ऑप्टिकल नेटवर्क। विषय: फाइबर-ऑप्टिक संचार लाइनें। फाइबर-ऑप्टिक संचार लाइनें

ऑप्टिकल फाइबर को वर्तमान में सूचना प्रसारित करने के लिए सबसे सही भौतिक माध्यम माना जाता है, साथ ही साथ सूचनाओं की बड़ी धाराओं को प्रसारित करने के लिए सबसे अधिक आशाजनक माध्यम है। इसके लिए आधार ऑप्टिकल तरंगों में निहित कई विशेषताओं से प्राप्त होते हैं।

१.१ शारीरिक विशेषताएं।

1. अत्यंत उच्च वाहक आवृत्ति (Fo = 10 ** 14 Hz) के कारण ब्रॉडबैंड ऑप्टिकल सिग्नल। इसका मतलब है कि सूचना को लगभग 10 12 बिट / एस या टेराबिट / एस की गति से एक ऑप्टिकल संचार लाइन पर प्रेषित किया जा सकता है। दूसरे शब्दों में, एक फाइबर पर 10 मिलियन टेलीफोन वार्तालाप और एक मिलियन वीडियो सिग्नल एक साथ प्रेषित किए जा सकते हैं। एक बार में दो दिशाओं में सूचना स्थानांतरित करके डेटा ट्रांसफर दर को बढ़ाया जा सकता है, क्योंकि प्रकाश तरंगें एक-दूसरे से स्वतंत्र रूप से एक फाइबर में फैल सकती हैं। इसके अलावा, दो अलग-अलग ध्रुवीकरणों के प्रकाश संकेत ऑप्टिकल फाइबर में फैल सकते हैं, जो आपको ऑप्टिकल संचार चैनल की बैंडविड्थ को दोगुना करने की अनुमति देता है। आज तक, ऑप्टिकल फाइबर के माध्यम से प्रेषित जानकारी के घनत्व पर सीमा नहीं पहुंची है।
बहुत कम (अन्य मीडिया की तुलना में) फाइबर में प्रकाश संकेत की क्षीणन। रूसी फाइबर के सर्वश्रेष्ठ नमूनों में 1.55 माइक्रोन की तरंग दैर्ध्य पर 0.22 डीबी / किमी की एक भिगोना है, जो आपको पुन: उत्पन्न करने वाले संकेतों के बिना 100 किमी लंबी तक संचार लाइनें बनाने की अनुमति देता है। तुलना के लिए, 1.55 माइक्रोन के तरंग दैर्ध्य पर सबसे अच्छा सुमितोमो फाइबर में 0.154 डीबी / किमी की भिगोना है। अमेरिका के ऑप्टिकल प्रयोगशालाओं में, और भी अधिक पारदर्शी, तथाकथित फ्लोरोक्रोनोकेट फाइबर 2.5 माइक्रोन के तरंग दैर्ध्य पर लगभग 0.02 डीबी / किमी की सैद्धांतिक सीमा के साथ विकसित किए जा रहे हैं। प्रयोगशाला अध्ययनों से पता चला है कि इस तरह के तंतुओं के आधार पर 1 Gbit / s के संचरण की गति से 4,600 किमी के माध्यम से पुनर्जनन स्थलों के साथ संचार लाइनें बनाई जा सकती हैं।

1.2 तकनीकी विशेषताएं।

1. फाइबर क्वार्ट्ज से बना है, जो तांबे के विपरीत, सिलिकॉन डाइऑक्साइड, एक व्यापक और इसलिए सस्ती सामग्री पर आधारित है।
2. ऑप्टिकल फाइबर में लगभग 100 माइक्रोन का व्यास होता है। यह बहुत कॉम्पैक्ट और हल्का होता है, जो उन्हें विमानन, इंस्ट्रूमेंट इंजीनियरिंग, केबल प्रौद्योगिकी में उपयोग के लिए आशाजनक बनाता है।
3. ग्लास फाइबर धातु नहीं हैं, संचार प्रणालियों के निर्माण के दौरान खंडों के गैल्वेनिक अलगाव स्वचालित रूप से प्राप्त होते हैं। अत्यधिक टिकाऊ प्लास्टिक का उपयोग करके, केबल प्लांट स्व-सहायक निलंबन केबल का उत्पादन करते हैं जिसमें धातु नहीं होती है और इसलिए यह विद्युत रूप से सुरक्षित है। इस तरह के केबल मौजूदा बिजली लाइनों के मस्तूलों पर लगाए जा सकते हैं, दोनों अलग-अलग और चरण कंडक्टर में निर्मित होते हैं, जो नदियों और अन्य बाधाओं के माध्यम से केबल बिछाने के लिए काफी धन बचाते हैं।
4. ऑप्टिकल फाइबर पर आधारित संचार प्रणाली विद्युत चुम्बकीय हस्तक्षेप के लिए प्रतिरोधी है, और ऑप्टिकल फाइबर के माध्यम से प्रेषित जानकारी अनधिकृत पहुंच से सुरक्षित है। फाइबर-ऑप्टिक संचार लाइनों को गैर-विनाशकारी तरीके से नहीं सुना जा सकता है। फाइबर पर कोई भी प्रभाव लाइन की अखंडता की निगरानी (निरंतर निगरानी) द्वारा दर्ज किया जा सकता है। सैद्धांतिक रूप से, निगरानी द्वारा सुरक्षा को दरकिनार करने के तरीके हैं, लेकिन इन तरीकों को लागू करने की लागत इतनी महान होगी कि वे अवरोधन की जानकारी की लागत से अधिक हो।

   ऑप्टिकल संचार लाइनों के माध्यम से सूचना के गुप्त प्रसारण की एक विधि है। गुप्त संचरण में, विकिरण स्रोत से संकेत को आयाम में संशोधित नहीं किया जाता है, जैसा कि पारंपरिक प्रणालियों में होता है, लेकिन चरण में। सिग्नल तब अपने आप से मिलाया जाता है, कुछ समय के लिए विलंबित होता है, विकिरण स्रोत के सुसंगत समय से अधिक।

   फाइबर संचरण तेजी से

   मूल्यांकन करते समय कि आप किस प्रकार के नेटवर्क केबल को स्थापित करना चाहते हैं, आपको किस प्रकार के साथ जाना चाहिए? जबकि फाइबर ऑप्टिक केबल अधिक महंगे हैं, कई फायदे हैं जो इसे अपने कॉपर समकक्ष की तुलना में अधिक आकर्षक केबल इंफ्रास्ट्रक्चर समाधान बनाते हैं। इलेक्ट्रॉनों की गति के आधार पर, फाइबर-ऑप्टिक और तांबे के तार के संचरण को फोटोन की गति तक कम किया जा सकता है। जबकि फाइबर ऑप्टिक केबल प्रकाश की गति से नहीं चलते हैं, वे करीब 31 प्रतिशत धीमी गति से आ रहे हैं।

   संचरण की इस पद्धति के साथ, सूचना को एक विकिरण विकिरण रिसीवर द्वारा बाधित नहीं किया जा सकता है, क्योंकि यह केवल निरंतर तीव्रता का संकेत दर्ज करेगा।

   इंटरसेप्टेड सिग्नल का पता लगाने के लिए, आपको एक विशेष डिजाइन के साथ एक ट्यूनेबल माइकलसन इंटरफेरोमीटर की आवश्यकता होती है। इसके अलावा, हस्तक्षेप पैटर्न की दृश्यता को 1: 2N के रूप में कमजोर किया जा सकता है, जहां एन ऑप्टिकल सिग्नल सिस्टम पर एक साथ प्रेषित संकेतों की संख्या है। आप प्रेषित जानकारी को कई संकेतों में वितरित कर सकते हैं या कई शोर संकेतों को प्रसारित कर सकते हैं, इस प्रकार सूचना को बाधित करने के लिए स्थितियां बिगड़ सकती हैं। यह एक ऑप्टिकल संकेत प्राप्त करने के लिए फाइबर से एक महत्वपूर्ण शक्ति आकर्षित की आवश्यकता होगी, और यह हस्तक्षेप आसानी से निगरानी प्रणालियों के लिए पंजीकृत है।

