फायबर ऑप्टिक केबल म्हणजे काय

फायबर ऑप्टिक केबल्सचा आज डेटा प्रसारित करण्यासाठी मोठ्या प्रमाणावर वापर केला जातो. आयटीच्या काही क्षेत्रांमध्ये, त्यांनी मेटॅलिक कंडक्टरवर आधारित संवादाच्या पारंपारिक ओळी पूर्णपणे बदलल्या आहेत. फायबर-ऑप्टिक लाइन्स विशेषतः प्रभावी आहेत जेथे मोठ्या प्रमाणात डेटा लांब अंतरावर प्रसारित करणे आवश्यक आहे.

फायबर ऑप्टिक केबल्सचा भौतिक आधार

ऑप्टिकल फायबरची भौतिक तत्त्वे संपूर्ण परावर्तनाच्या तत्त्वावर आधारित आहेत. जर आपण भिन्न अपवर्तक निर्देशांक असलेली दोन माध्यमे घेतली तर n₁ आणि एन₂, n सह₂< n₁ (उदा., हवा आणि काच किंवा काच आणि पारदर्शक प्लास्टिक) आणि इंटरफेसला α कोनात प्रकाशाचा किरण पाठवा, दोन घटना घडतील.

किरण (चित्रात लाल रंगात चिन्हांकित), जो वरून डावीकडून (बाणाच्या बाजूने) लाँच केला जातो तो अंशतः अपवर्तित होईल आणि अपवर्तक निर्देशांक n सह माध्यमाचे अनुसरण करेल.₂ α कोनात₁<α -="" this="" part="" of="" the="" beam="" is="" indicated="" by="" the="" dashed="" line.="" the="" other="" part="" of="" the="" beam="" will="" be="" reflected="" from="" the="" interface="" at="" the="" same="" angle.="" if="" we="" let="" the="" beam="" under="" a="" more="" gentle="" angle="" β="" (the="" green="" beam="" in="" the="" figure),="" the="" same="" thing="" will="" happen="" -="" partial="" reflection="" and="" partial="" refraction="" under="" the="" angle="">₁.

घटनेचा कोन α आणखी कमी केल्यास (आकृतीतील निळा बीम), तर बीमचा अपवर्तित भाग इंटरफेसला (निळ्या डॅश रेषा) व्यावहारिकपणे समांतर "स्लाइड" करतो हे साध्य करू शकतो. घटनेच्या कोनात आणखी घट (बिटा कोनात पडणारा हिरवा किरण) 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. घटनेचा कोन आणखी कमी झाल्यावर हेच दिसून येईल.

ऑप्टिकल फायबरचे बांधकाम

हे तत्त्व आहे ज्यावर ऑप्टिकल फायबर बांधले जातात. यात वेगवेगळ्या ऑप्टिकल घनतेसह दोन समाक्षीय स्तर असतात.

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

फायबर ऑप्टिकचा बाह्य भाग प्लास्टिकचा बनलेला असतो. आतील भाग पारदर्शक प्लास्टिकचे देखील बनवले जाऊ शकते, नंतर ते बऱ्यापैकी मोठ्या कोनात वाकले जाऊ शकते (अगदी रिंगमध्ये वळवले जाते, आणि प्रकाशाच्या ऑप्टिकल गुणधर्मांवर अवलंबून, आत प्रवेश करणारा प्रकाश क्षीणतेसह एका टोकापासून दुसऱ्या टोकापर्यंत जाईल. प्लास्टिक आणि फायबरची लांबी). लांब पल्ल्याच्या केबल्ससाठी, जिथे लवचिकता तितकी महत्त्वाची नसते, आतील गाभा सहसा काचेचा बनलेला असतो. हे क्षीणन कमी करते, प्रकाश फायबरची किंमत कमी करते, परंतु ते वाकण्यासाठी संवेदनशील बनते.

