فائبر آپٹک کیسے کام کرتا ہے؟

آپٹیکل ریشوں کے کام کرنے کا اصول روشنی کے کل اندرونی عکاسی پر مبنی ہے، جو آپٹیکل سگنلز کو بغیر کسی نقصان کے طویل فاصلے تک سفر کرنے کی اجازت دیتا ہے۔ ذیل میں آپٹیکل فائبر کے کام کرنے کے طریقہ کار کی تفصیلی وضاحت ہے۔

1. آپٹیکل فائبر کا بنیادی ڈھانچہ

آپٹیکل فائبر عام طور پر تین تہوں پر مشتمل ہوتے ہیں:

کور: فائبر کا مرکزی حصہ، شیشے یا پلاسٹک کا بنا ہوا ہے جس میں ہائی ریفریکٹیو انڈیکس ہے۔ آپٹیکل سگنل بنیادی طور پر کور کے ذریعے پھیلتا ہے۔

چڑھانا: کور کو گھیرے ہوئے ہے اور روشنی کو کور سے باہر نکلنے سے روکنے کے لیے کم اضطراری انڈیکس رکھتا ہے۔

کوٹنگ: کلیڈنگ کے باہر حفاظتی پرت، جو بنیادی طور پر فائبر کو جسمانی نقصان اور ماحولیاتی عوامل سے بچاتی ہے۔

2. کل اندرونی عکاسی کا اصول

ریشوں میں آپٹیکل سگنل ٹرانسمیشن کا بنیادی اصول مکمل اندرونی عکاسی ہے۔ جب روشنی ایک اعلی اضطراری انڈیکس کے ساتھ کور سے کم اضطراری انڈیکس کے ساتھ کلیڈنگ میں سفر کرتی ہے، اگر واقعہ کا زاویہ ایک نازک زاویہ سے بڑا ہے، تو روشنی کور سے نہیں بچ پائے گی۔ اس کے بجائے، یہ کور اور کلیڈنگ کے درمیان انٹرفیس میں مکمل طور پر واپس کور میں جھلک جائے گا۔ مسلسل کل اندرونی عکاسیوں کی ایک سیریز کے ذریعے، آپٹیکل سگنل کو فائبر میں طویل فاصلے پر منتقل کیا جا سکتا ہے۔

3. روشنی کے پھیلاؤ کے طریقے

فائبر کی قسم پر منحصر ہے، آپٹیکل سگنل دو اہم طریقوں سے پھیل سکتے ہیں:

سنگل موڈ فائبر: سنگل موڈ ریشوں میں، بنیادی قطر بہت چھوٹا ہوتا ہے (عام طور پر 8-10 مائکرون)، روشنی کو ایک موڈ (راستہ) میں پھیلانے کی اجازت دیتا ہے۔ سنگل موڈ ریشوں میں کم سے کم پھیلاؤ ہوتا ہے، جو انہیں لمبی دوری، ہائی بینڈوتھ ڈیٹا ٹرانسمیشن، جیسے میٹروپولیٹن ایریا نیٹ ورکس (MANs) اور وائڈ ایریا نیٹ ورکس (WANs) کے لیے موزوں بناتے ہیں۔

ملٹی موڈ فائبر: ملٹی موڈ ریشوں میں، کور چوڑا ہوتا ہے (عام طور پر 50 یا 62.5 مائیکرون)، جو روشنی کو متعدد طریقوں (راستوں) میں پھیلانے کی اجازت دیتا ہے۔ ملٹی موڈ ریشے مختصر فاصلے کی ایپلی کیشنز کے لیے موزوں ہیں، لیکن چونکہ روشنی کے سگنل مختلف راستوں پر سفر کرتے ہیں، اس لیے وہ مختلف اوقات میں پہنچ سکتے ہیں، جس کی وجہ سے سگنل کا بگاڑ (موڈل ڈسپریشن) ہوتا ہے۔ لہذا، ملٹی موڈ فائبر عام طور پر لوکل ایریا نیٹ ورکس (LANs) یا ڈیٹا سینٹرز کے اندر اندرونی رابطوں کے لیے استعمال ہوتے ہیں۔

4. سگنل کشینن اور بازی

اگرچہ آپٹیکل فائبر روشنی کے سگنلز کو مؤثر طریقے سے منتقل کر سکتے ہیں، وہ سگنل کی کشیدگی اور بازی سے متعلق کچھ مسائل کا بھی سامنا کرتے ہیں:

توجہ: جیسے جیسے روشنی فائبر کے ذریعے سفر کرتی ہے، یہ بتدریج کمزور ہوتی جاتی ہے، بنیادی طور پر فائبر میں موجود نجاست اور بکھرنے والے اثرات کی وجہ سے۔ توجہ ٹرانسمیشن کی دوری کو محدود کرتی ہے، اس لیے لمبی دوری کی ترسیل میں، آپٹیکل ایمپلیفائر (جیسے erbium-doped fiber amplifiers) عام طور پر سگنل کو بڑھانے کے لیے استعمال کیے جاتے ہیں۔

بازی: بازی سے مراد مختلف رفتار ہے جس پر روشنی کی مختلف طول موجیں فائبر کے ذریعے سفر کرتی ہیں، جس کی وجہ سے ٹرانسمیشن کے دوران روشنی کا سگنل پھیل جاتا ہے۔ بازی سگنل کے معیار کو متاثر کرتی ہے، خاص طور پر تیز رفتار مواصلات میں، لہذا اس مسئلے کو حل کرنے کے لیے بازی معاوضہ کی تکنیکوں کی ضرورت ہے۔

آپٹیکل فائبر مکمل اندرونی عکاسی کے ذریعے روشنی کے سگنلز کو کور کے اندر محدود کرتے ہیں، جس سے موثر، طویل فاصلے تک ڈیٹا کی ترسیل کو ممکن بنایا جاتا ہے۔ ان کی اعلی بینڈوتھ، کم توجہ، اور مداخلت کے خلاف مزاحمت انہیں جدید مواصلاتی نیٹ ورکس میں بنیادی ترسیل کا ذریعہ بناتی ہے، جو تیز رفتار انٹرنیٹ، لمبی دوری کی کمیونیکیشن، اور ڈیٹا سینٹر کے انٹرکنکشن میں وسیع پیمانے پر استعمال ہوتے ہیں۔