پیش لفظ: مواصلاتی فائبر کو اس کی ایپلی کیشن طول موج کے تحت ٹرانسمیشن طریقوں کی تعداد کے مطابق سنگل موڈ فائبر اور ملٹی موڈ فائبر میں تقسیم کیا گیا ہے۔لہٰذا، اس میں مختصر فاصلے کے ٹرانسمیشن کے منظرناموں میں ایپلی کیشنز کی ایک وسیع رینج موجود ہے، جیسے کہ ڈیٹا سینٹرز اور لوکل ایریا نیٹ ورکس۔ حالیہ برسوں میں ڈیٹا سینٹر کی تعمیر کی تیز رفتار ترقی کے ساتھ، ملٹی موڈ فائبر، جو ڈیٹا سینٹر اور مقامی علاقے کا مرکزی دھارا ہے۔ نیٹ ورک ایپلی کیشنز، بھی بڑے پیمانے پر تشویش کا باعث، موسم بہار میں آغاز کیا ہے. آج، کی ملٹی موڈ فائبر کی ترقی کے بارے میں بات کرتے ہیں.
معیاری ISO/IEC 11801 تفصیلات کے مطابق، ملٹی موڈ فائبر کو پانچ بڑے زمروں میں تقسیم کیا گیا ہے: OM1، OM2، OM3، OM4، اور OM5۔ IEC 60792-2-10 کے ساتھ اس کی خط و کتابت ٹیبل 1 میں دکھائی گئی ہے۔ ان میں OM1، OM2 روایتی 62.5/125mm اور 50/125mm ملٹی موڈ فائبر سے مراد ہے۔OM3، OM4 اور OM5 نئے 50/125mm 10 Gigabit ملٹی موڈ فائبر کا حوالہ دیتے ہیں۔
پہلا:روایتی ملٹی موڈ فائبر
ملٹی موڈ فائبر کی ترقی 1970 اور 1980 کی دہائیوں میں شروع ہوئی۔ابتدائی ملٹی موڈ ریشوں میں بہت سے سائز شامل تھے، اور بین الاقوامی الیکٹرو ٹیکنیکل کمیشن (IEC) کے معیارات میں شامل سائز کی چار اقسام شامل تھیں۔ کور کلیڈنگ قطر کو 50/125 μm، 62.5/125 μm، 85/125 μm، اور 100/ میں تقسیم کیا گیا ہے۔ 140 μm۔ کور کلیڈنگ کے بڑے سائز کی وجہ سے، مینوفیکچرنگ لاگت زیادہ ہے، موڑنے کی مزاحمت کم ہے، ٹرانسمیشن طریقوں کی تعداد میں اضافہ ہوا ہے، اور بینڈوتھ کم ہو گئی ہے۔لہذا، بڑے کور کلیڈنگ سائز کی قسم کو آہستہ آہستہ ختم کر دیا جاتا ہے، اور دو اہم کور کلیڈنگ سائز آہستہ آہستہ بنتے ہیں۔وہ بالترتیب 50/125 μm اور 62.5/125 μm ہیں۔
ابتدائی لوکل ایریا نیٹ ورک میں، لوکل ایریا نیٹ ورک کی سسٹم لاگت کو زیادہ سے زیادہ کم کرنے کے لیے، کم لاگت والی ایل ای ڈی کو عام طور پر لائٹ سورس کے طور پر استعمال کیا جاتا تھا۔ .تاہم، 50/125 ملی میٹر ملٹی موڈ فائبر کا بنیادی قطر اور عددی یپرچر نسبتاً چھوٹا ہے، جو LED کے ساتھ موثر جوڑے کے لیے موزوں نہیں ہے۔جہاں تک بڑے کور قطر اور عددی یپرچر کے ساتھ 62.5/125mm ملٹی موڈ فائبر کا تعلق ہے، آپٹیکل لنک کے ساتھ زیادہ آپٹیکل پاور کو جوڑا جا سکتا ہے۔ اس لیے، 50/125mm ملٹی موڈ فائبر اتنے وسیع پیمانے پر استعمال نہیں کیا جاتا تھا جتنا پہلے 62.5/125mm ملٹی موڈ فائبر ہوتا تھا۔ 1990 کی دہائی کے وسط میں
