DWDM آپٹیکل فائبر کمیونیکیشن میں ایک ٹرانسمیشن ٹیکنالوجی ہے۔ یہ ایک ہی وقت میں مختلف طول موج کے متعدد آپٹیکل کیریئر سگنلز کو منتقل کرنے کے لیے ایک آپٹیکل فائبر کا استعمال کرتا ہے، اور آپٹیکل فائبر کے ذریعے استعمال ہونے والی طول موج کی حد کو کئی چینلز میں تقسیم کرتا ہے۔ چینل آپٹیکل سگنل منتقل کرتا ہے۔ لہذا، DWDM نے آپٹیکل مواصلاتی نظام کی ترسیل کی صلاحیت کو بہت بہتر کیا ہے. ایربیم ڈوپڈ فائبر یمپلیفائر کی ظاہری شکل (ای ڈی ایف اے) DWDM آپٹیکل سگنل ٹرانسمیشن کو دور کرتا ہے۔
1. EDFA کے اصول کا تعارف
Erbium (Er) زمین کا ایک نایاب عنصر ہے۔ آپٹیکل فائبر بناتے وقت، ایربیم عنصر کا ایک خاص تناسب شامل کرکے ایک ایربیم ڈوپڈ آپٹیکل فائبر بناتا ہے، جس میں ایمپلیفیکیشن کا اثر ہوتا ہے۔ ایربیم آئنوں میں تین کام کرنے والی توانائی کی سطحیں ہیں: E1، E2 اور E3۔ ان میں سے، E1 میں توانائی کی سطح سب سے کم ہے اور اسے زمینی حالت کہا جاتا ہے۔ E2 میٹاسٹیبل حالت ہے؛ E3 میں توانائی کی بلند ترین سطح ہے اور یہ پرجوش حالت بن جاتی ہے۔ کسی بھی روشنی سے پرجوش نہ ہونے کی صورت میں، یہ توانائی کی کم ترین سطح E1 پر ہے۔ جب پمپنگ لائٹ سورس کے لیزر کو ایربیم ڈوپڈ فائبر کو مسلسل اکسانے کے لیے استعمال کیا جاتا ہے، تو زمینی حالت میں موجود ذرات توانائی حاصل کرنے پر اعلیٰ توانائی کی سطح پر جائیں گے۔ اگر یہ E1 سے E3 میں منتقل ہوتا ہے، چونکہ یہ ذرہ E3 کی توانائی کی سطح پر غیر مستحکم ہے، یہ تابکاری کے بغیر تیزی سے میٹاسٹیبل توانائی کی سطح پر منتقل ہو جائے گا، اور اس توانائی کی سطح پر ذرہ کی زندگی نسبتاً لمبی ہے، پمپ کی وجہ سے۔ روشنی کا ذریعہ مسلسل جوش کے ساتھ، E2 توانائی کی سطح پر ذرات کی تعداد میں اضافہ ہوتا رہے گا، جبکہ E1 توانائی کی سطح پر ذرات کی تعداد کم ہوتی جائے گی۔ جب ان پٹ آپٹیکل سگنل کی فوٹان توانائی E2 اور E1 کے درمیان توانائی کی سطح کے فرق کے بالکل برابر ہوتی ہے، تو میٹاسٹیبل حالت میں موجود ذرات یہ محرک شعاعوں کی صورت میں زمینی حالت میں منتقل ہو جائیں گے، اور وہی فوٹان تابکاری کریں گے جیسے فوٹوون ان پٹ آپٹیکل سگنل میں، اس طرح فوٹون کی تعداد میں بہت زیادہ اضافہ ہوتا ہے، جس سے ان پٹ سگنل لائٹ ایربیم ڈوپڈ فائبر میں ایک مضبوط آؤٹ پٹ بن جاتا ہے، آپٹیکل سگنل روشنی کی براہ راست پرورش کا احساس کرتا ہے۔
یقینا، اس کی پمپ لائٹ سورس کی ورکنگ ویو لینتھ پر بھی کچھ تقاضے ہیں۔ مندرجہ بالا اعداد و شمار erbium آئنوں کے جذب سپیکٹرم کو ظاہر کرتا ہے، جس سے یہ دیکھا جا سکتا ہے کہ 650nm، 800nm، 980nm، اور 1480nm کی طول موج پر جذب بینڈ ہیں، اور ان فریکوئنسی بینڈز میں استعمال کیا جا سکتا ہے۔ اسے ای ڈی ایف اے پمپ لائٹ سورس کی ورکنگ طول موج سمجھا جاتا ہے۔ تاہم، کارکردگی جیسے عوامل کا موازنہ کرنے کے بعد، 980nm اور 1480nm سیمی کنڈکٹر لیزرز روشنی کے ذرائع کو پمپ کرنے کے لیے زیادہ موزوں ہیں۔ای ڈی ایف اے. 1480nm کے مقابلے میں، 980nm میں زیادہ فائدہ اور کم شور ہے، اور فی الحال فائبر یمپلیفائرز کے لیے پمپنگ ویو لینتھ کو ترجیح دی جاتی ہے۔ EDFA میں پمپنگ کے بہت سے طریقے استعمال کیے جاتے ہیں۔ یہ بنیادی طور پر یہ نام دیا گیا ہے کہ آیا پمپ لائٹ سورس سے توانائی کی پیداوار کو ایربیم ڈوپڈ فائبر میں اسی سمت میں داخل کیا جاتا ہے جس میں ان پٹ آپٹیکل سگنل انرجی ہوتی ہے۔ اسے فارورڈ پمپنگ اور پسماندہ پمپنگ میں تقسیم کیا جاسکتا ہے۔ راستہ، اور دو طرفہ پمپنگ کا طریقہ۔
دو طرفہ پمپنگ کے طریقہ کار میں فارورڈ پمپنگ اور ریورس پمپنگ کے فوائد ہیں، لہذا یہ طریقہ نہ صرف آپٹیکل فائبر میں پمپ کی روشنی کو یکساں طور پر تقسیم کر سکتا ہے، بلکہ آؤٹ پٹ پاور کے نقطہ نظر سے، سنگل پمپنگ کی آؤٹ پٹ پاور 14dBm ہے، اور دو طرفہ پمپنگ کی آؤٹ پٹ پاور 14dBm ہے۔ پمپ l 7dBm تک پہنچ سکتا ہے۔ مزید برآں، دو طرفہ پمپنگ میں ایمپلیفیکیشن کی بہترین کارکردگی ہوتی ہے، اور کو-ڈائریکشنل پمپنگ میں سب سے کم شور ہوتا ہے۔
2. DWDM سسٹم میں EDFA کا اطلاق
2.1 ای ڈی ایف اے کو پریمپلیفائر کے طور پر استعمال کیا جاتا ہے۔
ویو لینتھ ڈویژن ملٹی پلیکسنگ کے وصولی کے اختتام پر، ڈیملٹیپلیکسر کے اندراج کے نقصان اور شرح میں اضافے کی وجہ سے وصول کنندہ کی حساسیت میں کمی کی تلافی کے لیے، ڈیملٹی پلیکسر سے پہلے کم شور والے آپٹیکل پری ایمپلیفائر کو ترتیب دینا ضروری ہے۔ وصولی کے اختتام پر، EDFA کو PIN اور APD کے لیے ایک پریمپلیفائر کے طور پر استعمال کیا جاتا ہے۔ جب آپٹیکل پری ایمپلیفائر کے بغیر چینل کی شرح 2.5Gbit/s تک زیادہ ہوتی ہے، تو وصول کنندہ کی حساسیت تقریباً 10 گنا بڑھ سکتی ہے۔
2.2 EDFA ایک بوسٹر یمپلیفائر کے طور پر استعمال ہوتا ہے۔
EDFA کو بوسٹر ایمپلیفائر کے طور پر استعمال کیا جاتا ہے، جس میں بڑی آؤٹ پٹ پاور، مستحکم آؤٹ پٹ، کم شور، وسیع گین فریکوئنسی بینڈ، اور آسان نگرانی کے فوائد ہیں۔ آپٹیکل ٹرانسمیٹر کے سگنل کو براہ راست بڑھانے کے لیے اسے آپٹیکل ٹرانسمیٹر پر رکھا جاتا ہے۔ پاور ایمپلیفائر اکیلے یا مجموعہ میں استعمال کیا جا سکتا ہے. EDFA کی طرف سے بڑھائے جانے کے بعد، بھیجنے والے سرے کی آؤٹ پٹ پاور کو تقریباً ایک ترتیب سے بڑھایا جا سکتا ہے، جو فائبر میں داخل ہونے والی طاقت کو بہت بہتر بناتا ہے۔
2.3 EDFA ایک لائن یمپلیفائر کے طور پر استعمال کیا جاتا ہے
آپٹیکل کمیونیکیشن سسٹم میں، بازی اور نقصان مواصلات کی دوری اور صلاحیت کو محدود کرتے ہیں۔ بازی کے اثر و رسوخ کو کم کرنے کے لیے، بازی معاوضہ انجام دیا جا سکتا ہے۔ بازی کو معاوضہ دینے والے فائبر کو شامل کرنے کے بعد، اندراج کی کشندگی نمایاں طور پر بڑھ جاتی ہے، لہذا اندراج کی کشندگی کو آپٹیکل یمپلیفائر سے معاوضہ دینا ضروری ہے۔ استعمال کرناای ڈی ایف اےایک لائن یمپلیفائر کے طور پر تخلیق نو کے فاصلے کو نمایاں طور پر بڑھا سکتا ہے، اور مہنگے آپٹیکل ریپیٹرز کو بھی بدل سکتا ہے۔
3. نتیجہ
DWDM آپٹیکل فائبر کمیونیکیشن سسٹم میں ایک خاص ملٹی پلیکسنگ طریقہ ہے۔ یہ طریقہ آپٹیکل فائبر کے وسیع کم نقصان والے علاقے کا مکمل استعمال کر سکتا ہے، اور موجودہ نصب آپٹیکل فائبر کمیونیکیشن لائنوں کو تبدیل کیے بغیر آسانی سے اضافہ کو دوگنا کر سکتا ہے۔ فائبر آپٹک مواصلاتی نظام کی صلاحیت اب EDFA اور DWDM تیز رفتار آپٹیکل فائبر کمیونیکیشن نیٹ ورک کی ترقی کا مرکزی دھارے بن گئے ہیں، جو آپٹیکل فائبر کمیونیکیشن ٹیکنالوجی کی نئی نسل کی نمائندگی کرتے ہیں۔
