آپٹیکل ٹرانسیور ماڈیول فنکشن فوٹوونکس کے ذریعے کام کرتا ہے
Nov 03, 2025|
آپٹیکل ٹرانسیور ماڈیول بجلی کے اشاروں کو آپٹیکل سگنلز میں تبدیل کرتا ہے اور اس کے برعکس فوٹوونک اصولوں کا استعمال کرتے ہوئے۔ آپٹیکل ٹرانسیور ماڈیول فنکشن سیمیکمڈکٹر لیزرز پر مراکز ہیں جو روشنی اور فوٹوڈیٹیکٹرز کو خارج کرتے ہیں جو روشنی حاصل کرتے ہیں ، جس سے فائبر آپٹک کیبلز کے ذریعہ دو طرفہ ڈیٹا ٹرانسمیشن کو قابل بناتا ہے۔ یہ فوٹو الیکٹرک تبادلہ فوٹون کے کنٹرول شدہ ہیرا پھیری کے ذریعے - اورکت طول موج پر ہوتا ہے۔
کور فوٹوونک اجزاء سگنل کے تبادلوں کو قابل بناتے ہیں
بنیادی آپٹیکل ٹرانسیور ماڈیول فنکشن دو فوٹوونک سب -} اسمبلیاں پر انحصار کرتا ہے جو کام کرنے میں کام کرتے ہیں۔ TOSA (آپٹیکل سب - اسمبلی کو منتقل کرنا) سبکدوش ہونے والے اشاروں کو سنبھالتا ہے ، جبکہ ROSA (آپٹیکل سب -} اسمبلی وصول کرنا) آنے والے سگنلز پر کارروائی کرتا ہے۔
توسا کے اندر ، سیمیکمڈکٹر لیزر ڈایڈس روشنی کے بنیادی ماخذ کے طور پر کام کرتے ہیں۔ یہ آلات مربوط روشنی پیدا کرنے کے لئے سیمیکمڈکٹر مواد میں کوانٹم مکینیکل اثرات کا استحصال کرتے ہیں۔ جب سیمیکمڈکٹر کے P - n جنکشن میں سوراخوں کے ساتھ الیکٹران دوبارہ کام کرتے ہیں تو ، فوٹوون مخصوص طول موج - میں عام طور پر مختصر - رینج ایپلی کیشنز کے لئے 850nm اور طویل فاصلوں کے لئے 1310nm یا 1550nm خارج ہوتے ہیں۔
ROSA میں فوٹوڈیکٹر ریورس عمل کے ذریعے کام کرتا ہے۔ جب فوٹوون فوٹو ڈیٹریکٹر کے سیمیکمڈکٹر مواد پر حملہ کرتے ہیں تو ، وہ فوٹو الیکٹرک اثر کے ذریعے الیکٹران - سوراخ کے جوڑے تیار کرتے ہیں۔ اس سے آنے والے آپٹیکل سگنل کی شدت کے لئے برقی موجودہ متناسب پیدا ہوتا ہے۔
ایک ٹرانسمپیڈنس یمپلیفائر (ٹی آئی اے) فوری طور پر فوٹو ڈیٹریکٹر کے موجودہ کو وولٹیج سگنلز میں تبدیل کرتا ہے۔ یہ وسعت ضروری ہے کیونکہ فوٹوکورنٹ اکثر مائکرویمپیر کی حد میں ہوتا ہے اور اس سے پہلے کہ ڈیجیٹل سگنل پروسیسنگ سرکٹس اس کی ترجمانی کرسکیں اس سے پہلے اس میں اضافہ ہوتا ہے۔
برقی - سے - آپٹیکل تبادلوں کا راستہ
ٹرانسمیشن کا عمل اس وقت شروع ہوتا ہے جب نیٹ ورکنگ کا سامان ٹرانسیور کے برقی انٹرفیس میں بجلی کے ڈیٹا سگنل بھیجتا ہے۔ ان سگنل میں ڈیجیٹل معلومات کو وولٹیج کی مختلف حالتوں کے طور پر انکوڈ کیا جاتا ہے ، عام طور پر ملٹی - گیگابٹ کی رفتار پر کام کرتے ہیں۔ اس مرحلے پر آپٹیکل ٹرانسیور ماڈیول فنکشن کو سمجھنے سے یہ پتہ چلتا ہے کہ بجلی کے سگنل کیسے روشنی کی دالوں میں تبدیل ہوتے ہیں۔
ایک ڈرائیور چپ لیزر ڈایڈڈ تک پہنچنے سے پہلے یہ برقی سگنل کی حالت میں ہے۔ ڈرائیور کو لازمی طور پر دو اہم کاموں کو پورا کرنا چاہئے: لیزر کی دہلیز کرنٹ (لیزنگ کے لئے کم سے کم موجودہ ضرورت) کے اوپر ڈی سی تعصب کو برقرار رکھیں اور اصل اعداد و شمار کو پیش کرنے والے ماڈلن موجودہ کو سپرپ کریں۔
VCSELS (عمودی - گہا کی سطح - خارج کرنے والے لیزرز) جدید ٹرانسیورز میں غالب ہوچکے ہیں کیونکہ انہیں روایتی کنارے سے خارج ہونے والے لیزرز کے لئے کم حد کی دھاریں - کے ارد گرد 1 - 2ma کے ارد گرد 30MA کی ضرورت ہوتی ہے۔ نچلی حد کا حالیہ براہ راست کم بجلی کی کھپت کا ترجمہ کرتا ہے ، جو گھنے ڈیٹا سینٹر ماحول میں نمایاں طور پر اہمیت رکھتا ہے جہاں ہزاروں ٹرانسیورز بیک وقت کام کرتے ہیں۔
لیزر آؤٹ پٹ شدت ماڈلن سے گزرتا ہے۔ - سے آف کینگ (ook) ماڈیولیشن پر آسان میں ، ایک "1" بٹ اعلی آپٹیکل پاور اور "0" سے کم یا کوئی طاقت سے مطابقت رکھتا ہے۔ مزید اعلی درجے کی ٹرانسسیور PAM-4 (پلس طول و عرض ماڈیولیشن) انکوڈنگ کا استعمال کرتے ہیں ، جو ہر علامت کو دو بٹس کو ہر علامت منتقل کرنے کے لئے چار الگ الگ بجلی کی سطح کا استعمال کرتے ہیں ، جس سے ماڈلن فریکوینسی میں اضافہ کیے بغیر ڈیٹا کی شرح کو مؤثر طریقے سے دوگنا کردیا جاتا ہے۔
جدید اعلی - اسپیڈ ماڈیول میں آراء کے طریقہ کار شامل ہیں۔ ایک مانیٹر فوٹوڈیوڈڈ لیزر آؤٹ پٹ کا ایک حصہ نمونہ کرتا ہے اور سرکٹری کو کنٹرول کرنے کے ل this اس معلومات کو واپس کرتا ہے۔ یہ تاثرات لوپ لیزر کی کارکردگی میں درجہ حرارت - کی حوصلہ افزائی کی مختلف حالتوں کی تلافی کرتا ہے اور ماحولیاتی حالات کو تبدیل کرنے میں مستقل آپٹیکل پاور آؤٹ پٹ کو برقرار رکھتا ہے۔
سلیکن فوٹوونکس انضمام کارکردگی کو آگے بڑھاتا ہے
سلیکن فوٹوونکس آپٹیکل ٹرانسیورز تیار کرنے کے طریقہ کار میں ایک مثال شفٹ کی نمائندگی کرتا ہے۔ یہ ٹکنالوجی سی ایم او ایس - مطابقت پذیر من گھڑت عملوں کا استعمال کرتے ہوئے سلیکن چپس پر براہ راست فوٹوونک اجزاء کو مربوط کرتی ہے ، بنیادی طور پر اعلی انضمام کثافت کے ذریعے آپٹیکل ٹرانسیور ماڈیول فنکشن کو تبدیل کرتی ہے۔
نقطہ نظر کئی فوائد پیش کرتا ہے۔ مینوفیکچرنگ کے اخراجات میں کمی واقع ہوتی ہے کیونکہ سلکان فوٹوونکس موجودہ سیمیکمڈکٹر تانے بانے کے بنیادی ڈھانچے کا فائدہ اٹھاتا ہے۔ انضمام کی کثافت ڈرامائی طور پر - ایک سے زیادہ فوٹوونک افعال میں اضافہ کرتی ہے جن کے لئے پہلے مطلوبہ مجرد اجزاء اب صرف چند ملی میٹر کی پیمائش کرنے والے ایک ہی چپ پر رہ سکتے ہیں۔
سلیکن فوٹوونکس غیر فعال آپٹیکل اجزاء جیسے ویو گائڈس ، اسپلٹر اور ماڈیولرز بنانے میں سبقت لے جاتا ہے۔ روشنی سلیکن ویو گائڈس کے ذریعے چند سو نینو میٹر کے آرڈر پر طول و عرض کے ساتھ پھیلتی ہے ، جس سے کم سے کم جگہ میں پیچیدہ آپٹیکل سرکٹس کی اجازت ملتی ہے۔
تاہم ، سلیکن فوٹوونکس کو ایک بنیادی چیلنج کا سامنا کرنا پڑتا ہے: سلیکن ایک بالواسطہ بینڈ گیپ سیمیکمڈکٹر ہے ، جس سے ٹیلی مواصلات کی طول موج پر روشنی کے اخراج اور پتہ لگانے کے لئے یہ غیر موثر ہے۔ انجینئرز اس کو متضاد انضمام ، بانڈنگ III - v سیمیکمڈکٹر مواد (جو موثر انداز میں خارج اور پتہ لگانے والے روشنی) کے ذریعے سلیکن سبسٹریٹ پر حل کرتے ہیں۔
سلیکن فوٹوونکس میں حالیہ پیشرفتوں نے کمپیکٹ فارم کے عوامل میں 400 گرام اور 800 جی ٹرانسیورز کو قابل بنایا ہے۔ کمپنیاں اب سلیکن فوٹوونک انٹیگریٹڈ سرکٹس کا استعمال کرتے ہوئے 1.6T ٹرانسسیور تیار کررہی ہیں ، اور اے آئی ڈیٹا سینٹر ایپلی کیشنز کو نشانہ بنا رہی ہیں جہاں بینڈوتھ کے مطالبات بڑھتے رہتے ہیں۔
فوٹوونک سسٹم میں طول موج کا انتظام
آپٹیکل ٹرانسیورز میں مختلف طول موج مختلف مقاصد کی تکمیل کرتی ہیں۔ سنگل - موڈ فائبر ٹرانسسیور عام طور پر 1310nm یا 1550nm پر کام کرتے ہیں کیونکہ یہ طول موج سلکا فائبر میں کم سے کم توجہ کا تجربہ کرتی ہے - 0.5 db/کلومیٹر سے کم 1310nm پر اور اس سے بھی کم 1550nm پر۔
ملٹی موڈ فائبر سسٹم عام طور پر 850nm طول موج کا استعمال کرتے ہیں ، جہاں VCSELs لاگت - موثر روشنی کے ذرائع فراہم کرتے ہیں۔ اگرچہ ملٹی موڈ فائبر سنگل - موڈ فائبر کے مقابلے میں اعلی توجہ اور موڈل بازی کی نمائش کرتا ہے ، لیکن کم جزو کے اخراجات 300 میٹر کے تحت درخواستوں تک مختصر - تک پہنچنے کے لئے پرکشش بناتے ہیں۔
طول موج ڈویژن ملٹی پلیکسنگ (ڈبلیو ڈی ایم) ٹیکنالوجیز ایک ہی فائبر کے ذریعے بیک وقت متعدد طول موج کو منتقل کرکے صلاحیت کو ضرب دیتی ہیں۔ CWDM (موٹے WDM) 1270 - 1610nm رینج میں 20nm کے علاوہ 20nm کے فاصلے پر طول موج کا استعمال کرتا ہے۔ ڈی ڈبلیو ڈی ایم (گھنے ڈبلیو ڈی ایم) چینلز کو زیادہ سخت ، 0.8nm (100 گیگا ہرٹز) یا 0.4nm (50 گیگا ہرٹز) سی بینڈ (1530-1565nm) میں وقفہ کاری کے ساتھ پیک کرتا ہے ، جس سے ایک فائبر پر 80 یا اس سے زیادہ چینلز کو قابل بنایا جاسکتا ہے۔
ٹیون ایبل لیزرز آپریشنل لچک کو شامل کرتے ہیں۔ ہر ایک مقررہ طول موج کے لئے انوینٹری کو برقرار رکھنے کے بجائے ، نیٹ ورک آپریٹرز ٹرانسیورز کو ٹیون ایبل لیزرز کے ساتھ تعینات کرسکتے ہیں جو کمانڈ پر اپنی آؤٹ پٹ طول موج کو ایڈجسٹ کرتے ہیں۔ جدید ٹیون ایبل ٹرانسسیورز 40-80 چینلز میں طول موج کی ٹیوننگ حاصل کرنے کے لئے تھرمل طور پر - ٹونڈ بیرونی گہا لیزرز یا مائکرو- الیکٹرو مکینیکل سسٹم (ایم ای ایم ایس) کا استعمال کرتے ہیں۔
فوٹوونک انجینئرنگ کے ذریعے جدید ماڈلن
مربوط آپٹیکل ٹرانسمیشن تین جہتوں میں روشنی کو جوڑتا ہے: طول و عرض ، مرحلہ اور پولرائزیشن۔ یہ نقطہ نظر سادہ شدت کے ماڈلن کے مقابلے میں ہر طول موج سے کہیں زیادہ معلومات کی گنجائش نکالتا ہے۔ مربوط نظاموں میں جدید آپٹیکل ٹرانسیور ماڈیول فنکشن 400 گرام اور اس سے آگے ٹرانسمیشن کی شرح کو قابل بناتا ہے۔
مربوط نظاموں میں ، ٹرانسمیٹر مچ - زہندر ماڈیولیٹرز یا الیکٹرو - آپٹک ماڈیولیٹرز کو روشنی کی لہر کے دونوں پر ڈیٹا کو انکوڈ کرنے کے لئے استعمال کرتا ہے۔ دوہری - پولرائزیشن ٹرانسمیشن بیک وقت دو آرتھوگونل پولرائزیشن ریاستوں کو ماڈیول کرکے ایک بار پھر صلاحیت کو دگنا کردیتی ہے۔
مربوط ٹرانسیور میں وصول کنندہ کو نفیس فوٹوونک انضمام کی ضرورت ہوتی ہے۔ یہ آنے والے سگنل کو مقامی آسکیلیٹر لیزر سے روشنی کے ساتھ ملا دیتا ہے ، جس سے انکوڈڈ ڈیٹا کو لے کر بیٹ فریکوئینسی تیار ہوتی ہے۔ متوازن فوٹوڈیٹریکٹر طول و عرض اور مرحلے کی دونوں معلومات پر قبضہ کرتے ہیں ، جو اعلی - اسپیڈ ینالاگ - سے - ڈیجیٹل کنورٹرز پروسیسنگ کے لئے ڈیجیٹائز کرتے ہیں۔
ڈیجیٹل سگنل پروسیسنگ (ڈی ایس پی) چپس جدید آپٹیکل ٹرانسسیورز کے لئے لازمی شکل اختیار کرچکے ہیں۔ یہ خصوصی پروسیسر فائبر کی خرابیوں کی تلافی کرتے ہیں جیسے رنگین بازی اور پولرائزیشن موڈ بازی جو بصورت دیگر ٹرانسمیشن فاصلوں کو محدود کردیں گے۔ ڈی ایس پی میں نافذ کردہ فارورڈ غلطی کی اصلاح (ایف ای سی) الگورتھم ڈیٹا کو بازیافت کرسکتے ہیں یہاں تک کہ جب سگنل - سے - شور تناسب عام طور پر غلطیوں کا سبب بنتا ہے۔
فوٹوونک - الیکٹرانک CO - ڈیزائن اپروچ نے آپٹیکل یمپلیفائر کے بغیر 100 - 120 کلومیٹر پر ڈیٹا منتقل کرنے کے لئے 400G ZR+ ٹرانسیورز کو قابل بنا دیا ہے۔ اس فاصلے سے پہلے سرشار ڈی ڈبلیو ڈی ایم آلات کی ضرورت ہوتی تھی ، لیکن مربوط پلگ ایبل ٹرانسیورز اب اس فعالیت کو معیاری QSFP-DD فارم عنصر میں ضم کرتے ہیں۔
فوٹوونک آلات میں تھرمل مینجمنٹ
لیزر ڈایڈس درجہ حرارت - حساس اجزاء ہیں۔ تقسیم شدہ آراء (DFB) لیزر کی آؤٹ پٹ طول موج تقریبا 0.1nm فی ڈگری سینٹی گریڈ شفٹ کرتی ہے۔ 50 گیگا ہرٹز چینل وقفہ کاری (تقریبا 0.4nm) والے DWDM سسٹم میں ، بے قابو درجہ حرارت کی مختلف حالتوں سے ملحقہ چینلز میں طول موج کے بہاؤ کا سبب بنتا ہے ، جس سے کراسسٹلک پیدا ہوتا ہے۔
تھرمو الیکٹرک کولر (ٹی ای سی) درجہ حرارت کو فعال استحکام فراہم کرتے ہیں۔ یہ ٹھوس - ریاستی آلات لیزر ڈایڈڈ سے دور گرمی کو پمپ کرنے کے لئے پیلیٹیر اثر کا استعمال کرتے ہیں ، جس سے درجہ حرارت ± 0.01 ڈگری کے اندر برقرار رہتا ہے۔ ایک تھرمسٹر لیزر درجہ حرارت پر نظر رکھتا ہے ، اور کنٹرول سرکٹری سیٹ پوائنٹ کو برقرار رکھنے کے لئے ٹی ای سی کرنٹ کو ایڈجسٹ کرتا ہے۔
اعلی - اسپیڈ ٹرانسیورز کو اضافی تھرمل چیلنجوں کا سامنا کرنا پڑتا ہے۔ A 400G QSFP - DD ماڈیول 12-14 واٹ کو ختم کرسکتا ہے ، جبکہ 800 گرام ماڈیول 20 واٹ سے تجاوز کرسکتے ہیں۔ یہ بجلی کی کثافت زیادہ گرمی کو روکنے کے لئے محتاط تھرمل ڈیزائن کا مطالبہ کرتی ہے جو کارکردگی کو کم کرتی ہے یا اجزاء کی زندگی کو مختصر کرتی ہے۔
سلیکن فوٹوونکس تھرمل فوائد کی پیش کش کرتا ہے کیونکہ سلیکن میں عمدہ تھرمل چالکتا (150 ڈبلیو/ایم · کے) ہے۔ فوٹوونک اجزاء میں پیدا ہونے والی حرارت سلیکن سبسٹریٹ میں تیزی سے پھیل جاتی ہے ، جس سے مقامی گرم مقامات کو کم کیا جاتا ہے۔ تاہم ، سلیکن فوٹوونک آلات کی طول موج کی حساسیت کو اب بھی درجہ حرارت کے انتظام کی ضرورت ہوتی ہے ، خاص طور پر طول موج - اہم ایپلی کیشنز کے لئے۔
دو طرفہ ٹرانسمیشن بدعات
دو طرفہ ٹرانسسیور ایک فائبر پر منتقل اور وصول کرتے ہیں ، فائبر کے استعمال کو آدھے حصے میں کاٹتے ہیں اور تنصیب کے اخراجات کو کم کرتے ہیں۔ یہ ماڈیول ہر سمت کے لئے مختلف طول موج کا استعمال کرتے ہیں {{1} example مثال کے طور پر ، اپ اسٹریم کے لئے 1310nm اور بہاو ٹرانسمیشن کے لئے 1550nm۔ BIDI ترتیب میں آپٹیکل ٹرانسیور ماڈیول فنکشن کے لئے عین طول موج سے علیحدگی کی ضرورت ہوتی ہے۔
فوٹوونک ڈیزائن میں طول موج - انتخابی عناصر شامل ہیں۔ ایک ڈبلیو ڈی ایم فلٹر یا آپٹیکل سرکولیٹر دو طول موج کو الگ کرتا ہے ، جس سے باہر جانے والی روشنی کو ریشہ کی طرف جاتا ہے اور آنے والی روشنی کو فوٹوڈیٹیکٹر تک جاتا ہے۔ فلٹر کے ڈیزائن کو لازمی طور پر چینلز کے مابین اعلی تنہائی فراہم کرنا ہوگی تاکہ ٹرانسمیٹر لائٹ کو وصول کنندہ میں لیک ہونے سے بچایا جاسکے ، جو آنے والے سگنل کو تبدیل کردے گا۔
BIDI (دو طرفہ) ٹرانسیورز خاص طور پر فائبر - سے -} -} ہوم (FTTH) تعیناتی اور ڈیٹا سینٹر کے آپس میں عام ہیں جہاں فائبر کی گنتی محدود ہے۔ وہ ریموٹ ریڈیو یونٹوں کو بیس بینڈ پروسیسنگ کے سازوسامان سے جوڑنے والے 5 جی فرنٹھول نیٹ ورکس میں بھی استعمال ہوتے ہیں۔
مزید حالیہ پیشرفتوں میں متوازی سنگل - موڈ فائبر کے نقطہ نظر شامل ہیں۔ PSM4 (متوازی سنگل موڈ 4 لین) ٹرانسسیور ٹرانسمیشن کے لئے چار الگ الگ ریشوں کا استعمال کرتے ہیں اور استقبال کے لئے چار ، ہر فائبر میں 100 گرام مجموعی صلاحیت حاصل کرنے کے لئے 25 جی بی پی ایس لے جاتا ہے۔ یہ نقطہ نظر فائبر کی گنتی کے خلاف لاگت (کم مہنگے لیزرز کا استعمال کرتے ہوئے) کو متوازن کرتا ہے۔
ابھرتی ہوئی فوٹوونک ٹیکنالوجیز
CO - پیکیجڈ آپٹکس (سی پی او) اگلے ارتقا کی نمائندگی کرتا ہے۔ سامنے - پینل ساکٹ میں پلگ ایبل ٹرانسسیورز کے بجائے ، سی پی او فوٹوونک انجنوں کو براہ راست سوئچ ASIC پیکیج پر مربوط کرتا ہے۔ اس سے بجلی کے سرڈس (سیریلائزر - ڈیسیریلائزر) کو ختم کرتا ہے جو فی الحال تیز رفتار سے بجلی کی کھپت اور سگنل کی سالمیت کے چیلنجز پیدا کرتا ہے۔
3.2T اور 6.4T سوئچ بندرگاہوں کے لئے سی پی او حل ترقی میں ہیں۔ Nvidia کا سپیکٹرم - x پلیٹ فارم میں GPUs کو 1.6T بندرگاہوں سے مربوط کرنے کے لئے CPO کا استعمال کرتے ہوئے سلیکن فوٹوونکس سوئچ شامل کیا گیا ہے۔ فوٹوونک انضمام تاخیر کو کم کرتا ہے ، پلگ ایبل آپٹکس کے مقابلے میں بجلی کی کھپت کو 30-40 فیصد کم کرتا ہے ، اور اعلی بندرگاہ کی کثافت کو قابل بناتا ہے۔
لکیری ڈرائیو ٹیکنالوجیز جیسے ایل پی او (لکیری پلگ ایبل آپٹکس) برقی انٹرفیس کو آسان بنائیں۔ روایتی ٹرانسسیورز میں تانبے کے نشانات کی وجہ سے کم ہونے والے اشاروں کو دوبارہ تخلیق کرنے کے لئے پیچیدہ ڈی ایس پی اور ریٹیمنگ سرکٹری شامل ہیں۔ ایل پی او ماڈیولز اس سرکٹری کو چھوڑ دیتے ہیں ، میزبان ASIC کی مساوات کی صلاحیتوں پر انحصار کرتے ہیں۔ الیکٹرانکس میں اس کمی سے بجلی کی کھپت اور ماڈیول لاگت میں کمی واقع ہوتی ہے ، حالانکہ اس سے بجلی کی رسائ 1-2 میٹر تک محدود ہے۔
کوانٹم ڈاٹ لیزرز دلچسپ امکانات پیش کرتے ہیں۔ یہ سیمیکمڈکٹر لیزر نانوسکل کوانٹم نقطوں کو فعال خطے کے طور پر استعمال کرتے ہیں ، جو روایتی کوانٹم ویل لیزرز کے مقابلے میں بہتر درجہ حرارت کی استحکام اور ممکنہ طور پر کم دہلیز دھارے فراہم کرتے ہیں۔ متعدد کمپنیاں اگلے - جنریشن ٹرانسیورز کے لئے کوانٹم ڈاٹ ٹکنالوجی کی تلاش کر رہی ہیں ، حالانکہ تجارتی تعیناتی محدود ہے۔
حقیقی - عالمی کارکردگی کے عوامل
فوٹوونک اجزاء کی نظریاتی صلاحیتوں کو عملی رکاوٹوں کا سامنا کرنا پڑتا ہے۔ ہر آپٹیکل کنکشن پوائنٹ پر اندراج کا نقصان جمع ہوتا ہے۔ ایک ایل سی کنیکٹر 0.3-0.5 ڈی بی نقصان کا تعارف کراتا ہے۔ فائبر کے اسپلس ایک اور 0.1 ڈی بی کا اضافہ کرتے ہیں۔ ایک 10 کلومیٹر فائبر اسپین 1310nm پر تقریبا 3-4 3-4 ڈی بی کی توجہ کا ساتھ دیتا ہے۔ یہ عوامل تعینات نیٹ ورکس میں آپٹیکل ٹرانسیور ماڈیول فنکشن کو براہ راست متاثر کرتے ہیں۔
لنک بجٹ {{0} trans ٹرانسمیٹر آؤٹ پٹ پاور اور وصول کنندہ حساسیت کے درمیان فرق - کو عمر بڑھنے اور مرمت کے اسپلیکس کے مارجن کے ساتھ کل راہ کے نقصان سے تجاوز کرنا چاہئے۔ A 10GBase - LR ٹرانسیور عام طور پر 10 کلومیٹر ٹرانسمیشن کے لئے 15-20 DB لنک بجٹ مہیا کرتا ہے ، جس میں 10^-12 سے نیچے تھوڑا سا غلطی کی شرح برقرار رکھتے ہوئے تمام نقصانات کا محاسبہ ہوتا ہے۔
اعلی اعداد و شمار کی شرحوں پر بازی کے اثرات نمایاں ہوجاتے ہیں۔ رنگین بازی مختلف طول موج کے اجزاء کو مختلف رفتار سے سفر کرنے ، آپٹیکل دالوں کو پھیلانے اور زیادہ سے زیادہ ٹرانسمیشن فاصلے کو محدود کرنے کا سبب بنتی ہے۔ 10 گرام پر ، رنگین بازی کی ضرورت ہوتی ہے اس سے پہلے کہ رنگین بازی معیاری سنگل - موڈ فائبر کو تقریبا 80 80 کلومیٹر تک محدود کردے۔ ڈی ایس پی کے ساتھ مربوط ٹرانسسیورز بڑے پیمانے پر اس رکاوٹ کو ختم کرتے ہیں۔
ملٹی موڈ فائبر میں موڈل بازی اسی طرح کے مسائل پیدا کرتی ہے۔ مختلف پھیلاؤ کے طریقوں سے مختلف راستے کی لمبائی کا سفر ہوتا ہے ، جس کی وجہ سے نبض پھیل جاتی ہے۔ OM4 ملٹی موڈ فائبر 10GBase - SR کو 400 میٹر تک سپورٹ کرتا ہے ، جبکہ نیا OM5 فائبر اس کو بہتر موڈل بینڈوتھ کے ذریعے 440 میٹر تک بڑھاتا ہے۔
صنعت کے معیار اور باہمی تعاون
ملٹی - ماخذ معاہدوں (ایم ایس اے) انٹرآپریبلٹی کو یقینی بنانے کے ل trans ٹرانسیور فارم کے عوامل اور بجلی کے انٹرفیس کی وضاحت کرتے ہیں۔ ایس ایف پی ایم ایس اے نے کمپیکٹ فارم کا عنصر قائم کیا جو ہر جگہ بن گیا۔ ایس ایف پی+ نے اس کو 10 جی ، SFP28 سے 25G ، اور SFP56 سے 50G {{9} to تک میکانکی طور پر ہم آہنگ پیکجوں میں بڑھایا۔
QSFP (کواڈ چھوٹی شکل - فیکٹر پلگ ایبل) چار چینلز کو جمع کرتا ہے۔ QSFP+ 40G (4 × 10g) ، QSFP28 کی حمایت کرتا ہے 100G (4 × 25g) ، اور QSFP - DD (ڈبل کثافت) آٹھ الیکٹریکل لینوں کے ساتھ 400 گرام تک کی حمایت کرتا ہے۔ او ایس ایف پی 400 گرام اور 800 گرام ایپلی کیشنز کے لئے اعلی پاور ہینڈلنگ فراہم کرتا ہے جہاں تھرمل مطالبات QSFP - DD صلاحیتوں سے زیادہ ہیں۔
آئی ای ای 802.3 ایتھرنیٹ کے معیارات جسمانی پرت کی خصوصیات . 100 gbase - sr4 کی وضاحت کرتے ہیں چار - لین ٹرانسمیشن کو ملٹی موڈ فائبر پر 100 میٹر. 100 gbase {7-}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}} 10 کلومیٹر تک پہنچنے کے لئے. 400GBase - DR4 معیار چار متوازی سنگل {- موڈ ریشوں سے 500 میٹر تک 400 گرام کی وضاحت کرتا ہے۔
اوپن سیونفیگ اور یانگ ڈیٹا ماڈل سافٹ ویئر - کو ٹرانسیور پیرامیٹرز کا بیان کردہ کنٹرول کو قابل بناتے ہیں۔ نیٹ ورک آپریٹرز ڈیجیٹل تشخیصی نگرانی (DDM) کے اعداد و شمار کی نگرانی کرسکتے ہیں - درجہ حرارت ، ٹرانسمیٹ پاور ، پاور ، لیزر تعصب موجودہ - اور سامان تک جسمانی رسائی کے بغیر آپریٹنگ پیرامیٹرز کو ایڈجسٹ کرسکتے ہیں۔
عملی تعیناتی کے تحفظات
مطابقت کے مسائل ایک عام چیلنج بنے ہوئے ہیں۔ جسمانی طور پر ہم آہنگ ہونے پر بھی ، تمام ٹرانسسیور تمام سامان میں کام نہیں کرتے ہیں۔ نیٹ ورک کے سازوسامان کے دکاندار بعض اوقات ایسے چیکوں کو نافذ کرتے ہیں جو تیسرے - پارٹی ماڈیولز کو مسترد کرتے ہیں ، جس میں ٹرانسیور کے EEPROM میں مطابقت پذیر کوڈنگ کی ضرورت ہوتی ہے۔ آپٹیکل ٹرانسیور ماڈیول فنکشن کو سمجھنا ان مطابقت کے مسائل کی تشخیص میں مدد کرتا ہے۔
مناسب ہینڈلنگ ناکامیوں کو روکتی ہے۔ آپٹیکل انٹرفیس سب سے زیادہ کمزور نقطہ ہے۔ کنیکٹر اینڈفیسس کی آلودگی سگنل کی کمی یا لنک کی ناکامیوں کا سبب بنتی ہے۔ ایک واحد دھول ذرہ ، عام طور پر 1 - 10 مائکرو میٹر سائز میں ، جب آپٹیکل کنیکٹر کے فیرول پر بیٹھتا ہے تو اس کی روشنی کو روک سکتا ہے ، جس میں سنگل موڈ فائبر کے لئے صرف 9 مائکرو میٹر کا بنیادی قطر ہوتا ہے۔
تنصیب کے طریقہ کار سے اہمیت ہے۔ تکنیکی ماہرین کو ملاپ سے پہلے فائبر مائکروسکوپ کے ساتھ ہمیشہ کنیکٹر اینڈفیسس کا معائنہ کرنا چاہئے ، مناسب الکحل اور لنٹ - مفت وائپس سے صاف کریں ، اور جب بھی کنیکٹر ختم نہیں ہوتے ہیں تو دھول کیپس کا استعمال کریں۔ یہ آسان طریقوں سے پیداواری نیٹ ورکس میں آپٹیکل ٹرانسیور کی اکثریت کو روکتا ہے۔
تنصیب کے دوران بجلی کے بجٹ کی توثیق مستقبل کے مسائل کو روکتی ہے۔ اصل اندراج کے نقصان کی پیمائش کے ل an آپٹیکل پاور میٹر اور روشنی کے ذریعہ کا استعمال اس بات کی تصدیق کرتا ہے کہ لنک قابل اعتماد طریقے سے کام کرے گا۔ اس پیمائش سے لنک کی پیداوار میں آنے سے پہلے خراب سپلیس ، کنکڈ فائبر ، یا خراب کنیکٹر جیسے مسائل کو پکڑتا ہے۔
کارکردگی کی نگرانی اور تشخیص
جدید آپٹیکل ٹرانسسیور ڈیجیٹل آپٹیکل مانیٹرنگ (DOM) یا ڈیجیٹل تشخیصی نگرانی (DDM) افعال کو نافذ کرتے ہیں۔ اندرونی سینسر ہر چند سو ملی سیکنڈ کے کلیدی پیرامیٹرز کی پیمائش کرتے ہیں ، جس سے نتائج پڑھنے کے قابل رجسٹروں میں اسٹور کرتے ہیں۔ یہ نگرانی کی صلاحیتیں پیداواری ماحول میں آپٹیکل ٹرانسیور ماڈیول فنکشن کے لئے ضروری ہیں۔
درجہ حرارت کی نگرانی آپریٹرز کو تھرمل مسائل سے آگاہ کرتی ہے۔ اگر کوئی ٹرانسیور اپنی آپریٹنگ رینج کے اونچے سرے پر مستقل طور پر چلتا ہے تو ، یہ چیسس کو ناکافی ٹھنڈا کرنے کی نشاندہی کرسکتا ہے۔ لیزر تعصب موجودہ رجحانات لیزر کی ناکامی کی پیش گوئی کرسکتے ہیں - مستقل طور پر آپٹیکل پاور کو برقرار رکھنے کے لئے تعصب موجودہ میں اضافہ ہوتا ہے لیزر ہراس کا مشورہ دیتا ہے۔
موصول آپٹیکل پاور فوری لنک صحت کا اشارہ فراہم کرتی ہے۔ اچانک ڈراپ فائبر کے وقفے یا نئے متعارف کرانے والے نقصان کی نشاندہی کرسکتا ہے۔ بتدریج کمی سے کنیکٹر پر آلودگی جمع ہونے یا دور دراز پر ٹرانسمیٹر کی عمر بڑھنے کی تجویز ہوسکتی ہے۔
ٹرانسمیٹ پاور مانیٹرنگ کی تصدیق کرتی ہے کہ لیزر وضاحتوں کے اندر کام کرتا ہے۔ کچھ ٹرانسسیورز سافٹ ویئر کی حمایت کرتے ہیں - کنٹرول ٹرانسمیٹ پاور ایڈجسٹمنٹ ، آپریٹرز کو مختصر لنکس کے لئے آؤٹ پٹ پاور کو کم کرنے کی اجازت دیتا ہے ، جو اوورلوڈ سے گریز کرکے وصول کنندہ کی کارکردگی کو بہتر بنا سکتا ہے۔
جب پیرامیٹرز معمول کی حدود سے تجاوز کرتے ہیں تو الارم اور انتباہ دہلیز ٹرگر کی اطلاعات کو ٹرگر کی اطلاعات۔ یہ دہلیز عام طور پر فیکٹری میں تشکیل دی جاتی ہیں لیکن مخصوص تعیناتی کے منظرناموں کے لئے اپنی مرضی کے مطابق کی جاسکتی ہیں۔ فعال نگرانی ناکامیوں سے پہلے بحالی کے قابل بناتی ہے ، جس سے نیٹ ورک کی مجموعی وشوسنییتا میں بہتری آتی ہے۔
آپٹیکل ٹرانسیور آپریشن کے بنیادی فوٹوونک اصول لیبارٹری کے تجسس سے بڑے پیمانے پر - تیار کردہ اجزاء میں تیار ہوئے ہیں جو عالمی مواصلات کے بنیادی ڈھانچے کو قابل بناتے ہیں۔ چونکہ بینڈوتھ کے مطالبات میں اضافہ ہوتا جارہا ہے ، خاص طور پر اے آئی کے بوجھ اور کلاؤڈ کمپیوٹنگ کے ذریعہ کارفرما ، فوٹوونک انضمام اور بھی نفیس ہوجائے گا۔ آپٹیکل ٹرانسیور ماڈیول فنکشن روشنی کی نسل ، پھیلاؤ ، اور پتہ لگانے کی بنیادی طبیعیات میں جڑا ہوا ہے ، لیکن انجینئرنگ کی جدتیں کمپیکٹ میں قابل حصول کی حدود کو آگے بڑھاتی رہتی ہیں ، لاگت - موثر پیکیجز۔
اکثر پوچھے گئے سوالات
آپٹیکل ٹرانسسیور کس طول موج کا استعمال کرتے ہیں اور کیوں؟
آپٹیکل ٹرانسسیور بنیادی طور پر تین طول موج پر کام کرتے ہیں: 850nm ، 1310nm ، اور 1550nm۔ ان طول موج کا انتخاب فائبر آپٹک خصوصیات کی بنیاد پر کیا جاتا ہے۔ 850nm طول موج ملٹی موڈ فائبر اور کم - 300 میٹر کے نیچے مختصر فاصلوں کے لئے لاگت والے VCsels کے ساتھ اچھی طرح سے کام کرتی ہے۔ سنگل - موڈ فائبر سسٹم 1310nm یا 1550nm کا استعمال کرتے ہیں کیونکہ سلکا فائبر ان طول موج پر کم سے کم توجہ رکھتا ہے {- تقریبا 0.35 db/کلومیٹر پر 1310nm پر اور 0.25 db/کلومیٹر 1550nm پر۔ 1550nm ونڈو کو ایربیم - ڈوپڈ فائبر یمپلیفائر ٹکنالوجی سے بھی فائدہ ہوتا ہے ، جس سے طویل - ہول ٹرانسمیشن کو قابل بناتا ہے۔
سلیکن فوٹوونکس روایتی آپٹیکل ٹرانسیورز سے کس طرح مختلف ہیں؟
سلیکن فوٹوونکس معیاری سیمیکمڈکٹر مینوفیکچرنگ کے عمل کا استعمال کرتے ہوئے سلیکن چپس پر آپٹیکل اجزاء کو مربوط کرتا ہے۔ روایتی ٹرانسسیور طباعت شدہ سرکٹ بورڈز پر جمع ہونے والے مجرد اجزاء کا استعمال کرتے ہیں۔ سلیکن فوٹوونکس اعلی انضمام کثافت ، حجم میں کم مینوفیکچرنگ لاگت ، اور چھوٹے فارم عوامل کو قابل بناتا ہے۔ تاہم ، سلیکن ٹیلی مواصلات کی طول موج پر موثر انداز میں روشنی کا پتہ لگانے یا ان کا پتہ نہیں لگا سکتا ، جس میں III - v سیمیکمڈکٹرز کے ساتھ ہائبرڈ انضمام کی ضرورت ہوتی ہے۔ یہ ٹیکنالوجی غیر فعال اجزاء اور ماڈیولیٹرز پر سبقت لے جاتی ہے جبکہ لیزرز اور فوٹوڈیٹریکٹرز کے لئے روایتی سیمیکمڈکٹرز پر منحصر ہے۔ یہ آپٹیکل ٹرانسیور ماڈیول فنکشن فن تعمیر میں ایک بنیادی ارتقا کی نمائندگی کرتا ہے۔
ڈیٹا سینٹرز میں آپٹیکل ٹرانسیور کی ناکامیوں کا کیا سبب ہے؟
سب سے عام ناکامی کے طریقوں میں آلودہ آپٹیکل کنیکٹر شامل ہیں ، جو آپٹیکل لنک کی دشواریوں کا تقریبا 70 70 فیصد حصہ رکھتے ہیں۔ درجہ حرارت - متعلقہ مسائل لیزر ہراس یا طول موج کے بڑھنے کا سبب بنتے ہیں۔ نامناسب ہینڈلنگ سے جسمانی نقصان فائبر کو توڑ سکتا ہے یا کنیکٹر فیرولس کو نقصان پہنچا سکتا ہے۔ بجلی کے مسائل جیسے وولٹیج اسپائکس یا ای ایس ڈی ڈرائیور سرکٹس یا فوٹوڈیٹریکٹرز کو نقصان پہنچا سکتے ہیں۔ ٹرانسیورز اور میزبان سازوسامان کے مابین عدم مطابقت لنک اسٹیبلشمنٹ کے مسائل پیدا کرتی ہے۔ یہ ناکامی آپٹیکل ٹرانسیور ماڈیول فنکشن میں خلل ڈالتی ہیں اور منظم خرابیوں کا سراغ لگانے کی ضرورت ہوتی ہے۔ فعال صفائی ، ہینڈلنگ کے مناسب طریقہ کار ، مناسب کولنگ ، اور باقاعدگی سے ڈوم مانیٹرنگ زیادہ تر ناکامیوں کو روکتی ہے۔
کیا آپ ایک ہی نیٹ ورک میں مختلف ٹرانسیور اقسام کو مل سکتے ہیں؟
فائبر لنک کے دونوں سروں پر ٹرانسیورز کو مطابقت پذیر طول موج ، فائبر کی اقسام اور ماڈلن فارمیٹس کا استعمال کرنا چاہئے۔ آپ براہ راست 1310nm ٹرانسیور کو 1550nm ٹرانسیور ، یا ایک سنگل - موڈ ٹرانسیور سے ملٹی موڈ ٹرانسیور سے براہ راست نہیں جوڑ سکتے ہیں۔ تاہم ، مختلف فارم عوامل (SFP ، QSFP) جب تک وہ ہم آہنگ آپٹیکل وضاحتوں کا اشتراک کرتے ہیں۔ بیڈی ٹرانسسیورز کو تکمیلی طول موج کے ساتھ مماثل جوڑے کی ضرورت ہوتی ہے۔ ڈیٹا کی شرح کو لازمی طور پر - 10 جی ٹرانسیور سے مماثل ہونا چاہئے جو شرح کے تبادلوں کے سامان کے بغیر 25 جی ٹرانسیور کے ساتھ بات چیت نہیں کرسکتا ہے۔ مخلوط ٹرانسیور کی اقسام کو تعینات کرنے سے پہلے ہمیشہ آپٹیکل مطابقت کی تصدیق کریں۔