फायबर ऑप्टिक केबल म्हणजे काय

डेटा ट्रान्समिशनसाठी आज फायबर ऑप्टिक केबल्सचा मोठ्या प्रमाणावर वापर केला जातो. आयटीच्या काही क्षेत्रांमध्ये, त्यांनी मेटल कंडक्टरवर आधारित पारंपारिक संप्रेषण ओळी पूर्णपणे बदलल्या आहेत. ऑप्टिकल लाईन्स विशेषत: प्रभावी आहेत जेथे मोठ्या प्रमाणात डेटा लांब अंतरावर प्रसारित केला जाणे आवश्यक आहे.

फायबर ऑप्टिक्सचा भौतिक आधार

ऑप्टिकल फायबर ऑपरेशनची भौतिक तत्त्वे संपूर्ण परावर्तनाच्या तत्त्वावर आधारित आहेत. जर आपण भिन्न अपवर्तक निर्देशांक असलेली दोन माध्यमे घेतली तर n₁ आणि एन₂, आणि n₂<n₁ (उदाहरणार्थ, हवा आणि काच किंवा काच आणि पारदर्शक प्लास्टिक) आणि इंटरफेसला α कोनात प्रकाशाचा किरण द्या, तर दोन घटना घडतील.

एक तुळई (आकृतीमध्ये लाल रंगात दर्शविलेले), वरच्या डावीकडून (बाणाच्या बाजूने) लाँच केलेले, अंशतः अपवर्तित केले जाईल आणि अपवर्तक निर्देशांक n असलेल्या माध्यमातून जाईल.₂ कोन α₁<α - तुळईचा हा भाग डॅश केलेल्या रेषेद्वारे दर्शविला जातो.बीमचा दुसरा भाग इंटरफेसमधून त्याच कोनात परावर्तित होईल. जर बीम उथळ कोनात β (आकृतीतील हिरवा तुळई) उडाला असेल तर तेच होईल - आंशिक परावर्तन आणि आंशिक अपवर्तन β.₁.

जर घटनेचा कोन α आणखी कमी केला (आकृतीत निळा बीम), तर बीमचा अपवर्तित भाग मीडिया इंटरफेस (निळ्या डॅश रेषा) च्या जवळजवळ समांतर "स्लाइड" होऊ शकतो. घटनांच्या कोनात आणखी घट झाल्यामुळे (β कोनात हिरवा बीम घटना) गुणात्मक उडी देईल - अपवर्तित भाग अनुपस्थित असेल. दोन माध्यमांमधील इंटरफेसमधून बीम पूर्णपणे परावर्तित होईल. या कोनाला संपूर्ण परावर्तनाचा कोन म्हणतात आणि घटनेलाच संपूर्ण परावर्तन म्हणतात. घटनेच्या कोनात आणखी घट होऊन हेच ​​दिसून येईल.

ऑप्टिकल फायबर उपकरण

ऑप्टिकल फायबर या तत्त्वावर तयार केले आहे. यात वेगवेगळ्या ऑप्टिकल घनतेसह दोन समाक्षीय स्तर असतात.

प्रकाशाच्या परावर्तनाच्या कोनापेक्षा जास्त कोनात फायबरच्या उघड्या टोकामध्ये प्रकाश किरण प्रवेश करत असल्यास, ते प्रत्येक "उडी" वर कमी क्षीणतेसह भिन्न अपवर्तक निर्देशांक असलेल्या दोन माध्यमांच्या संपर्क सीमेवरून पूर्णपणे परावर्तित होईल.

ऑप्टिकल फायबरचा बाह्य भाग प्लास्टिकचा बनलेला असतो. आतील भाग पारदर्शक प्लास्टिकचे देखील बनवले जाऊ शकते, नंतर ते पुरेसे मोठ्या कोनात वाकले जाऊ शकते (अगदी रिंगमध्ये देखील गुंडाळले जाऊ शकते आणि प्रकाशाच्या ऑप्टिकल गुणधर्मांवर अवलंबून क्षीणनसह आत जाणारा प्रकाश अजूनही एका टोकापासून दुसऱ्या टोकापर्यंत जाईल. प्लास्टिक आणि प्रकाश मार्गदर्शकाची लांबी). बॅकबोन केबल्ससाठी जिथे लवचिकता तितकीशी महत्त्वाची नसते, आतील गाभा सहसा काचेचा असतो.यामुळे क्षीणता कमी होते, फायबरची किंमत कमी होते, परंतु ते वाकण्यास संवेदनशील होते.