LAN کی ترسیل کی شرح میں مسلسل اضافے کے ساتھ، 20ویں صدی کے آخر سے، LAN کو lGb/s کی شرح سے اوپر تیار کیا گیا ہے۔LED کے ساتھ 62.5/125μm ملٹی موڈ فائبر کی بینڈوڈتھ روشنی کے منبع کے طور پر صرف بتدریج ضروریات کو پورا کرنے سے قاصر ہے۔ اس کے برعکس، 50/125mm ملٹی موڈ فائبر میں ایک چھوٹا عددی یپرچر اور بنیادی قطر، اور کم ترسیل کے موڈ ہیں۔ اس لیے، موڈ ملٹی موڈ فائبر کی بازی کو مؤثر طریقے سے کم کیا گیا ہے، اور بینڈوتھ میں نمایاں اضافہ ہوا ہے۔چھوٹے بنیادی قطر کی وجہ سے، 50/125 ملی میٹر ملٹی موڈ فائبر کی پیداواری لاگت بھی کم ہے، اس لیے اسے دوبارہ بڑے پیمانے پر استعمال کیا جاتا ہے۔
IEEE 802.3z گیگابٹ ایتھرنیٹ معیار بتاتا ہے کہ 50/125mm ملٹی موڈ اور 62.5/125mm ملٹی موڈ فائبر گیگابٹ ایتھرنیٹ کے لیے ٹرانسمیشن میڈیا کے طور پر استعمال کیے جا سکتے ہیں۔تاہم، نئے نیٹ ورکس کے لیے، 50/125mm ملٹی موڈ فائبر کو عام طور پر ترجیح دی جاتی ہے۔
دوسرا:لیزر آپٹمائزڈ ملٹی موڈ فائبر
ٹیکنالوجی کی ترقی کے ساتھ، 850 nm VCSEL (Vertical Cavity Surface Emitting Laser) نمودار ہوا۔ VCSEL لیزرز بڑے پیمانے پر استعمال کیے جاتے ہیں کیونکہ یہ طویل طول موج کے لیزرز سے سستے ہیں اور نیٹ ورک کی رفتار کو بڑھا سکتے ہیں۔ طول موج کے لیزرز اور نیٹ ورک کی رفتار میں اضافہ کر سکتے ہیں۔ روشنی خارج کرنے والے آلات کی دو اقسام کے درمیان فرق کی وجہ سے، روشنی کے منبع میں ہونے والی تبدیلیوں کو ایڈجسٹ کرنے کے لیے فائبر میں ہی ترمیم کی جانی چاہیے۔
VCSEL لیزرز کی ضروریات کے لیے، بین الاقوامی تنظیم برائے معیاری کاری/انٹرنیشنل الیکٹرو ٹیکنیکل کمیشن (ISO/IEC) اور ٹیلی کمیونیکیشن انڈسٹری الائنس (TIA) نے مشترکہ طور پر 50mm کور کے ساتھ ملٹی موڈ فائبر کے لیے ایک نیا معیار تیار کیا ہے۔ ISO/IEC نئی نسل کی درجہ بندی کرتا ہے۔ ملٹی موڈ فائبر کو OM3 زمرہ (IEC سٹینڈرڈ A1a.2) میں اس کے نئے ملٹی موڈ فائبر گریڈ میں، جو کہ ایک لیزر سے بہتر ملٹی موڈ فائبر ہے۔
بعد میں آنے والا OM4 فائبر دراصل OM3 ملٹی موڈ فائبر کا ایک اپ گریڈ ورژن ہے۔ OM3 فائبر کے مقابلے میں، OM4 معیار صرف فائبر بینڈوتھ انڈیکس کو بہتر بناتا ہے۔ یعنی OM4 فائبر اسٹینڈرڈ نے موثر موڈ بینڈوڈتھ (EMB) اور مکمل انجیکشن بینڈوتھ کو بہتر کیا ہے۔ (OFL) OM3 فائبر کے مقابلے میں 850 nm پر۔جیسا کہ ذیل میں جدول 2 میں دکھایا گیا ہے۔
