ऑप्टिकल केबल्स - डिव्हाइस, प्रकार आणि वैशिष्ट्ये

तांबे किंवा अॅल्युमिनियम कंडक्टर असलेल्या केबल्सच्या विपरीत ऑप्टिकल केबल्स, सिग्नल प्रसारित करण्यासाठी माध्यम म्हणून पारदर्शक ऑप्टिकल फायबर वापरतात. येथे सिग्नल विद्युत प्रवाहाच्या मदतीने नाही तर प्रकाशाच्या मदतीने प्रसारित केला जातो. याचा अर्थ असा आहे की व्यावहारिकदृष्ट्या कोणतेही इलेक्ट्रॉन हलत नाहीत, उलट फोटॉन आणि सिग्नल ट्रान्समिशनचे नुकसान नगण्य असल्याचे दिसून येते.

या केबल्स माहिती प्रसारित करण्याचे एक साधन म्हणून आदर्श आहेत, कारण प्रकाश पारदर्शक फायबरग्लासमधून दहा किलोमीटरपर्यंत व्यावहारिकरित्या विना अडथळा जाऊ शकतो, तर प्रकाशाची तीव्रता किंचित कमी होते.

तेथे आहे GOF-केबल्स (ग्लास ऑप्टिकल फायबर केबल) - काचेच्या तंतूसह, आणि POF केबल्स (प्लास्टिक ऑप्टिकल केबल) - पारदर्शक प्लास्टिक फायबरसह. दोन्हींना पारंपारिकपणे ऑप्टिकल किंवा फायबर ऑप्टिक केबल्स म्हणतात.

ऑप्टिकल केबल डिव्हाइस

फायबर ऑप्टिक केबलमध्ये बरेच सोपे उपकरण आहे.केबलच्या मध्यभागी फायबरग्लास (त्याचा व्यास 10 मायक्रॉनपेक्षा जास्त नाही) बनलेला एक प्रकाश मार्गदर्शक आहे, जो संरक्षणात्मक प्लास्टिक किंवा काचेच्या शेलमध्ये परिधान केलेला आहे, जो सीमेवरील अपवर्तक निर्देशांकांमधील फरकामुळे प्रकाशाचे संपूर्ण अंतर्गत प्रतिबिंब प्रदान करतो. दोन माध्यमांचे.

असे दिसून आले की प्रकाश, ट्रान्समीटरपासून रिसीव्हरपर्यंत सर्व मार्ग, मध्यवर्ती रक्तवाहिनी सोडू शकत नाही. याव्यतिरिक्त, प्रकाश इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक हस्तक्षेपास घाबरत नाही, म्हणून अशा केबलला इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक शील्डिंगची आवश्यकता नाही, परंतु केवळ मजबूत करणे आवश्यक आहे.

ऑप्टिकल केबलची यांत्रिक शक्ती सुनिश्चित करण्यासाठी, विशेष उपाययोजना केल्या जातात - ते केबलला आर्मर्ड बनवतात, विशेषत: जेव्हा एकाच वेळी अनेक स्वतंत्र ऑप्टिकल फायबर वाहून नेणाऱ्या मल्टी-कोर ऑप्टिकल केबल्सचा विचार केला जातो. निलंबित केबल्सना मेटल आणि केवलरसह विशेष मजबुतीकरण आवश्यक आहे.

फायबर ऑप्टिक केबल्सची सर्वात सोपी रचना आहे प्लास्टिकच्या शेलमध्ये काचेचे तंतू… अधिक क्लिष्ट डिझाइन म्हणजे मजबुतीकरण घटकांसह बहु-स्तर केबल, उदाहरणार्थ, पाण्याखाली, भूमिगत किंवा निलंबित स्थापनेसाठी.

मल्टी-लेयर आर्मर्ड केबलमध्ये, सपोर्टिंग रीइन्फोर्सिंग केबल पॉलिथिलीन शीथमध्ये बंद केलेल्या धातूपासून बनलेली असते. त्याभोवती प्रकाश वाहून नेणारे प्लास्टिक किंवा काचेचे तंतू ठेवलेले असतात. रंग कोडींग आणि यांत्रिक नुकसानापासून संरक्षणासाठी प्रत्येक वैयक्तिक फायबरला रंगीत वार्निशच्या थराने लेपित केले जाते. हायड्रोफोबिक जेलने भरलेल्या प्लास्टिकच्या नळ्यांमध्ये फायबर बंडल पॅक केले जातात.

