एकल-मोड फ़ाइबर
ऑप्टिकल फाइबरजो केवल एक मोड संचारित कर सकते हैं उन्हें सिंगल -मोड फ़ाइबर कहा जाता है। एकल{{2}मोड फ़ाइबर केवल मौलिक मोड (निम्नतम ऑर्डर मोड) संचारित कर सकते हैं, और कोई अंतर-विलंब अंतर नहीं है। इसलिए, उनके पास मल्टीमोड फाइबर की तुलना में बहुत बड़ी बैंडविड्थ है, जो उच्च गति डेटा ट्रांसमिशन के लिए महत्वपूर्ण है। एकल -मोड फ़ाइबर की बैंडविड्थ आम तौर पर दसियों गीगाहर्ट्ज़·किमी रेंज या उससे अधिक होती है।
एक चरण {{0} इंडेक्स सिंगल - मोड फाइबर की संरचना चित्र 2 - 13 में दिखाई गई है। सिंगल{{4}मोड फाइबर में सिंगल{6}मोड ट्रांसमिशन सुनिश्चित करने के लिए एक छोटा कोर व्यास होता है, लेकिन ऑप्टिकल हानि से बचने के लिए इसका क्लैडिंग व्यास कोर व्यास से दस गुना अधिक बड़ा होता है। सिंगल{8}मोड फाइबर संरचना के प्रत्येक भाग के कार्य मल्टीमोड फाइबर के समान होते हैं। अंतर यह है कि कोर व्यास को तरंग दैर्ध्य-निर्भर मोड फ़ील्ड व्यास *w* का उपयोग करके व्यक्त किया जाता है। इस प्रकार के फाइबर का आधुनिक फाइबर ऑप्टिक संचार इंजीनियरिंग में व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है।
चित्र 2-13 एक स्टेप{2}इंडेक्स सिंगल-मोड ऑप्टिकल फाइबर की संरचना को दर्शाता है।
प्रकार बी1.1 और बी4 के एकल -मोड ऑप्टिकल फाइबर के आयामी पैरामीटर तालिका 2-1 और तालिका 2-2 में दिखाए गए हैं।
| नाम | पैरामीटर |
|---|---|
| 1310 एनएम मोड-फ़ील्ड व्यास | [(8.6 ~ 9.5) ± 0.7] µm |
| आवरण व्यास | (125 ± 1) µm |
| 1310 एनएम फाइबर सांद्रण त्रुटि | 0.8 µm से कम या उसके बराबर |
| क्लैडिंग गैर-गोलाकारता | 2% से कम या उसके बराबर |
| कोटिंग व्यास (प्राथमिक रंग) | (245 ± 10) µm |
| कोटिंग व्यास (रंगीन) | (250 ± 15) µm |
| क्लैडिंग/कोटिंग संकेंद्रितता त्रुटि | 12.5 µm से कम या उसके बराबर |
तालिका 2-बी1.1 सिंगल-मोड फाइबर के 1 आकार पैरामीटर
| नाम | पैरामीटर |
|---|---|
| 1550 एनएम मोड-फ़ील्ड व्यास | [(8.0 ~ 11.0) ± 0.7] µm |
| आवरण व्यास | (125 ± 1) µm |
| 1550 एनएम फाइबर सांद्रण त्रुटि | 0.8 µm से कम या उसके बराबर |
| क्लैडिंग गैर-गोलाकारता | 2% से कम या उसके बराबर |
| कोटिंग व्यास (प्राथमिक रंग) | (245 ± 10) µm |
| कोटिंग व्यास (रंगीन) | (250 ± 15) µm |
| क्लैडिंग/कोटिंग संकेंद्रितता त्रुटि | 12.5 µm से कम या उसके बराबर |
तालिका 2-बी4 सिंगल-मोड फाइबर के 2 आकार पैरामीटर
सिंगल -मोड फाइबर के मानक और अनुप्रयोग
