آپٹیکل ماڈیول ٹرانسمیشن کی غلطیوں کو کم کرتے ہیں

 

آپٹیکل ماڈیولزجدید ٹیلی مواصلات کے بنیادی ڈھانچے میں ضروری اجزاء بن چکے ہیں ، بنیادی طور پر روایتی تانبے - پر مبنی نظام کے مقابلے میں ٹرانسمیشن کی غلطیوں کو نمایاں طور پر کم کرنے کی ان کی صلاحیت کی وجہ سے۔ ان ماڈیولز کی ترقی 1990 کی دہائی کے آخر میں بنی ہوئی شروع ہوئی ، جب سسکو اور لوسینٹ ٹیکنالوجیز جیسی کمپنیوں نے 1 جی بی آئی ٹی/سیکنڈ سے زیادہ کی رفتار سے تانبے کے باہمی رابطوں کے ساتھ ڈیٹا کی سالمیت کے مسائل کا سامنا کرنا شروع کیا۔

 

 

تاریخی ترقی اور غلطی کی اصلاح

 

کی پہلی نسلفائبر آپٹک ماڈیولز1998-2000 کے آس پاس متعارف کرایا گیا جس میں مساوی فاصلوں پر ان کے تانبے کے ہم منصبوں کے مقابلے میں تقریبا 60 60 فیصد کم غلطیاں دکھائی گئیں۔ یہ بہتری فائبر آپٹکس کی استثنیٰ سے برقی مقناطیسی مداخلت (EMI) اور ریڈیو فریکوینسی مداخلت (RFI) سے ہوئی ہے ، جس نے ڈیٹا سینٹر کے ماحول میں تانبے کے نظام کو دوچار کیا جہاں سینکڑوں سرور قریب قریب کام کرتے ہیں۔

ابتدائی نفاذ نسبتا simple آسان استعمال ہوتا ہےآپٹیکل ماڈیولرفیبری - پیروٹ لیزرز کی براہ راست ماڈلن پر مبنی ڈیزائن۔ ان ماڈیولز نے 10 کے قریب 10^- 12 کی بٹ غلطی کی شرح (بی ای آر) حاصل کی ، جو اس وقت بہترین سمجھا جاتا تھا لیکن جدید ضروریات کے لئے ناکافی تھا۔ 2003 میں تقسیم شدہ آراء (DFB) لیزرز کے تعارف نے اس کو 10^-15 تک بہتر بنایا ، جس سے لمبی دوری کی ٹرانسمیشن زیادہ عملی ہے۔

 

ایس ایف پی فیملی اور غلطی میں کمی کے طریقہ کار

 

چھوٹی شکل - فیکٹر پلگ ایبل تفصیلات ، جس نے وسیع پیمانے پر - کو اپنایا ہوا تیار کیاSFP آپٹیکل ٹرانسیور، 2001 میں عوامی طور پر جاری ہونے پر ایک بڑی پیشرفت کی نمائندگی کی۔ ابتدا میں ایک کنسورشیم کے ذریعہ تیار کیا گیا جس میں فائنسار ، ایجیلنٹ ، اور اے ایم پی شامل تھے ، ایس ایف پی اسٹینڈر نے ایک معیاری گرم - پلگ ایبل انٹرفیس فراہم کیا جس کو بہتر بجلی کے ڈیزائن کے ذریعے بہتر سگنل کی سالمیت کی اجازت دی گئی۔

گیگابٹ کے نفاذ

گیگا بائٹ ایس ایف پی ٹرانسیورانٹرپرائز نیٹ ورکنگ کے لئے خاص طور پر اہم ہوگیا۔ 2004 میں آزاد لیبارٹریوں کے ذریعہ کئے گئے ٹیسٹوں سے معلوم ہوا ہے کہ ایس ایف پی کے مناسب طریقے سے نافذ کردہ ایس ایف پی ماڈیول غلطی - مفت ٹرانسمیشن (24 {-} گھنٹہ کی مدت کے دوران صفر کی غلطیاں) کو 10 کلومیٹر تک ایک ہی موڈ فائبر کا استعمال کرتے ہوئے 10 کلومیٹر تک کے فاصلے پر برقرار رکھ سکتے ہیں۔ یہ تانبے کی گیگابٹ ایتھرنیٹ کے مقابلے میں انقلابی تھا ، جو 100 میٹر تک محدود تھا اور پھر بھی کراسسٹلک کی وجہ سے کبھی کبھار غلطیوں کا سامنا کرنا پڑا تھا۔

فائبر آپٹک SFP ماڈیولڈیزائن میں متعدد غلطی - کمی کی خصوصیات شامل کی گئی ہیں:

