फाइबर ऑप्टिक संचार केबल वास्तव में कैसे काम करते हैं?
अपने सबसे बुनियादी रूप से, एक संचार ऑप्टिकल फाइबर केबल कांच के स्ट्रैंड्स से बना होता है, जैसे कि थ्रेड्स, मानव बालों के व्यास के बारे में, जिनमें से प्रत्येक प्रकाश की गति से प्रकाश तरंगों पर संशोधित संदेशों को संचारित कर सकता है। वे कॉपर वायर केबल की तुलना में अधिक बैंडविड्थ प्रदान करते हैं और इंटरनेट की उम्र की मांगों को पूरा करने के लिए गो-टू विकल्प बन गए हैं, जहां बड़ी मात्रा में डेटा (जैसे, स्ट्रीमिंग ऐप्स) को हजारों ग्राहकों को वितरित किया जाना चाहिए, मील दूर और तुरंत। फाइबर ऑप्टिक केबल केवल संचार प्रणालियों में नहीं पाए जाते हैं, उनका उपयोग औद्योगिक नेटवर्क, सेंसिंग और एवियोनिक्स अनुप्रयोगों में भी किया जाता है।
यह समझने के लिए पहला कदम कैसे फाइबर ऑप्टिक काम करता है यह समझना है कि जब आप हवा या पानी के माध्यम से प्रकाश भेजते हैं तो क्या होता है। प्रकाश एक लहर के रूप में यात्रा करता है। जब यह हवा से गुजरता है, तो लहर कुछ ऊर्जा खो देती है और अधिक फैल जाती है। नतीजा यह है कि लाइट बीम व्यापक और कम तीव्र हो जाती है। तीव्रता के इस नुकसान को क्षीणन कहा जाता है।
जब प्रकाश पानी में प्रवेश करता है, हालांकि, यह कोई ऊर्जा नहीं खोता है। इसके बजाय, यह पानी के अणुओं के चारों ओर झुकता है, जिससे प्रकाश को गुजरना आसान हो जाता है। पानी 1/v2 के एक कारक द्वारा प्रकाश के वेग को भी धीमा कर देता है जहां v पानी में प्रकाश की गति है। इसका मतलब यह है कि पानी के माध्यम से यात्रा करने वाली रोशनी हवा के माध्यम से यात्रा करने की तुलना में आगे की यात्रा करेगी। ऑप्टिकल फाइबर इन सिद्धांतों का उपयोग एक बिंदु से दूसरे बिंदु पर डेटा ले जाने के लिए करते हैं।
उपयोग में अधिकांश ऑप्टिकल फाइबर में आज कांच के स्ट्रैंड्स (कोर) शामिल हैं जो शुद्ध सिलिका से बने हैं जो डोपेड सिलिका से बने सामग्री से घिरे हुए हैं। कोर इतना छोटा है कि किसी विशेष तरंग दैर्ध्य पर प्रकाश की केवल एक किरण अंत तक यात्रा कर सकती है। इन्हें सिंगल-मोड फाइबर कहा जाता है। इस डिजाइन में, क्लैडिंग लेयर में एक कम अपवर्तक सूचकांक होता है और कोर के अंदर मोड को रखने के लिए दर्पण की तरह कार्य करता है। इस घटना को कुल आंतरिक प्रतिबिंब के रूप में जाना जाता है।
ऑप्टिकल फाइबर का प्रदर्शन इस बात पर निर्भर करता है कि वे कितनी अच्छी तरह से प्रकाश प्रसारित कर सकते हैं। इसे मापने का एक तरीका फाइबर के रिटर्न लॉस (जिसे सम्मिलन हानि भी कहा जाता है) को मापना है। वापसी हानि को आगे की दिशा में शक्ति और रिवर्स दिशा में शक्ति के बीच अनुपात के रूप में परिभाषित किया गया है। यदि रिटर्न लॉस अधिक है, तो फाइबर के माध्यम से यात्रा करते समय अधिक प्रकाश खो जाएगा यदि रिटर्न लॉस कम था।
फाइबर ऑप्टिक केबलों के लाभ
ऑप्टिकल फाइबर के पारंपरिक तांबे के तारों पर कई फायदे हैं:
1.ultra-उच्च-गति संचरण प्रदर्शन
ऑप्टिकल फाइबर मीडिया फोटॉन दालों के माध्यम से संकेतों को प्रसारित करता है, और इसकी संचरण दर तांबे के केबलों (आमतौर पर 100+ gbps) के एक हजार गुना तक पहुंच सकती है, जो विशेष रूप से 4K/8K स्ट्रीमिंग मीडिया ट्रांसमिशन और क्लाउड कंप्यूटिंग सेवाओं जैसे सख्त वास्तविक आवश्यकताओं के साथ एप्लिकेशन परिदृश्यों के लिए उपयुक्त है। सिंगल-मोड ऑप्टिकल फाइबर ने प्रयोगशाला के वातावरण में 1 पेटबिट/एस की सफलता ट्रांसमिशन दर हासिल की है।