कम क्षीणन, व्यापक बैंडविड्थ, बड़ी क्षमता, कम लागत और विस्तार में आसानी के फायदे के साथ सिंगल - मोड फाइबर, एक आदर्श ऑप्टिकल संचार ट्रांसमिशन माध्यम है और दुनिया भर में इसका व्यापक रूप से उपयोग किया गया है। वर्तमान में, सूचना समाज के विकास के साथ, शोधकर्ताओं ने फाइबर एम्पलीफायर, टाइम डिविजन मल्टीप्लेक्सिंग (टीडीएम), वेवलेंथ डिविजन मल्टीप्लेक्सिंग (डब्ल्यूडीएम), और फ्रीक्वेंसी डिविजन मल्टीप्लेक्सिंग (एफडीएम) प्रौद्योगिकियों का विकास किया है, जिससे सिंगल मोड फाइबर की ट्रांसमिशन दूरी, संचार क्षमता और ट्रांसमिशन दर में और सुधार हुआ है।
यह ध्यान देने योग्य है कि जबकि फाइबर एम्पलीफायर ट्रांसमिशन दूरी बढ़ाते हैं और मल्टीप्लेक्सिंग प्रौद्योगिकियां उच्च गति, उच्च क्षमता सिग्नल ट्रांसमिशन लाती हैं, वे सिस्टम ट्रांसमिशन गुणवत्ता पर फैलाव और गैर-रेखीय प्रभावों के प्रभाव को भी बढ़ाते हैं। इसलिए, कई प्रकार के ऑप्टिकल फ़ाइबरों पर विशेष रूप से शोध और विकास किया गया है: फैलाव -स्थानांतरित फ़ाइबर, गैर-शून्य फैलाव{{5}स्थानांतरित फ़ाइबर, फैलाव{{6}चपटा फ़ाइबर, और फैलाव{7}मुआवजा फ़ाइबर, प्रत्येक फैलाव और अरैखिक प्रभाव को संबोधित करने में अपने अनूठे फ़ायदों के साथ।
एकल {{0}मोड ऑप्टिकल फाइबर को इस आधार पर पांच प्रकारों में वर्गीकृत किया जा सकता है कि क्या वे शून्य -फैलाव तरंग दैर्ध्य और कटऑफ तरंग दैर्ध्य बदलाव प्रदर्शित करते हैं। इंटरनेशनल टेलीकम्युनिकेशन यूनियन टेलीकम्युनिकेशन स्टैंडर्डाइजेशन सेक्टर (आईटीयू-टी) ने अक्टूबर 2000 में इनमें से चार प्रकारों के लिए सिफारिशें जारी कीं: जी.652, जी.653, जी.654, और जी.655 फाइबर। सिंगल मोड ऑप्टिकल फाइबर के लिए आईईसी (इंटरनेशनल इलेक्ट्रोटेक्निकल कमीशन) और आईटीयू {10} टी नामकरण परंपराओं के बीच पत्राचार चित्र 2-14 में दिखाया गया है।
| चीनी नाम | आईटीयू-टी | आईईसी |
|---|---|---|
| एकल-मोड फ़ाइबर | ||
| गैर-फैलाव एकल{{1}मोड फ़ाइबर स्थानांतरित किया गया | G.652 A/B/C | बी1.1 और बी1.3 |
| फैलाव एकल -मोड फ़ाइबर स्थानांतरित हुआ | G.653 | B2 |
| एकल मोड फ़ाइबर को स्थानांतरित तरंगदैर्घ्य से काट दें | G.654 | B1.2 |
| गैर-शून्य फैलाव एकल{{1}मोड फ़ाइबर स्थानांतरित किया गया | G.655 A/B | B4 |
| वाइडबैंड गैर -शून्य फैलाव एकल -मोड फाइबर स्थानांतरित | - | - |
| मोड़ें{{0}असंवेदनशील एकल-मोड फ़ाइबर | - | - |
चित्र 2-14 आईईसी और आईटीयू-टी द्वारा नामित विभिन्न एकल{2}}मोड ऑप्टिकल फाइबर के बीच पत्राचार को दर्शाता है।
जी.652 - गैर-फैलाव -स्थानांतरित एकल-मोड फ़ाइबर
मानक पाठ आगे G.652 फाइबर को G.652A, G.652B, और G.652C में इसके क्षीणन, फैलाव, ध्रुवीकरण मोड फैलाव, ऑपरेटिंग तरंग दैर्ध्य रेंज और विभिन्न ट्रांसमिशन दरों पर SDH सिस्टम में अनुप्रयोग के आधार पर उप-विभाजित करता है। संक्षेप में, G.652 फाइबर को दो प्रकारों में विभाजित किया जा सकता है: पारंपरिक सिंगल मोड फाइबर (G.652A और G.652B) और कम पानी वाला फाइबर (10%) पीक सिंगल मोड फाइबर (G.652C)।
(1) पारंपरिक सिंगल मोड फाइबर: पारंपरिक सिंगल मोड फाइबर का व्यावसायिक उपयोग 1983 में शुरू हुआ। इसकी प्रदर्शन विशेषताएं हैं: 1310 एनएम की तरंग दैर्ध्य पर शून्य फैलाव; 1550 एनएम की तरंग दैर्ध्य के पास न्यूनतम क्षीणन गुणांक, लगभग 0.22 डीबी/किमी, लेकिन 1550 एनएम के करीब 17 पीएस/(एनएम·किमी) का अधिकतम फैलाव गुणांक; इस फाइबर की कार्यशील तरंगदैर्ध्य को 1310 एनएम और 1550 एनएम तरंगदैर्घ्य दोनों क्षेत्रों में चुना जा सकता है, 1310 एनएम क्षेत्र में इसकी इष्टतम कार्यशील तरंगदैर्घ्य के साथ। इस फ़ाइबर को अक्सर "पारंपरिक" या "मानक" सिंगल मोड फ़ाइबर कहा जाता है, और यह वर्तमान में सबसे व्यापक रूप से उपयोग किया जाने वाला फ़ाइबर है। आज तक, दुनिया भर में इसकी संचयी तैनाती 7 x 10⁻⁶ किमी तक पहुंच गई है।
(2) कम {{1} पानी {2} पीक सिंगल मोड फाइबर: महानगरीय क्षेत्र नेटवर्क (MANs) के सामने आने वाली जटिल और परिवर्तनीय सेवा वातावरण, बड़ी संख्या में सीधे समर्थित उपयोगकर्ताओं और कम ट्रांसमिशन दूरी (आमतौर पर केवल 50 {5 80 किमी) जैसी चुनौतियों का समाधान करने के लिए, अपनाया गया समाधान दसियों से सैकड़ों मल्टीप्लेक्स तरंग दैर्ध्य के साथ उच्च घनत्व तरंग दैर्ध्य डिवीजन मल्टीप्लेक्सिंग (एचडीडब्ल्यूडीएम) तकनीक का उपयोग करना है। इसमें अलग-अलग तरंग दैर्ध्य के लिए अलग-अलग दरों और विशेषताओं की सेवाएं आवंटित करना और ऑप्टिकल पथ पर रूटिंग और डीमल्टीप्लेक्सिंग करना शामिल है। इसलिए, HDWDM MAN विकास की आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए व्यापक ऑपरेटिंग तरंग दैर्ध्य रेंज के साथ कम {{9}वाटर{{10}पीक सिंगल -मोड फाइबर (ITU-T G.652C) विकसित करना आवश्यक है।
जी.653 फैलाव-स्थानांतरित एकल-मोड फ़ाइबर
फैलाव {{0}स्थानांतरित एकल {{1}मोड फ़ाइबर (आईटीयू{{2}टी जी.653) का 1985 में व्यावसायीकरण किया गया था। फैलाव{5}स्थानांतरित एकल{6}मोड फ़ाइबर, वेवगाइड फैलाव को बढ़ाने के लिए फ़ाइबर के संरचनात्मक मापदंडों और अपवर्तक सूचकांक वितरण में परिवर्तन करके इसे प्राप्त करता है, जिससे न्यूनतम शून्य{7}}फैलाव बिंदु 1310 एनएम से 1550 तक स्थानांतरित हो जाता है। एनएम. इसके परिणामस्वरूप 1550 एनएम पर सबसे कम क्षीणन तरंगदैर्घ्य शून्य -फैलाव तरंगदैर्घ्य के अनुरूप होता है, और यह बैलेस्टेड फाइबर एम्पलीफायरों की 1530-1565 एनएम ऑपरेटिंग तरंगदैर्घ्य सीमा के भीतर संचालित होता है। इस प्रकार का फाइबर लंबी दूरी, एकल चैनल, उच्च गति ऑप्टिकल प्रवर्धन प्रणालियों के लिए आदर्श रूप से उपयुक्त है; उदाहरण के लिए, बिना किसी फैलाव क्षतिपूर्ति उपाय के इस फाइबर पर 20 Gbit/s प्रणाली सीधे लागू की जा सकती है।
परिक्षेपण {{0}स्थानांतरित एकल{{1}मोड फाइबर के लिए सबसे आशाजनक अनुप्रयोग लंबी दूरी के एकल{{3}चैनल सिग्नल ट्रांसमिशन के लिए पनडुब्बी फाइबर ऑप्टिक संचार प्रणालियों में है। इसके अलावा, स्थलीय लंबी दूरी के तार वाले संचार नेटवर्क में एक निश्चित संख्या में फैलाव वाले {{5}स्थानांतरित एकल{6}मोड फाइबर को भी तैनात किया गया है।
जी. 654-कटऑफ वेवलेंथ शिफ्टेड सिंगल-मोड फाइबर
1550nm कटऑफ वेवलेंथ {{1}शिफ्टेड सिंगल{2}मोड फाइबर (ITU{3}}T G.654) 1310nm के आसपास शून्य{7}}फैलाव तरंगदैर्घ्य वाला एक गैर-{5}}फैलाव वाला फाइबर है। कटऑफ तरंग दैर्ध्य को लंबी तरंग दैर्ध्य सीमा में स्थानांतरित कर दिया जाता है, जिसके परिणामस्वरूप 1550 एनएम तरंग दैर्ध्य क्षेत्र में न्यूनतम क्षीणन होता है। इसकी इष्टतम ऑपरेटिंग तरंग दैर्ध्य सीमा 1500-1600nm है।
कम {{0}क्षीणन फाइबर प्राप्त करने की विधि में शुद्ध सिलिका ग्लास कोर और एक फ्लोरीन {{1}डोप्ड रिकेस्ड क्लैडिंग का उपयोग करना शामिल है; लंबी कटऑफ तरंग दैर्ध्य झुकने से प्रेरित नुकसान के प्रति फाइबर की संवेदनशीलता को कम कर देती है।
चूँकि इस प्रकार के फ़ाइबर का निर्माण करना विशेष रूप से कठिन है और बहुत महंगा है, इसलिए इसका उपयोग शायद ही कभी किया जाता है। इसका उपयोग मुख्य रूप से लंबी ट्रांसमिशन दूरी वाली पुनरावर्तक पनडुब्बी फाइबर ऑप्टिक संचार प्रणालियों में किया जाता है जहां सक्रिय उपकरणों को सम्मिलित नहीं किया जा सकता है।
G.655-गैर-शून्य फैलाव{{3}स्थानांतरित एकल-मोड फ़ाइबर
गैर {{0}शून्य फैलाव{{1}स्थानांतरित एकल {{2}मोड फाइबर (आईटीयू{3}टी जी.655) एक नए प्रकार का ऑप्टिकल फाइबर है जिसे ल्यूसेंट टेक्नोलॉजीज और कॉर्निंग इनकॉर्पोरेटेड द्वारा 1994 में विशेष रूप से फाइबर एम्पलीफायरों के साथ अगली पीढ़ी के तरंग दैर्ध्य डिवीजन मल्टीप्लेक्सिंग ट्रांसमिशन सिस्टम के लिए डिजाइन और निर्मित किया गया है। यह फाइबर फैलाव {{8} स्थानांतरित एकल मोड फाइबर पर आधारित है, और अपवर्तक प्रोफ़ाइल संरचना को बदलकर, 1550 एनएम की तरंग दैर्ध्य पर फैलाव को गैर - शून्य बना दिया जाता है; इसलिए इसका नाम गैर-शून्य फैलाव{{13}स्थानांतरित एकल-मोड फ़ाइबर पड़ा।
फैलाव-फ्लैट एकल-मोड फाइबर
1988 में, फैलाव {{1}फ़्लैट सिंगल {{2}मोड फ़ाइबर का व्यावसायीकरण किया गया। यह फाइबर 1310-1550 एनएम तरंग दैर्ध्य रेंज में कम फैलाव प्रदर्शित करता है और इसमें 1310 एनएम और 1550 एनएम नामक दो शून्य- फैलाव तरंग दैर्ध्य होते हैं। इस फाइबर का उपयोग व्यापक केंद्र तरंग दैर्ध्य वाले लेज़रों और एलईडी के साथ उच्च गति संचरण के लिए 1310 एनएम और 1550 एनएम पर चलने वाले मानक लेज़रों के साथ किया जा सकता है। हालाँकि, फैलाव-फ्लैट सिंगल-मोड फाइबर में एक जटिल अपवर्तक सूचकांक प्रोफ़ाइल होती है, जिससे इसका निर्माण करना मुश्किल हो जाता है, और इसका उच्च क्षीणन इसके व्यावहारिक अनुप्रयोग को सीमित कर देता है। फैलाव-फ्लैट एकल-मोड फ़ाइबर का प्रदर्शन और अनुप्रयोग तालिका 2-8 में दिखाए गए हैं।
| प्रदर्शन | मोड फ़ील्ड व्यास (μm) | क्लैडिंग व्यास (एनएम) | शून्य फैलाव तरंग दैर्ध्य (एनएम) | ऑपरेटिंग तरंग दैर्ध्य (एनएम) | अधिकतम मैक्रोबेंड हानि (dB·km⁻¹) | अधिकतम ध्रुवीकरण मोड फैलाव (ps·√km)⁻¹ |
|---|---|---|---|---|---|---|
| मांग | 8 (1310 एनएम) 11 (1550 एनएम) | 125 से कम या उसके बराबर | 1310 और 1550 | 1310 से 1550 | 0.25 से कम या उसके बराबर (1310 एनएम) 0.30 से कम या उसके बराबर (1550 एनएम) | 0 (1310 एनएम) 0 (1550 एनएम) |
अनुप्रयोग परिदृश्य: इस प्रकार का फाइबर 1310-1550 एनएम ऑपरेटिंग तरंग दैर्ध्य रेंज में कम आंतरिक झुकने वाले फैलाव वाले वातावरण के लिए विशेष रूप से उपयुक्त है।
फैलाव{{0}मुआवजा एकल{{1}मोड फाइबर
फाइबर ऑप्टिक एम्पलीफायरों के अनुप्रयोग के साथ, क्षीणन अब फाइबर ऑप्टिक संचार प्रणालियों की दूरी पर एक महत्वपूर्ण सीमा नहीं है। हालाँकि, फैलाव 1310 एनएम से 1550 एनएम तक पारंपरिक एकल मोड फाइबर ऑपरेटिंग तरंग दैर्ध्य के उन्नयन और विस्तार में गंभीर रूप से बाधा डालता है। इस व्यावहारिक समस्या का समाधान करने के लिए, फैलाव{5}क्षतिपूर्ति एकल{{6}मोड फाइबर विकसित किया गया है।
फैलाव {{0}मुआवजा एकल {{1}मोड फ़ाइबर एक प्रकार का एकल{2}मोड फ़ाइबर है जिसमें 1550nm की तरंग दैर्ध्य पर महत्वपूर्ण नकारात्मक फैलाव होता है। वर्तमान प्रयोगात्मक परिणाम बताते हैं कि फैलाव का गुणांक {{5}मुआवजा एकल {{6}मोड फाइबर 50 से -548 पीएस/(एनएम·किमी) तक होता है, और क्षीणन आम तौर पर 0.5 से 1.0 डीबी/किमी होता है।
जब एक पारंपरिक एकल मोड फाइबर सिस्टम की ऑपरेटिंग तरंग दैर्ध्य को 1310nm से 1550nm तक अपग्रेड किया जाता है, तो इसका कुल फैलाव सकारात्मक होता है। सिस्टम में नकारात्मक फैलाव फाइबर के एक खंड को जोड़कर, पारंपरिक एकल मोड फाइबर के दसियों किलोमीटर में 1550 एनएम पर सकारात्मक फैलाव को रद्द किया जा सकता है, इस प्रकार स्थापित पारंपरिक एकल मोड फाइबर के ऑपरेटिंग तरंग दैर्ध्य को 1310 एनएम से 1550 एनएम तक अपग्रेड किया जा सकता है, जिससे उच्च गति, लंबी दूरी और उच्च क्षमता ट्रांसमिशन प्राप्त किया जा सकता है। फैलाव की भरपाई करने वाले एकल मोड फाइबर को जोड़ने से उत्पन्न क्षीणन की भरपाई फाइबर एम्पलीफायर द्वारा पूरी तरह से की जा सकती है।
