ऑप्टिकल फाइबर की मूल संरचना

ऑप्टिकल फाइबर के नंगे फाइबर को आमतौर पर तीन परतों में विभाजित किया जाता है: कोर, क्लैडिंग और कोटिंग।

फाइबर कोर और क्लैडिंग अलग-अलग अपवर्तक सूचकांक वाले ग्लास से बने होते हैं, केंद्र एक उच्च अपवर्तक सूचकांक ग्लास कोर (जर्मेनियम-डॉप्ड सिलिका) होता है, और मध्य एक कम अपवर्तक सूचकांक सिलिका ग्लास क्लैडिंग (शुद्ध सिलिका) होता है। प्रकाश घटना के एक विशिष्ट कोण पर फाइबर में प्रवेश करता है, और कुल उत्सर्जन फाइबर और क्लैडिंग के बीच होता है (क्योंकि क्लैडिंग का अपवर्तक सूचकांक कोर से थोड़ा कम होता है), इसलिए यह फाइबर में फैल सकता है।

कोटिंग का मुख्य कार्य ऑप्टिकल फाइबर के लचीलेपन को बढ़ाते हुए ऑप्टिकल फाइबर को बाहरी क्षति से बचाना है। जैसा कि पहले उल्लेख किया गया है, कोर और क्लैडिंग कांच से बने होते हैं और मुड़े हुए और नाजुक नहीं हो सकते। कोटिंग परत का उपयोग फाइबर की सुरक्षा करता है और उसके जीवन को बढ़ाता है।

गैर-नंगे फाइबर में बाहरी आवरण की एक परत जोड़ी जाती है। इसकी सुरक्षा के अलावा, विभिन्न रंगों के बाहरी आवरण का उपयोग विभिन्न ऑप्टिकल फाइबर को अलग करने के लिए भी किया जा सकता है।

ट्रांसमिशन मोड के अनुसार ऑप्टिकल फाइबर को सिंगल मोड फाइबर (सिंगल मोड फाइबर) और मल्टीमोड फाइबर (मल्टी मोड फाइबर) में विभाजित किया गया है। प्रकाश घटना के एक विशिष्ट कोण पर फाइबर में प्रवेश करता है, और फाइबर और क्लैडिंग के बीच पूर्ण उत्सर्जन होता है। जब व्यास छोटा होता है, तो प्रकाश की केवल एक दिशा को गुजरने की अनुमति होती है, यानी एकल-मोड फाइबर; जब फाइबर का व्यास बड़ा होता है, तो प्रकाश की अनुमति दी जा सकती है। कई घटना कोणों पर इंजेक्ट और प्रचारित करें, इस बार इसे मल्टीमोड फाइबर कहा जाता है।

ऑप्टिकल फाइबर ट्रांसमिशन विशेषताएँ

ऑप्टिकल फाइबर की दो मुख्य संचरण विशेषताएँ हैं: हानि और फैलाव। ऑप्टिकल फाइबर का नुकसान डीबी/किमी में ऑप्टिकल फाइबर की प्रति यूनिट लंबाई क्षीणन को संदर्भित करता है। ऑप्टिकल फाइबर हानि का स्तर सीधे ऑप्टिकल फाइबर संचार प्रणाली की ट्रांसमिशन दूरी या रिले स्टेशनों के बीच की दूरी को प्रभावित करता है। फाइबर फैलाव इस तथ्य को संदर्भित करता है कि फाइबर द्वारा प्रेषित सिग्नल विभिन्न आवृत्ति घटकों और विभिन्न मोड घटकों द्वारा किया जाता है, और विभिन्न आवृत्ति घटकों और विभिन्न मोड घटकों की संचरण गति अलग-अलग होती है, जिससे सिग्नल विरूपण होता है।

फाइबर फैलाव को सामग्री फैलाव, वेवगाइड फैलाव और मोडल फैलाव में विभाजित किया गया है। पहले दो प्रकार का फैलाव सिग्नल के एकल आवृत्ति नहीं होने के कारण होता है, और बाद वाले प्रकार का फैलाव सिग्नल के एकल मोड नहीं होने के कारण होता है। सिग्नल एक भी मोड नहीं है जो मोड फैलाव का कारण बनेगा।

सिंगल-मोड फाइबर में केवल एक मौलिक मोड होता है, इसलिए केवल सामग्री फैलाव और वेवगाइड फैलाव होता है, और कोई मोडल फैलाव नहीं होता है। मल्टीमोड फाइबर में अंतर-मोड फैलाव होता है। ऑप्टिकल फाइबर का फैलाव न केवल ऑप्टिकल फाइबर की ट्रांसमिशन क्षमता को प्रभावित करता है, बल्कि ऑप्टिकल फाइबर संचार प्रणाली की रिले दूरी को भी सीमित करता है।

एकल मोड फाइबर

सिंगल-मोड फाइबर (सिंगल मोड फाइबर), प्रकाश एक विशिष्ट घटना कोण पर फाइबर में प्रवेश करता है, और फाइबर और क्लैडिंग के बीच पूर्ण उत्सर्जन होता है। जब व्यास छोटा कर दिया जाता है, तो प्रकाश की केवल एक दिशा को गुजरने की अनुमति दी जाती है, यानी एकल-मोड फाइबर; मोड फाइबर का केंद्रीय ग्लास कोर बहुत पतला है, कोर व्यास आम तौर पर 8.5 या 9.5 माइक्रोन है, और यह 1310 और 1550 एनएम तरंग दैर्ध्य पर काम करता है।

मल्टीमोड फाइबर

मल्टी-मोड फाइबर (मल्टी मोड फाइबर) एक फाइबर है जो मल्टीपल गाइडेड मोड ट्रांसमिशन की अनुमति देता है। मल्टीमोड फाइबर का मुख्य व्यास आम तौर पर 50μm/62.5μm होता है। क्योंकि मल्टीमोड फाइबर का कोर व्यास अपेक्षाकृत बड़ा होता है, यह एक फाइबर पर प्रकाश के विभिन्न तरीकों को प्रसारित करने की अनुमति दे सकता है। मल्टीमोड की मानक तरंग दैर्ध्य क्रमशः 850nm और 1300nm हैं। WBMMF (वाइडबैंड मल्टीमोड फाइबर) नामक एक नया मल्टीमोड फाइबर मानक भी है, जो 850nm और 953nm के बीच तरंग दैर्ध्य का उपयोग करता है।

सिंगल-मोड फाइबर और मल्टी-मोड फाइबर दोनों का क्लैडिंग व्यास 125 μm है।

सिंगल-मोड फाइबर या मल्टी-मोड फाइबर?

संचरण दूरी

सिंगल-मोड फाइबर का छोटा व्यास प्रतिबिंब को सख्त बनाता है, जिससे प्रकाश के केवल एक मोड को यात्रा करने की अनुमति मिलती है, ताकि ऑप्टिकल सिग्नल दूर तक यात्रा कर सके। जैसे ही प्रकाश कोर से होकर गुजरता है, प्रकाश परावर्तन की मात्रा कम हो जाती है, क्षीणन कम हो जाता है और सिग्नल का और अधिक प्रसार होता है। क्योंकि इसमें कोई अंतर-मोड फैलाव या छोटा अंतर-मोड फैलाव नहीं है, सिंगल-मोड फाइबर सिग्नल को प्रभावित किए बिना 40 किलोमीटर या उससे अधिक तक संचारित कर सकता है। इसलिए, सिंगल-मोड फाइबर का उपयोग आमतौर पर लंबी दूरी के डेटा ट्रांसमिशन के लिए किया जाता है और दूरसंचार कंपनियों और केबल टीवी प्रदाताओं और विश्वविद्यालयों आदि में इसका व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है।

मल्टीमोड फाइबर में बड़ा व्यास वाला कोर होता है और यह कई मोड में प्रकाश संचारित कर सकता है। मल्टी-मोड ट्रांसमिशन में, बड़े कोर आकार के कारण, अंतर-मोड फैलाव बड़ा होता है, यानी ऑप्टिकल सिग्नल तेजी से "फैलता" है। लंबी दूरी के ट्रांसमिशन के दौरान सिग्नल की गुणवत्ता कम हो जाएगी, इसलिए मल्टी-मोड फाइबर का उपयोग आमतौर पर कम दूरी, ऑडियो/वीडियो अनुप्रयोगों और स्थानीय क्षेत्र नेटवर्क (LAN) के लिए किया जाता है, और OM3/OM4/OM5 मल्टी-मोड फाइबर उच्च का समर्थन कर सकता है -स्पीड डेटा ट्रांसमिशन।

बैंडविड्थ, क्षमता

बैंडविड्थ को सूचना ले जाने की क्षमता के रूप में परिभाषित किया गया है। ऑप्टिकल फाइबर ट्रांसमिशन बैंड की चौड़ाई को प्रभावित करने वाला मुख्य कारक विभिन्न फैलाव हैं, जिनमें से मोडल फैलाव सबसे महत्वपूर्ण है। सिंगल-मोड फाइबर का फैलाव छोटा होता है, इसलिए यह लंबी दूरी तक विस्तृत आवृत्ति बैंड में प्रकाश संचारित कर सकता है। चूंकि मल्टी-मोड फाइबर हस्तक्षेप, हस्तक्षेप और अन्य जटिल समस्याएं पैदा करेगा, यह बैंडविड्थ और क्षमता में सिंगल-मोड फाइबर जितना अच्छा नहीं है। मल्टी-मोड फाइबर बैंडविड्थ OM5 की नवीनतम पीढ़ी 28000 मेगाहर्ट्ज/किमी पर सेट है, जबकि सिंगल-मोड फाइबर बैंडविड्थ बहुत बड़ा है।