آپٹیکل فریکوئنسی کنگھی اور آپٹیکل ٹرانسمیشن؟

جیسا کہ ہم جانتے ہیں، 1990 کی دہائی سے، ڈبلیو ڈی ایم ڈبلیو ڈی ایم ٹیکنالوجی کا استعمال سیکڑوں یا اس سے بھی ہزاروں کلومیٹر طویل فاصلے کے فائبر آپٹک لنکس کے لیے کیا گیا ہے۔ ملک کے بیشتر علاقوں کے لیے، فائبر کا بنیادی ڈھانچہ اس کا سب سے مہنگا اثاثہ ہے، جب کہ ٹرانسیور کے اجزاء کی قیمت نسبتاً کم ہے۔
تاہم، 5G جیسے نیٹ ورکس میں ڈیٹا ریٹ کے دھماکے کے ساتھ، WDM ٹیکنالوجی مختصر فاصلے کے لنکس میں بھی تیزی سے اہم ہوتی جا رہی ہے، جو کہ بہت بڑی مقدار میں تعینات ہیں اور اس لیے ٹرانسیور اسمبلیوں کی لاگت اور سائز کے لیے زیادہ حساس ہیں۔

فی الحال، یہ نیٹ ورک اب بھی ہزاروں سنگل موڈ آپٹیکل فائبرز پر انحصار کرتے ہیں جو اسپیس ڈویژن ملٹی پلیکسنگ کے چینلز کے ذریعے متوازی طور پر منتقل ہوتے ہیں، جن میں نسبتاً کم ڈیٹا کی شرح زیادہ سے زیادہ چند سو Gbit/s (800G) فی چینل ہے، جس میں بہت کم تعداد میں ممکن ہے۔ ٹی کلاس میں درخواستیں

تاہم، مستقبل قریب میں، مشترکہ مقامی متوازی کا تصور جلد ہی اس کی توسیع پذیری کی حدوں کو پہنچ جائے گا، اور ڈیٹا کی شرحوں میں مزید اضافے کو برقرار رکھنے کے لیے ہر ایک فائبر میں ڈیٹا اسٹریمز کے اسپیکٹرل متوازی کے ذریعے اس کی تکمیل کرنا ہوگی۔ اس سے WDM ٹیکنالوجی کے لیے ایپلیکیشن کی پوری نئی جگہ کھل سکتی ہے، جس میں چینلز کی تعداد اور ڈیٹا کی شرح کے لحاظ سے زیادہ سے زیادہ اسکیل ایبلٹی اہم ہے۔

اس تناظر میں،آپٹیکل فریکوئنسی کنگھی جنریٹر (FCG)ایک کمپیکٹ، فکسڈ، ملٹی ویو لینتھ لائٹ سورس کے طور پر کلیدی کردار ادا کرتا ہے جو اچھی طرح سے متعین آپٹیکل کیریئرز کی ایک بڑی تعداد فراہم کر سکتا ہے۔ اس کے علاوہ، آپٹیکل فریکوئنسی کنگھیوں کا ایک خاص فائدہ یہ ہے کہ کنگھی لائنیں فریکوئنسی میں اندرونی طور پر مساوی ہوتی ہیں، اس طرح انٹر چینل گارڈ بینڈز کی ضرورت میں نرمی آتی ہے اور فریکوئنسی کنٹرول سے گریز کیا جاتا ہے جو روایتی اسکیم میں ایک لائن کے لیے ضروری ہوتا ہے۔ DFB لیزرز کی ایک صف۔

یہ نوٹ کرنا ضروری ہے کہ یہ فوائد نہ صرف WDM ٹرانسمیٹر پر لاگو ہوتے ہیں بلکہ ان کے ریسیورز پر بھی لاگو ہوتے ہیں، جہاں مجرد لوکل آسکیلیٹر (LO) اریوں کو ایک کنگھی جنریٹر سے تبدیل کیا جا سکتا ہے۔ LO کومب جنریٹرز کا استعمال WDM چینلز کے لیے ڈیجیٹل سگنل پروسیسنگ میں مزید سہولت فراہم کرتا ہے، اس طرح ریسیور کی پیچیدگی کو کم کرتا ہے اور فیز شور رواداری میں اضافہ ہوتا ہے۔

اس کے علاوہ، متوازی ہم آہنگ استقبالیہ کے لیے فیز لاکنگ کے ساتھ LO کومب سگنلز کا استعمال یہاں تک کہ پورے WDM سگنل کے ٹائم ڈومین ویوفارم کو دوبارہ تشکیل دینا ممکن بناتا ہے، اس طرح ٹرانسمیشن فائبر میں آپٹیکل نان لائنیرٹیز کی وجہ سے ہونے والی خرابیوں کی تلافی ہوتی ہے۔ کنگھی پر مبنی سگنل ٹرانسمیشن کے ان تصوراتی فوائد کے علاوہ، چھوٹے سائز اور لاگت سے موثر بڑے پیمانے پر پیداوار بھی مستقبل کے WDM ٹرانسسیور کے لیے کلیدی حیثیت رکھتی ہے۔
لہذا، کنگھی سگنل جنریٹر کے مختلف تصورات میں، چپ پیمانے کے آلات خاص دلچسپی کے حامل ہیں۔ جب ڈیٹا سگنل ماڈیولیشن، ملٹی پلیکسنگ، روٹنگ اور ریسیپشن کے لیے انتہائی قابل توسیع فوٹوونک انٹیگریٹڈ سرکٹس کے ساتھ جوڑ دیا جاتا ہے، تو اس طرح کے آلات کمپیکٹ، انتہائی موثر WDM ٹرانسسیور کی کلید رکھتے ہیں جو دسیوں تک کی ترسیل کی صلاحیت کے ساتھ کم قیمت پر بڑی مقدار میں گھڑے جا سکتے ہیں۔ Tbit/s فی فائبر۔

مندرجہ ذیل اعداد و شمار میں WDM ٹرانسمیٹر کے اسکیمیٹک کو دکھایا گیا ہے جو آپٹیکل فریکوئنسی کامب FCG کو ایک کثیر طول موج روشنی کے ذریعہ کے طور پر استعمال کرتا ہے۔ اس کے ذریعے، سگنل کو بہترین اسپیکٹرل کارکردگی (SE) کے لیے اعلی درجے کی QAM کواڈریچر ایمپلیٹیوڈ ماڈیولیشن کا نشانہ بنایا جاتا ہے۔

ٹرانسمیٹر ایگریس پر، چینلز کو ملٹی پلیکسر (MUX) میں دوبارہ جوڑ دیا جاتا ہے اور WDM سگنل سنگل موڈ فائبر پر منتقل ہوتے ہیں۔ وصول کرنے والے اختتام پر، ویو لینتھ ڈویژن ملٹی پلیکسنگ ریسیور (WDM Rx)، ملٹی ویو لینتھ کوہرنٹ کا پتہ لگانے کے لیے 2nd FCG کے LO لوکل آسکیلیٹر کا استعمال کرتا ہے۔ ان پٹ WDM سگنلز کے چینلز کو ڈیملٹی پلیکسر کے ذریعے الگ کیا جاتا ہے اور مربوط رسیور سرنی (Coh. Rx) کو کھلایا جاتا ہے۔ جہاں مقامی oscillator LO کی ڈیملٹی پلیکسنگ فریکوئنسی کو ہر مربوط وصول کنندہ کے لیے فیز ریفرنس کے طور پر استعمال کیا جاتا ہے۔ اس طرح کے WDM لنکس کی کارکردگی واضح طور پر بنیادی کنگھی سگنل جنریٹر پر کافی حد تک منحصر ہے، خاص طور پر آپٹیکل لائن کی چوڑائی اور آپٹیکل پاور فی کنگھی لائن۔

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 آپٹیکل ٹرانسمیشن میں اسکیل لیول ایپلی کیشنز کا حصول ممکن ہو گا۔