ملٹی موڈ فائبر میں ٹرانسمیشن کے بہت سے طریقے ہیں، اور فائبر کی موڑنے والی مزاحمت کا مسئلہ بھی سامنے آیا ہے۔جب فائبر موڑتا ہے تو ہائی آرڈر موڈ آسانی سے لیک ہو جاتا ہے، جس کے نتیجے میں سگنل کا نقصان ہوتا ہے، یعنی فائبر کا موڑنے والا نقصان۔ انڈور ایپلی کیشن کے منظرناموں کی بڑھتی ہوئی تعداد کے ساتھ، ایک تنگ ماحول میں ملٹی موڈ فائبر کی وائرنگ نے اس کی موڑنے والی مزاحمت کے لیے اعلیٰ تقاضوں کو آگے بڑھائیں۔
سنگل موڈ فائبر کے سادہ ریفریکٹیو انڈیکس پروفائل کے برعکس، ملٹی موڈ فائبر کا ریفریکٹیو انڈیکس پروفائل بہت پیچیدہ ہے، جس میں انتہائی باریک ریفریکٹیو انڈیکس پروفائل ڈیزائن اور فیبریکیشن کے عمل کی ضرورت ہوتی ہے۔ بین الاقوامی مین اسٹریم کے موجودہ چار بڑے پری فیبریکیشن عمل میں، ملٹی موڈ فائبر کی سب سے درست تیاری پلازما کیمیکل ویدر ڈیپوزیشن (PCVD) عمل ہے، جس کی نمائندگی Changfei کمپنی کرتی ہے۔ یہ عمل دوسرے عمل سے اس لحاظ سے مختلف ہے کہ اس میں کئی ہزار تہوں کی جمع تہہ ہوتی ہے اور اس دوران صرف 1 مائکرون فی پرت کی موٹائی ہوتی ہے۔ جمع، اعلی بینڈوڈتھ حاصل کرنے کے لیے الٹرا فائن ریفریکٹیو انڈیکس وکر کنٹرول کو فعال کرنا۔
ملٹی موڈ فائبر کے ریفریکٹیو انڈیکس پروفائل کو بہتر بنانے سے، موڑنے والے غیر حساس ملٹی موڈ فائبر میں موڑنے کی مزاحمت میں نمایاں بہتری آئی ہے، جیسا کہ ذیل میں شکل 1 میں دکھایا گیا ہے۔
شکل 1. موڑنے مزاحم ملٹی موڈ فائبر اور روایتی ملٹی موڈ فائبر کے درمیان میکرو بینڈ کی کارکردگی کا موازنہ
تیسرے:نیا ملٹی موڈ فائبر (OM5)
OM3 فائبر اور OM4 فائبر ملٹی موڈ فائبر ہیں جو بنیادی طور پر 850nm بینڈ میں استعمال ہوتے ہیں۔ جیسے جیسے ٹرانسمیشن کی شرح میں اضافہ ہوتا رہتا ہے، صرف ایک چینل بینڈ ڈیزائن کے نتیجے میں وائرنگ کے زیادہ سے زیادہ لاگت آئے گی، اور متعلقہ انتظام اور دیکھ بھال کے اخراجات اس کے مطابق بڑھیں گے۔ .لہذا، تکنیکی ماہرین طول موج ڈویژن ملٹی پلیکسنگ تصور کو ملٹی موڈ ٹرانسمیشن سسٹم میں متعارف کرانے کی کوشش کرتے ہیں۔اگر ایک فائبر پر متعدد طول موجیں منتقل کی جا سکتی ہیں تو متوازی فائبر کی تعداد اور بچھانے اور دیکھ بھال کی لاگت بہت کم ہو سکتی ہے۔ اسی تناظر میں، OM5 فائبر وجود میں آیا۔
