الپائن انڈیپٹیو آپٹکس کا تجربہ ٹیرا بٹ فی سیکنڈ سیٹلائٹ لنکس کے لیے راہ ہموار کرتا ہے – فزکس ورلڈ

سوئٹزرلینڈ میں محققین نے الپائن چوٹی اور برن یونیورسٹی میں ایک رصد گاہ کے درمیان 10 Tbit/s سے زیادہ کی شرح سے آپٹیکل ڈیٹا منتقل کیا اور حاصل کیا ہے - 53 کلومیٹر کا فاصلہ۔ یہ سیٹلائٹ ٹو گراؤنڈ کمیونیکیشن لنک قائم کرنے کی ضرورت سے پانچ گنا زیادہ ہے، اور ٹیم کا کہنا ہے کہ یہ طریقہ زمین کے قریب مدار میں سیٹلائٹ برجوں کے لیے تیز تر اور زیادہ سرمایہ کاری مؤثر انٹرنیٹ کنکشن بنانے کے لیے استعمال کیا جا سکتا ہے۔ .

سیٹلائٹ نکشتر کے نظام جیسے SpaceX's Starlink (زمین کے قریب 2000 سے زیادہ سیٹلائٹس کا ایک نیٹ ورک) خلا پر مبنی لیزر مواصلات کے ذریعے دنیا تک انٹرنیٹ تک رسائی لانے کا وعدہ کرتا ہے۔ اصول یہ ہے کہ جن علاقوں میں آپٹیکل فائبر کیبل ٹیکنالوجی تک رسائی نہیں ہے، جو کہ جدید انٹرنیٹ کی ریڑھ کی ہڈی ہے، سیٹلائٹ کے ذریعے آپٹیکل نیٹ ورک سے منسلک ہو سکتے ہیں۔

فی الحال، سیٹلائٹ اور زمینی اسٹیشنوں کے درمیان ڈیٹا کی ترسیل بنیادی طور پر ریڈیو فریکونسی ٹیکنالوجیز پر انحصار کرتی ہے، جو برقی مقناطیسی سپیکٹرم کی مائیکرو ویو رینج میں کام کرتی ہیں اور ان کی طول موج سینٹی میٹر ہے۔ لیزر آپٹیکل سسٹم، اس کے برعکس، قریب اورکت رینج میں کام کرتے ہیں، اور ان کی مائکرون پیمانے کی طول موج ریڈیو لہروں سے تقریباً 10 گنا کم ہوتی ہے۔ یہ انہیں اسی وقت میں مزید ڈیٹا منتقل کرنے کے قابل بناتا ہے۔ درحقیقت، کئی پچھلے تجربات سے یہ بات سامنے آئی ہے کہ فری اسپیس آپٹیکل کمیونیکیشن ٹیکنالوجیز 000 کلومیٹر تک کے فاصلے پر 100 Gbits/s کی شرح سے ڈیٹا اور 10 میٹر تک کے فاصلے پر 1 Tbits/s ایک چینل میں ڈیٹا منتقل کر سکتی ہیں۔

منفی پہلو یہ ہے کہ اس طرح کے نظام اعلیٰ درجے کے ہائی آرڈر ماڈیولیشن فارمیٹس پر انحصار کرتے ہیں اور اس لیے ان کو زیادہ سگنل ٹو شور کے تناسب کی ضرورت ہوتی ہے، جو صرف نسبتاً کم فاصلے پر ہی ممکن ہے۔ مستقبل کے سیٹلائٹ لنکس کو 500 Gbits/s یا اس سے زیادہ کے آرڈر پر ڈیٹا کی شرحیں بھی زیادہ درکار ہوں گی۔

ایک قدرتی تجربہ

نئے کام میں، محققین کی قیادت میں جیورگ لیوتھولڈ، کے سربراہ محکمہ انفارمیشن ٹیکنالوجی اور الیکٹریکل انجینئرنگ (D-ITET) at ETH زیورخکے درمیان ایک سیٹلائٹ آپٹیکل کمیونیکیشن لنک قائم کیا۔ جنگ فراؤجوچ پر ہائی اونچائی پر تحقیقی اسٹیشن اور زیمروالڈ آبزرویٹری برن کے قریب ایسا کرتے ہوئے، انہوں نے یہ ظاہر کیا کہ لیزر بیم ماحولیاتی ہنگامہ خیزی کے ذریعے مؤثر طریقے سے پھیل سکتی ہے جو عام طور پر روشنی کی لہروں کی نقل و حرکت اور اس طرح ڈیٹا کی منتقلی پر منفی اثر ڈالتی ہے۔

