ఆప్టికల్ ఫైబర్లపై సమాచార మార్పిడి మరియు ప్రసారం యొక్క సూత్రం
ఈ సాంకేతికత యొక్క అధిక సామర్థ్యం కారణంగా ఎక్కువ దూరాలకు సమాచారాన్ని ప్రసారం చేయడానికి ఉద్దేశించిన ఆధునిక కమ్యూనికేషన్ లైన్లు తరచుగా ఆప్టికల్ లైన్లు మాత్రమే, ఇది చాలా సంవత్సరాలుగా విజయవంతంగా ప్రదర్శించబడింది, ఉదాహరణకు, ఇంటర్నెట్కు బ్రాడ్బ్యాండ్ యాక్సెస్ను అందించే సాధనంగా. .
ఫైబర్ దానిలో ఒక గ్లాస్ కోర్ కలిగి ఉంటుంది, దాని చుట్టూ ఒక కోశం ఉంటుంది, ఇది కోర్ కంటే తక్కువ వక్రీభవన సూచిక ఉంటుంది. లైన్ వెంట సమాచారాన్ని ప్రసారం చేయడానికి బాధ్యత వహించే కాంతి పుంజం ఫైబర్ యొక్క కోర్ వెంట వ్యాపిస్తుంది, క్లాడింగ్ నుండి దాని మార్గంలో ప్రతిబింబిస్తుంది మరియు తద్వారా ట్రాన్స్మిషన్ లైన్ వెలుపలికి వెళ్లదు.
బీమ్ఫార్మింగ్ లైట్ సోర్స్ సాధారణంగా ఉంటుంది డయోడ్ లేదా సెమీకండక్టర్ లేజర్, ఫైబర్ కూడా కోర్ వ్యాసం మరియు వక్రీభవన సూచిక పంపిణీపై ఆధారపడి, సింగిల్-మోడ్ లేదా బహుళ-మోడ్ కావచ్చు.
కమ్యూనికేషన్ లైన్లలోని ఆప్టికల్ ఫైబర్లు ఎలక్ట్రానిక్ కమ్యూనికేషన్ సాధనాల కంటే మెరుగైనవి, ఎక్కువ దూరాలకు డిజిటల్ డేటా యొక్క అధిక-వేగం మరియు లాస్లెస్ ట్రాన్స్మిషన్ను అనుమతిస్తుంది.
సూత్రప్రాయంగా, ఆప్టికల్ లైన్లు స్వతంత్ర నెట్వర్క్ను ఏర్పరుస్తాయి లేదా ఇప్పటికే ఉన్న నెట్వర్క్లను ఏకం చేయగలవు - ఆప్టికల్ ఫైబర్ హైవేల విభాగాలు భౌతికంగా ఆప్టికల్ ఫైబర్ స్థాయిలో లేదా తార్కికంగా - డేటా ట్రాన్స్మిషన్ ప్రోటోకాల్ల స్థాయిలో ఏకమవుతాయి.
ఆప్టికల్ లైన్ల ద్వారా డేటా ట్రాన్స్మిషన్ వేగాన్ని సెకనుకు వందల గిగాబిట్లలో కొలవవచ్చు, ఉదాహరణకు 10 Gbit ఈథర్నెట్ ప్రమాణం, ఇది ఆధునిక టెలికమ్యూనికేషన్ నిర్మాణాలలో చాలా సంవత్సరాలుగా ఉపయోగించబడుతోంది.
ఫైబర్ ఆప్టిక్స్ యొక్క ఆవిష్కరణ సంవత్సరం 1970గా పరిగణించబడుతుంది, పీటర్ షుల్ట్జ్, డోనాల్డ్ కెక్ మరియు రాబర్ట్ మౌరర్-కార్నింగ్లోని శాస్త్రవేత్తలు-తక్కువ-నష్టం కలిగిన ఆప్టికల్ ఫైబర్ను కనుగొన్నారు, ఇది టెలిఫోన్ సిగ్నల్ను ప్రసారం చేయడానికి కేబుల్ సిస్టమ్ను నకిలీ చేసే అవకాశాన్ని తెరిచింది. రిపీటర్లు లేకుండా ఉపయోగించబడతాయి. డెవలపర్లు ఒక వైర్ను సృష్టించారు, ఇది మూలం నుండి 1 కిలోమీటరు దూరంలో ఆప్టికల్ సిగ్నల్ పవర్లో 1% ఆదా చేయడానికి మిమ్మల్ని అనుమతిస్తుంది.