   फाइबर ऑप्टिक संचरण कम क्षीणन में परिणाम देता है

   लंबी दूरी की यात्रा करते समय, फाइबर ऑप्टिक केबल तांबे के केबलों की तुलना में कम संकेत हानि का अनुभव करते हैं। इसे कम क्षीणन कहा जाता है।

   फाइबर-ऑप्टिक केबल विद्युत चुम्बकीय हस्तक्षेप के लिए प्रतिरक्षा हैं

     तांबे के तार, अगर ठीक से स्थापित नहीं हैं, तो विद्युत चुम्बकीय धाराएं उत्पन्न होंगी जो अन्य तारों के साथ हस्तक्षेप कर सकती हैं और नेटवर्क को नुकसान पहुंचा सकती हैं। कॉपर केबल के विपरीत फाइबर ऑप्टिक केबल, बिजली का संचालन नहीं करते हैं।

   फाइबर ऑप्टिक केबल आसानी से नहीं टूटते

   फाइबर ऑप्टिक केबल का एक अतिरिक्त लाभ यह है कि वे ज्वलनशील नहीं होते हैं। इसका मतलब है कि आपको उन्हें तांबे के तारों के रूप में अक्सर बदलने की चिंता करने की ज़रूरत नहीं है। इस तथ्य के बावजूद कि फाइबर ग्लास से बना है, तांबे के तारों को फाइबर ऑप्टिक केबल की तुलना में नुकसान के लिए अधिक संवेदनशील है।

ऑप्टिकल फाइबर की एक महत्वपूर्ण संपत्ति स्थायित्व है। फाइबर का जीवनकाल, अर्थात्, कुछ सीमाओं के भीतर इसके गुणों का संरक्षण, 25 साल से अधिक है, जो आवश्यक रूप से फाइबर-ऑप्टिक केबल बिछाने की अनुमति देता है, और रिसीवर और ट्रांसमीटरों को तेजी से प्रतिस्थापित करके चैनल क्षमता बढ़ाता है।

फाइबर प्रौद्योगिकी में नुकसान हैं:

1. संचार लाइन बनाने के लिए अत्यधिक विश्वसनीय सक्रिय तत्वों की आवश्यकता होती है जो विद्युत संकेतों को प्रकाश और प्रकाश को विद्युत संकेतों में परिवर्तित करते हैं। कम ऑप्टिकल नुकसान के साथ ऑप्टिकल कनेक्टर (कनेक्टर्स) और एक बड़े कनेक्शन-डिस्कनेक्ट संसाधन की भी आवश्यकता होती है। ऐसे संचार लाइन तत्वों के निर्माण की सटीकता विकिरण तरंग दैर्ध्य के अनुरूप होनी चाहिए, अर्थात्, त्रुटियां एक माइक्रोन अंश के क्रम की होनी चाहिए। इसलिए, ऑप्टिकल संचार लाइनों के ऐसे घटकों का उत्पादन बहुत महंगा है।
2. एक और नुकसान यह है कि ऑप्टिकल फाइबर की स्थापना के लिए सटीक, और इसलिए महंगी, प्रक्रिया उपकरण की आवश्यकता होती है।
3. नतीजतन, एक ऑप्टिकल केबल के दुर्घटना (ब्रेक) के मामले में, तांबे के केबलों के साथ काम करने पर बहाली की लागत अधिक होती है।

फाइबर-ऑप्टिक संचार लाइनों (एफओसीएल) का उपयोग करने के फायदे इतने महत्वपूर्ण हैं कि ऑप्टिकल फाइबर के सूचीबद्ध नुकसान के बावजूद, इन संचार लाइनों का उपयोग सूचना प्रसारित करने के लिए तेजी से किया जा रहा है।

2. ऑप्टिकल फाइबर

कई देशों के उद्योग ने फाइबर ऑप्टिक लिंक के उत्पादों और घटकों की एक विस्तृत श्रृंखला के उत्पादन में महारत हासिल की है। यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि फाइबर ऑप्टिक घटकों का उत्पादन, मुख्य रूप से ऑप्टिकल फाइबर, उच्च एकाग्रता द्वारा प्रतिष्ठित है। अधिकांश व्यवसाय संयुक्त राज्य में केंद्रित हैं। प्रमुख पेटेंट होने के बाद, अमेरिकी फर्मों (सबसे पहले यह कंपनी "कॉर्निंग" को संदर्भित करती है) दुनिया भर में फाइबर-ऑप्टिक घटकों के उत्पादन और बाजार को प्रभावित करती है, अन्य फर्मों के साथ लाइसेंसिंग समझौतों के निष्कर्ष और संयुक्त उद्यमों के निर्माण के लिए।

फाइबर ऑप्टिक घटकों में सबसे महत्वपूर्ण - ऑप्टिकल फाइबर। सिग्नल ट्रांसमिशन के लिए दो प्रकार के फाइबर का उपयोग किया जाता है: सिंगल मोड और मल्टीमोड। फाइबर ने उनमें विकिरण प्रसार के मोड से अपना नाम प्राप्त किया। फाइबर में एक कोर और एक शेल होता है जिसमें विभिन्न अपवर्तक सूचकांक n1 और n2 होते हैं।

एकल-मोड फाइबर में, प्रकाश गाइड कोर का व्यास लगभग 8-10 माइक्रोन है, अर्थात प्रकाश तरंग की लंबाई के बराबर है। इस ज्यामिति के साथ, केवल एक बीम (एक मोड) फाइबर में फैल सकता है।

एक मल्टीमोड फाइबर में, प्रकाश गाइड कोर का आकार लगभग 50-60 माइक्रोन है, जो बड़ी संख्या में किरणों (कई मोड) का प्रचार करना संभव बनाता है।

दोनों प्रकार के फाइबर दो महत्वपूर्ण मापदंडों की विशेषता है: क्षीणन और फैलाव।

क्षीणन आमतौर पर डीबी / किमी में मापा जाता है और ऑप्टिकल फाइबर के अवशोषण और बिखरने के नुकसान से निर्धारित होता है।

अवशोषण की हानि सामग्री की शुद्धता पर निर्भर करती है, और बिखरने वाला नुकसान सामग्री के अपवर्तक सूचकांक की अनियमितताओं पर निर्भर करता है।

फाइबर में शुरू विकिरण की तरंग दैर्ध्य पर निर्भर करता है। वर्तमान में, फाइबर पर सिग्नल ट्रांसमिशन तीन श्रेणियों में किया जाता है: 0.85 माइक्रोन, 1.3 माइक्रोन, 1.55 माइक्रोन, क्योंकि यह इन सीमाओं में है कि क्वार्ट्ज में एक बढ़ी हुई पारदर्शिता है।

ऑप्टिकल फाइबर का एक और महत्वपूर्ण पैरामीटर फैलाव है। फैलाव ऑप्टिकल सिग्नल के वर्णक्रमीय और मोड घटकों का समय फैलाव है। फैलाव तीन प्रकार के होते हैं: मोड, सामग्री और वेवगाइड।

मोड विचरण  मल्टीमोड फाइबर में निहित है और बड़ी संख्या में मोड की उपस्थिति के कारण, जिसके प्रसार का समय अलग है

सामग्री फैलाव  तरंग दैर्ध्य पर अपवर्तक सूचकांक की निर्भरता के कारण

तरंग फैलाव  मोड के अंदर प्रक्रियाओं के कारण और तरंगदैर्ध्य पर मोड प्रसार वेग की निर्भरता की विशेषता है।

चूंकि एलईडी या लेजर तरंगदैर्ध्य की एक निश्चित सीमा का उत्सर्जन करता है, इसलिए फैलाव फाइबर के माध्यम से प्रसार के दौरान दालों के चौड़ीकरण की ओर जाता है और जिससे संकेतों का विरूपण होता है। मूल्यांकन में, "बैंडविड्थ" शब्द का उपयोग किया जाता है - यह ऑप्टिकल फाइबर के साथ 1 किमी की दूरी से गुजरने पर पल्स ब्रॉडिंग का पारस्परिक है। मेगाहर्ट्ज * किमी में मापा बैंडविड्थ। बैंडविड्थ की परिभाषा से, यह देखा जा सकता है कि विचरण संचरण दूरी और प्रेषित संकेतों की ऊपरी आवृत्ति पर एक सीमा लगाता है।