ऑप्टिकल लाइनचे थ्रूपुट वाढवण्यासाठी, फायबर दोन-मोड किंवा मल्टी-मोड आवृत्तीमध्ये तयार केले जाते. हे करण्यासाठी, कोर क्रॉस सेक्शन 50 मायक्रॉन किंवा 62.5 मायक्रॉन (एकल-मोडसाठी 10 मायक्रॉनच्या विरूद्ध) वाढविला जातो. अशा ऑप्टिकल फायबरद्वारे दोन किंवा अधिक सिग्नल एकाच वेळी प्रसारित केले जाऊ शकतात.

ऑप्टिकल ट्रान्समिशन लाइनच्या या बांधकामाचे काही तोटे आहेत. त्यापैकी एक म्हणजे प्रत्येक सिग्नलच्या वेगवेगळ्या मार्गामुळे होणारे प्रकाश पसरणे. ते ग्रेडियंट (मध्यभागातून कडा बदलत) अपवर्तक निर्देशांकासह कोर बनवून त्यास सामोरे जाण्यास शिकले. यामुळे, विविध बीमचे मार्ग दुरुस्त केले जातात.

मल्टीमोड फायबर असलेल्या केबल्स प्रामुख्याने स्थानिक नेटवर्कसाठी (समान इमारतीमध्ये, एक एंटरप्राइझ इ.) आणि सिंगल-मोड फायबरसह - ट्रंक लाइनसाठी वापरल्या जातात.

फायबर लाइन डिव्हाइस

FOCL एलईडी किंवा लेसरद्वारे व्युत्पन्न प्रकाश सिग्नल प्रसारित करते. ट्रान्समीटरमध्ये इलेक्ट्रिकल सिग्नल तयार होतो. एंड डिव्हाइसला इलेक्ट्रिकल आवेगांच्या स्वरूपात सिग्नल देखील आवश्यक आहे. म्हणून, मूळ डेटा दोनदा बदलणे आवश्यक असेल. फायबर ऑप्टिक रेषेचा एक सरलीकृत आकृती आकृतीमध्ये दर्शविला आहे.

ट्रान्समीटरमधील सिग्नलचे प्रकाश डाळींमध्ये रूपांतर होते आणि ऑप्टिकल लाइनवर प्रसारित केले जाते. ट्रान्समिटिंग साइडवरील उत्सर्जकांची शक्ती मर्यादित आहे, म्हणून, विशिष्ट अंतराने लांब रेषांवर, उपकरणे स्थापित केली जातात जी क्षीणतेची भरपाई करतात - ऑप्टिकल अॅम्प्लीफायर्स, रीजनरेटर्स किंवा रिपीटर्स.प्राप्तीच्या बाजूला आणखी एक कनवर्टर आहे जो ऑप्टिकल सिग्नलला इलेक्ट्रिकलमध्ये रूपांतरित करतो.

ऑप्टिकल केबल डिझाइन

फायबर-ऑप्टिक लाइन आयोजित करण्यासाठी, ऑप्टिकल केबलचा भाग म्हणून वैयक्तिक तंतू वापरले जातात. त्याची रचना ट्रान्समिशन लाइनच्या उद्देशावर आणि बिछानाच्या पद्धतीवर अवलंबून असते, परंतु सर्वसाधारणपणे त्यात वैयक्तिक संरक्षणात्मक कोटिंगसह (स्क्रॅच आणि यांत्रिक नुकसान) अनेक तंतू असतात. असे संरक्षण सहसा दोन स्तरांमध्ये केले जाते - प्रथम, एक कंपाऊंड शेल आणि वर - प्लास्टिक किंवा वार्निशचे अतिरिक्त कोटिंग. तंतू एका सामान्य आवरणात (पारंपारिक इलेक्ट्रिकल केबल्स प्रमाणे) बंद केलेले असतात, जे केबलची व्याप्ती निर्धारित करते आणि ऑपरेशन दरम्यान लाईनवर होणारे बाह्य प्रभाव लक्षात घेऊन निवडले जाते.

केबल ट्रेमध्ये घालताना, उंदीरांपासून रेषांचे संरक्षण करण्याची समस्या आहे. या प्रकरणात, एक केबल निवडणे आवश्यक आहे ज्याचे बाह्य आवरण स्टील टेप किंवा वायर चिलखत सह मजबूत केले आहे. काचेच्या फायबरचा वापर नुकसानापासून संरक्षण म्हणून देखील केला जातो.

जर केबल पाईपमध्ये घातली असेल तर प्रबलित आवरणाची आवश्यकता नाही. धातूची नळी उंदीर आणि उंदरांच्या दातांपासून विश्वसनीयरित्या संरक्षण करते. बाह्य कवच हलके केले जाऊ शकते. यामुळे पाईपच्या आत केबल घट्ट करणे सोपे होते.