मल्टीमोड फाइबर
जैसा कि नाम से पता चलता है, मल्टीमोड फाइबर एक ऑप्टिकल फाइबर है जो इसके भीतर कई मोड प्रसारित करने की अनुमति देता है, या दूसरे शब्दों में, मल्टीमोड फाइबर में कई अलग-अलग ट्रांसमिशन मोड मौजूद होने की अनुमति है।
मल्टीमोड फाइबर के मानक और अनुप्रयोग
ग्रेडेड -मोड मल्टीमोड फाइबर
G.651 फाइबर एक ग्रेडेड - इंडेक्स मल्टीमोड फाइबर है जिसका उपयोग मुख्य रूप से 850nm और 1310nm तरंग दैर्ध्य क्षेत्रों में एनालॉग या डिजिटल सिग्नल ट्रांसमिशन के लिए किया जाता है। इसका कोर व्यास 50µm है और इसका आवरण व्यास 125µm है। 850एनएम तरंगदैर्घ्य क्षेत्र में, क्षीणन गुणांक 4डीबी/किमी से कम है और फैलाव गुणांक 120पीएस/(एनएम·किमी) से कम है; 1310nm तरंग दैर्ध्य क्षेत्र में, क्षीणन गुणांक 2dB/किमी से कम है और फैलाव गुणांक 6ps/(nm·km) से कम है।
ग्रेडिएंट-मोड मल्टीमोड फाइबर
ग्रेडेड - इंडेक्स मल्टीमोड फाइबर की संरचना चित्र 2 - 18 में दिखाई गई है। इस प्रकार के फाइबर में Ala, Alb, Alc और Ald प्रकार शामिल हैं। इन्हें मल्टीकंपोनेंट ग्लास या डोप्ड सिलिका ग्लास का उपयोग करके बनाया जा सकता है। फ़ाइबर क्षीणन को कम करने के लिए, ग्रेडेड{5}इंडेक्स मल्टीमोड फ़ाइबर बनाने के लिए उपयोग की जाने वाली सामग्रियों में अधिकांश चरण{7}इंडेक्स मल्टीमोड फ़ाइबर में उपयोग की जाने वाली सामग्री की तुलना में बहुत अधिक शुद्धता होती है। यह वास्तव में श्रेणीबद्ध अपवर्तक सूचकांक वितरण और कम क्षीणन के कारण है कि श्रेणीबद्ध -सूचकांक मल्टीमोड फाइबर चरण-सूचकांक मल्टीमोड फाइबर से बेहतर प्रदर्शन करते हैं।
चरण-मल्टीमोड फ़ाइबर को अनुक्रमित करें
चरण - इंडेक्स मल्टीमोड फाइबर की संरचना चित्र 2 -19 में दिखाई गई है। इस प्रकार का फाइबर तीन श्रेणियों (ए2, ए3 और ए4) और नौ किस्मों में आता है। कोर और क्लैडिंग बनाने के लिए मल्टीकंपोनेंट ग्लास, डोप्ड ग्लास या प्लास्टिक का उपयोग किया जा सकता है। उनके बड़े कोर आकार और बड़े संख्यात्मक एपर्चर के कारण, इन मल्टीमोड फाइबर को प्रकाश उत्सर्जक डायोड (एलईडी) जैसे असंगत प्रकाश स्रोतों से अधिक प्रभावी ढंग से जोड़ा जा सकता है। सस्ते इंजेक्शन मोल्डेड कनेक्टर का उपयोग करके लिंक कनेक्शन बनाए जा सकते हैं, जिससे कुल नेटवर्क निर्माण लागत कम हो जाती है। इसलिए, स्टेप-इंडेक्स मल्टीमोड फाइबर, विशेष रूप से ए4 प्लास्टिक फाइबर, कम दूरी के संचार में एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है।