محققین نے یہ کارنامہ لیزر کی روشنی کی لہر کو اس طرح سے ماڈیول کر کے حاصل کیا جس سے وصول کنندہ کو ایک ہی "علامت" میں انکوڈ شدہ مختلف حالتوں کا پتہ لگانے کا موقع ملا۔ اس کا مطلب ہے کہ ہر علامت ایک سے زیادہ معلومات کو منتقل کر سکتی ہے۔ مثال کے طور پر، 16 ریاستوں پر مشتمل ایک اسکیم روشنی کی لہر کے ہر دولن کے ساتھ چار بٹس منتقل کر سکتی ہے، جبکہ 64 ریاستوں کے ساتھ ایک چھ بٹس منتقل کر سکتی ہے۔

مطالعہ کے لیڈ مصنف کا کہنا ہے کہ "کئی اہم اجزاء نے اس کامیابی کو فعال کیا۔ یانک ہورسٹ. ٹرانسمیٹر کی طرف، وہ وضاحت کرتا ہے کہ ٹیم ایک مربوط ماڈیولیشن فارمیٹ جیسے کہ پولرائزیشن-ملٹی پلیکسڈ 64-quadrature-amplitude-modulation (64-QAM) کا استعمال کر کے معلومات کو پاور موثر طریقے سے انکوڈ کرتی ہے۔ اس کے بعد وہ اسے بہت زیادہ درستگی کے ساتھ (چند دسیوں مائیکرو ریڈینز) رصد گاہ میں ریسیور کی سمت بھیجتے ہیں۔ آخر میں، روشنی کے 53 کلومیٹر کے ہنگامہ خیز ماحول سے گزرنے کے بعد، وصول کرنے والے اسٹیشن پر ایک انکولی آپٹکس سسٹم برقی مقناطیسی لہر کے فیز فرنٹ ایرر کو درست کرتا ہے۔

ہورسٹ بتاتا ہے کہ "انکولی آپٹکس آپٹیکل فائبر میں ~300 گنا زیادہ مضبوط سگنل کی طرف لے جاتا ہے۔ طبیعیات کی دنیا. "بہتری آپٹیکل بلڈنگ بلاک کی بدولت بھی آتی ہے جس میں رسیور کی اعلی حساسیت ہوتی ہے - غلطی سے پاک ڈیٹا ٹرانسمیشن کے لیے صرف چند فوٹون فی بٹ کی ضرورت ہوتی ہے۔"

نیچے زمین پر

ہورسٹ اور ساتھیوں کا کہنا ہے کہ ان کی نئی تکنیک ہمیں آپٹیکل ٹیکنالوجیز پر مبنی سیٹلائٹ ارتھ اور انٹر سیٹلائٹ کمیونیکیشن لنکس کے ایک قدم کے قریب لے جائے گی جو فی چینل بہت زیادہ تاریخ کی شرح حاصل کر سکتی ہے – جو ریڈیو فریکونسی ٹیکنالوجیز کے لیے ممکن ہے۔ اس طرح کے روابط ایک دن زمینی فائبر نیٹ ورک کے لیے ریڑھ کی ہڈی کے طور پر کام کر سکتے ہیں اور بالآخر ان علاقوں میں "غیر منسلک افراد کو جوڑ سکتے ہیں" جہاں آپٹیکل فائبر جیسی مین اسٹریم کمیونیکیشن ٹیکنالوجیز کی تعیناتی ممکن نہیں ہے۔

محققین، جو اپنے کام کی رپورٹ کرتے ہیں۔ سائنس, اب 4D-BPSK کے نام سے مشہور ناول ماڈیولیشن فارمیٹ کی تحقیقات کر رہے ہیں۔ "ہمیں یقین ہے کہ اس فارمیٹ کو دیگر آپٹیکل ایپلی کیشنز پر بھی لاگو کیا جا سکتا ہے اس کی بہت زیادہ حساسیت کی بدولت،" ہورسٹ کہتے ہیں۔

• SEO سے چلنے والا مواد اور PR کی تقسیم۔ آج ہی بڑھا دیں۔
• پلیٹو ڈیٹا ڈاٹ نیٹ ورک ورٹیکل جنریٹو اے آئی۔ اپنے آپ کو بااختیار بنائیں۔ یہاں تک رسائی حاصل کریں۔
• پلیٹوآئ اسٹریم۔ ویب 3 انٹیلی جنس۔ علم میں اضافہ۔ یہاں تک رسائی حاصل کریں۔
• پلیٹو ای ایس جی۔ آٹوموٹو / ای وی، کاربن، کلین ٹیک، توانائی ، ماحولیات، شمسی، ویسٹ مینجمنٹ یہاں تک رسائی حاصل کریں۔
• بلاک آفسیٹس۔ ماحولیاتی آفسیٹ ملکیت کو جدید بنانا۔ یہاں تک رسائی حاصل کریں۔
• ماخذ: https://physicsworld.com/a/alpine-adaptive-optics-experiment-paves-the-way-for-terabit-per-second-satellite-links/