ٹیلی کمیونیکیشن اور کمپیوٹر نیٹ ورکس میں ملٹی پلیکسنگ ایک قسم کی تکنیک ہے جو ایک ہی میڈیم میں متعدد ڈیٹا سگنلز کو یکجا اور منتقل کرنے کے لیے استعمال ہوتی ہے۔ میں ملٹی پلیکسنگ طریقہ، ملٹی پلیکسر (MUX) ہارڈویئر ایک واحد آؤٹ پٹ لائن بنانے کے لیے 'n' ان پٹ لائنوں کو ملا کر ملٹی پلیکسنگ حاصل کرنے میں اہم کردار ادا کرتا ہے۔ لہذا یہ طریقہ بنیادی طور پر کئی سے ایک تصور کی پیروی کرتا ہے جس کا مطلب ہے این ان پٹ لائنز اور سنگل آؤٹ پٹ لائن۔ ملٹی پلیکسنگ تکنیک کی مختلف اقسام ہیں جیسے؛ ایف ڈی ایم، ٹی ڈی ایم، سی ڈی ایم ، SDM اور OFDM۔ یہ مضمون ملٹی پلیکسنگ تکنیک کی ایک قسم کے بارے میں مختصر معلومات فراہم کرتا ہے جیسے؛ خلائی ڈویژن ملٹی پلیکسنگ یا ایس ڈی ایم۔

اسپیس ڈویژن ملٹی پلیکسنگ (SDM) کیا ہے؟

وائرلیس کے اندر ملٹی پلیکسنگ تکنیک مواصلاتی نظام صرف صارفین کی جسمانی علیحدگی کا استحصال کرکے سسٹم کی صلاحیت کو بڑھانے کے لیے استعمال کیا جاتا ہے جسے اسپیس ڈویژن ملٹی پلیکسنگ یا اسپیشل ڈویژن ملٹی پلیکسنگ (SDM) کہا جاتا ہے۔ اس ملٹی پلیکسنگ تکنیک میں، کئی اینٹینا متوازی مواصلاتی چینلز بنانے کے لیے ٹرانسمیٹر اور رسیور کے دونوں سروں پر استعمال کیے جاتے ہیں۔ یہ کمیونیکیشن چینلز ایک دوسرے سے آزاد ہیں، جو متعدد صارفین کو ایک ہی فریکوئنسی بینڈ میں بیک وقت ڈیٹا منتقل کرنے کی اجازت دیتے ہیں سوائے مداخلت کے۔

وائرلیس مواصلاتی نظام کی صلاحیت کو مزید آزاد چینلز بنانے کے لیے مزید اینٹینا شامل کرکے بہتر بنایا جا سکتا ہے۔ یہ ملٹی پلیکسنگ تکنیک عام طور پر وائرلیس کمیونیکیشن سسٹم کے اندر استعمال ہوتی ہے جیسے؛ وائی فائی، سیٹلائٹ مواصلاتی نظام اور سیلولر نیٹ ورکس۔

“اے سی انڈکشن موٹر کیسے کام کرتی ہے ”

سب میرین آپٹیکل کیبل کی مثال میں ایس ڈی ایم

سب میرین آپٹیکل کیبل ایپلی کیشن میں خلائی ڈویژن ملٹی پلیکسنگ کو تین ٹرانسمیشن سسٹمز میں تقسیم کیا گیا ہے۔ سنگل کور فائبر سی بینڈ، سنگل کور فائبر C+L-بینڈ اور ملٹی کور فائبر سی بینڈ ٹرانسمیشن۔ تین ٹرانسمیشن سسٹم لائٹ پاتھ ڈایاگرام ذیل میں دکھایا گیا ہے۔

سب میرین آپٹیکل کیبل ٹرانسمیشن سسٹم میں سنگل کور فائبر سی بینڈ سگنل کو بہتر بنانے کے لیے صرف EDFA آلات سے لیس ہوتا ہے۔ EDFA (Erbium Doped Fiber Amplifier) OFA کی ایک قسم ہے جو آپٹیکل فائبر کور میں شامل ایربیم آئنوں کے ذریعے آپٹیکل ایمپلیفائر ہے۔ EDFA میں کچھ خصوصیات ہیں جیسے؛ کم شور، زیادہ فائدہ اور پولرائزیشن سے آزاد۔ یہ آپٹیکل سگنلز کو 1.55 μm (یا) 1.58 μm بینڈ کے اندر بڑھاتا ہے۔

سب میرین آپٹیکل کیبل میں ایس ڈی ایم

سنگل کور C+L-بینڈ ٹرانسمیشن سسٹم کو یکساں طور پر دو بینڈ سگنلز کو بہتر بنانے کے لیے دو EDFAs کی ضرورت ہوتی ہے۔ ملٹی کور فائبر سی بینڈ ٹرانسمیشن سسٹم بہت پیچیدہ ہے اور اس کے لیے ہر فائبر کور کو فین کرنے اور اسے سگنل ایمپلیفائر میں داخل کرنے اور اس کے بعد ایمپلیفائر سگنل میں پنکھے کو ملٹی کور فائبر کیبل میں ڈالنے کی ضرورت ہوتی ہے۔

جب بھی 3-چینل ٹرانسمیشن سسٹم کا سگنل ٹو شور کا تناسب تقریباً 9.5dB ہوتا ہے، تو سنگل کور فائبر C+L-بینڈ ٹرانسمیشن سسٹم کو زیادہ سے زیادہ آپٹیکل کیبل کی قابلیت ٹرانسمیشن حاصل کرنے کے لیے 37 آپٹیکل فائبر جوڑوں کی ضرورت ہوتی ہے۔

ملٹی کور فائبر سی بینڈ ٹرانسمیشن سسٹم کو ٹرانسمیشن کی اعلیٰ صلاحیت حاصل کرنے کے لیے فائبر کے 19 سے 20 جوڑوں کی ضرورت ہوتی ہے۔ سنگل کور فائبر C+L-بینڈ ٹرانسمیشن سسٹم کو سب سے زیادہ صلاحیت پھیلانے کے لیے صرف تیرہ فائبر کیبل کے جوڑوں کی ضرورت ہوتی ہے۔ تاہم، اس کی سب سے زیادہ صلاحیت صرف سنگل کور سی بینڈ فائبر ٹرانسمیشن کا 70 فیصد ہے۔

SDM ٹیکنالوجی میں، تینوں ٹرانسمیشن سسٹمز کے ذریعے مطلوبہ وولٹیج کا حساب لگانے کے لیے ہر سب میرین آپٹیکل کیبل کا فاصلہ 60 کلومیٹر مقرر کیا جاتا ہے۔ سنگل کور C-بینڈ اور C+L-بینڈ کو زیادہ سے زیادہ وولٹیج کے 15 kV سے کم وولٹیج کی ضرورت ہوتی ہے۔ ملٹی لائن FOC ٹرانسمیشن سسٹمز کے مقابلے میں، ان کے وولٹیجز کم ہیں کیونکہ ملٹی کور فائبر ٹرانسمیشن سسٹمز کو ٹرانسمیشن مکمل کرنے کے لیے اضافی امپلیفائر کی ضرورت ہوتی ہے۔

اسپیس ڈویژن ملٹی پلیکسنگ کے تین ٹرانسمیشن سسٹمز میں، سنگل کور فائبر C+L-بینڈ اور ملٹی کور C-بینڈ کی ٹرانسمیشن کی صلاحیت سنگل کور فائبر C-بینڈ ٹرانسمیشن کے مقابلے میں ہلکی ہے۔ سنگل کور فائبر C-band اور C+L-wave سسٹم ملٹی کور سسٹمز کے مقابلے میں کم وولٹیجز اور پاور استعمال کر سکتے ہیں اگر ملٹی کور کے ذریعے اسی طرح کی صلاحیت حاصل کی جا سکے۔

خلائی ڈویژن ملٹی پلیکسنگ ورکنگ

اسپیس ڈویژن ملٹی پلیکسنگ (SDM) متعدد آزاد ڈیٹا اسٹریمز کو بیک وقت منتقل کرنے کے لیے مقامی جہت کا فائدہ اٹھا کر کام کرتا ہے۔ یہ کیسے کام کرتا ہے اس کی ایک آسان وضاحت یہ ہے:

مقامی علیحدگی : SDM مختلف ڈیٹا اسٹریمز کے لیے ٹرانسمیشن کے راستوں کو جسمانی طور پر الگ کرنے پر انحصار کرتا ہے۔ اس علیحدگی کو ٹرانسمیشن کے ذرائع کے لحاظ سے مختلف تکنیکوں کا استعمال کرتے ہوئے حاصل کیا جا سکتا ہے، جیسے کہ مختلف آپٹیکل فائبرز، اینٹینا عناصر، یا صوتی راستوں کا استعمال۔
متعدد چینلز : ہر مقامی طور پر الگ کیا ہوا راستہ ایک الگ مواصلاتی چینل کی نمائندگی کرتا ہے۔ ان چینلز کو ایک دوسرے کے ساتھ مداخلت کیے بغیر بیک وقت آزاد ڈیٹا اسٹریمز کو منتقل کرنے کے لیے استعمال کیا جا سکتا ہے۔
ڈیٹا انکوڈنگ اور ماڈیولیشن : ٹرانسمیشن سے پہلے، ہر چینل کے لیے مطلوبہ ڈیٹا کو انکوڈنگ اور ماڈیولیشن تکنیک سے گزرنا پڑتا ہے تاکہ اسے منتخب میڈیم پر ٹرانسمیشن کے لیے موزوں فارمیٹ میں تبدیل کیا جا سکے۔ اس میں عام طور پر ڈیجیٹل ڈیٹا کو مخصوص فریکوئنسیوں یا ٹرانسمیشن میڈیم کے لیے موزوں دیگر خصوصیات پر ماڈیول کردہ اینالاگ سگنلز میں تبدیل کرنا شامل ہوتا ہے۔
بیک وقت ٹرانسمیشن : ایک بار جب ڈیٹا کو انکوڈ اور ماڈیول کیا جاتا ہے، تو اسے مقامی طور پر الگ کیے گئے چینلز پر بیک وقت منتقل کیا جاتا ہے۔ یہ بیک وقت ٹرانسمیشن ڈیٹا تھرو پٹ میں اضافے اور دستیاب مواصلاتی وسائل کے موثر استعمال کی اجازت دیتی ہے۔
وصول کنندہ ضابطہ کشائی : موصول ہونے والے اختتام پر، تمام مقامی چینلز سے سگنل موصول ہوتے ہیں اور الگ الگ کارروائی کی جاتی ہے۔ اصل ڈیٹا اسٹریمز کو بازیافت کرنے کے لیے ہر چینل کو ڈیموڈیول اور ڈی کوڈ کیا جاتا ہے۔ چونکہ چینلز مقامی طور پر الگ ہوتے ہیں، اس لیے ان کے درمیان کم سے کم مداخلت ہوتی ہے، جس سے ڈیٹا کی قابل اعتماد بازیافت ہوتی ہے۔
ڈیٹا اسٹریمز کا انضمام : آخر میں، تمام چینلز سے بازیافت شدہ ڈیٹا اسٹریمز کو اصل منتقل شدہ ڈیٹا کی تشکیل نو کے لیے مربوط کیا گیا ہے۔ یہ انضمام کا عمل مخصوص ایپلیکیشن پر منحصر ہے اور اس میں غلطی کی اصلاح، ہم آہنگی، اور ڈیٹا اکٹھا کرنے جیسے کام شامل ہو سکتے ہیں۔

مجموعی طور پر، خلائی ڈویژن ملٹی پلیکسنگ مقامی علیحدگی کا فائدہ اٹھا کر متعدد آزاد ڈیٹا اسٹریمز کی بیک وقت ترسیل کو قابل بناتا ہے، اس طرح مواصلات کی صلاحیت اور کارکردگی میں اضافہ ہوتا ہے۔ یہ عام طور پر مختلف مواصلاتی نظاموں میں استعمال ہوتا ہے، بشمول آپٹیکل فائبر نیٹ ورک، وائرلیس کمیونیکیشن، سیٹلائٹ کمیونیکیشن، اور پانی کے اندر صوتی مواصلات۔

خلائی ڈویژن ملٹی پلیکسنگ کی مثالیں۔

ایس ڈی ایم کی پہلی مثال سیلولر کمیونیکیشن ہے کیونکہ اس کمیونیکیشن میں کیریئر فریکوئنسی کا مساوی سیٹ دوبارہ ان خلیوں کے اندر استعمال ہوتا ہے جو ایک دوسرے کے قریب نہیں ہوتے ہیں۔

آپٹیکل فائبر کمیونیکیشن : فائبر آپٹک کمیونیکیشن سسٹم میں، مختلف مقامی راستوں کا استعمال کرتے ہوئے ایک ہی فائبر کے ذریعے متعدد چینلز کو ایک ساتھ منتقل کیا جا سکتا ہے۔ ہر مقامی راستہ ایک مختلف طول موج کی نمائندگی کر سکتا ہے۔ یہ اضافی فزیکل فائبر کیبلز بچھانے کے بغیر ڈیٹا منتقل کرنے کی صلاحیت کو بڑھانے کی اجازت دیتا ہے۔
متعدد اینٹینا سسٹم : وائرلیس کمیونیکیشن میں، ایک سے زیادہ ان پٹ ملٹی آؤٹ پٹ (MIMO) سسٹم سپیکٹرل کارکردگی کو بہتر بنانے کے لیے ٹرانسمیٹر اور ریسیور دونوں پر ایک سے زیادہ اینٹینا استعمال کرتے ہیں۔ ہر اینٹینا جوڑا ایک مقامی چینل بناتا ہے، اور ڈیٹا کو بیک وقت ان چینلز پر منتقل کیا جاتا ہے، مؤثر طریقے سے وائرلیس لنک کی صلاحیت میں اضافہ ہوتا ہے۔
سیٹلائٹ کمیونیکیشن : سیٹلائٹ کمیونیکیشن سسٹم اکثر ایس ڈی ایم تکنیکوں کو استعمال کرتے ہیں تاکہ مختلف فریکوئنسی بینڈز یا مقامی راستوں کا استعمال کرتے ہوئے بیک وقت متعدد سگنلز کو منتقل کیا جا سکے۔ یہ سیٹلائٹ وسائل کے زیادہ موثر استعمال اور براڈکاسٹنگ، انٹرنیٹ سروسز اور ریموٹ سینسنگ جیسی ایپلی کیشنز کے لیے ڈیٹا تھرو پٹ میں اضافے کی اجازت دیتا ہے۔
پانی کے اندر ایکوسٹک کمیونیکیشن : پانی کے اندر کے ماحول میں، صوتی لہریں طویل فاصلے تک سفر کرنے کی صلاحیت کی وجہ سے رابطے کے لیے استعمال ہوتی ہیں۔ SDM کو ایک سے زیادہ ہائیڈرو فونز اور ٹرانسمیٹر کا استعمال کرتے ہوئے مقامی طور پر الگ کیے گئے چینلز بنانے کے لیے استعمال کیا جا سکتا ہے، جس سے متعدد ڈیٹا اسٹریمز کی بیک وقت ترسیل اور مواصلات کی مجموعی صلاحیت میں اضافہ ہو سکتا ہے۔
انٹیگریٹڈ سرکٹ انٹر کنیکٹس : الیکٹرانک آلات کے اندر، جیسے کمپیوٹر پروسیسرز یا نیٹ ورکنگ آلات، خلائی ڈویژن ملٹی پلیکسنگ تکنیکوں کو ایک چپ پر متعدد اجزاء یا کور کو آپس میں جوڑنے کے لیے لاگو کیا جا سکتا ہے۔ سگنلز کو مختلف جسمانی راستوں سے روٹ کرکے، ڈیٹا کو مختلف پروسیسنگ یونٹس کے درمیان بیک وقت منتقل کیا جا سکتا ہے، جس سے سسٹم کی مجموعی کارکردگی اور تھرو پٹ میں اضافہ ہوتا ہے۔

فائدے اور نقصانات

دی خلائی ڈویژن ملٹی پلیکسنگ کے فوائد مندرجہ ذیل شامل ہیں.

ایک SDM تکنیک یونٹ کراس سیکشن میں آپٹیکل فائبر کی مقامی کثافت کو بہتر بناتی ہے۔
یہ ایک عام کلیڈنگ کے اندر مقامی ٹرانسمیشن چینلز کی تعداد کو بڑھاتا ہے۔
SDM FDM یا فریکوئنسی ڈویژن ملٹی پلیکسنگ اور TDM یا کا مجموعہ ہے۔ ٹائم ڈویژن ملٹی پلیکسنگ .
یہ ایک مخصوص فریکوئنسی کے استعمال کے ساتھ پیغامات کی ترسیل کرتا ہے، اس لیے کسی خاص چینل کو کسی خاص فریکوئنسی بینڈ کے خلاف کچھ وقت کے لیے استعمال کیا جا سکتا ہے۔
یہ ملٹی پلیکسنگ تکنیک آپٹیکل فائبر کو بہت سے سگنلز کو منتقل کرنے کی اجازت دیتی ہے جو ایک دوسرے کے ساتھ مداخلت کے علاوہ مختلف طول موجوں پر بھیجے جاتے ہیں۔
SDM توانائی کی کارکردگی کو فروغ دیتا ہے اور نمایاں طور پر ہر بٹ کے لیے کم لاگت کی اجازت دیتا ہے۔
ایس ڈی ایم تکنیک ایف ایم ایف (فیو موڈ فائبرز) اور ملٹی کور فائبرز میں آرتھوگونل ایل پی موڈز کے اندر سگنلز کو ملٹی پلیکس کرکے ہر فائبر کے لیے سپیکٹرل کارکردگی کو بہتر بناتی ہے۔
ترقی کافی آسان ہے اور کوئی بنیادی نئے آپٹیکل اجزاء کی ضرورت نہیں ہے۔
بینڈوتھ کا بہترین استعمال۔
SDM کے اندر فکسڈ فریکوئنسی دوبارہ استعمال کی جا سکتی ہے۔
ایس ڈی ایم کو خالص آپٹیکل کیبلز کے اندر لاگو کیا جا سکتا ہے۔
آپٹیکل کیبلز کی وجہ سے اس کا تھرو پٹ بہت زیادہ ہے۔
متعدد ملٹی پلیکسنگ تکنیکوں اور فائبر آپٹک کی وجہ سے فریکوئنسی کا بہترین استعمال۔

دی خلائی ڈویژن ملٹی پلیکسنگ کے نقصانات مندرجہ ذیل شامل ہیں.

ٹرانسمیشن چینلز کی تعداد میں بہتری کی وجہ سے ایس ڈی ایم کی لاگت میں اب بھی نمایاں اضافہ ہو رہا ہے۔
ملٹی پلیکسنگ نشر کیے جانے والے مختلف سگنلز کو ضم اور تقسیم کرنے کے لیے پیچیدہ الگورتھم اور پروٹوکول کا استعمال کرتی ہے۔ لہذا یہ نیٹ ورک کی دشواری کو بہتر بناتا ہے اور اسے برقرار رکھنے اور دشواری کا ازالہ کرنا مزید مشکل بناتا ہے۔
ملٹی پلیکسنگ نشر کیے جانے والے سگنلز کے درمیان مداخلت کا سبب بنتی ہے، جو منتقل شدہ ڈیٹا کی قدر کو خراب کر سکتی ہے۔
ملٹی پلیکسنگ تکنیک کو ملٹی پلیکسنگ کے طریقہ کار کے لیے ایک خاص مقدار میں بینڈوتھ کی ضرورت ہوتی ہے، جو حقیقی ڈیٹا کی ترسیل کے لیے دستیاب بینڈوتھ کی مقدار کو کم کر سکتی ہے۔
اس ملٹی پلیکسنگ کو لاگو کرنا اور برقرار رکھنا پیچیدہ اور مطلوبہ خصوصی آلات کی وجہ سے مہنگا ہے۔
یہ ملٹی پلیکسنگ منتقل شدہ ڈیٹا کو محفوظ کرنا زیادہ مشکل بناتا ہے کیونکہ ایک جیسے چینل کے اوپر کئی سگنل بھیجے جا رہے ہیں۔
SDM میں، ایک اندازہ ہو سکتا ہے۔
ایس ڈی ایم کو بہت زیادہ نقصانات کا سامنا ہے۔
SDM میں، فریکوئنسی کا ایک ہی سیٹ یا TDM سگنلز کا ایک ہی سیٹ دو مختلف جگہوں پر استعمال ہوتا ہے۔

خلائی ڈویژن ملٹی پلیکسنگ ایپلی کیشنز

دی خلائی ڈویژن ملٹی پلیکسنگ کی ایپلی کیشنز مندرجہ ذیل شامل ہیں.

خلائی ڈویژن ملٹی پلیکسنگ کا استعمال زمینی نیٹ ورکس میں دو مختلف طریقوں سے کیا جاتا ہے۔ ٹرانسمیشن اور سوئچنگ انفراسٹرکچر (یا) SDM کے نفاذ دونوں کے اندر صرف سوئچنگ فن تعمیر کے اندر ترتیب دیئے گئے SDM کے موافق اجزاء۔
MIMO وائرلیس مواصلات کے اندر خلائی ڈویژن ملٹی پلیکسنگ تکنیک اور فائبر آپٹک مواصلات کا استعمال آزاد چینلز کو نشر کرنے کے لیے کیا جاتا ہے جو خلا میں الگ ہوتے ہیں۔
SDM سیلولر نیٹ ورکس میں ایک سے زیادہ ان پٹ ایک سے زیادہ آؤٹ پٹ ٹیکنالوجی فارم میں استعمال کیا جاتا ہے، جو ٹرانسمیٹر اور ریسیور کے دونوں سروں پر متعدد اینٹینا استعمال کرتا ہے تاکہ کمیونیکیشن لنک کی قدر اور صلاحیت کو بڑھایا جا سکے۔
SDM سے مراد اسپیس ڈویژن کے ساتھ آپٹیکل فائبر ملٹی پلیکسنگ کو سمجھنے کا طریقہ ہے۔
ایس ڈی ایم تکنیک آپٹیکل ڈیٹا ٹرانسمیشن کے لیے استعمال کی جاتی ہے جہاں بھی ملٹی کور فائبرز کی طرح متعدد مقامی چینلز استعمال کیے جاتے ہیں۔
آپٹیکل فائبر ٹرانسمیشن کے لیے مقامی ڈویژن ملٹی پلیکسنگ تکنیک WDM کی صلاحیت کی حد پر قابو پانے میں مدد کرتی ہے۔
SDM GSM ٹیکنالوجی میں استعمال ہوتا ہے۔

اس طرح، یہ ہے خلائی ڈویژن ملٹی پلیکسنگ کا ایک جائزہ ، کام کرنا، مثالیں، فوائد، نقصانات، اور ایپلی کیشنز۔ SDM ٹیکنالوجی OFC یا آپٹیکل فائبر کمیونیکیشن کی ترقی کے رجحان کے مطابق ہے۔ یہ ملٹی پلیکسنگ تکنیک OFC ٹیکنالوجی کی ایک بڑی اختراع اور ترقی یافتہ طریقہ ہے۔ یہاں آپ کے لیے ایک سوال ہے، ٹائم ڈویژن ملٹی پلیکسنگ یا ٹی ڈی ایم کیا ہے؟