درجہ حرارت - معاوضہ لیزر ڈرائیوروں نے جو مستقل آؤٹ پٹ پاور کو برقرار رکھا ہے

انکولی مساوات کے ساتھ اعلی درجے کے وصول کنندہ سرکٹس

تشخیصی نگرانی میں تعمیر شدہ - (جسے اکثر ڈیجیٹل تشخیصی نگرانی یا ڈی ڈی ایم کہا جاتا ہے)

بہتر رہائش جس نے EMI کو بہتر شیلڈنگ فراہم کی

 

ٹرانسیورارتقاء اور غلطی کی اصلاح

 

کی ترقیآپٹیکل ماڈیول ٹرانسیورکئی الگ الگ مراحل سے گزر چکا ہے۔ 2007 - 2008 کے آس پاس ، مینوفیکچررز نے براہ راست ماڈیول میں فارورڈ غلطی کی اصلاح (FEC) کو سرایت کرنا شروع کیا۔ یہ ابتدائی طور پر متنازعہ تھا کیونکہ اس نے لاگت اور بجلی کی کھپت میں اضافہ کیا ، لیکن فیلڈ کی تعیناتیوں نے غیر درست غلطیوں میں ڈرامائی کمی ظاہر کی۔

ایک دلچسپ ترقی تھیفائبر آپٹک وصول کرنے والا ماڈیولمربوط پتہ لگانے کے ساتھ ، جو 2010 کے آس پاس تجارتی مصنوعات میں ظاہر ہونا شروع ہوا۔ روایتی براہ راست - کا پتہ لگانے کے نظام کے برعکس ، مربوط وصول کنندگان طول و عرض اور مرحلے کی معلومات دونوں کو بازیافت کرسکتے ہیں ، اسی طرح کی غلطی کی شرح کو برقرار رکھتے ہوئے منتقل شدہ اعداد و شمار کی مقدار کو مؤثر طریقے سے دوگنا کرتے ہیں۔ ابتدائی تجارتی تعیناتی سب میرین کیبل سسٹم میں تھی ، جہاں غلطی کی شرحوں میں بھی چھوٹی بہتری سے نو تخلیق نو کے سامان کی ضرورت کو ختم کیا جاسکتا ہے۔

 

جدید اعلی - رفتار کے نفاذ

 

ڈیجیٹل آپٹیکل ماڈیول ٹکنالوجی

کا ظہورڈیجیٹل آپٹیکل ماڈیول2015 کے آس پاس ایک اور اہم قدم آگے بڑھایا گیا۔ ان ماڈیولز نے ڈیجیٹل سگنل پروسیسرز (ڈی ایس پیز) کو شامل کیا جو حقیقی - وقت کی غلطی کا تجزیہ اور انکولی مساوات انجام دے سکتے ہیں۔ ببول مواصلات اور نیوفٹونکس جیسی کمپنیوں کے ابتدائی ورژن سے پتہ چلتا ہے کہ ڈی ایس پی - فعال ماڈیولز 100 گرام کی شرح پر 10^- 15 سے بھی بہتر 1000 کلومیٹر سے زیادہ فاصلوں پر کام کرسکتے ہیں ، جو ینالاگ صرف ڈیزائن کے ساتھ ناممکن ہوتا۔

SFP ماڈیول آپٹیکلٹکنالوجی چھوٹے فارم عوامل کو شامل کرنے کے لئے بھی تیار ہوئی۔ 2014 میں توثیق شدہ SFP28 تفصیلات نے 25 GBIT/S فی لین کی حمایت کی جبکہ اسی غلطی کی اصلاح کی صلاحیتوں کو بڑے ماڈیولز کی طرح برقرار رکھتے ہوئے۔ یہ کئی بدعات کے ذریعے حاصل کیا گیا:

بہتر لیزر چیرپ مینجمنٹ

بہتر رنگین بازی معاوضہ

مزید نفیس گھڑی کی بازیابی کے سرکٹس

بڑے کلاؤڈ فراہم کنندگان کے فیلڈ ڈیٹا (اگرچہ عام طور پر شائع نہیں ہوتے ہیں) نے تجویز کیا ہے کہ 2016-2017 میں SFP28 تعیناتیوں نے 10 سال سے زیادہ ناکامیوں (MTBF) کے مابین اوسط وقت حاصل کیا ہے ، جس کی وجہ سے ٹرانسمیشن کی غلطیاں 2 ٪ سے بھی کم معاملات میں ہونے والی ناکامی کی وجہ سے ہوتی ہیں۔