यदि मल्टीमोड फाइबर के माध्यम से प्रकाश के प्रसार के दौरान, एक नियम के रूप में मोड फैलाव प्रबल होता है, तो केवल बाद के दो प्रकार के फैलाव एकल-मोड फाइबर में अंतर्निहित होते हैं। 1.3 माइक्रोन की तरंग दैर्ध्य पर, एकल-मोड फाइबर में सामग्री और वेवगाइड फैलाव एक दूसरे की भरपाई करते हैं, जो उच्चतम थ्रूपुट सुनिश्चित करता है।

विभिन्न प्रकार के प्रकाशीय तंतुओं का अलगाव और फैलाव अलग-अलग होते हैं। एकल-मोड फाइबर में बेहतर क्षीणन और बैंडविड्थ विशेषताएं होती हैं, क्योंकि उनमें केवल एक बीम वितरित किया जाता है। हालांकि, एकल-मोड विकिरण स्रोत मल्टीमोड वाले की तुलना में कई गुना अधिक महंगे हैं। सिंगल-मोड फाइबर के लिए, प्रकाश-गाइड कोर के छोटे आकार के कारण विकिरण को पेश करना अधिक कठिन होता है, उसी कारण एकल-मोड फाइबर कम नुकसान के साथ बिखरना मुश्किल होता है। ऑप्टिकल कनेक्टर के साथ एकल-मोड केबल की समाप्ति भी अधिक महंगी है।

मल्टीमोड फाइबर स्थापना के लिए अधिक सुविधाजनक हैं, क्योंकि उनमें प्रकाश गाइड कोर का आकार एकल-मोड फाइबर की तुलना में कई गुना बड़ा है। मल्टीमोड केबल संयुक्त में कम-नुकसान वाले ऑप्टिकल कनेक्टर्स (0.3 डीबी तक) के साथ समाप्त करना आसान है। 0.85 माइक्रोन के तरंग दैर्ध्य के लिए एमिटर मल्टीमोड फाइबर के लिए डिज़ाइन किए गए हैं - सबसे सस्ती और सस्ते एमिटर एक बहुत विस्तृत श्रृंखला में निर्मित होते हैं। लेकिन मल्टीमोड फाइबर के इस तरंग दैर्ध्य में क्षीणन 3-4 डीबी / किमी के भीतर होता है और इसमें काफी सुधार नहीं किया जा सकता है। मल्टीमोड फाइबर की बैंडविड्थ 800 मेगाहर्ट्ज * किमी तक पहुंचती है, जो स्थानीय संचार नेटवर्क के लिए स्वीकार्य है, लेकिन ट्रंक लाइनों के लिए पर्याप्त नहीं है।

3. फाइबर ऑप्टिक केबल

फाइबर ऑप्टिक लिंक की विश्वसनीयता और स्थायित्व को निर्धारित करने वाला दूसरा सबसे महत्वपूर्ण घटक फाइबर-ऑप्टिक केबल (FOC) है। आज दुनिया में कई दर्जन कंपनियां हैं जो विभिन्न उद्देश्यों के लिए ऑप्टिकल केबल का उत्पादन करती हैं। उनमें से सबसे प्रसिद्ध हैं: एटी एंड टी, जनरल केबल कंपनी (यूएसए); सीकर (FRG); बीआईसीसी केबल (यूके); लेस केबल्स डी लायन (फ्रांस); नोकिया (फिनलैंड); एनटीटी, सुमितोमो (जापान), पिरेली (इटली)।

कड़ाही के उत्पादन में परिभाषित पैरामीटर ऑपरेटिंग लाइन की परिचालन स्थिति और क्षमता है।

ऑपरेटिंग परिस्थितियों के अनुसार, केबलों को विभाजित किया जाता है:

• बढ़ते
• स्थिर
• आंचलिक
• ट्रंक

पहले दो प्रकार के केबल भवनों और संरचनाओं के अंदर स्थापना के लिए डिज़ाइन किए गए हैं। वे कॉम्पैक्ट, हल्के और, एक नियम के रूप में, एक छोटी निर्माण लंबाई है।

पिछले दो प्रकार के केबलों को पानी के नीचे बिजली लाइनों के साथ, जमीन पर, कुओं में केबल संचार बिछाने के लिए डिज़ाइन किया गया है। ये केबल बाहरी प्रभावों और दो किलोमीटर से अधिक की निर्माण लंबाई से सुरक्षित हैं।

संचार लाइन की उच्च बैंडविड्थ सुनिश्चित करने के लिए, एफओसी कम क्षीणन के साथ एकल-मोड फाइबर की एक छोटी संख्या (8 तक) से युक्त होते हैं, और वितरण नेटवर्क के लिए केबल में नेटवर्क मोड के बीच की दूरी के आधार पर एकल-मोड और मल्टीमोड दोनों फाइबर के 144 फाइबर हो सकते हैं।

वोक के निर्माण में मुख्य रूप से दो दृष्टिकोणों का उपयोग किया जाता है:

• तत्वों की मुक्त गति के साथ डिजाइन
• तत्वों के बीच एक कठोर संबंध के साथ संरचनाएं

प्रकार के निर्माणों द्वारा, मोड़ मोड़, बंडल मोड़, एक कोर कोर वाले केबल, साथ ही साथ रिबन केबल्स को प्रतिष्ठित किया जाता है। FOC डिजाइनों के कई संयोजन हैं, जो कि प्रयुक्त सामग्री के एक बड़े वर्गीकरण के साथ संयोजन में, आप केबल डिजाइन का चयन करने की अनुमति देते हैं जो परियोजना की लागत सहित सभी परियोजना स्थितियों के लिए सबसे उपयुक्त है।

ग्राउंड वायर में एम्बेडेड केबल्स द्वारा एक विशेष वर्ग का निर्माण किया जाता है।

अलग से, केबल की लंबाई बढ़ाने के तरीकों पर विचार करें।

एक विशेष डिजाइन के केबल आस्तीन का उपयोग करके ऑप्टिकल केबलों के निर्माण की लंबाई के splicing को बनाया गया है। इन कपलिंगों में दो या अधिक केबल प्रविष्टियां होती हैं, केबल के विद्युत तत्वों को बन्धन के लिए उपकरण और एक या कई ब्याह प्लेटें। स्प्लिस प्लेट विभिन्न केबलों के मसालेदार तंतुओं को बिछाने और ठीक करने के लिए एक डिज़ाइन है।

4. ऑप्टिकल कनेक्टर्स

ऑप्टिकल केबल बिछाए जाने के बाद, इसे प्राप्त-संचारण उपकरणों से जोड़ना आवश्यक है। यह ऑप्टिकल कनेक्टर (कनेक्टर्स) का उपयोग करके किया जा सकता है। संचार प्रणाली कई प्रकार के कनेक्टर्स का उपयोग करती है। आज हम केवल मुख्य प्रजातियों पर विचार करते हैं जिन्होंने दुनिया में सबसे बड़ा वितरण प्राप्त किया है। कनेक्टर्स की उपस्थिति को आकृति में दिखाया गया है।

कनेक्टर्स की विशेषताओं को तालिका 1 में प्रस्तुत किया गया है। जब हम कहते हैं कि इन प्रकार के कनेक्टर सबसे आम हैं, तो इसका मतलब है कि अधिकांश फाइबर ऑप्टिक उपकरणों में सूचीबद्ध प्रकार के कनेक्टर्स में से एक के लिए सॉकेट (एडेप्टर) हैं। मैं तालिका 1 के अंतिम भाग के बारे में कुछ शब्द कहना चाहूंगा। यह एक नए प्रकार के निर्धारण को संदर्भित करता है: "पुश-पुल"।

तालिका 1:

"पुश-पुल" को ठीक करने से कनेक्टर को सॉकेट से सबसे सरल तरीके से कनेक्ट करना संभव हो जाता है - कुंडी पर। कुंडी-क्लैंप एक विश्वसनीय कनेक्शन प्रदान करता है, इसे यूनियन नट को घुमाने की आवश्यकता नहीं है। पुश-पुल कनेक्टर्स का एक महत्वपूर्ण लाभ वितरण और क्रॉस-कनेक्ट पैनल पर बढ़ते ऑप्टिकल कनेक्टर्स और कनेक्शन की आसानी के उच्च घनत्व है।

5. ऑप्टिकल संचार प्रणालियों के इलेक्ट्रॉनिक घटक

अब ऑप्टिकल सिग्नल ट्रांसमिट करने और प्राप्त करने की समस्या पर ध्यान दें। फाइबर ऑप्टिक ट्रांसमीटरों की पहली पीढ़ी को 1975 में पेश किया गया था। ट्रांसमीटर का आधार एक प्रकाश उत्सर्जक डायोड था जो मल्टीमोड मोड में 0.85 माइक्रोन के तरंग दैर्ध्य पर काम कर रहा था।

अगले तीन वर्षों में, दूसरी पीढ़ी दिखाई दी - 1.3 माइक्रोन के तरंग दैर्ध्य में सक्रिय एकल-मोड ट्रांसमीटर।

1982 में, ट्रांसमीटरों की तीसरी पीढ़ी का जन्म हुआ - डायोड लेजर 1.55 माइक्रोन के तरंग दैर्ध्य पर काम कर रहा है।

अनुसंधान जारी रहा और अब ऑप्टिकल ट्रांसमीटरों की चौथी पीढ़ी आई, जिसने सुसंगत संचार प्रणालियों को जन्म दिया - अर्थात, ऐसी प्रणालियाँ जिनमें सूचना विकिरण की आवृत्ति या चरण को संशोधित करके प्रसारित की जाती है। इस तरह की संचार प्रणाली ऑप्टिकल फाइबर के माध्यम से सिग्नल प्रसार की एक बहुत बड़ी श्रृंखला प्रदान करती है। NTT विशेषज्ञों ने 300 किमी की लंबाई में 2.48832 Gbit / s की ट्रांसमिशन गति पर एक STM-16 फाइबर रहित सुसंगत फाइबर का निर्माण किया, और 1990 की शुरुआत में NTT प्रयोगशालाओं में, वैज्ञानिकों ने पहली बार 2223 किमी की दूरी पर 2.5 Gbit / s की गति से ऑप्टिकल एम्पलीफायरों का उपयोग करके एक संचार प्रणाली बनाई।

एर्बियम-डॉप्ड ऑप्टिकल फाइबर पर आधारित ऑप्टिकल एम्पलीफायरों की उपस्थिति, जो 30 डीबी द्वारा फाइबर से गुजरने वाले संकेतों को प्रवर्धित करने में सक्षम है, ने ऑप्टिकल संचार प्रणालियों की पांचवीं पीढ़ी को जन्म दिया। वर्तमान में, हजारों किलोमीटर की दूरी पर लंबी दूरी के ऑप्टिकल संचार की प्रणालियां विकसित हो रही हैं। यूएस-यूरोप ट्रान्साटलांटिक संचार लाइनें TAT-8 और TAT-9, US-Airport-Pacific TRS-3 पैसिफिक लाइन सफलतापूर्वक संचालित हैं। वैश्विक जापान जापान-सिंगापुर-भारत-सऊदी अरब-मिस्र-इटली ऑप्टिकल संचार रिंग के निर्माण को पूरा करने के लिए काम चल रहा है।

हाल के वर्षों में, सुसंगत संचार प्रणालियों के साथ, एक वैकल्पिक दिशा विकसित की गई है: सोलिटॉन संचार प्रणाली। एक सोलिटोन असामान्य गुणों वाला एक हल्का नाड़ी है: यह अपने आकार को बनाए रखता है और सैद्धांतिक रूप से "आदर्श" फाइबर के माध्यम से असीम रूप से फैल सकता है। संचार के लिए सोलिटॉन आदर्श प्रकाश दालों हैं। सॉलिटॉन की अवधि एक सेकंड (10 पीएस) के लगभग 10 ट्रिलियन अंश है। सॉलिटॉन सिस्टम जिसमें एक अलग बिट की जानकारी एक सोलिटॉन की उपस्थिति या अनुपस्थिति से एन्कोड की जाती है, 10,000 किमी की दूरी पर कम से कम 5 Gbit / s की क्षमता हो सकती है।

इस संचार प्रणाली का उपयोग पहले से निर्मित ट्रांसट्रैटॉनिक लाइन TAT-8 पर किया जाना चाहिए। ऐसा करने के लिए, आपको पानी के नीचे की कड़ाही उठानी होगी, सभी पुनर्योजी को विघटित करना होगा और सभी तंतुओं को सीधे उगलना होगा। नतीजतन, पानी के नीचे मुख्य पर एक भी मध्यवर्ती पुनर्जनन नहीं होगा।

6. कंप्यूटर नेटवर्क में फाइबर ऑप्टिक का उपयोग

वैश्विक संचार नेटवर्क के निर्माण के साथ, स्थानीय क्षेत्र नेटवर्क (LAN) के निर्माण में ऑप्टिकल फाइबर का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है।

फर्म "VIMKOM OPTIK", ऑटोमेशन और इलेक्ट्रॉनिक तकनीकों में लगी हुई है, ऑप्टिकल संचार लाइनों का उपयोग करके स्थानीय और लंबी दौड़ वाले ईथरनेट, फास्ट ईथरनेट, एफडीडीआई, एटीएम / एसडीएच नेटवर्क को विकसित और स्थापित करती है। VIMKOM OPTIC यह तीन कारणों से करता है। पहला, यह लाभदायक है। विस्तारित नेटवर्क खंडों को स्थापित करते समय, रिपीटर्स की आवश्यकता नहीं होती है। दूसरे, यह विश्वसनीय है। ऑप्टिकल संचार लाइनों में बहुत कम शोर स्तर होता है, जो 10 ** (- 10) से अधिक की त्रुटि दर के साथ सूचना प्रसारित करना संभव बनाता है। तीसरा, यह आशाजनक है। फाइबर-ऑप्टिक संचार लाइनें आपको केबल संचार को बदलने के बिना नेटवर्क की कंप्यूटिंग क्षमताओं को बढ़ाने की अनुमति देती हैं। ऐसा करने के लिए, बस तेजी से ट्रांसमीटर और रिसीवर स्थापित करें। यह उन उपयोगकर्ताओं के लिए महत्वपूर्ण है जो अपने लैन के विकास पर केंद्रित हैं।

नेटवर्क सेगमेंट को जोड़ने के लिए केबल सस्ती है, लेकिन इसकी स्थापना पर काम नेटवर्क स्थापना पर खर्च का सबसे बड़ा आइटम हो सकता है। यह न केवल केबल तकनीशियनों, बल्कि बिल्डरों की एक पूरी टीम (प्लास्टरर्स, पेंटर्स, इलेक्ट्रीशियन) का काम भी लेगा, जो कि महंगा है, मैनुअल श्रम की बढ़ती लागत को देखते हुए। लैन के मुख्य टोपोलॉजी: "बस", "स्टार", "रिंग"। वर्तमान में, सामान्य टायर का निर्माण करते समय ऑप्टिकल फाइबर का उपयोग करना मुश्किल होता है, लेकिन स्टार और रिंग टोपोलॉजी में उपयोग किए जाने वाले पॉइंट-टू-पॉइंट कनेक्शन के लिए इसका उपयोग करना सुविधाजनक है।

विशेष रूप से, लैन में प्रयुक्त फाइबर ऑप्टिक लाइनों की योजना निम्नानुसार व्यवस्थित की गई है:

विद्युत सिग्नल एक वर्कस्टेशन या सर्वर में स्थापित नेटवर्क नियंत्रक (उदाहरण के लिए, एक ईथरनेट नेटवर्क नियंत्रक) से आता है, फिर एक ट्रांसीवर (उदाहरण के लिए, एक ऑप्टिकल ISOLAN 3Com ट्रांसीवर) के विद्युत इनपुट पर जाता है, जो एक विद्युत सिग्नल को एक ऑप्टिकल सिग्नल में परिवर्तित करता है। एक ऑप्टिकल केबल (उदाहरण के लिए, OKG-50-2) ऑप्टिकल कनेक्टर (उदाहरण के लिए, ST) का उपयोग करके ट्रांसीवर के ऑप्टिकल कनेक्टर्स से जुड़ा हुआ है।