ఇది టెక్నాలజీకి టర్నింగ్ పాయింట్. లైన్లు వాస్తవానికి వందల కొద్దీ దశల కాంతిని ఏకకాలంలో ప్రసారం చేయడానికి రూపొందించబడ్డాయి, తరువాత సింగిల్-ఫేజ్ ఫైబర్ ఎక్కువ దూరం వరకు సిగ్నల్ సమగ్రతను నిర్వహించగల అధిక పనితీరుతో అభివృద్ధి చేయబడింది. సింగిల్-ఫేజ్ జీరో-ఆఫ్సెట్ ఫైబర్ 1983 నుండి నేటి వరకు ఎక్కువగా డిమాండ్ చేయబడిన ఫైబర్ రకం.
ఆప్టికల్ ఫైబర్ ద్వారా డేటాను ప్రసారం చేయడానికి, సిగ్నల్ను ముందుగా ఎలక్ట్రికల్ నుండి ఆప్టికల్గా మార్చాలి, ఆపై లైన్లో ప్రసారం చేయాలి, ఆపై రిసీవర్ వద్ద తిరిగి ఎలక్ట్రికల్గా మార్చాలి.మొత్తం పరికరాన్ని ట్రాన్స్సీవర్ అని పిలుస్తారు మరియు ఆప్టికల్ మాత్రమే కాకుండా ఎలక్ట్రానిక్ భాగాలను కూడా కలిగి ఉంటుంది.
కాబట్టి, ఆప్టికల్ లైన్ యొక్క మొదటి మూలకం ఆప్టికల్ ట్రాన్స్మిటర్. ఇది ఎలక్ట్రికల్ డేటా శ్రేణిని ఆప్టికల్ స్ట్రీమ్గా మారుస్తుంది. ట్రాన్స్మిటర్లో ఇవి ఉంటాయి: సమకాలీకరణ పల్స్ సింథసైజర్, డ్రైవర్ మరియు ఆప్టికల్ సిగ్నల్ సోర్స్తో సమాంతర-నుండి-సీరియల్ కన్వర్టర్.
ఆప్టికల్ సిగ్నల్ యొక్క మూలం లేజర్ డయోడ్ లేదా LED కావచ్చు. టెలికమ్యూనికేషన్ సిస్టమ్లలో సాంప్రదాయ LED లు ఉపయోగించబడవు. లేజర్ డయోడ్ యొక్క డైరెక్ట్ మాడ్యులేషన్ కోసం బయాస్ కరెంట్ మరియు మాడ్యులేషన్ కరెంట్ లేజర్ డ్రైవర్ ద్వారా సరఫరా చేయబడుతుంది.అప్పుడు కాంతి ఆప్టికల్ కనెక్టర్ ద్వారా ఫైబర్లోకి సరఫరా చేయబడుతుంది. ఆప్టిక్ కేబుల్.
లైన్ యొక్క మరొక వైపున, సిగ్నల్ మరియు టైమింగ్ సిగ్నల్ ఆప్టికల్ రిసీవర్ (ఎక్కువగా ఫోటోడియోడ్ సెన్సార్) ద్వారా గుర్తించబడతాయి, అక్కడ అవి ఎలక్ట్రికల్ సిగ్నల్గా మార్చబడతాయి, ఆపై ప్రసారం చేయబడిన సిగ్నల్ పునర్నిర్మించబడుతుంది. ముఖ్యంగా, సీరియల్ డేటా స్ట్రీమ్ను సమాంతరంగా మార్చవచ్చు.