OM5 ملٹی موڈ فائبر OM4 فائبر پر مبنی ہے، جو ہائی بینڈوتھ چینل کو چوڑا کرتا ہے اور 850nm سے 950nm تک ٹرانسمیشن ایپلی کیشنز کو سپورٹ کرتا ہے۔ موجودہ مین اسٹریم ایپلی کیشنز SWDM4 اور SR4.2 ڈیزائن ہیں۔SWDM4 چار مختصر لہروں کا ایک طول موج ڈویژن ہے، جو بالترتیب 850 nm، 880 nm، 910 nm، اور 940 nm ہیں۔SR4.2 ایک دو ویو لینتھ ڈویژن ملٹی پلیکسنگ ہے، جو بنیادی طور پر سنگل فائبر دو طرفہ ٹیکنالوجی کے لیے استعمال ہوتا ہے۔ OM5 کو کم کارکردگی اور کم لاگت والے VCSEL لیزرز کے ساتھ ملایا جا سکتا ہے تاکہ ڈیٹا سینٹرز جیسے مختصر فاصلے کے مواصلات کو بہتر طریقے سے پورا کیا جا سکے۔ نیچے جدول 3 ہے۔ OM4 اور OM5 ریشوں کے لیے مرکزی بینڈوتھ کی خصوصیات کا موازنہ۔
اس وقت، OM5 فائبر کو ایک نئی قسم کے ہائی اینڈ ملٹی موڈ فائبر کے طور پر استعمال کیا گیا ہے۔ سب سے بڑے کاروباری معاملات میں سے ایک چانگفی اور چائنا ریلوے کارپوریشن کے مرکزی ڈیٹا سینٹر کا OM5 کمرشل کیس ہے۔ SR4.2 کے طول موج ڈویژن کے نظام میں OM5 فائبر۔یہ سب سے کم قیمت پر زیادہ سے زیادہ صلاحیت کی کمیونیکیشن حاصل کرتا ہے، اور مستقبل میں مزید اپ گریڈ کی شرح کے لیے تیاری کرتا ہے۔مستقبل کی شرح 100Gb/s یا 400Gb تک بڑھا دی جائے گی۔/s، یا وائیڈ بینڈ ایپلی کیشنز، فائبر کو مزید تبدیل نہیں کر سکتیں، جس سے مستقبل کے اپ گریڈ کے اخراجات میں نمایاں کمی واقع ہوتی ہے۔
خلاصہ: جیسے جیسے ایپلی کیشنز کی مانگ میں اضافہ ہوتا جا رہا ہے، ملٹی موڈ فائبر کم موڑ نقصان، ہائی بینڈوڈتھ، اور ملٹی ویو لینتھ ملٹی پلیکسنگ کی طرف بڑھ رہا ہے۔ ان میں سب سے زیادہ ممکنہ ایپلی کیشن OM5 فائبر ہے، جو موجودہ ملٹی موڈ فائبر کی بہترین کارکردگی کا حامل ہے۔ اور مستقبل میں 100Gb/s اور 400Gb/s کے ملٹی ویو لینتھ سسٹمز کے لیے ایک طاقتور فائبر حل فراہم کرتا ہے۔ اس کے علاوہ، تیز رفتار، ہائی بینڈوتھ، کم لاگت ڈیٹا سینٹر کمیونیکیشن، نئے ملٹی موڈ کی ضروریات کو پورا کرنے کے لیے۔ فائبرز، جیسے کہ سنگل ملٹی موڈ جنرل پرپز فائبرز بھی تیار کیے جا رہے ہیں۔ مستقبل میں، Changfei صنعت کے ساتھیوں کے ساتھ ملٹی موڈ فائبر کے مزید نئے حل متعارف کرائے گا، جس سے ڈیٹا سینٹرز اور فائبر آپٹک انٹرکنیکٹس کے لیے نئی پیش رفت اور کم لاگت آئے گی۔