जर जमिनीत ओळ घालायची असेल, तर संरक्षण गंज-संरक्षित वायर चिलखत किंवा फायबरग्लास रॉडच्या स्वरूपात केले जाते. हे केवळ कम्प्रेशनसाठीच नव्हे तर स्ट्रेचिंगसाठी देखील उच्च प्रतिकार प्रदान करते.

जर केबल समुद्राच्या भागात, नद्या आणि इतर पाण्याचे अडथळे ओलांडून, दलदलीची माती इत्यादींवर टाकायची असेल तर, अॅल्युमिनियम पॉलिमर टेपपासून अतिरिक्त संरक्षण लागू केले जाते. अशा प्रकारे पाणी आत येण्यापासून रोखले जाते.

तसेच, एका सामान्य आवरणातील अनेक केबल्समध्ये हे समाविष्ट असते:

• मजबुतीकरण रॉड्स जे बाह्य यांत्रिक प्रभावाखाली आणि रेषेच्या थर्मल विस्तारादरम्यान संरचनेला अधिक ताकद देतात;
• फिलर - प्लास्टिकचे धागे जे फायबर आणि इतर घटकांमधील रिक्त जागा भरतात;
• पॉवर रॉड्स (त्यांचा उद्देश तन्य भार वाढवणे आहे).

मोठ्या स्पॅनमध्ये, लाइन केबलवर निलंबित केली जाते, परंतु स्वयं-समर्थन केबल्स आहेत. आधार देणारी मेटल केबल थेट शेलमध्ये बांधली जाते.

फायबर ऑप्टिक लाइनचा स्वतंत्र प्रकार म्हणून, ऑप्टिकल पॅच कॉर्डचा उल्लेख केला पाहिजे. या केबलमध्ये एक किंवा दोन तंतू (सिंगल मोड किंवा ड्युअल मोड) एका सामान्य आवरणात बंद असतात. दोन्ही बाजूंनी, कॉर्ड कनेक्शनसाठी कनेक्टर्ससह सुसज्ज आहे. अशा केबल्स लहान लांबीच्या असतात आणि कमी अंतरावर उपकरणे जोडण्यासाठी किंवा इंट्राकॅबिनेट कम्युनिकेशन्स घालण्यासाठी असतात.

ऑप्टिकल केबल्सचे फायदे आणि तोटे

ऑप्टिकल केबल्सचे निःसंशय फायदे, जे अशा संप्रेषण ओळींचे विस्तृत वितरण निर्धारित करतात, त्यात हे समाविष्ट आहे:

• उच्च आवाज प्रतिकारशक्ती - घरगुती आणि औद्योगिक इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक रेडिएशनमुळे प्रकाश सिग्नल प्रभावित होत नाही आणि लाइन स्वतः उत्सर्जित होत नाही (यामुळे प्रसारित माहितीवर अनधिकृत प्रवेश करणे कठीण होते आणि इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक अनुकूलतेची समस्या निर्माण होत नाही);
• प्राप्त आणि प्रसारित बाजू दरम्यान पूर्ण गॅल्व्हॅनिक अलगाव;
• कमी क्षीणन पातळी - वायर्ड ओळींपेक्षा खूपच कमी;
• दीर्घ सेवा जीवन;
• मोठा थ्रुपुट.

आधुनिक वास्तवांमध्ये, हे देखील महत्त्वाचे आहे की केबल मेटल चोरांना आकर्षित करत नाही.

ऑप्टिक्स दोषांशिवाय नाही. सर्व प्रथम, ही स्थापना आणि कनेक्शनची जटिलता आहे, ज्यासाठी विशेष उपकरणे, साधने आणि सामग्रीची आवश्यकता असते आणि ओळींच्या स्थापना आणि देखभालमध्ये गुंतलेल्या कर्मचार्‍यांच्या पात्रतेवर वाढीव आवश्यकता देखील लागू करते. FOCL मधील बहुतेक दोष इंस्टॉलेशन त्रुटींशी संबंधित आहेत, जे लगेच प्रकट होऊ शकत नाहीत. सुरुवातीला, लाइनची स्वतःची किंमत देखील जास्त होती, परंतु तंत्रज्ञानाच्या विकासामुळे ही गैरसोय स्पर्धात्मक स्तरावर करणे शक्य झाले आहे.

ऑप्टिकल कम्युनिकेशन लाइन्सने संप्रेषण सामग्रीच्या बाजारपेठेत एक गंभीर क्षेत्र व्यापले आहे. नजीकच्या भविष्यात, तांत्रिक प्रगती झाल्याशिवाय त्यांना गंभीर पर्याय दिसत नाही.

तत्सम लेख: