ऑप्टिकल केबल - उपकरण, प्रकार और विशेषताएं

ऑप्टिकल केबल, तांबे या एल्यूमीनियम कंडक्टर वाले केबल के विपरीत, एक सिग्नल संचारित करने के लिए एक माध्यम के रूप में एक पारदर्शी ऑप्टिकल फाइबर का उपयोग करते हैं। यहां सिग्नल विद्युत प्रवाह की मदद से नहीं, बल्कि प्रकाश की मदद से प्रसारित होता है। इसका मतलब यह है कि व्यावहारिक रूप से कोई इलेक्ट्रॉन नहीं चलता है, बल्कि फोटॉन और सिग्नल ट्रांसमिशन के नुकसान नगण्य हो जाते हैं।

ये केबल सूचना प्रसारित करने के साधन के रूप में आदर्श हैं, क्योंकि प्रकाश पारदर्शी शीसे रेशा के माध्यम से व्यावहारिक रूप से दसियों किलोमीटर तक बिना रुके गुजर सकता है, जबकि प्रकाश की तीव्रता थोड़ी कम हो जाती है।

वहाँ है जीओएफ-केबल्स (ग्लास ऑप्टिकल फाइबर केबल) - ग्लास फाइबर के साथ, और POF केबल (प्लास्टिक ऑप्टिकल केबल) - पारदर्शी प्लास्टिक फाइबर के साथ। दोनों को परंपरागत रूप से ऑप्टिकल या फाइबर ऑप्टिक केबल कहा जाता है।

ऑप्टिकल केबल डिवाइस

फाइबर ऑप्टिक केबल में काफी सरल उपकरण होता है।केबल के केंद्र में फाइबरग्लास से बना एक प्रकाश गाइड होता है (इसका व्यास 10 माइक्रोन से अधिक नहीं होता है), एक सुरक्षात्मक प्लास्टिक या कांच के खोल में तैयार किया जाता है, जो सीमा पर अपवर्तक सूचकांकों में अंतर के कारण प्रकाश का कुल आंतरिक प्रतिबिंब प्रदान करता है। दो मीडिया के।

यह पता चला है कि प्रकाश, ट्रांसमीटर से रिसीवर तक, केंद्रीय नस को नहीं छोड़ सकता है। इसके अलावा, प्रकाश विद्युत चुम्बकीय हस्तक्षेप से डरता नहीं है, इसलिए ऐसी केबल को विद्युत चुम्बकीय परिरक्षण की आवश्यकता नहीं होती है, लेकिन केवल प्रबलित करने की आवश्यकता होती है।

ऑप्टिकल केबल की यांत्रिक शक्ति सुनिश्चित करने के लिए, विशेष उपाय किए जाते हैं - वे केबल को बख़्तरबंद बनाते हैं, खासकर जब यह एक ही समय में कई अलग-अलग ऑप्टिकल फाइबर ले जाने वाले मल्टी-कोर ऑप्टिकल केबलों की बात आती है। निलंबित केबलों को धातु और केवलर के साथ विशेष सुदृढीकरण की आवश्यकता होती है।

फाइबर ऑप्टिक केबल का सबसे सरल डिजाइन है एक प्लास्टिक के खोल में ग्लास फाइबर... एक अधिक जटिल डिजाइन मजबूत तत्वों के साथ एक बहु-परत केबल है, उदाहरण के लिए, पानी के नीचे, भूमिगत या निलंबित स्थापना के लिए।

एक बहु-परत बख़्तरबंद केबल में, सहायक प्रबलिंग केबल एक पॉलीथीन म्यान में संलग्न धातु से बना होता है। इसके चारों ओर प्रकाश ले जाने वाले प्लास्टिक या कांच के रेशे लगाए जाते हैं। प्रत्येक व्यक्तिगत फाइबर को रंग कोडिंग और यांत्रिक क्षति से सुरक्षा के लिए रंगीन वार्निश की एक परत के साथ लेपित किया जाता है। फाइबर बंडलों को हाइड्रोफोबिक जेल से भरे प्लास्टिक ट्यूबों में पैक किया जाता है।

एक प्लास्टिक ट्यूब में 4 से 12 ऐसे फाइबर हो सकते हैं, जबकि एक केबल में फाइबर की कुल संख्या 288 टुकड़े तक हो सकती है। यांत्रिक प्रभावों के अधिक कुशनिंग के लिए - पाइपों को एक धागे से जोड़ा जाता है जो हाइड्रोफोबिक जेल के साथ सिक्त फिल्म को कसता है। पाइप और सेंट्रल केबल पॉलीथीन में बंद हैं।अगला केवलर तार हैं, जो फंसे हुए केबल के लिए व्यावहारिक रूप से कवच प्रदान करते हैं। फिर पॉलीथीन फिर से इसे नमी से बचाने के लिए, और अंत में बाहरी आवरण।

फाइबर ऑप्टिक केबल के दो मुख्य प्रकार

फाइबर ऑप्टिक केबल दो प्रकार के होते हैं: मल्टीमोड और सिंगल मोड। मल्टी-मोड वाले सस्ते होते हैं, सिंगल-मोड वाले अधिक महंगे होते हैं।

सिंगल मोड केबल यह सुनिश्चित करता है कि फाइबर से गुजरने वाली किरणें महत्वपूर्ण पारस्परिक विचलन के बिना व्यावहारिक रूप से एक ही रास्ता अपनाती हैं, नतीजतन, सभी किरणें एक ही समय में और सिग्नल आकार के विरूपण के बिना रिसीवर तक पहुंचती हैं। सिंगल-मोड केबल में एक ऑप्टिकल फाइबर का व्यास लगभग 1.3 माइक्रोन है, और यह इस तरंग दैर्ध्य पर है कि प्रकाश को इसके माध्यम से प्रेषित किया जाना चाहिए।

इस कारण से, एक अत्यंत आवश्यक तरंग दैर्ध्य के मोनोक्रोमैटिक प्रकाश के साथ एक लेजर स्रोत का उपयोग ट्रांसमीटर के रूप में किया जाता है। ठीक इस प्रकार के केबल (एकल-मोड) को आज भविष्य में लंबी दूरी के संचार के लिए सबसे आशाजनक माना जाता है, लेकिन अभी के लिए वे महंगे और अल्पकालिक हैं।

मल्टीमोड केबल एकल-मोड वाले की तुलना में कम "सटीक"। ट्रांसमीटर से किरणें फैलाव के साथ इसमें गुजरती हैं, और रिसीवर की तरफ संचरित सिग्नल के आकार का कुछ विरूपण होता है। मल्टीमोड केबल में ऑप्टिकल फाइबर का व्यास 62.5 µm है और म्यान का बाहरी व्यास 125 µm है ।

यह ट्रांसमीटर साइड (0.85 माइक्रोन वेवलेंथ) पर एक पारंपरिक (गैर-लेजर) एलईडी का उपयोग करता है, और उपकरण लेजर प्रकाश स्रोत जितना महंगा नहीं है, और वर्तमान मल्टीमोड केबल का जीवनकाल लंबा होता है। इस प्रकार के केबलों की लंबाई 5 किमी से अधिक नहीं होती है। विशिष्ट सिग्नल ट्रांसमिशन विलंबता 5 ns/m के क्रम में है।

फाइबर ऑप्टिक केबल के लाभ

एक तरह से या किसी अन्य में, ऑप्टिकल केबल अपने असाधारण शोर संरक्षण के साथ सामान्य विद्युत केबलों से मौलिक रूप से भिन्न होता है, जो इसके माध्यम से प्रेषित सूचना की अखंडता और गोपनीयता दोनों की अधिकतम सुरक्षा सुनिश्चित करता है।

एक ऑप्टिकल केबल पर निर्देशित विद्युत चुम्बकीय हस्तक्षेप प्रकाश प्रवाह को विकृत करने में असमर्थ है, और फोटॉन स्वयं बाहरी विद्युत चुम्बकीय विकिरण उत्पन्न नहीं करते हैं। केबल की अखंडता को तोड़े बिना इसके माध्यम से प्रेषित सूचना को रोकना असंभव है।

फाइबर-ऑप्टिक केबल की बैंडविड्थ सैद्धांतिक रूप से 10 ^ 12 हर्ट्ज है, जिसकी तुलना किसी भी जटिलता के मौजूदा केबल से नहीं की जा सकती है। आप प्रति किलोमीटर 10 Gbps तक की गति से सूचना आसानी से स्थानांतरित कर सकते हैं।

फाइबर ऑप्टिक केबल अपने आप में पतली समाक्षीय केबल जितनी महंगी नहीं है। लेकिन तैयार नेटवर्क की कीमत में वृद्धि का मुख्य हिस्सा अभी भी संचारण और प्राप्त करने वाले उपकरणों पर पड़ता है, जिसका कार्य विद्युत संकेत को प्रकाश में बदलना है और इसके विपरीत।

एक स्थानीय नेटवर्क के ऑप्टिकल केबल से गुजरते समय एक प्रकाश संकेत का क्षीणन 5 डीबी प्रति 1 किलोमीटर से अधिक नहीं होता है, जो कि लगभग कम आवृत्ति वाले विद्युत संकेत के समान होता है। इसके अलावा, आवृत्ति जितनी अधिक होती है - पारंपरिक विद्युत तारों पर ऑप्टिकल माध्यम का लाभ उतना ही मजबूत होता है - क्षीणन में मामूली वृद्धि होती है। और 0.2 GHz से ऊपर की आवृत्तियों पर, ऑप्टिकल केबल स्पष्ट रूप से प्रतिस्पर्धा से बाहर है। ट्रांसमिशन दूरी को 800 किमी तक बढ़ाना व्यावहारिक रूप से संभव है।

फाइबर ऑप्टिक केबल रिंग या स्टार टोपोलॉजी नेटवर्क में लागू होते हैं जबकि ग्राउंडिंग और लोड बैलेंसिंग मुद्दों को पूरी तरह से समाप्त कर देते हैं जो हमेशा विद्युत केबलों के लिए प्रासंगिक होते हैं।

उत्तम विद्युत अपघटन, उपरोक्त लाभों के साथ, विश्लेषकों को यह भविष्यवाणी करने की अनुमति देता है कि नेटवर्क संचार में, ऑप्टिकल केबल जल्द ही पूरी तरह से विद्युत केबलों को बदल देंगे, विशेष रूप से ग्रह पर तांबे की बढ़ती कमी को देखते हुए।

फाइबर ऑप्टिक केबल के नुकसान

निष्पक्षता में, हम ऑप्टिकल डेटा ट्रांसमिशन सिस्टम के नुकसान का उल्लेख करने में विफल नहीं हो सकते हैं, जिनमें से मुख्य सिस्टम स्थापित करने की जटिलता और कनेक्टर्स स्थापित करने की सटीकता के लिए उच्च आवश्यकताएं हैं। कनेक्टर की असेंबली के दौरान माइक्रोन विचलन से इसमें क्षीणन में वृद्धि हो सकती है। यहां आपको उच्च-परिशुद्धता वेल्डिंग या एक विशेष चिपकने वाला जेल की आवश्यकता होती है, जिसका अपवर्तक सूचकांक स्वयं स्थापित शीसे रेशा के समान होता है।

इस कारण से, कर्मचारियों की योग्यता उदारता की अनुमति नहीं देती है, उनके उपयोग के लिए विशेष उपकरण और उच्च कौशल की आवश्यकता होती है। सबसे अधिक बार, वे केबल के तैयार टुकड़ों के उपयोग का सहारा लेते हैं, जिसके सिरों पर आवश्यक प्रकार के तैयार कनेक्टर पहले से ही स्थापित होते हैं। ऑप्टिकल फाइबर से सिग्नल को ब्रांच करने के लिए, कई चैनलों (2 से 8 तक) के लिए विशेष स्प्लिटर्स का उपयोग किया जाता है, लेकिन जब ब्रांचिंग होती है, तो प्रकाश क्षीणन अनिवार्य रूप से होता है।

बेशक, फाइबर तांबे की तुलना में कम मजबूत और कम लचीली सामग्री है, और इसकी सुरक्षा के लिए फाइबर को 10 सेमी से कम के दायरे में मोड़ना खतरनाक है।आयनीकरण विकिरण ऑप्टिकल फाइबर की पारदर्शिता को कम करता है, प्रेषित प्रकाश संकेत के क्षीणन को बढ़ाता है।

विकिरण प्रतिरोधी फाइबर ऑप्टिक केबल पारंपरिक फाइबर ऑप्टिक केबल की तुलना में अधिक महंगे हैं। तापमान में अचानक बदलाव से फाइबर में दरार पड़ सकती है। बेशक, ऑप्टिकल फाइबर यांत्रिक तनाव, आघात और अल्ट्रासाउंड की चपेट में है; इन कारकों से बचाने के लिए, केबल शीथ से विशेष नरम ध्वनि-अवशोषित सामग्री का उपयोग किया जाता है।