EDFA کیا ہے اور فائبر آپٹک نیٹ ورکس میں یہ کیسے کام کرتا ہے؟

روایتی فائبر نیٹ ورکس میں لمبے فاصلے تک سگنل کی منتقلی ہمیشہ ایک چیلنج رہی ہے۔ آپٹیکل نیٹ ورکس کا دل، ایربیئم ڈوپڈ فائبر ایمپلیفائر (EDFA)، تمام آپٹیکل ایمپلیفائر کے لیے ایک بہترین حل کے طور پر ایجاد کیا گیا تھا، جس کی بدولت سگنل کو مہنگے آپٹیکل-الیکٹریکل-آپٹیکل تبدیلی کے بغیر فائبر کے ذریعے منتقل کیا جا سکتا ہے۔ ہماری کمپنی، شان دونگ وان شوؤ آپٹو الیکٹرونک ایکویپمنٹ کمپنی لمیٹڈ، آپٹیکل کمیونیکیشن کے شعبے میں پیشہ ورانہ اینڈ ٹو اینڈ، ون اسٹاپ حل فراہم کرتی ہے، جس میں اعلیٰ کارکردگی والے آپٹیکل فائبر ایمپلیفائر شامل ہیں جو مستحکم نیٹ ورک ٹرانسمیشن کارکردگی کو یقینی بنانے کے لیے EDFA کا استعمال کرتے ہیں۔

EDFA کیا ہے؟

یہ ای ڈی ایف اے یہ ایک قسم کا آپٹیکل ایمپلی فائر ہے جو ایربیئم سے ڈوپڈ فائبر کی لمبائی استعمال کرتا ہے جو 980 نینو میٹر یا 1480 نینو میٹر کی لیزر روشنی سے پمپ کرنے پر آپٹیکل گین ظاہر کرے گا۔ ایربیئم سے ڈوپڈ آپٹیکل فائبر کو 1530 سے 1565 نینو میٹر کی ورکنگ رینج والے ایربیئم لیزر سورس کے ساتھ استعمال کرنے کے لیے ڈیزائن کیا گیا ہے۔ پچھلے ریپیٹرز کی طرح تمام آپٹیکل-الیکٹریکل-آپٹیکل سگنل ری جنریشن کے بجائے، ای ڈی ایف اے سگنلز کو مکمل طور پر آپٹیکل طریقے سے ایمپلیفائی کریں گے۔ کئی ویویل تھرڈ چینلز کو ایک ساتھ ایمپلیفائی کرنے کی صلاحیت کی وجہ سے ان کا استعمال ڈینس ویویل تھرڈ ڈیویژن ملٹی پلیکسنگ (ڈی ڈبلیو ڈی ایم) سسٹم میں بڑھایا جا سکتا ہے۔

ای ڈی ایف اے ویویل تھرڈز کو بنیادی طور پر 1530-1565 نینو میٹر (سی-بینڈ) اور 1625 نینو میٹر تک (ایل-بینڈ) تک ایمپلیفائی کرتے ہیں کیونکہ یہ سلیکا پر مبنی آپٹیکل فائبرز کے کم ترین اٹینویشن علاقے کے مطابق ہیں۔ ای ڈی ایف اے کا بنیادی طور پر لمبے فاصلے کے زمینی راستوں، سمندری اور میٹرو مواصلات میں استعمال کیا جائے گا۔

ای ڈی ایف اے کا کام کرنے کا اصول: یہ کیسے کام کرتا ہے؟

سمجھنے کے ای ڈی ایف اے کا کام کرنے کا اصول ایربیئم سے ڈوپڈ فائبر میں اسٹیمولیٹڈ ایمیشن کے طبیعیاتی اصولوں کا جائزہ لینے کی ضرورت ہوتی ہے۔ ایمپلی فیکیشن کا عمل تین اہم مراحل پر مشتمل ہوتا ہے:

1. پمپنگ ایکسائٹیشن

ایک پمپ لیزر جو یا تو 980 نینو میٹر یا 1480 نینو میٹر پر کام کرتا ہے، توانائی ایربیئم-ڈوپڈ فائبر میں داخل کرتا ہے۔ جب 980 نینو میٹر پر پمپ کیا جاتا ہے، تو ایربیئم آئنز زمینی حالت (⁴I₁₅/₂) سے ایک اُچّی توانائی کی حالت (⁴I₁₁/₂) میں بھرتی ہوتی ہیں، جہاں سے وہ تیزی سے غیر-شعاعی طور پر ایک مستحکم حالت (⁴I₁₃/₂) میں گرتی ہیں جس کی عمر تقریباً 10 ملی سیکنڈ ہوتی ہے۔ اس سے آبادی کا الٹاؤ پیدا ہوتا ہے، جو روشنی کے ایمپلیفیکیشن کے لیے ایک اہم شرط ہے۔

2. محرَّک اخراج

جب اصل 1550 نینو میٹر بینڈ کا سگنل فوٹون ڈوپڈ فائبر کے ذریعے گزرتا ہے، تو وہ ایک محرَّک اخراج کے عمل کو شروع کرتا ہے جس میں ایک ایربیئم آئن اُبھری ہوئی حالت سے زمینی حالت میں واپس آتا ہے اور اسی طولِ موج، اسی فیز اور اسی سمت میں ایک ہم آہنگ فوٹون خارج کرتا ہے جو آنے والے سگنل فوٹون کے مطابق ہوتا ہے۔ اس طرح سگنل کو کوئی خرابی نہیں ہوتی اور صرف روشنی کا ایمپلیفیکیشن ہوتا ہے۔

3. پمپنگ کی ترتیبات

ای ڈی ایف اے کی تین پمپنگ کانفیگریشنز ہوتی ہیں جو کم شور آپریشن، زیادہ آؤٹ پٹ پاور یا گین ایفیشنسی کو ممکن بناتی ہیں:

ہم جہت پمپنگ: سگنل کی سمت میں ہی ایک لائن فائبر ایمپلی فائر جسے پمپ کیا جاتا ہے، جو کہ ایک بوسٹر یا کم شور فیکٹر کے لیے کمیونیکیشن لنک کے سامنے کے حصے کے لیے پری ایمپلی فائر کے طور پر استعمال ہوتا ہے۔

مخالف جہت پمپنگ: اس قسم کے ایمپلی فائر کو سگنل کی حرکت کی مخالف سمت میں پمپ کیا جاتا ہے، جو زیادہ سگنل ٹو نوئز ریشو (SNR) والے آلات کے لیے استعمال ہوتا ہے۔

دو جہتی پمپنگ: دونوں طریقوں کو ملانے سے اعلیٰ گین، اعلیٰ پاور اور کم شور حاصل ہوتا ہے، جو لمبی فاصلے تک کے ٹرانک سسٹمز کے لیے مثالی ہے۔

ای ڈی ایف اے کے اہم اجزاء

ای ڈی ایف اے درج ذیل اہم ماڈیولز پر مشتمل ہوتا ہے:

اربیم ڈوپڈ فائبر (EDF): ایک فعال ریشہ کا حصہ جو عام طور پر 10 تا 100 میٹر لمبا ہوتا ہے۔ یہ اُبھار کے ذریعے گین کے درمیانی مادے کا بنیادی کردار ادا کرتا ہے۔

پمپ لیزر ڈائیوڈ: آئنز کو اُبھارنے کے لیے روشنی کے ذریعے آئنز کو اعلیٰ حالت میں لانا۔ عام طور پر دستیاب پمپ لیزر ڈائیوڈز میں 980 نینومیٹر اور 1480 نینومیٹر شامل ہیں۔

طرزِ طولِ موج کو منتخب کرنے والی کوپلر: سگنل کی روشنی کے ان پٹ اور آپٹیکل سگنل کے ذریعے ریشہ (EDF) میں ملانے کے لیے استعمال ہوتا ہے۔ EDFAs میں، یہ ان پٹ روشنیاں C بینڈ میں ڈیٹا کی منتقلی کے لیے ملانے جاتی ہیں، جبکہ پمپ یا تو 1480 نینومیٹر یا 980 نینومیٹر ہوتا ہے۔

آپٹیکل عزل کنندہ: EDFA کی گین کی کارکردگی اور نیٹ ورک کے سگنل کو بعد کے نیٹ ورک کے حصوں سے واپس آنے والی عکاسی روشنی کے باعث ممکنہ نقصان سے بچانے کے لیے۔

گین کو ہموار کرنے والا فلٹر (GFF): یہ C بینڈ میں ریشہ کی ذاتی غیر یکسان گین کی خصوصیت کو معاوضہ دینے کے لیے استعمال ہوتا ہے، تاکہ تمام منتقل شدہ چینلز کے لیے مجموعی طور پر منتقلی کی گین کو ہموار بنایا جا سکے۔

فائر آپٹک نیٹ ورکس میں EDFA کے استعمالات

ای ڈی ایف اے کے بہت سارے مفید استعمالات آپٹیکل فائبر کمیونیکیشن سسٹمز میں ہیں، جن میں شامل ہیں:

لمبی فاصلے کی زمینی منتقلی: لائن کے اندر آپٹیکل ایمپلی فائرز، جو ٹرنک لائن کے ری پیٹرز کے طور پر استعمال ہوتے ہیں، جو دسیوں سو کلومیٹر کی آپٹیکل نقل و حمل کے بعد فائبر کے نقصان کو پُورا کرتے ہیں۔