वीओएलएस के निर्माण के लिए कई विकल्पों पर विचार करें।

1. एक भवन के अंदर एफ.ओ.सी.एल. इस मामले में, एक दो-फाइबर ओके का उपयोग संचार के लिए किया जाता है (जैसे कि "नूडल्स"), जिसे यदि आवश्यक हो, तो पीएनडी -32 ट्यूब में एक झूठी मंजिल के नीचे या सजावटी बक्से में दीवारों के साथ रखा जा सकता है। सभी काम ग्राहक द्वारा किए जा सकते हैं, अगर आपूर्ति की गई केबल उपयुक्त कनेक्टर्स के साथ समाप्त हो जाती है।
2. इमारतों के बीच फाइबर-ऑप्टिक लाइन का निर्माण FOC बिछाने के साथ या तो केबल संचार कुओं के साथ किया जाता है, या समर्थन के बीच FOC को निलंबित करके किया जाता है। इस मामले में, मोटे मल्टीफिलामेंट केबल को ऑप्टिकल ट्रांससेवर्स से जोड़ना आवश्यक है। ऐसा करने के लिए, केबल आस्तीन का उपयोग करें, जो कड़ाही के छोर को काट रहे हैं, तंतुओं की पहचान और चयनित ट्रांससीवर्स के अनुरूप फाइबर कनेक्टर की समाप्ति। यह काम कई तरीकों से किया जा सकता है।
   1. आप ब्रेक-आउट के एक विशेष संस्करण में एक कड़ाही ऑर्डर कर सकते हैं। यह एक अधिक महंगा विकल्प है, लेकिन केबल को सीधे ऑप्टिकल कनेक्टर्स के साथ समाप्त किया जा सकता है, समाप्त मॉड्यूल (डोरियों, जैसे अधिष्ठापन तारों) को युग्मन से बाहर किया जाता है और प्राप्त करने और संचार करने वाले उपकरणों से जुड़ा होता है।
   2. केबल जोड़ों में एक छोर (पिग टेल) पर कनेक्टर्स के साथ ऑप्टिकल फाइबर डोरियों को वेल्ड करना संभव है। सुअर की पूंछ की लंबाई उपयोगकर्ता को सुविधा के कारणों के लिए चुना जाता है (उदाहरण के लिए, 3 मीटर)।
   3. आप फाइबर कनेक्टर्स को समाप्त कर सकते हैं और कनेक्टर्स को अंदर से ऑप्टिकल सॉकेट्स (कपलिंग) में प्लग कर सकते हैं, जो केबल बॉक्स की दीवार में घुड़सवार होता है। ऑप्टिकल केबल के कनेक्टर को प्राप्त करने और संचारित करने वाले उपकरणों के लिए युग्मन के बाहर प्लग किया जाता है।

ऑप्टिकल ट्रांसीवर के साथ कड़ाही को डॉक करने के अन्य तरीके हैं। प्रत्येक विधि के अपने फायदे और नुकसान हैं। VIMKOM OPTIC विशेषज्ञों के अभ्यास में, तीसरी विधि व्यापक हो गई, क्योंकि यह किफायती, विश्वसनीय है, सिरेमिक तत्वों के साथ सॉकेट्स और कनेक्टर्स के उपयोग के कारण छोटे सम्मिलन हानि प्रदान करता है, और उपयोगकर्ताओं के लिए भी सुविधाजनक है।

ऑप्टिकल क्रॉस-कनेक्ट की आवश्यकता का विशेष उल्लेख किया जाना चाहिए।

यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि हाल के वर्षों में ऑप्टिकल फाइबर को फैलाने के लिए कई तरीके विकसित किए गए हैं। एक विशेष उपकरण पर वेल्डिंग करके तंतुओं को फैलाने का एक सार्वभौमिक तरीका माना जाता है। इस तरह के उपकरणों का निर्माण किया जाता है: बीआईसीसी (यूके), एरिक्सन (स्वीडन), फुजिकुरा, सुमितोमो (जापान)। वेल्डिंग मशीनों की उच्च लागत ने ऑप्टिकल फाइबर के splicing के लिए वैकल्पिक प्रौद्योगिकियों के निर्माण का नेतृत्व किया है।

उदाहरण के लिए, तंतुओं के त्वरित कनेक्शन के लिए, विशेष रूप से विकसित 3 एम मैकेनिकल ब्याह का उपयोग किया जाता है। ये 40x7x4 मिमी के आयाम वाले प्लास्टिक के उपकरण हैं, जिसमें दो भाग होते हैं: केस और कवर। मामले के अंदर एक विशेष ढलान है जिसमें विभिन्न हिस्सों से सम्मिलित तंतुओं को डाला जाता है। फिर कवर पर रखो, जो एक ताला भी है। विशेष "ब्याह" डिजाइन मज़बूती से तंतुओं को केंद्र में रखता है। यह ~ 0.1 डीबी के जंक्शन पर नुकसान के साथ तंतुओं के तंग और उच्च-गुणवत्ता वाले कनेक्शन को बदल देता है। इस तरह के "ब्याह" फाइबर-ऑप्टिक क्षति की तेजी से वसूली के लिए विशेष रूप से सुविधाजनक है। फाइबर तैयार होने के बाद दो तंतुओं के कनेक्शन का समय 30 सेकंड से अधिक नहीं होता है (सुरक्षात्मक कोटिंग को हटा दिया गया है, एक कड़ाई से लंबवत दरार बना दिया गया है)। गोंद और विशेष उपकरणों के उपयोग के बिना स्थापना की जाती है, जो हार्ड-टू-पहुंच स्थान (उदाहरण के लिए, एक केबल कुएं में) में काम करते समय बहुत सुविधाजनक है।

SIECOR एक अन्य फाइबर स्प्लिसिंग तकनीक प्रदान करता है जिसमें फाइबर को एक सटीक झाड़ी में डाला जाता है। आस्तीन के अंदर फाइबर के जंक्शन पर ऑप्टिकल फाइबर के अपवर्तक सूचकांक के करीब अपवर्तक सूचकांक के साथ उच्च पारदर्शिता सिलिकॉन पर आधारित जेल रखा जाता है। यह जेल मसालेदार तंतुओं के सिरों के बीच ऑप्टिकल संपर्क प्रदान करता है और साथ ही साथ जंक्शन को सील करता है।

मोच के अन्य तरीके कम सामान्य हैं, हम उन पर ध्यान नहीं देंगे।

ऑप्टिकल संचार लाइनों की स्थापना VIMKOM OPTIK द्वारा सुमितोमो प्रकार 35 एसई वेल्डिंग मशीन की सहायता से की जाती है। यह उपकरण किसी भी प्रकार के फाइबर को मैनुअल और स्वचालित मोड में वेल्डिंग करने की अनुमति देता है, वेल्डिंग से पहले फाइबर का परीक्षण करता है, इष्टतम ऑपरेटिंग पैरामीटर सेट करता है, वेल्डिंग से पहले फाइबर की सतहों की गुणवत्ता का आकलन करता है, फाइबर जंक्शन पर नुकसान को मापता है और यदि आवश्यक हो, तो वेल्डिंग को दोहराने के लिए कमांड देता है। इसके अलावा, डिवाइस एक विशेष आस्तीन के साथ वेल्डिंग की जगह की सुरक्षा करता है और ताकत के लिए वेल्डेड संयुक्त की जांच करता है। डिवाइस 0.01-डीबी के नुकसान के साथ एकल-मोड और मल्टीमोड फाइबर को वेल्ड करने की अनुमति देता है, जो एक उत्कृष्ट परिणाम है। मैं विशेष रूप से वेल्डिंग की गुणवत्ता का आकलन करने के लिए एक विशेष रूप से विकसित विधि के बारे में कहना चाहूंगा। अन्य संरचनाओं जैसे बीआईसीसी के उपकरणों में, फाइबर मुड़ा हुआ होता है, और वेल्डेड फाइबर लेजर विकिरण के झुकने के स्थान पर पता लगाया जाता है, जो फोटोडेटेक्टर द्वारा दूसरे वेल्डेड फाइबर के मोड़ पर दर्ज किया जाता है। माप की इस पद्धति के साथ, फाइबर को अत्यधिक झुकने वाले विरूपण के अधीन किया जाता है, जिससे फाइबर के इस क्षेत्र में दरारें बन सकती हैं। सुमितोमो विशेष रूप से विकसित एल्गोरिदम का उपयोग करके वीडियो प्रसंस्करण के आधार पर एक गैर-विनाशकारी तरीके से माप आयोजित करता है।

