फाइबर ऑप्टिक केबल क्या है

डेटा ट्रांसमिशन के लिए आज फाइबर ऑप्टिक केबल का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। आईटी के कुछ क्षेत्रों में, उन्होंने धातु कंडक्टरों पर आधारित पारंपरिक संचार लाइनों को पूरी तरह से बदल दिया है। ऑप्टिकल लाइनें विशेष रूप से प्रभावी होती हैं जहां बड़ी मात्रा में डेटा लंबी दूरी पर प्रसारित किया जाना चाहिए।

फाइबर ऑप्टिक्स का भौतिक आधार

ऑप्टिकल फाइबर ऑपरेशन के भौतिक सिद्धांत पूर्ण प्रतिबिंब के सिद्धांत पर आधारित हैं। यदि हम अलग-अलग अपवर्तनांक n . के साथ दो मीडिया लेते हैं₁ और n₂, और n₂<एन₁ (उदाहरण के लिए, हवा और कांच या कांच और पारदर्शी प्लास्टिक) और एक कोण पर प्रकाश की किरण दें α इंटरफ़ेस के लिए, फिर दो घटनाएं घटित होंगी।

एक बीम (आकृति में लाल रंग में दर्शाया गया), ऊपर बाईं ओर (तीर के साथ) से लॉन्च किया गया, आंशिक रूप से अपवर्तित हो जाएगा और अपवर्तक सूचकांक n वाले माध्यम से गुजरेगा₂ कोण α₁<α - बीम के इस भाग को एक धराशायी रेखा द्वारा दर्शाया गया है।बीम का दूसरा भाग इंटरफ़ेस से उसी कोण पर परावर्तित होगा। यदि बीम को उथले कोण β (आकृति में हरी बीम) पर निकाल दिया जाता है, तो वही बात होगी - कोण पर आंशिक प्रतिबिंब और आंशिक अपवर्तन β₁.

यदि आपतन कोण α को और कम कर दिया जाता है (आकृति में नीला बीम), तो बीम का अपवर्तित भाग मीडिया इंटरफ़ेस (नीली धराशायी रेखा) के लगभग समानांतर "स्लाइड" कर सकता है। घटना के कोण में और कमी (एक कोण पर एक हरे रंग की बीम घटना) एक गुणात्मक छलांग का कारण बनेगी - अपवर्तित भाग अनुपस्थित होगा। बीम पूरी तरह से दो मीडिया के बीच इंटरफेस से परिलक्षित होगा। इस कोण को कुल परावर्तन कोण कहा जाता है, और घटना को ही पूर्ण परावर्तन कहा जाता है। वही आपतन कोण में और कमी के साथ देखा जाएगा।

ऑप्टिकल फाइबर डिवाइस

ऑप्टिकल फाइबर इसी सिद्धांत पर बनाया गया है। इसमें विभिन्न ऑप्टिकल घनत्व वाली दो समाक्षीय परतें होती हैं।

यदि एक प्रकाश किरण प्रकाश के परावर्तन के कोण से अधिक कोण पर फाइबर के खुले सिरे में प्रवेश करती है, तो यह दो मीडिया की संपर्क सीमा से अलग-अलग अपवर्तक सूचकांकों के साथ, प्रत्येक "कूद" पर कम क्षीणन के साथ पूरी तरह से परिलक्षित होगी।

ऑप्टिकल फाइबर का बाहरी हिस्सा प्लास्टिक का बना होता है। आंतरिक भी पारदर्शी प्लास्टिक से बना हो सकता है, फिर इसे पर्याप्त बड़े कोणों पर घुमाया जा सकता है (यहां तक ​​​​कि एक अंगूठी में घुमाया जाता है, और जो प्रकाश अंदर जाता है वह अभी भी एक छोर से दूसरे तक क्षीणन के साथ ऑप्टिकल गुणों के आधार पर गुजरता है प्लास्टिक और प्रकाश गाइड की लंबाई)। बैकबोन केबल्स के लिए जहां लचीलापन उतना महत्वपूर्ण नहीं है, आंतरिक कोर आमतौर पर कांच से बना होता है।यह क्षीणन को कम करता है, फाइबर की लागत को कम करता है, लेकिन यह झुकने के प्रति संवेदनशील हो जाता है।