एका प्लॅस्टिक ट्यूबमध्ये असे 4 ते 12 तंतू असू शकतात, तर अशा एका केबलमधील तंतूंची एकूण संख्या 288 तुकड्यांपर्यंत असू शकते. पाईप्स एका धाग्याने गुंफलेले असतात जे हायड्रोफोबिक जेलने ओलावलेल्या फिल्मला घट्ट करतात - यांत्रिक प्रभावांना अधिक उशी करण्यासाठी. पाईप्स आणि मध्यवर्ती केबल पॉलिथिलीनमध्ये बंद आहेत.पुढे Kevlar strands आहेत, जे व्यावहारिकरित्या अडकलेल्या केबलसाठी चिलखत प्रदान करतात. नंतर पॉलीथिलीन पुन्हा ओलावापासून संरक्षण करण्यासाठी, आणि शेवटी बाह्य शेल.

फायबर ऑप्टिक केबल्सचे दोन मुख्य प्रकार

फायबर ऑप्टिक केबल्सचे दोन प्रकार आहेत: मल्टीमोड आणि सिंगल मोड. मल्टी-मोड स्वस्त आहेत, सिंगल-मोड अधिक महाग आहेत.

सिंगल मोड केबल हे सुनिश्चित करते की फायबरमधून जाणारे किरण लक्षणीय परस्पर विचलनाशिवाय व्यावहारिकदृष्ट्या समान मार्ग घेतात, परिणामी, सर्व किरण एकाच वेळी प्राप्तकर्त्याकडे येतात आणि सिग्नलचा आकार विकृत न होता. सिंगल-मोड केबलमधील ऑप्टिकल फायबरचा व्यास सुमारे 1.3 μm आहे आणि या तरंगलांबीवरच त्याद्वारे प्रकाश प्रसारित करणे आवश्यक आहे.

या कारणास्तव, काटेकोरपणे आवश्यक तरंगलांबीच्या मोनोक्रोमॅटिक प्रकाशासह लेसर स्रोत ट्रान्समीटर म्हणून वापरला जातो. या प्रकारच्या (सिंगल-मोड) केबल्स आज भविष्यात लांब-अंतराच्या संप्रेषणासाठी सर्वात आशादायक मानल्या जातात, परंतु सध्या ते महाग आणि अल्पायुषी आहेत.

मल्टीमोड केबल सिंगल-मोडपेक्षा कमी "अचूक". ट्रान्समीटरमधील बीम त्यामध्ये पसरतात आणि रिसीव्हरच्या बाजूला प्रसारित सिग्नलच्या आकारात काही विकृती असते. मल्टीमोड केबलमधील ऑप्टिकल फायबरचा व्यास 62.5 µm आहे आणि आवरणाचा बाह्य व्यास 125 µm आहे.

हे ट्रान्समीटर बाजूला (0.85 μm तरंगलांबी) पारंपारिक (लेसर नसलेले) एलईडी वापरते आणि उपकरणे लेसर प्रकाश स्रोतासारखी महाग नाहीत आणि सध्याच्या मल्टीमोड केबल्सचे आयुष्य जास्त आहे. या प्रकारच्या केबल्सची लांबी 5 किमी पेक्षा जास्त नाही. ठराविक सिग्नल ट्रान्समिशन लेटन्सी 5 ns/m च्या क्रमाने असते.

फायबर ऑप्टिक केबल्सचे फायदे

एक प्रकारे किंवा दुसर्‍या मार्गाने, ऑप्टिकल केबल त्याच्या अपवादात्मक आवाज संरक्षणासह सामान्य इलेक्ट्रिकल केबल्सपेक्षा मूलभूतपणे भिन्न आहे, जे त्याद्वारे प्रसारित केलेल्या माहितीची अखंडता आणि गोपनीयता दोन्हीची कमाल सुरक्षा सुनिश्चित करते.

ऑप्टिकल केबलवर निर्देशित केलेले इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक हस्तक्षेप प्रकाश प्रवाह विकृत करू शकत नाही आणि फोटॉन स्वतः बाह्य इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक रेडिएशन तयार करत नाहीत. केबलची अखंडता तोडल्याशिवाय, त्याद्वारे प्रसारित केलेली माहिती रोखणे अशक्य आहे.

फायबर-ऑप्टिक केबलची बँडविड्थ सैद्धांतिकदृष्ट्या 10^12 Hz आहे, ज्याची तुलना कोणत्याही जटिलतेच्या वर्तमान केबल्सशी केली जाऊ शकत नाही. तुम्ही 10 Gbps प्रति किलोमीटर वेगाने माहिती सहज हस्तांतरित करू शकता.

फायबर ऑप्टिक केबल स्वतः पातळ कोएक्सियल केबलइतकी महाग नाही. परंतु तयार नेटवर्कच्या किंमतीतील वाढीचा मुख्य वाटा अजूनही ट्रान्समिटिंग आणि प्राप्त करणार्‍या उपकरणांवर येतो, ज्यांचे कार्य इलेक्ट्रिकल सिग्नलला प्रकाशात रूपांतरित करणे आणि त्याउलट आहे.

स्थानिक नेटवर्कच्या ऑप्टिकल केबलमधून जाताना प्रकाश सिग्नलचे क्षीणन प्रति 1 किलोमीटर 5 डीबी पेक्षा जास्त नसते, म्हणजे, कमी-फ्रिक्वेंसी इलेक्ट्रिकल सिग्नलच्या जवळपास समान असते. तसेच, वारंवारता जितकी जास्त असेल-पारंपारिक विद्युत वायर्सपेक्षा ऑप्टिकल माध्यमाचा फायदा तितका मजबूत-क्षीणन किरकोळ वाढते. आणि 0.2 GHz वरील फ्रिक्वेन्सीवर, ऑप्टिकल केबल स्पष्टपणे स्पर्धेबाहेर आहे. ट्रान्समिशन अंतर 800 किमी पर्यंत वाढवणे व्यावहारिकदृष्ट्या शक्य आहे.

फायबर ऑप्टिक केबल्स रिंग किंवा स्टार टोपोलॉजी नेटवर्कमध्ये लागू होतात आणि ग्राउंडिंग आणि लोड बॅलन्सिंग समस्या पूर्णपणे काढून टाकतात जे नेहमी इलेक्ट्रिकल केबल्सशी संबंधित असतात.

परफेक्ट गॅल्व्हनिक अलगाव, वरील फायद्यांसह, विश्लेषकांना असे भाकीत करण्यास अनुमती देते की नेटवर्क कम्युनिकेशन्समध्ये, ऑप्टिकल केबल्स लवकरच पूर्णपणे इलेक्ट्रिकल बदलतील, विशेषत: ग्रहावरील तांब्याची वाढती कमतरता लक्षात घेता.

फायबर ऑप्टिक केबल्सचे तोटे

निष्पक्षतेने, आम्ही ऑप्टिकल डेटा ट्रान्समिशन सिस्टमच्या तोट्यांचा उल्लेख करण्यात अयशस्वी होऊ शकत नाही, ज्यापैकी मुख्य म्हणजे सिस्टम स्थापित करण्याची जटिलता आणि कनेक्टर स्थापित करण्याच्या अचूकतेसाठी उच्च आवश्यकता. कनेक्टरच्या असेंब्ली दरम्यान मायक्रोन विचलनामुळे त्यात क्षीणता वाढू शकते. येथे आपल्याला उच्च-परिशुद्धता वेल्डिंग किंवा विशेष चिकट जेलची आवश्यकता आहे, ज्याचा अपवर्तक निर्देशांक स्थापित केलेल्या फायबरग्लास सारखाच आहे.

या कारणास्तव, कर्मचार्‍यांची पात्रता उदारतेची परवानगी देत ​​​​नाही, त्यांच्या वापरासाठी विशेष साधने आणि उच्च कौशल्ये आवश्यक आहेत. बर्याचदा, ते केबलच्या तयार-तयार तुकड्यांच्या वापराचा अवलंब करतात, ज्याच्या शेवटी आवश्यक प्रकारचे तयार कनेक्टर आधीच स्थापित केले आहेत. ऑप्टिकल फायबरमधून सिग्नल ब्रँच करण्यासाठी, अनेक चॅनेलसाठी (2 ते 8 पर्यंत) विशेष स्प्लिटर वापरल्या जातात, परंतु जेव्हा ब्रँचिंग होते तेव्हा प्रकाश क्षीणता अपरिहार्यपणे उद्भवते.

अर्थात, फायबर ही तांब्यापेक्षा कमी मजबूत आणि कमी लवचिक सामग्री आहे आणि त्याच्या सुरक्षिततेसाठी फायबरला 10 सेमीपेक्षा कमी त्रिज्यामध्ये वाकणे धोकादायक आहे.आयनीकरण रेडिएशन ऑप्टिकल फायबरची पारदर्शकता कमी करते, प्रसारित प्रकाश सिग्नलचे क्षीणन वाढवते.

रेडिएशन रेझिस्टंट फायबर ऑप्टिक केबल्स पारंपरिक फायबर ऑप्टिक केबल्सपेक्षा महाग असतात. तापमानात अचानक बदल झाल्यामुळे फायबरमध्ये क्रॅक तयार होऊ शकतो. अर्थात, ऑप्टिकल फायबर यांत्रिक ताण, शॉक आणि अल्ट्रासाऊंडसाठी असुरक्षित आहे; या घटकांपासून संरक्षण करण्यासाठी, केबल शीथमधून विशेष मऊ ध्वनी-शोषक सामग्री वापरली जाते.