कुछ विशेष अनुप्रयोगों के लिए, ऑप्टिकल फाइबर शेल के एक विशेष कोटिंग के साथ या कोर-शेल सीमा पर अपवर्तक सूचकांक के एक जटिल प्रोफ़ाइल के साथ निर्मित होते हैं। इस तरह के तंतुओं में झुकने वाले क्षेत्र में जांच विकिरण को पेश करना बहुत मुश्किल है। सुमितोमो उपकरणों के लिए, विशेष फाइबर के साथ काम करना आसान है। ऐसे उपकरण काफी महंगे हैं, लेकिन हम ऐसे उपकरणों पर काम करते हैं। यह दो लक्ष्यों को प्राप्त करता है: 1) वेल्डिंग की उच्च गुणवत्ता, 2) काम की उच्च गति, जो महत्वपूर्ण आदेश प्रदर्शन करते समय महत्वपूर्ण है (मुख्य संचार लाइन पर दुर्घटना का तत्काल उन्मूलन)।

फाइबर ऑप्टिक लाइनों की स्थापना के दौरान, एक ऑप्टिकल परावर्तक का उपयोग करके लाइन का परीक्षण किया जाता है। VIMKOM OPTIK के विशेषज्ञों के अनुसार, इस उद्देश्य के लिए सबसे अनुकूलित उपकरणों में से एक एंडो AQ7220 मिनी-रिफ्लेक्टोमीटर है। हल्के और कॉम्पैक्ट (340x235x100 मिमी, 3 -4 घंटे काम करने के लिए अंतर्निहित बैटरी के साथ 4.6 किलो), यह क्षेत्र में काम करने के लिए विशेष रूप से सुविधाजनक है। डिवाइस में आंतरिक मेमोरी, 3.5 "ड्राइव, हार्ड डिस्क (वैकल्पिक) है।

बिक्री में वृद्धि से सभी फाइबर ऑप्टिक घटकों की लागत में उल्लेखनीय कमी आती है, और ऑप्टिकल नेटवर्क के निर्माण के लिए नई प्रौद्योगिकियां आपको अत्यधिक विश्वसनीय दूरसंचार बनाने की अनुमति देती हैं।

हालाँकि ऐसे नेटवर्क हैं जो डेटा ट्रांसमिशन के लिए रेडियो ट्रांसमिशन और अन्य प्रकार की वायरलेस तकनीकों का उपयोग करते हैं, लेकिन अधिकांश नेटवर्क ट्रांसमिशन ट्रांसमिशन माध्यम के रूप में केबल का उपयोग करते हैं। सबसे अधिक बार, यह विद्युत संकेतों को स्थानांतरित करने के लिए तांबे के कंडक्टर के साथ एक केबल है, लेकिन ग्लास कोर के साथ शीसे रेशा केबल, जिसके माध्यम से प्रकाश दालों को प्रेषित किया जाता है, अधिक से अधिक लोकप्रिय हो रहा है। इस तथ्य के कारण कि फाइबर ऑप्टिक केबल बिजली के बजाय प्रकाश (फोटॉनों) का उपयोग करता है, तांबे की केबल में निहित लगभग सभी समस्याएं, जैसे कि विद्युत चुम्बकीय हस्तक्षेप, क्रॉसस्टॉक (क्रॉसस्टॉक) और ग्राउंडिंग की आवश्यकता पूरी तरह से समाप्त हो जाती है।

ऑप्टिकल फाइबर संरचना। डिवाइस फाइबर।

फाइबर के आंतरिक भाग को कोर कहा जाता है, जो कांच या प्लास्टिक का एक धागा होता है, बाहरी भाग को फाइबर के ऑप्टिकल क्लैडिंग या बस क्लैडिंग कहा जाता है, जो कोर का एक विशेष कोटिंग है जो इसके किनारों से केंद्र तक प्रकाश को दर्शाता है।

प्रकाश प्रसार पथ के आधार पर, एकल-मोड और मल्टीमोड फाइबर को प्रतिष्ठित किया जाता है। मल्टीमोड (बहु-आवृत्ति) फाइबर (MMF - मल्टी मोड फाइबर) में 125 माइक्रोन या 100 माइक्रोन के शेल व्यास के साथ 50 या 62.5 सुक्ष्ममापी और 140 माइक्रोन के खोल के बजाय एक बड़ा कोर व्यास होता है। सिंगल-मोड (सिंगल-फ़्रीक्वेंसी) फाइबर (SMF - सिंगल मोड फ़ाइबर) में शेल के समान व्यास के साथ 8 या 9.5 माइक्रोन का एक मुख्य व्यास होता है। बाहर, खोल में 60 माइक्रोन की मोटाई के साथ एक प्लास्टिक की चादर होती है, जिसे एक सुरक्षात्मक म्यान भी कहा जाता है। एक सुरक्षात्मक कोटिंग के साथ एक प्रकाश गाइड को एक ऑप्टिकल फाइबर कहा जाता है।

ऑप्टिकल फाइबर को मुख्य रूप से कोर और शेल के व्यास द्वारा विशेषता है; माइक्रोमीटर में इन आयामों को एक अंश का उपयोग करके रिकॉर्ड किया जाता है: 50/125, 62.5 / 125, 100/140, 8/125, 9.5 / 125 माइक्रोन। फाइबर के बाहरी व्यास (लेपित) को भी मानकीकृत किया गया है, दूरसंचार में, 250 माइक्रोन के व्यास वाले फाइबर मुख्य रूप से उपयोग किए जाते हैं। एक बफर कोटिंग या बस एक बफर के साथ फाइबर, व्यास में 900 माइक्रोन, प्राथमिक 250 माइक्रोन कोटिंग के लिए लागू किया जाता है।

सिंगलमोड और मल्टीमोड फाइबर।

जैसा कि पहले ही उल्लेख किया गया है, दो प्रकार के फाइबर ऑप्टिक केबल हैं: एकल मोड और मल्टीमोड। एक एकल-मोड केबल के अपेक्षाकृत पतले कोर के माध्यम से प्रचारित एक प्रकाश किरण, म्यान से उतनी बार उछलती नहीं है जितनी कि यह एक बहु-मोड केबल के मोटे कोर में होती है। पॉलीक्रोम (बहुक्रियाशीलता) प्रकाश का उपयोग उत्तरार्द्ध में डेटा संचरण के लिए किया जाता है, जबकि एकल-मोड प्रकाश केवल एक आवृत्ति (मोनोक्रोम विकिरण) का उपयोग करता है, जिससे उन्हें अपना नाम मिला। एकल-मोड केबल द्वारा प्रेषित संकेत एक लेजर द्वारा उत्पन्न होता है, और निश्चित रूप से, एक ही लंबाई की एक लहर है, जबकि विभिन्न लंबाई के एलईडी ड्राइव तरंगों द्वारा उत्पन्न मल्टीमोड सिग्नल। एकल-मोड केबल में, सिग्नल क्षीणन व्यावहारिक रूप से बाहर रखा गया है। यह और ऊपर सूचीबद्ध कई गुण एकल-मोड केबल को मल्टी-मोड केबल की तुलना में अधिक बैंडविड्थ के साथ कार्य करने और 50 गुना लंबे समय तक दूर करने की अनुमति देते हैं।

दूसरी ओर, एक एकल केबल बहुत अधिक महंगा है और इसमें मल्टीमॉड ऑप्टिकल केबल की तुलना में अपेक्षाकृत बड़ा मोड़ त्रिज्या है, जो इसके साथ काम करने के लिए असुविधाजनक बनाता है। अधिकांश फाइबर-ऑप्टिक नेटवर्क मल्टीमोड केबल का उपयोग करते हैं, जो कि एकल-मोड केबल के प्रदर्शन में हीन है, तांबे की तुलना में बहुत अधिक कुशल है। टेलीफोन कंपनियों और केबल टेलीविजन, हालांकि, एकल-मोड केबल का उपयोग करते हैं, क्योंकि यह अधिक डेटा और लंबी दूरी के लिए प्रसारित कर सकता है।

बीम के पारित होने के मोड।

बीम के लिए फाइबर के साथ प्रचार करने के लिए, इसे फाइबर के अक्ष से अधिक महत्वपूर्ण नहीं कोण पर दर्ज करना चाहिए, अर्थात एक काल्पनिक इनपुट शंकु में गिरना। इस महत्वपूर्ण कोण के साइन को प्रकाश गाइड NA का संख्यात्मक एपर्चर कहा जाता है।