ऑप्टिकल लाइनची क्षमता वाढवण्यासाठी, फायबर ड्युअल-मोड किंवा मल्टी-मोड आवृत्तीमध्ये तयार केले जाते. या उद्देशासाठी, कोर क्रॉस-सेक्शन 50 µm किंवा 62.5 µm (एकल-मोडसाठी 10 µm विरुद्ध) पर्यंत वाढविले आहे. अशा प्रकाश मार्गदर्शकाद्वारे 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 त्याच्याशी लढायला शिकले आहेत. यामुळे विविध बीमचे मार्ग दुरुस्त केले जातात.

मल्टी-मोड फायबरसह केबल्स बहुतेक स्थानिक नेटवर्कसाठी (एका इमारतीत, एक कंपनी इ.) आणि सिंगल-मोडसह - ट्रंक लाइनसाठी वापरल्या जातात.

फायबर ऑप्टिक लाइनची रचना

फायबर ऑप्टिक लाइन एलईडी किंवा लेसरद्वारे उत्पादित प्रकाश सिग्नल प्रसारित करते. ट्रान्समिटिंग यंत्रामध्ये इलेक्ट्रिकल सिग्नल तयार होतो. अंतिम यंत्रास इलेक्ट्रिकल पल्सच्या स्वरूपात सिग्नल देखील आवश्यक आहे. म्हणून, कच्चा डेटा दोनदा रूपांतरित करणे आवश्यक असेल. फायबर ऑप्टिक रेषेचा एक सरलीकृत आकृती आकृतीमध्ये दर्शविला आहे.

ट्रान्समिटिंग डिव्हाईसमधील सिग्नलचे प्रकाश डाळींमध्ये रूपांतर होते आणि ऑप्टिकल लाईनवर प्रसारित केले जाते. प्रसारित करणार्‍या बाजूला उत्सर्जकांची शक्ती मर्यादित आहे, म्हणून क्षीणतेची भरपाई करणारी उपकरणे - ऑप्टिकल अॅम्प्लीफायर्स, रीजनरेटर्स किंवा रिपीटर्स - मोठ्या लांबीच्या रेषांवर ठराविक अंतराने ठेवली जातात. प्राप्तीच्या बाजूला आणखी एक कनवर्टर आहे जो ऑप्टिकल सिग्नलला इलेक्ट्रिकल सिग्नलमध्ये रूपांतरित करतो.

ऑप्टिकल केबल बांधकाम

फायबर-ऑप्टिक लाइन आयोजित करण्यासाठी, ऑप्टिकल केबलचा भाग म्हणून वैयक्तिक तंतू वापरले जातात. त्याचे बांधकाम ट्रान्समिशन लाइनच्या उद्देशावर आणि बिछानाच्या पद्धतीवर अवलंबून असते, परंतु सर्वसाधारणपणे त्यात वैयक्तिक संरक्षणात्मक कोटिंग (स्क्रॅच आणि यांत्रिक नुकसान विरूद्ध) अनेक ऑप्टिकल फायबर असतात. असे संरक्षण सहसा दोन थरांमध्ये केले जाते - प्रथम कंपाऊंडचे कवच, आणि वर प्लास्टिक किंवा वार्निशचे अतिरिक्त कोटिंग. तंतू एका सामान्य आवरणात (पारंपारिक इलेक्ट्रिकल केबल्स प्रमाणेच) बंद केलेले असतात, जे केबलचा वापर निर्धारित करते आणि ऑपरेशन दरम्यान ज्या बाह्य प्रभावांवर लाइन उघडली जाईल त्यानुसार निवडले जाते.

केबल ट्रेमध्ये ठेवताना उंदीरांपासून रेषांच्या संरक्षणाची समस्या असते. या प्रकरणात केबल निवडणे आवश्यक आहे, ज्याचे बाह्य आवरण स्टील टेप किंवा वायर चिलखत सह मजबूत केले आहे. तसेच नुकसानापासून संरक्षण म्हणून काचेच्या तंतूंचा वापर केला जातो.

पाईपमध्ये केबल टाकल्यास, प्रबलित शेलची आवश्यकता नाही. मेटल ट्यूब विश्वासार्हपणे उंदीर आणि उंदरांच्या दातांपासून संरक्षण करते. बाह्य आवरण हलके केले जाऊ शकते. यामुळे पाईपच्या आत केबल घट्ट करणे सोपे होते.

जर ओळ जमिनीत घातली जाईल, तर संरक्षण वायर आर्मरच्या स्वरूपात केले जाते, गंज किंवा फायबरग्लास बारपासून संरक्षित केले जाते. येथे, उच्च प्रतिकार केवळ कम्प्रेशनसाठीच नव्हे तर स्ट्रेचिंगसाठी देखील प्रदान केला जातो.

जर केबल समुद्रावर, नद्या आणि इतर पाण्याचे अडथळे, पाणथळ जमीन इत्यादींद्वारे टाकली गेली असेल तर, अॅल्युमिनोपॉलिमर टेपपासून अतिरिक्त संरक्षण वापरले जाते. अशा प्रकारे पाण्याच्या प्रवेशाविरूद्ध सुरक्षा केली जाते.

तसेच, एकूण आवरणाच्या आत अनेक केबल्समध्ये हे समाविष्ट आहे:

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

लांब पल्ल्यात केबलवर लाइन निलंबित केली जाते, परंतु स्वयं-सपोर्टिंग केबल्स आहेत. आधार देणारी मेटल केबल थेट म्यानमध्ये बांधली जाते.

फायबर-ऑप्टिक लाइनचा स्वतंत्र प्रकार म्हणून ऑप्टिकल पॅच कॉर्डचा उल्लेख केला पाहिजे. या केबलमध्ये एक किंवा दोन तंतू असतात (सिंगल-मोड किंवा ड्युअल-मोड) एका सामान्य आवरणात बंद केलेले. कॉर्डच्या दोन्ही बाजू कनेक्शनसाठी कनेक्टरसह सुसज्ज आहेत. या केबल्स लांबीने लहान आहेत आणि कमी अंतरावर उपकरणे जोडण्यासाठी किंवा इन-कॅबिनेट कम्युनिकेशन्स घालण्यासाठी डिझाइन केल्या आहेत.

ऑप्टिकल केबल्सचे फायदे आणि तोटे

ऑप्टिकल केबल्सच्या निःसंशय फायद्यांमध्ये, ज्याने अशा संप्रेषण ओळींचा व्यापक वापर निर्धारित केला आहे, त्यात हे समाविष्ट आहे:

• उच्च आवाज प्रतिकारशक्ती - घरगुती आणि औद्योगिक इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक रेडिएशनमुळे प्रकाश सिग्नल प्रभावित होत नाही आणि रेखा स्वतःच विकिरण करत नाही (यामुळे प्रसारित माहितीवर अनधिकृत प्रवेश कठीण होतो आणि इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक अनुकूलतेची समस्या निर्माण होत नाही);
• प्राप्त आणि प्रसारित बाजू दरम्यान संपूर्ण गॅल्व्हॅनिक अलगाव;
• क्षीणतेची निम्न पातळी - वायर लाइनपेक्षा खूपच कमी;
• दीर्घ आयुष्य;
• उच्च बँडविड्थ.

आजच्या वास्तविकतेमध्ये, हे देखील महत्त्वाचे आहे की केबल मेटल चोरांना आकर्षित करत नाही.

ऑप्टिक्स त्याच्या तोट्यांशिवाय नाही. सर्व प्रथम, ही स्थापना आणि कनेक्शनची जटिलता आहे, ज्यासाठी विशेष उपकरणे, साधने आणि सामग्रीची आवश्यकता असते, तसेच कर्मचार्‍यांच्या कौशल्यांसाठी उच्च आवश्यकता लादते, ज्यामध्ये ओळींची स्थापना आणि देखभाल समाविष्ट असते. FOCL मधील बहुतेक अपयश इन्स्टॉलेशनमधील त्रुटींशी संबंधित आहेत, जे लगेच प्रकट होऊ शकत नाहीत. सुरुवातीला, लाइनची किंमत देखील जास्त होती, परंतु तंत्रज्ञानाच्या विकासामुळे ही गैरसोय स्पर्धात्मक पातळीवर कमी करणे शक्य झाले.

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

संबंधित लेख: