اس بلاگ پوسٹ میں، ہم ADSL سے فائبر آپٹک انٹرنیٹ تک انٹرنیٹ ٹیکنالوجی کے ارتقاء اور فائبر آپٹک انٹرنیٹ کی تیز ترسیل کی رفتار کے پیچھے اصولوں کو تلاش کریں گے۔
1995 کے آس پاس، لوگ موڈیم کو ٹیلی فون لائنوں سے جوڑتے تھے تاکہ اس رفتار سے انٹرنیٹ تک رسائی حاصل کی جا سکے جو آج کے معیار کے مطابق انتہائی سست تھی۔ اس سیٹ اپ کا مطلب ہے کہ آپ انٹرنیٹ استعمال کرتے ہوئے فون کالز نہیں کر سکتے اور نہ ہی وصول کر سکتے ہیں—ایسی صورتحال جس کا تصور کرنا اب مشکل ہے۔ 1999 میں، گلوکار یو سیونگ جون نے ایک ٹی وی کمرشل میں ADSL کو ٹیگ لائن کے ساتھ متعارف کرایا، "ISDN چلتا ہے، لیکن میں ADSL ہوں۔" ISDN اور ADSL دونوں برقی وائرڈ مواصلاتی طریقے ہیں جو تانبے کے تاروں کا استعمال کرتے ہیں۔ بعد میں، جیسے جیسے آپٹیکل کیبلز کا استعمال کرتے ہوئے فائبر آپٹک مواصلات بڑے پیمانے پر ہوتے گئے، ڈیٹا کی ترسیل کی رفتار میں ڈرامائی طور پر بہتری آئی۔
یہ بات مشہور ہے کہ روشنی بہت تیزی سے سفر کرتی ہے۔ ماضی کے تانبے کے تار پر مبنی مواصلات کے مقابلے میں، آج کا فائبر آپٹک پر مبنی مواصلات بہت زیادہ ترسیل کی رفتار پیش کرتا ہے۔ مثال کے طور پر، 1 Gbps کا مطلب یہ ہے کہ 1 Gbit ڈیٹا فی سیکنڈ منتقل کیا جا سکتا ہے- ایک رفتار اتنی تیز ہے کہ تقریباً 16 سیکنڈ میں تقریباً 2 GB کی فلم ڈاؤن لوڈ کی جا سکتی ہے۔ آج، یہاں تک کہ رہائشی انٹرنیٹ سروسز بھی گیگابٹ رینج میں رفتار پیش کرتی ہیں، جبکہ ڈیٹا سینٹرز اور بیک بون نیٹ ورکس سینکڑوں Gbps سے لے کر ٹیرابائٹس فی سیکنڈ تک کی ٹرانسمیشن ٹیکنالوجیز کا استعمال کرتے ہیں۔ فائبر آپٹک کمیونیکیشن کی تیز رفتار ترسیل کی بدولت، ہم انٹرنیٹ کے بہت زیادہ ہموار تجربے سے لطف اندوز ہو سکتے ہیں۔ جسے عام طور پر "فائبر آپٹک براڈ بینڈ" کہا جاتا ہے اس کا حوالہ بالکل اس آپٹیکل کمیونیکیشن طریقہ سے ہے۔
تاہم، صرف اس لیے کہ اسے آپٹیکل کمیونیکیشن کہا جاتا ہے اس کا مطلب یہ نہیں ہے کہ پورے عمل میں صرف روشنی کا استعمال کیا جاتا ہے۔ بجلی بھی ایک اہم کردار ادا کرتی ہے۔ آئیے تصور کریں کہ دو لوگ آن لائن چیٹ کر رہے ہیں۔ جب کمپیوٹر A پر کوئی پیغام ٹائپ کیا جاتا ہے تو وہ پیغام سب سے پہلے برقی سگنل میں تبدیل ہو جاتا ہے۔ اس برقی سگنل کو پھر بھیجنے والے سرے پر الیکٹریکل سے آپٹیکل کنورٹر کے ذریعے لائٹ سگنل میں تبدیل کیا جاتا ہے اور آپٹیکل کیبل کے ساتھ روشنی کے طور پر منتقل کیا جاتا ہے۔ اس کے بعد آپٹیکل سے الیکٹریکل کنورٹر وصول کرنے والے سرے پر اسے دوبارہ برقی سگنل میں تبدیل کر دیا جاتا ہے اور کمپیوٹر B پر ٹیکسٹ پیغام کے طور پر دکھایا جاتا ہے۔ اگرچہ A اور B مختلف ممالک میں ہوں، پیغام تقریباً فوری طور پر پہنچا دیا جاتا ہے کیونکہ سگنل بہت تیز رفتاری سے سفر کرتا ہے — روشنی کی رفتار کے قریب — آپٹیکل کیبل کے ساتھ۔
آپٹیکل کیبل کے اندر روشنی کے سگنل کیسے منتقل ہوتے ہیں؟ اس کے پیچھے اصول کل اندرونی عکاسی میں مضمر ہے، جو اپورتی انڈیکس میں فرق کی وجہ سے ہوتا ہے۔ اضطراری انڈیکس ایک قدر ہے جو اس بات کی نشاندہی کرتی ہے کہ خلا میں اس کی رفتار کے مقابلے میں ایک مخصوص میڈیم میں روشنی کتنی سست سفر کرتی ہے۔ ایک آپٹیکل کیبل کے اندر، ایک کور ہوتا ہے جس میں ایک اعلی اضطراری انڈیکس ہوتا ہے، جس کے چاروں طرف ایک نچلے ریفریکٹیو انڈیکس کے ساتھ ایک کلیڈنگ ہوتی ہے۔ کل اندرونی انعکاس ایک ایسا رجحان ہے جس میں روشنی مکمل طور پر انٹرفیس پر منعکس ہوتی ہے جب یہ ایک اعلی اضطراری انڈیکس والے میڈیم سے کم ریفریکٹیو انڈیکس والے میڈیم کی طرف سفر کرتی ہے، اور حادثوں کا زاویہ نازک زاویہ سے زیادہ ہوتا ہے۔ چونکہ روشنی کور میں نسبتاً سست اور کلیڈنگ میں تیز سفر کرتی ہے، اس لیے کل اندرونی عکاسی ہوتی ہے۔ آپٹیکل کیبلز اس اصول کو روشنی کے اشاروں کو منتقل کرنے کے لیے استعمال کرتی ہیں، بغیر انہیں باہر کی طرف فرار ہونے کی اجازت دی جاتی ہے۔
اس سے ایک سوال پیدا ہو سکتا ہے: یہاں تک کہ اگر تمام روشنی کل اندرونی عکاسی سے منعکس ہوتی ہے، تو کیا اس میں سے کچھ حقیقت میں جذب نہیں ہوتی، جس کی وجہ سے سگنل کمزور ہو جاتا ہے؟ جس طرح سمندر میں گہرائی بڑھنے کے ساتھ روشنی کمزور ہوتی جاتی ہے، اسی طرح آپٹیکل فائبر میں روشنی کی شدت بتدریج کم ہوتی جاتی ہے جیسے جیسے فاصلے بڑھتے ہیں۔ لہذا، آپٹیکل فائبر کی کارکردگی کا اندازہ اس بات سے لگایا جاتا ہے کہ ایک مقررہ فاصلے پر سگنل کتنے کم ہوتے ہیں۔ فائبر آپٹک ٹیکنالوجی کے ابتدائی دنوں میں، صرف چند سو میٹر کے بعد سگنلز نمایاں طور پر کمزور ہو جائیں گے۔ تاہم، آج، انتہائی کم نقصان کے ساتھ آپٹیکل ریشوں کو تجارتی بنا دیا گیا ہے، جس سے دسیوں کلومیٹر یا اس سے زیادہ کی دوری پر موثر ترسیل ممکن ہے۔ مزید برآں، لمبی دوری کی کمیونیکیشنز میں، آپٹیکل ایمپلیفائرز کو کمزور سگنلز کو بڑھانے کے لیے نصب کیا جاتا ہے، جس سے براعظموں اور سمندری فرش میں مستحکم بین الاقوامی مواصلات کو یقینی بنایا جاتا ہے۔
1990 کی دہائی کے آخر میں، تانبے کے تاروں کا استعمال کرتے ہوئے برقی وائرڈ مواصلاتی طریقے—جیسے موڈیم، ISDN، اور ADSL — بنیادی طور پر استعمال کیے جاتے تھے۔ آج، فائبر آپٹک کیبلز کا استعمال کرتے ہوئے آپٹیکل مواصلات انٹرنیٹ کی بنیادی ٹیکنالوجی بن چکی ہے، اور ٹرانسمیشن کی رفتار اور استحکام دونوں ماضی کے مقابلے میں نمایاں طور پر بہتر ہوئے ہیں۔ آپٹیکل کمیونیکیشن اس طرح کی اعلی کارکردگی پیش کرنے کی وجہ یہ ہے کہ سگنل آپٹیکل کیبلز کے ذریعے روشنی کی شکل میں منتقل ہوتے ہیں، اور مکمل اندرونی عکاسی کے اصول کو طویل فاصلے پر بھی سگنل کے نقصان کو کم کرنے کے لیے استعمال کیا جاتا ہے۔ آپٹیکل کمیونیکیشن ٹیکنالوجی آگے بڑھ رہی ہے، اور اس سے مستقبل میں اور بھی تیز تر اور مستحکم انٹرنیٹ ماحول فراہم کرنے کی امید ہے۔