एक मल्टीमोड फाइबर में, कोर के अपवर्तक सूचक और क्लैडिंग केवल 1-1.5% (उदाहरण के लिए, 1.515: 1.50) से भिन्न होते हैं। इसी समय, एपर्चर NA 0.2-0.3 है, और वह कोण जहां बीम प्रकाश गाइड में प्रवेश कर सकता है। अक्ष से 12-18 ° से अधिक नहीं होता है। एकल-मोड फाइबर में, अपवर्तक सूचक कम (1.505: 1.50) से भिन्न होते हैं, एनए एपर्चर 0.122 होता है और कोण अक्ष से 7 ° से अधिक नहीं होता है। एपर्चर जितना बड़ा होता है, बीम को फाइबर में पेश करना उतना ही आसान होता है, लेकिन यह मोड फैलाव को बढ़ाता है और बैंडविड्थ को बढ़ाता है।

संख्यात्मक एपर्चर ऑप्टिकल चैनल के सभी घटकों की विशेषता है - ऑप्टिकल फाइबर, स्रोत और विकिरण रिसीवर। ऊर्जा के नुकसान को कम करने के लिए, जुड़ने वाले तत्वों के एपर्चर को एक दूसरे के अनुरूप होना चाहिए।

शक्ति और संकेत हानि।

ऑप्टिकल सिग्नल पॉवर को dBm की लॉगरिदमिक इकाइयों में मापा जाता है (डेसीबल से मिलीवेट तक): 1 mW की पॉवर वाली सिग्नल 0 dBm के स्तर से मेल खाती है। किसी भी तत्व में एक संकेत का नुकसान क्षीणन है। जैसा कि बीम प्रचार करता है, इसका क्षीणन बिखरने और अवशोषण के कारण होता है। अवशोषण - थर्मल ऊर्जा में रूपांतरण - अशुद्धियों की उपस्थिति में होता है; कांच को साफ करें, ये नुकसान कम हैं। छितराया हुआ - फाइबर से किरणों का उत्पादन - फाइबर के झुकता में होता है, जब उच्च मोड की किरणें फाइबर को छोड़ देती हैं। मीडिया की सीमा की सतह के माइक्रोबेंड्स और अन्य दोषों में, स्कैटरिंग दोनों होता है।

फाइबर के लिए, विशिष्ट क्षीणन (डीबी / किमी) का संकेत दिया जाता है, और एक विशेष लाइन में क्षीणन मान प्राप्त करने के लिए, प्रति दिन क्षीणन इसकी लंबाई से गुणा किया जाता है। बढ़ती तरंग दैर्ध्य के साथ क्षरण कम हो जाता है, लेकिन निर्भरता गैर-मोनोटोनिक है। 850 माइक्रोन और 1300 माइक्रोन की तरंग दैर्ध्य वाले क्षेत्रों में मल्टीमोड फाइबर की पारदर्शिता खिड़कियां हैं। सिंगल-मोड फाइबर के लिए, खिड़कियां लगभग 1300 और 1500-1600 माइक्रोन की सीमा में हैं। स्वाभाविक रूप से, संचार दक्षता को बढ़ाने के लिए, उपकरण को खिड़कियों में से एक में स्थित तरंग दैर्ध्य के लिए ट्यून किया जाता है। सिंगल-मोड फाइबर का उपयोग क्रमशः 1550 और 1300 एनएम के लिए किया जाता है, जिसमें क्रमशः 0.25 और 0.35 डीबी / किमी के विशिष्ट रैखिक क्षीणन होता है। मल्टीमोड फाइबर का उपयोग 1300 और 850 एनएम तरंगों के लिए किया जाता है, जहां विशिष्ट क्षीणन 0.75 और 2.7 डीबी / किमी है।

ऑप्टिकल ट्रांसमिशन में, सबसे जटिल कार्य फाइबर के सिरों और जंक्शनों से जुड़े होते हैं। यह प्रकाश दालों की पीढ़ी है और उन्हें फाइबर में इनपुट, सिग्नल प्राप्त करना और पता लगाना, और बस फाइबर खंडों को एक दूसरे से जोड़ना है। फाइबर के अंत में बीम की घटना इसे पूरी तरह से दर्ज नहीं करती है: यह आंशिक रूप से वापस परिलक्षित होता है, संचरित ऊर्जा का एक हिस्सा अंत की सतह के दोषों पर भंग हो जाता है, एक हिस्सा "शंकु" प्राप्त करता है जो प्रकाश प्राप्त करता है। यही बात फाइबर से बीम के आउटपुट पर होती है। नतीजतन, प्रत्येक संयुक्त पासिंग सिग्नल (0.1-1 डीबी) की हानि का परिचय देता है, और प्रतिबिंबित सिग्नल का स्तर 15-60 डीबी की सीमा में हो सकता है।

विकिरण के स्रोत और रिसीवर

एलईडी और सेमीकंडक्टर लेजर का उपयोग विकिरण स्रोतों के रूप में किया जाता है। एल ई डी असंगत स्रोत हैं जो 30-50 एनएम की चौड़ाई के साथ एक निश्चित निरंतर वर्णक्रमीय क्षेत्र में विकिरण उत्पन्न करते हैं। विकिरण पैटर्न की महत्वपूर्ण चौड़ाई के कारण, उनका उपयोग केवल मल्टीमोड फाइबर के साथ काम करते समय किया जाता है। सबसे सस्ता उत्सर्जक 850 एनएम की तरंग दैर्ध्य रेंज (उनके साथ शुरू हुआ फाइबर लिंक) में काम करता है। तरंग दैर्ध्य पर संचरण अधिक कुशल है, लेकिन 1300 एनएम पर उत्सर्जक निर्माण की तकनीक अधिक जटिल और अधिक महंगी है।

लेजर एक संकीर्ण वर्णक्रमीय विकिरण चौड़ाई (1-3 एनएम, आदर्श मोनोक्रोम) के साथ सुसंगत स्रोत हैं। लेजर एक संकीर्ण बीम का उत्पादन करता है, जो एकल-मोड फाइबर के लिए आवश्यक है। तरंग दैर्ध्य 1300 या 1550 एनएम है, और लंबे समय तक तरंगदैर्ध्य रेंज में महारत हासिल है। गति एलईडी की तुलना में अधिक है। लेजर एलईडी की तुलना में कम टिकाऊ है, और प्रबंधन करने में अधिक कठिन है। विकिरण शक्ति तापमान पर अत्यधिक निर्भर है, इसलिए आपको वर्तमान को समायोजित करने के लिए प्रतिक्रिया लागू करना होगा। लेजर स्रोत रिवर्स रिफ्लेक्शन के प्रति संवेदनशील है: परावर्तित बीम, लेजर की ऑप्टिकल अनुनाद प्रणाली में प्रवेश करते हुए, चरण शिफ्ट के आधार पर आउटपुट सिग्नल के क्षीणन और प्रवर्धन दोनों का कारण बन सकता है। सिग्नल स्तर की अस्थिरता कनेक्शन की अक्षमता का कारण बन सकती है, इसलिए लेजर स्रोतों के लिए लाइन में वापसी प्रतिबिंबों की मात्रा की आवश्यकताएं बहुत कठिन हैं

विकिरण डिटेक्टर फोटोडायोड हैं। कई प्रकार के फोटोडायोड हैं जो संवेदनशीलता और गति में भिन्न हैं। सबसे सरल फोटोडियोड में कम संवेदनशीलता और उच्च प्रतिक्रिया समय होता है। डायोड, जिसमें प्रतिक्रिया समय को एक लागू वोल्टेज पर नैनोसेकंड की इकाइयों में इकाइयों से दसियों वोल्ट तक मापा जाता है, की उच्च गति होती है। हिमस्खलन डायोड में अधिकतम संवेदनशीलता होती है, लेकिन सैकड़ों वोल्ट में वोल्टेज के आवेदन की आवश्यकता होती है, और उनकी विशेषताएं तापमान पर अत्यधिक निर्भर होती हैं। तरंग दैर्ध्य पर फोटोडियोड की संवेदनशीलता की निर्भरता ने अर्धचालक पदार्थ द्वारा निर्धारित तरंग दैर्ध्य पर मैक्सिमा का उच्चारण किया है। सबसे सस्ते सिलिकॉन फोटोडायोड्स की अधिकतम संवेदनशीलता 800-900 एनएम की सीमा में होती है, जो पहले से 1000 एनएम तक तेजी से घट जाती है। लंबे समय तक तरंग दैर्ध्य के लिए, जर्मेनियम और इंडियम और गैलियम आर्सेनाइड का उपयोग किया जाता है।