ऑप्टिकल लाइन के थ्रूपुट को बढ़ाने के लिए, फाइबर को दो-मोड या बहु-मोड संस्करण में उत्पादित किया जाता है। ऐसा करने के लिए, कोर क्रॉस सेक्शन को बढ़ाकर 50 माइक्रोन या 62.5 माइक्रोन (बनाम सिंगल-मोड के लिए 10 माइक्रोन) कर दिया जाता है। ऐसे ऑप्टिकल फाइबर के माध्यम से दो या दो से अधिक सिग्नल एक साथ प्रेषित किए जा सकते हैं।

ऑप्टिकल ट्रांसमिशन लाइन के इस निर्माण के कुछ नुकसान हैं। उनमें से एक प्रत्येक सिग्नल के अलग-अलग पथ के कारण होने वाला प्रकाश फैलाव है। उन्होंने एक ढाल (बीच से किनारों तक बदलते हुए) अपवर्तक सूचकांक के साथ एक कोर बनाकर इससे निपटना सीखा। इससे विभिन्न बीमों के मार्ग ठीक हो जाते हैं।

मल्टीमोड फाइबर वाले केबल मुख्य रूप से स्थानीय नेटवर्क (एक ही इमारत के भीतर, एक उद्यम, आदि) के लिए उपयोग किए जाते हैं, और सिंगल-मोड फाइबर के साथ - ट्रंक लाइनों के लिए।

फाइबर लाइन डिवाइस

एफओसीएल एक एलईडी या लेजर द्वारा उत्पन्न प्रकाश संकेत प्रसारित करता है। ट्रांसमीटर में एक विद्युत संकेत उत्पन्न होता है। अंत उपकरण को विद्युत आवेगों के रूप में एक संकेत की भी आवश्यकता होती है। इसलिए, मूल डेटा को दो बार बदलना आवश्यक होगा। फाइबर ऑप्टिक लाइन का सरलीकृत आरेख चित्र में दिखाया गया है।

ट्रांसमीटर से संकेत प्रकाश दालों में परिवर्तित हो जाता है और एक ऑप्टिकल लाइन पर प्रसारित होता है। संचारण पक्ष पर उत्सर्जकों की शक्ति सीमित है, इसलिए, निश्चित अंतराल पर लंबी लाइनों पर, उपकरण स्थापित किए जाते हैं जो क्षीणन की भरपाई करते हैं - ऑप्टिकल एम्पलीफायरों, पुनर्योजी या पुनरावर्तक।प्राप्त पक्ष पर एक और कनवर्टर है जो ऑप्टिकल सिग्नल को विद्युत में बदल देता है।

ऑप्टिकल केबल डिजाइन

फाइबर-ऑप्टिक लाइन को व्यवस्थित करने के लिए, ऑप्टिकल केबल के हिस्से के रूप में अलग-अलग फाइबर का उपयोग किया जाता है। इसका डिज़ाइन ट्रांसमिशन लाइन और बिछाने की विधि के उद्देश्य पर निर्भर करता है, लेकिन सामान्य तौर पर इसमें एक व्यक्तिगत सुरक्षात्मक कोटिंग (खरोंच और यांत्रिक क्षति से) के साथ कई फाइबर होते हैं। इस तरह की सुरक्षा आमतौर पर दो परतों में की जाती है - पहला, एक मिश्रित खोल, और शीर्ष पर - प्लास्टिक या वार्निश का एक अतिरिक्त कोटिंग। फाइबर एक सामान्य म्यान (पारंपरिक विद्युत केबलों की तरह) में संलग्न होते हैं, जो केबल के दायरे को निर्धारित करता है और बाहरी प्रभावों को ध्यान में रखते हुए चुना जाता है कि लाइन ऑपरेशन के दौरान अधीन होगी।

केबल ट्रे में बिछाते समय लाइनों को कृन्तकों से बचाने की समस्या होती है। इस मामले में, एक केबल चुनना आवश्यक है जिसका बाहरी म्यान स्टील टेप या तार कवच के साथ प्रबलित होता है। ग्लास फाइबर का उपयोग क्षति के खिलाफ सुरक्षा के रूप में भी किया जाता है।

यदि केबल को पाइप में रखा जाता है, तो प्रबलित म्यान की आवश्यकता नहीं होती है। धातु की नली चूहों और चूहों के दांतों से मज़बूती से रक्षा करती है। बाहरी आवरण को हल्का बनाया जा सकता है। इससे पाइप के अंदर केबल को कसने में आसानी होती है।

