لیکن مستقبل قریب میں، عام مقامی متوازی کا تصور جلد ہی اپنی توسیع پذیری کی حد تک پہنچ جائے گا، اور ڈیٹا کی شرحوں میں مزید بہتری کو برقرار رکھنے کے لیے ہر فائبر میں ڈیٹا اسٹریمز کے اسپیکٹرم متوازی کے ذریعے اس کی تکمیل ضروری ہے۔ اس سے ویو لینتھ ڈویژن ملٹی پلیکسنگ ٹیکنالوجی کے لیے ایپلیکیشن کی ایک نئی جگہ کھل سکتی ہے، جہاں چینل نمبر اور ڈیٹا کی شرح کی زیادہ سے زیادہ اسکیل ایبلٹی اہم ہے۔

اس صورت میں، فریکوئنسی کومب جنریٹر (FCG)، ایک کمپیکٹ اور فکسڈ ملٹی ویو لینتھ لائٹ سورس کے طور پر، اچھی طرح سے متعین آپٹیکل کیریئرز کی ایک بڑی تعداد فراہم کر سکتا ہے، اس طرح ایک اہم کردار ادا کرتا ہے۔ اس کے علاوہ، آپٹیکل فریکوئنسی کنگھی کا ایک خاص فائدہ یہ ہے کہ کنگھی لائنیں بنیادی طور پر فریکوئنسی میں مساوی ہوتی ہیں، جو انٹر چینل گارڈ بینڈز کی ضروریات کو کم کرسکتی ہیں اور ڈی ایف بی لیزر اریوں کا استعمال کرتے ہوئے روایتی اسکیموں میں سنگل لائنوں کے لیے درکار فریکوئنسی کنٹرول سے بچ سکتی ہیں۔

واضح رہے کہ یہ فوائد نہ صرف ویو لینتھ ڈویژن ملٹی پلیکسنگ کے ٹرانسمیٹر پر لاگو ہوتے ہیں، بلکہ اس کے وصول کنندہ پر بھی لاگو ہوتے ہیں، جہاں ڈسکریٹ لوکل آسکیلیٹر (LO) سرنی کو ایک کنگھی جنریٹر سے تبدیل کیا جا سکتا ہے۔ LO کومب جنریٹرز کا استعمال ویو لینتھ ڈویژن ملٹی پلیکسنگ چینلز میں ڈیجیٹل سگنل پروسیسنگ کو مزید سہولت فراہم کر سکتا ہے، اس طرح ریسیور کی پیچیدگی کو کم کرتا ہے اور فیز شور برداشت کو بہتر بناتا ہے۔

اس کے علاوہ، متوازی ہم آہنگ استقبالیہ کے لیے فیز-لاک فنکشن کے ساتھ LO کنگھی سگنلز کا استعمال بھی پورے طول موج ڈویژن ملٹی پلیکسنگ سگنل کے ٹائم ڈومین ویوفارم کو دوبارہ تشکیل دے سکتا ہے، اس طرح ٹرانسمیشن فائبر کی آپٹیکل نان لائنیرٹی کی وجہ سے ہونے والے نقصان کی تلافی ہو سکتی ہے۔ کنگھی سگنل ٹرانسمیشن پر مبنی تصوراتی فوائد کے علاوہ، چھوٹے سائز اور اقتصادی طور پر موثر بڑے پیمانے پر پیداوار بھی مستقبل کے طول موج ڈویژن ملٹی پلیکسنگ ٹرانسسیورز کے لیے اہم عوامل ہیں۔

لہذا، کنگھی سگنل جنریٹر کے مختلف تصورات میں، چپ سطح کے آلات خاص طور پر قابل ذکر ہیں۔ ڈیٹا سگنل ماڈیولیشن، ملٹی پلیکسنگ، روٹنگ، اور ریسیپشن کے لیے انتہائی توسیع پذیر فوٹوونک انٹیگریٹڈ سرکٹس کے ساتھ جوڑنے پر، ایسے آلات کمپیکٹ اور موثر ویو لینتھ ڈویژن ملٹی پلیکسنگ ٹرانسیور کی کلید بن سکتے ہیں جو کہ دسیوں کی ترسیل کی صلاحیت کے ساتھ کم قیمت پر بڑی مقدار میں تیار کیے جا سکتے ہیں۔ Tbit/s فی فائبر۔

بھیجنے کے اختتام کے آؤٹ پٹ پر، ہر چینل کو ملٹی پلیکسر (MUX) کے ذریعے دوبارہ جوڑ دیا جاتا ہے، اور ویو لینتھ ڈویژن ملٹی پلیکسنگ سگنل سنگل موڈ فائبر کے ذریعے منتقل کیا جاتا ہے۔ وصول کرنے والے اختتام پر، ویو لینتھ ڈویژن ملٹی پلیکسنگ ریسیور (WDM Rx) ملٹی ویو لینتھ مداخلت کا پتہ لگانے کے لیے دوسرے FCG کے LO لوکل آسکیلیٹر کا استعمال کرتا ہے۔ ان پٹ ویو لینتھ ڈویژن ملٹی پلیکسنگ سگنل کے چینل کو ڈیملٹی پلیکسر کے ذریعے الگ کیا جاتا ہے اور پھر ایک مربوط رسیور سرنی (Coh. Rx) کو بھیجا جاتا ہے۔ ان میں سے، مقامی آسکیلیٹر LO کی ڈیملٹی پلیکسنگ فریکوئنسی ہر مربوط وصول کنندہ کے لیے فیز ریفرنس کے طور پر استعمال ہوتی ہے۔ اس ویو لینتھ ڈویژن ملٹی پلیکسنگ لنک کی کارکردگی واضح طور پر بنیادی کنگھی سگنل جنریٹر پر منحصر ہے، خاص طور پر روشنی کی چوڑائی اور ہر کنگھی لائن کی آپٹیکل طاقت۔

بلاشبہ، آپٹیکل فریکوئنسی کنگھی ٹیکنالوجی اب بھی ترقی کے مرحلے میں ہے، اور اس کے اطلاق کے منظرنامے اور مارکیٹ کا سائز نسبتاً چھوٹا ہے۔ اگر یہ تکنیکی رکاوٹوں پر قابو پا سکتا ہے، لاگت کو کم کر سکتا ہے، اور وشوسنییتا کو بہتر بنا سکتا ہے، تو یہ آپٹیکل ٹرانسمیشن میں بڑے پیمانے پر ایپلی کیشنز حاصل کر سکتا ہے۔