400 گرام اور اس سے آگے

400 گرام آپٹیکل ماڈیولموجودہ حالت - کی - کی نمائندگی کرتا ہے {- غلطی میں کمی میں آرٹ۔ یہ ماڈیولز ، جس نے 2019 کے آس پاس تجارتی تعیناتی کا آغاز کیا ، عام طور پر یا تو 8 لین میں 50 گرام پر ہر ایک یا 4 لین 100 گرام میں استعمال کرتے ہیں۔ PAM-4 ماڈلن (روایتی NRZ کے بجائے) میں منتقلی نے ابتدائی طور پر غلطی کی شرحوں کے بارے میں خدشات کو جنم دیا ، کیونکہ PAM-4 سگنل کی سطح کے مابین کم مارجن ہے۔ تاہم ، ڈی ایس پی ٹکنالوجی میں پیشرفت اور ایف ای سی کے مضبوط کوڈ (خاص طور پر 544،514) ایف ای سی) کے نفاذ کے نتیجے میں اصل میں این آر زیڈ سسٹم کے مقابلے میں اسی طرح کی یا بہتر غلطی کی کارکردگی کا نتیجہ نکلا ہے۔

انفی کارپوریشن (اب مارول کا حصہ) 2020 میں اعداد و شمار شائع کیا جس میں دکھایا گیا ہے کہ ان کے 400 جی ماڈیولز نے تقریبا 10^{{{} 5}} 5 کے پہلے سے - fec بیر کو حاصل کیا ہے ، جسے ان کے ایف ای سی انجن نے 10^-15 سے بہتر - fec بیر پوسٹ کرنے کے لئے درست کیا ہے۔ اس کا مطلب یہ تھا کہ عملی مقاصد کے لئے ، ٹرانسمیشن کی غلطیاں مناسب طریقے سے ڈیزائن کردہ نظاموں میں تقریبا غیر موجود ہوگئیں۔

 

 

بنیادی ڈھانچے کے تحفظات

 

ماڈیولر آپٹیکل سسٹم ڈیزائن

a کا تصورماڈیولر آپٹک نظامخاص طور پر ہائپر اسکیل ڈیٹا مراکز میں کرشن حاصل کیا ہے۔ مائیکرو سافٹ اور فیس بک (میٹا) جیسی کمپنیوں نے سفید مقالے شائع کیے ہیں جس میں یہ بیان کیا گیا ہے کہ کس طرح ماڈیولر ڈیزائن آپٹیکل راہ کے مختلف حصوں کو الگ الگ بہتر بنانے کی اجازت دیتے ہیں۔ مثال کے طور پر ، ایک ڈیٹا سینٹر انٹرا - ریک کنکشن (جہاں لاگت مطلق کارکردگی سے زیادہ اہم ہے) اور انٹر - موڈ ماڈیولز برائے انٹر - ریک یا انٹر {6- عمارت کے کنیکشنز (جہاں پرفارمنس سے زیادہ اہم ہے) کے لئے ایک ڈیٹا سینٹر استعمال کرسکتا ہے۔

اس ماڈیولر نقطہ نظر نے سسٹم کی غلطی کی شرح کو کم کرنے میں مدد کی ہے کیونکہ ہر کنکشن کی قسم کو اس کے مخصوص استعمال کے معاملے میں بہتر بنایا جاسکتا ہے۔ کوئنسی میں مائیکروسافٹ کے ڈیٹا سینٹر ، واشنگٹن نے مبینہ طور پر 2018 میں مکمل طور پر ماڈیولر آپٹیکل انفراسٹرکچر میں منتقلی کے بعد لنک کی غلطیوں میں 40 ٪ کمی دیکھی۔

پیچ پینل کے نفاذ

ماڈیولر فائبر آپٹک پیچ پینلغلطی میں کمی میں بھی حصہ ڈالا ہے ، حالانکہ ان کے اثرات کو اکثر نظرانداز کیا جاتا ہے۔ کارننگ کے 2012 کے مطالعے کے مطابق پیچ پینلز میں ناقص جسمانی رابطوں کا تاریخی اعتبار سے آپٹیکل لنک کی غلطیوں کا 15-20 فیصد ہے۔ بہتر کنیکٹر ڈیزائن (خاص طور پر LC اور MPO/MTP کنیکٹر) کے ساتھ جدید ماڈیولر پیچ پینلز نے اس میں نمایاں کمی کی ہے۔

2005 کے آس پاس پش - پل ٹیب ایل سی کنیکٹر کا تعارف خاص طور پر اہم تھا - ان رابطوں نے پہلے لیچ - پر مبنی ڈیزائنوں کے مقابلے میں زیادہ مستقل اندراج میں ہونے والا نقصان اور واپسی کا نقصان فراہم کیا ، جو ڈیٹا سینٹر کے ماحول میں کمپن کی وجہ سے وقت کے ساتھ ڈھیلے ہوسکتے ہیں۔

 

تکنیکی وضاحتیں اور معیارات

 

مختلف معیار کے اداروں نے وضاحتیں قائم کیں جو غلطی میں کمی کو براہ راست حل کرتی ہیں۔ مثال کے طور پر ، آئی ای ای 802.3 ورکنگ گروپ مختلف ایتھرنیٹ کی رفتار کے لئے زیادہ سے زیادہ بی ای آر کی ضروریات کی وضاحت کرتا ہے۔ 100gbase - sr4 (ایک عام ملٹی موڈ نفاذ) کے لئے ، ایف ای سی کوٹوڈر کی پیداوار میں معیار کو 10^-12 سے بھی بدتر ضرورت نہیں ہے ، جو عام آپریشن کے دوران صفر کی غلطیوں کا ترجمہ کرتا ہے۔

آپٹیکل انٹرنیٹ ورکنگ فورم (OIF) خاص طور پر انٹرفیس کی وضاحت میں سرگرم رہا ہے جو غلطیوں کو کم سے کم کرتے ہیں۔ سی ای آئی - 28 جی اور سی ای آئی -56 جی کے لئے ان کے نفاذ کے معاہدوں میں جِٹر ، کراسسٹالک ، اور واپسی کے نقصان سمیت تفصیلی برقی خصوصیات کی وضاحت کی گئی ہے جس میں سے تمام اثرات کی غلطی کی شرحوں کو مناسب طریقے سے کنٹرول نہیں کیا جاتا ہے۔

یہ بات قابل غور ہے کہ جب معیارات کم سے کم کارکردگی کی وضاحت کرتے ہیں تو ، تجارتی ماڈیول اکثر ان ضروریات سے تجاوز کرتے ہیں۔ بڑے مینوفیکچررز (فائنسار ، لیمنٹم ، II - vi) کے ماڈیولز کے 2019 کے سروے میں یہ بات سامنے آئی ہے کہ عام تجارتی ماڈیولز نے کم سے کم مطلوبہ آپٹیکل بجٹ سے 2-3 ڈی بی بہتر طریقے سے چلائے ہیں ، جو غلطیوں کے خلاف اہم مارجن فراہم کرتے ہیں۔

 

عملی تعیناتی کا تجربہ

 

حقیقی - عالمی تعیناتیوں نے یہ ظاہر کیا ہے کہ جب آپٹیکل ماڈیول نظریہ میں عمدہ غلطی میں کمی مہیا کرتے ہیں ، مناسب تنصیب اور دیکھ بھال ضروری ہے۔ شمالی امریکہ کے ایک بڑے ٹیلی مواصلات فراہم کرنے والے کے 2017 کے مطالعے میں بتایا گیا ہے کہ آپٹیکل لنک کی غلطیوں کا تقریبا 80 80 ٪ غلطیوں کا پتہ چلا:

گندے رابط (31 ٪)

فائبر کو نقصان (23 ٪)

غلط ماڈیول کی تنصیب (14 ٪)

متضاد ماڈیول/فائبر کے امتزاج (12 ٪)

اس پر روشنی ڈالی گئی ہے کہ آپٹیکل ماڈیول خود ہی غلطی میں کمی کی مساوات کا صرف ایک حصہ ہے۔ اسی مطالعے سے معلوم ہوا ہے کہ سخت صفائی پروٹوکول اور ٹیکنیشن ٹریننگ پروگرام کو نافذ کرنے کے بعد ، نیٹ ورک کی غلطی کی شرح میں بغیر کسی ماڈیول کو تبدیل کیے 67 فیصد کمی واقع ہوئی ہے۔

 

مستقبل کی پیشرفت

 

اس سے بھی کم غلطی کی شرحوں میں تحقیق جاری ہے۔ امکانی نکشتر کی تشکیل ، جو چینل کی خصوصیات کے لئے سگنل کی تقسیم کو بہتر بناتی ہے ، نے لیبارٹری ٹیسٹوں میں وعدہ ظاہر کیا ہے۔ 2021 میں نوکیا بیل لیبز کے شائع شدہ نتائج نے اس تکنیک کا استعمال کرتے ہوئے 1-2 ڈی بی کی بی ای آر کی بہتری کا مظاہرہ کیا ، جو اس سے بھی زیادہ قابل اعتماد ٹرانسمیشن کا ترجمہ کرے گا۔

پیش گوئی کرنے والی دیکھ بھال کے لئے مشین لرننگ الگورتھم کا انضمام بھی صلاحیت کو ظاہر کرتا ہے۔ جدید ماڈیولز سے دستیاب FEC کی خرابی کی شرح اور تشخیصی اعداد و شمار سے پہلے کے نمونوں کا تجزیہ کرکے ، یہ سسٹم پیشگی ناکامیوں کے اوقات یا دن پہلے ہی پیش گوئی کرسکتے ہیں ، جس سے خدمت سے پہلے فعال متبادل کی اجازت دی جاسکتی ہے - غلطیوں کو متاثر کرنے سے۔