यदि जमीन में एक लाइन बिछाई जानी है, तो जंग-संरक्षित तार कवच या फाइबरग्लास की छड़ के रूप में सुरक्षा की जाती है। यह न केवल संपीड़न के लिए, बल्कि खींचने के लिए भी उच्च प्रतिरोध प्रदान करता है।

यदि केबल को समुद्री क्षेत्रों, नदियों और अन्य जल अवरोधों, दलदली मिट्टी आदि पर बिछाया जाना है, तो एल्यूमीनियम पॉलीमर टेप से अतिरिक्त सुरक्षा लागू की जाती है। इस तरह पानी को अंदर जाने से रोका जाता है।

इसके अलावा, एक सामान्य म्यान के अंदर कई केबल होते हैं:

• मजबूत करने वाली छड़ें जो बाहरी यांत्रिक प्रभावों के तहत और लाइन के थर्मल बढ़ाव के दौरान संरचना को अधिक ताकत देने का काम करती हैं;
• भराव - प्लास्टिक के धागे जो फाइबर और अन्य तत्वों के बीच के खाली क्षेत्रों को भरते हैं;
• बिजली की छड़ें (उनका उद्देश्य तन्य भार को बढ़ाना है)।

बड़े स्पैन में, लाइन को केबल पर निलंबित कर दिया जाता है, लेकिन स्व-सहायक केबल होते हैं। सहायक धातु केबल सीधे खोल में बनाया गया है।

एक अलग प्रकार की फाइबर ऑप्टिक लाइन के रूप में, एक ऑप्टिकल पैच कॉर्ड का उल्लेख किया जाना चाहिए। इस केबल में एक सामान्य म्यान में संलग्न एक या दो फाइबर (एकल मोड या दोहरी मोड) होते हैं। दोनों तरफ, कॉर्ड कनेक्शन के लिए कनेक्टर्स से लैस है। इस तरह के केबल कम लंबाई के होते हैं और कम दूरी पर उपकरणों को जोड़ने या इंट्रा कैबिनेट संचार बिछाने के लिए अभिप्रेत हैं।

ऑप्टिकल केबल के फायदे और नुकसान

ऑप्टिकल केबल के निस्संदेह फायदे, जिसने ऐसी संचार लाइनों के व्यापक वितरण को निर्धारित किया है, में शामिल हैं:

• उच्च शोर प्रतिरक्षा - प्रकाश संकेत घरेलू और औद्योगिक विद्युत चुम्बकीय विकिरण से प्रभावित नहीं होता है, और रेखा स्वयं उत्सर्जित नहीं होती है (इससे प्रेषित जानकारी तक अनधिकृत पहुंच को मुश्किल होता है और विद्युत चुम्बकीय संगतता की समस्याएं पैदा नहीं होती हैं);
• प्राप्त करने और संचारित करने वाले पक्ष के बीच पूर्ण गैल्वेनिक अलगाव;
• निम्न क्षीणन स्तर - वायर्ड लाइनों की तुलना में बहुत कम;
• लंबी सेवा जीवन;
• बड़ा थ्रूपुट।

आधुनिक वास्तविकताओं में, यह भी मायने रखता है कि केबल धातु चोरों को आकर्षित नहीं करती है।

प्रकाशिकी दोषों के बिना नहीं है। सबसे पहले, यह स्थापना और कनेक्शन की जटिलता है, जिसके लिए विशेष उपकरण, उपकरण और सामग्री की आवश्यकता होती है, और लाइनों की स्थापना और रखरखाव में शामिल कर्मियों की योग्यता पर बढ़ी हुई आवश्यकताओं को भी लागू करता है। एफओसीएल में अधिकांश दोष स्थापना त्रुटियों से जुड़े हैं, जो स्वयं को तुरंत प्रकट नहीं कर सकते हैं। प्रारंभ में, लाइन की लागत भी अधिक थी, लेकिन प्रौद्योगिकी के विकास ने इस नुकसान को प्रतिस्पर्धी स्तरों पर ले जाना संभव बना दिया है।

संचार सामग्री के बाजार में ऑप्टिकल संचार लाइनों ने एक गंभीर क्षेत्र पर कब्जा कर लिया है। निकट भविष्य में, वे एक गंभीर विकल्प नहीं देखते हैं जब तक कि कोई तकनीकी सफलता न हो।

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