एमिटर और डिटेक्टरों के आधार पर, वे तैयार घटकों का उत्पादन करते हैं - ट्रांसमीटर, रिसीवर और ट्रांससीवर्स। इन घटकों में एक बाहरी विद्युत इंटरफ़ेस टीटीएल या ईसीएल है। ऑप्टिकल इंटरफ़ेस - एक निश्चित प्रकार का एक कनेक्टर, जिसे अक्सर फाइबर के टुकड़े पर स्थापित किया जाता है, जो एमिटर या डिटेक्टर के क्रिस्टल से सीधे चिपके होते हैं।

ट्रांसमीटर एक रेडिएटर होता है जिसमें एक कंट्रोल सर्किट होता है। ट्रांसमीटर के मुख्य ऑप्टिकल पैरामीटर आउटपुट पावर, तरंग दैर्ध्य, वर्णक्रमीय चौड़ाई, गति और स्थायित्व हैं। रिसीवर एक एम्पलीफायर-शेपर वाला एक डिटेक्टर है। रिसीवर को प्राप्त तरंगों की सीमा, संवेदनशीलता, गतिशील रेंज और गति (बैंडविड्थ) की विशेषता है।

चूंकि नेटवर्क हमेशा द्विदिश संचार का उपयोग करते हैं, इसलिए वे ट्रांससीवर्स को भी जारी करते हैं - एक ट्रांसमीटर और रिसीवर असेंबली जिसमें सहमत पैरामीटर हैं।

गौरव

वाइड बैंडविड्थ - 10 14 हर्ट्ज की अत्यधिक उच्च आवृत्ति के कारण।

फाइबर में प्रकाश संकेत की कम क्षीणन। वर्तमान में घरेलू और विदेशी निर्माताओं द्वारा उत्पादित औद्योगिक ऑप्टिकल फाइबर में प्रति किलोमीटर 1.55 माइक्रोन की तरंग दैर्ध्य पर 0.2–0.3 डीबी का दबंग होता है। कम क्षीणन और कम फैलाव 100 किलोमीटर या उससे अधिक की लंबाई के साथ बिना रिट्रांसमिशन के लाइनों के वर्गों का निर्माण करना संभव बनाता है।

उच्च शोर उन्मुक्ति। चूंकि फाइबर ढांकता हुआ सामग्री से बना है, इसलिए यह आसपास के तांबे के केबल सिस्टम और विद्युत उपकरण से विद्युत चुम्बकीय हस्तक्षेप के लिए प्रतिरक्षा है।

कम वजन और मात्रा। फाइबर ऑप्टिक केबल (FOC) में समान थ्रूपुट के आधार पर तांबे के केबलों की तुलना में कम वजन और मात्रा होती है। उदाहरण के लिए, 7.5 सेमी के व्यास के साथ एक 900-जोड़ी टेलीफोन केबल को एकल फाइबर के साथ 0.1 सेमी के व्यास के साथ प्रतिस्थापित किया जा सकता है। यदि फाइबर को बहुत सारे सुरक्षात्मक गोले पर रखा जाता है और स्टील टेप कवच के साथ कवर किया जाता है, तो ऐसे WOK का व्यास 1.5 सेमी होगा, जो माना टेलीफोन केबल से कई गुना छोटा है।

अनधिकृत पहुँच से उच्च सुरक्षा। चूंकि कड़ाही व्यावहारिक रूप से रेडियो बैंड में नहीं फैलती है, इसलिए रिसेप्शन और ट्रांसमिशन को परेशान किए बिना इसके माध्यम से प्रसारित सूचनाओं पर प्रकाश डालना मुश्किल है। उच्च संवेदनशीलता फाइबर के गुणों का उपयोग करते हुए ऑप्टिकल संचार लाइन की अखंडता की निगरानी प्रणाली (निरंतर निगरानी), तुरंत "क्रैकिंग" संचार चैनल को बंद कर सकती है और एक अलार्म दे सकती है। सेंसर सिस्टम जो प्रचारित प्रकाश संकेतों के हस्तक्षेप प्रभाव का उपयोग करते हैं (दोनों अलग-अलग तंतुओं और अलग-अलग ध्रुवीकरणों में) कंपन के लिए बहुत अधिक संवेदनशीलता होती है, छोटे दबाव की बूंदों तक।

अग्नि सुरक्षा।

लाभप्रदता wok। फाइबर क्वार्ट्ज से बना है, जो तांबे के विपरीत, सिलिकॉन डाइऑक्साइड, एक व्यापक और इसलिए सस्ती सामग्री पर आधारित है। वर्तमान में, तांबे के जोड़े के संबंध में फाइबर की लागत 2: 5 से संबंधित है। इस मामले में, FOC बिना रिट्रांसमिशन के ज्यादा लंबी दूरी पर सिग्नल प्रसारित करने की अनुमति देता है। कड़ाही का उपयोग करते समय लंबी लाइनों पर दोहराने वालों की संख्या कम हो जाती है। सॉलिटॉन ट्रांसमिशन सिस्टम का उपयोग करते समय, 10,000 / एस से अधिक ट्रांसमिशन दर पर 4,000 किमी की सीमा को पुनर्जनन के बिना हासिल किया गया था (यानी केवल मध्यवर्ती एम्पलीफायरों में ऑप्टिकल एम्पलीफायरों का उपयोग करके)।

लंबे समय से सेवा जीवन (लगभग 25 वर्ष)।

कमियों

इंटरफ़ेस उपकरण की लागत। ऑप्टिकल ट्रांसमीटर और रिसीवर की कीमत अभी भी काफी अधिक है।

ऑप्टिकल लाइनों की स्थापना और रखरखाव। फाइबर-ऑप्टिक संचार लाइनों की स्थापना, परीक्षण और समर्थन की लागत भी अधिक रहती है। यदि कड़ाही क्षतिग्रस्त हो जाती है, तो तंतुओं को तोड़ने के बिंदु पर वेल्ड करना और केबल के इस अनुभाग को बाहरी वातावरण से बचाने के लिए आवश्यक है।

विशेष फाइबर संरक्षण की आवश्यकता है। एक सामग्री के रूप में ग्लास 1 GPa (109 एन / एम 2) से ऊपर एक तन्य शक्ति के साथ भारी भार का सामना करता है। इसका मतलब यह प्रतीत होगा कि 125 माइक्रोन के व्यास के साथ एक एकल मात्रा में फाइबर 1 किलो वजन के वजन का समर्थन करेगा। दुर्भाग्य से, व्यवहार में यह हासिल नहीं है। कारण यह है कि ऑप्टिकल फाइबर, चाहे कितना सही हो, इसमें माइक्रोक्रैक होते हैं जो ब्रेक की शुरुआत करते हैं। विश्वसनीयता बढ़ाने के लिए, ऑप्टिकल फाइबर को एपॉक्सी एक्रिलाट के आधार पर एक विशेष लाह के साथ लेपित किया जाता है, और ऑप्टिकल केबल को कठोर किया जाता है, उदाहरण के लिए, केवलर-आधारित थ्रेड्स के साथ। यदि यह और भी अधिक गंभीर ब्रेकिंग स्थितियों को संतुष्ट करने के लिए आवश्यक है, तो केबल को एक विशेष स्टील केबल या शीसे रेशा छड़ के साथ कठोर किया जा सकता है। लेकिन यह सब ऑप्टिकल केबल की लागत में वृद्धि को दर्शाता है।

फाइबर-ऑप्टिक संचार लाइनों का उपयोग करने के फायदे इतने महत्वपूर्ण हैं कि ऑप्टिकल फाइबर के सूचीबद्ध नुकसान के बावजूद, सूचना नेटवर्क में फाइबर ऑप्टिक प्रौद्योगिकी के विकास की आगे की संभावनाएं स्पष्ट से अधिक हैं।