ذیلی سمندری منتقلی کا سسٹم: اس نے سمندروں کے عبور میں ہزاروں کلومیٹر تک قابل اعتماد اور مستحکم منتقلی کو یقینی بنانے میں اہم کردار ادا کیا ہے۔

میٹروپولیٹن ڈبل ویویل تھ ایم نیٹ ورک منتقلی کا سسٹم: یہ بنیادی طور پر کمیونیکیشن لائنز کے ابتدائی نقطہ (پری ایمپلی فائر) یا آخری نقطہ (بووسٹر) پر استعمال ہوتا ہے تاکہ سگنل کی طاقت بڑھا کر کمیونیکیشن کے فاصلے کو بڑھایا جا سکے۔

آپٹیکل فائبر سینسر: دور دراز کے مقامات پر آپٹیکل فائبر کے درجہ حرارت، تناؤ وغیرہ کو ناپنے کے لیے استعمال ہوتا ہے۔

سی اے ٹی وی اور پی او این نیٹ ورکس: ای ڈی ایف اے وائیز کیبل ٹی وی اور پیسوی آپٹیکل نیٹ ورک انفراسٹرکچر میں اہم اجزاء ہیں، جو سگنل کی بہترین معیار کی تقسیم کو یقینی بناتے ہیں۔

ای ڈی ایف اے ٹیکنالوجی کے فوائد

دیگر ٹیکنالوجیز کے مقابلے میں، اعلیٰ کارکردگی والے آپٹیکل ای ڈی ایف اے کے درج ذیل فوائد ہیں:

اعلیٰ گین کی موثریت: 100 تا 200 کلومیٹر لمبائی کے ریشے کے موثر دائرے میں 20 تا 40 ڈی بی تک کا گین حاصل کیا جا سکتا ہے؛

وسیع بینڈ وڈت: یہ آلہ ایک ساتھ تمام ٹرانسمیشن ونڈوز کی معاوضہ فراہم کر سکتا ہے، جس کی وجہ سے بہت سارے ویو لینتھ چینلز کو ٹرانسمیشن کے لیے استعمال کیا جا سکتا ہے؛

کم فیز نویز فیگر: کم فیز نویز اور عام طور پر نویز فیگرز 4 تا 6 ڈی بی کے درجے کے ہوتے ہیں، جو کوانٹم حد (3 ڈی بی) کے قریب ہوتے ہیں؛

بِٹ ریٹ سے آزادی: ای ڈی ایف اےز تمام ڈیٹا ریٹس کو بغیر کسی تبدیلی کے بڑھاتے ہیں، جس کی وجہ سے وہ نیٹ ورک اپ گریڈز کے لیے مستقبل کے لیے محفوظ ہوتے ہیں

کم کراس ٹاک: اربیئم آئنز کی لمبی اپر اسٹیٹ لائف ٹائم ڈبل ایکس میں انٹر چینل انٹرفیئرنس کو کم کرتی ہے

نتیجہ

اربیئم ڈوپڈ فائبر ایمپلی فائرز (ای ڈی ایف اےز)، فائبر آپٹیکل ٹرانسمیشن نیٹ ورکس میں بنیادی آپٹیکل ایمپلی فائرز ہیں، جو ارسال اور وصولی کے درمیان لمبی فاصلے کی آپٹیکل لنکس میں داخلہ نقصانات کو مؤثر طریقے سے پُورا کرتے ہیں، جس سے مستحکم کارکردگی یقینی بنائی جاتی ہے۔ لمبے فاصلے کے بیک بون نیٹ ورکس، سب میرین کیبل سسٹمز، ڈبل ایکس ایمیٹرو نیٹ ورکس وغیرہ میں، یہ ای ڈی ایف اے اطلاقات اہم کردار ادا کرتے ہیں۔

شانڈونگ وان شو آپٹو الیکٹرونک ایکویپمنٹ کمپنی، لمیٹڈ ایک پیشہ ورانہ آپٹیکل فائبر ایمپلیفائر تیار کرنے والی کمپنی ہے۔ ہماری کمپنی تمام آپٹیکل رابطہ فائبر ایمپلیفائرز کے لیے مکمل سپلائی چین کا جامع ایک جگہ پر حل فراہم کرتی ہے، جس میں خودکار پیداوار لائن، دھول فری کمرے اور درست ٹیسٹنگ ایکویپمنٹ کے ساتھ پیداواری عمل شامل ہیں۔ ہمارے مصنوعات طویل فاصلے تک کے ٹرانکنگ، سمندری رابطوں، شہری رابطوں، پون نیٹ ورکس، فائبر سینسنگ وغیرہ میں وسیع پیمانے پر استعمال ہوتی ہیں۔