2.Ultra- बड़ी बैंडविड्थ क्षमता
तरंग दैर्ध्य डिवीजन मल्टीप्लेक्सिंग (डब्ल्यूडीएम) तकनीक के परिपक्व अनुप्रयोग के लिए धन्यवाद, एक एकल ऑप्टिकल फाइबर एक साथ विभिन्न तरंग दैर्ध्य जैसे कि सी-बैंड (1530-1565 एनएम) और एल-बैंड (1565-1625 एनएम) के ऑप्टिकल संकेतों को ले जा सकता है। घने तरंग दैर्ध्य डिवीजन मल्टीप्लेक्सिंग (DWDM) तकनीक के माध्यम से, एकल-फाइबर समानांतर ट्रांसमिशन के 96 से अधिक चैनलों को प्राप्त किया जा सकता है, सैद्धांतिक रूप से सैकड़ों टीबीपीएस-स्तरीय बैंडविड्थ क्षमता तक पहुंचते हैं।
3.Ultra-Low लॉस ट्रांसमिशन विशेषताओं
क्वार्ट्ज ऑप्टिकल फाइबर में 1550nm विंडो में 0। 2DB/किमी का एक क्षीणन गुणांक होता है। एर्बियम-डॉप्ड फाइबर एम्पलीफायर (EDFA) तकनीक के साथ, यह 100 किमी से अधिक की रिले-फ्री ट्रांसमिशन दूरी प्राप्त कर सकता है। इसकी तुलना में, CAT6A कॉपर केबल का नुकसान 100MHz पर 100 मीटर प्रति 100 मीटर 21.3db है।
4. इलेक्ट्रोमैग्नेटिक प्रतिरक्षा विशेषताओं
ऑप्टिकल फाइबर संकेतों को प्रसारित करने के लिए Sio₂ ढांकता हुआ वेवगाइड संरचना का उपयोग करता है, जो मौलिक रूप से तांबे केबलों द्वारा सामना की जाने वाली विद्युत चुम्बकीय हस्तक्षेप (EMI) और रेडियो आवृत्ति हस्तक्षेप (RFI) समस्याओं से बचता है। यह सुविधा मजबूत विद्युत चुम्बकीय वातावरण जैसे कि उच्च-वोल्टेज सबस्टेशन (500kV से अधिक या उसके बराबर) और मेडिकल एमआरआई उपकरण कमरे में वायरिंग के लिए अपूरणीय है।
5.transmission सुरक्षा तंत्र
ऑप्टिकल फाइबर सिस्टम की सूचना रिसाव जोखिम मुख्य रूप से समाप्ति उपकरण में मौजूद है। ट्रांसमिशन के दौरान कोई विद्युत चुम्बकीय विकिरण नहीं है। OTDR तकनीक वास्तविक समय में 0 के स्तर पर ऑप्टिकल लॉस विसंगति की निगरानी कर सकती है। NIST SP 800-53 मानक के अनुसार, ऑप्टिकल फाइबर चैनल की भौतिक परत सुरक्षा कक्षा III सुरक्षा स्तर तक पहुंचती है, जो अब तक कॉपर केबल के क्लास I स्तर से अधिक है।
संचार फाइबर ऑप्टिक केबल के प्रकार
2 बुनियादी प्रकार के फाइबर, सिंगल मोड और मल्टीमोड हैं। सिंगल-मोड ऑप्टिकल फाइबर कोर व्यास (8। 3-10 माइक्रोन) में छोटा होता है और बैंडविड्थ के संदर्भ में लाभ रखता है और लंबी दूरी तक पहुंचता है, जबकि मल्टीमोड ऑप्टिकल फाइबर में बड़े कोर व्यास (50 माइक्रोन या बड़े) होते हैं और आसानी से एंटरप्राइज और डेटा सेंटर नेटवर्क में आवश्यक अधिकांश दूरी का समर्थन करते हैं, जो कि सामान्य रूप से कम से कम है।
ऑप्टिकल फाइबर तकनीक का उपयोग आज कई तरीकों से किया जाता है। इसका उपयोग वॉयस और वीडियो सिग्नल, कंप्यूटर डेटा ले जाने और लंबी दूरी पर जानकारी भेजने के लिए किया जाता है।
ऑप्टिकल फाइबर का उपयोग एंडोस्कोप के निर्माण के लिए किया जाता है जो डॉक्टरों को मानव शरीर के अंदर देखने और आक्रामक स्केलपेल प्रक्रियाओं की आवश्यकता के बिना सर्जरी करने की अनुमति देता है। बड़े कोर फाइबर टैटू को हटाने, ऐतिहासिक स्मारकों की सफाई और लेजर-निर्देशित रक्षा प्रणालियों की शक्ति को सुविधाजनक बनाने के लिए लेजर ऊर्जा ले जा सकते हैं।
वितरित फाइबर ऑप्टिक सेंसिंग (DFOS) एक ऑप्टिकल फाइबर की पूरी लंबाई को एक सेंसिंग डिवाइस के रूप में उपयोग करने की अनुमति देता है। ईंधन पाइपलाइनों, पुलों और विमान के पंखों जैसी संरचनाओं में स्ट्रेन, तापमान या ध्वनि जैसे मापदंडों का पता लगाने के लिए ऑप्टिकल फाइबर हो सकते हैं और उनकी संरचनात्मक अखंडता को सुनिश्चित करने में मदद करते हैं।