ఫోటోడియోడ్ సెన్సార్ నుండి అసమాన ప్రవాహాన్ని వోల్టేజ్గా మార్చడానికి, దాని తదుపరి విస్తరణ మరియు అవకలన సిగ్నల్గా మార్చడానికి ప్రీ-యాంప్లిఫైయర్ బాధ్యత వహిస్తుంది. డేటా సింక్రొనైజేషన్ మరియు రికవరీ చిప్ అందుకున్న డేటా స్ట్రీమ్ నుండి క్లాక్ సిగ్నల్స్ మరియు వాటి టైమింగ్ని రికవరీ చేస్తుంది.
టైమ్-డివిజన్ మల్టీప్లెక్సర్ 10 Gb/s వరకు డేటా బదిలీ రేట్లను సాధిస్తుంది. కాబట్టి నేడు ఆప్టికల్ సిస్టమ్స్ ద్వారా డేటా ట్రాన్స్మిషన్ వేగం కోసం క్రింది ప్రమాణాలు ఉన్నాయి:
తరంగదైర్ఘ్యం డివిజన్ మల్టీప్లెక్సింగ్ మరియు తరంగదైర్ఘ్యం డివిజన్ మల్టీప్లెక్సింగ్ అనేక మల్టీప్లెక్స్డ్ డేటా స్ట్రీమ్లు ఒకే ఛానెల్లో పంపబడినప్పుడు డేటా ట్రాన్స్మిషన్ సాంద్రతను మరింత పెంచడానికి మిమ్మల్ని అనుమతిస్తాయి, అయితే ప్రతి స్ట్రీమ్కు దాని స్వంత తరంగదైర్ఘ్యం ఉంటుంది.
సింగిల్-మోడ్ ఫైబర్ సాపేక్షంగా 8 మైక్రాన్ల చిన్న బాహ్య కోర్ వ్యాసం కలిగి ఉంటుంది. అటువంటి ఫైబర్ ఒక నిర్దిష్ట ఫ్రీక్వెన్సీ యొక్క పుంజం దాని ద్వారా ప్రచారం చేయడానికి అనుమతిస్తుంది, ఇది ఇచ్చిన ఫైబర్ యొక్క లక్షణాలకు అనుగుణంగా ఉంటుంది. పుంజం ఒంటరిగా కదులుతున్నప్పుడు, ఇంటర్మోడ్ డిస్పర్షన్ సమస్య అదృశ్యమవుతుంది, ఫలితంగా లైన్ పనితీరు పెరుగుతుంది.
పదార్థం యొక్క సాంద్రత పంపిణీ గ్రేడియంట్ లేదా స్టెప్-లాగా ఉంటుంది. ప్రవణత పంపిణీ అధిక నిర్గమాంశను అనుమతిస్తుంది. బహుళ-మోడ్ కంటే సింగిల్-మోడ్ సాంకేతికత సన్నగా మరియు ఖరీదైనది, అయితే ఇది ప్రస్తుతం టెలికమ్యూనికేషన్స్లో ఉపయోగించే సింగిల్-మోడ్ టెక్నాలజీ.
మల్టీమోడ్ ఫైబర్ వివిధ కోణాలలో బహుళ ప్రసార కిరణాలను ఏకకాలంలో ప్రచారం చేయడానికి అనుమతిస్తుంది. కోర్ వ్యాసం సాధారణంగా 50 లేదా 62.5 µm, కాబట్టి ఆప్టికల్ రేడియేషన్ పరిచయం సులభతరం చేయబడింది. ట్రాన్స్సీవర్ల ధర సింగిల్-మోడ్ వాటి కంటే తక్కువగా ఉంటుంది.
ఇది చిన్న హోమ్ మరియు లోకల్ ఏరియా నెట్వర్క్లకు చాలా సరిఅయిన మల్టీమోడ్ ఫైబర్. ఇంటర్మోడ్ వ్యాప్తి యొక్క దృగ్విషయం మల్టీమోడ్ ఫైబర్ యొక్క ప్రధాన ప్రతికూలతగా పరిగణించబడుతుంది, కాబట్టి, ఈ హానికరమైన దృగ్విషయాన్ని తగ్గించడానికి, గ్రేడియంట్ రిఫ్రాక్టివ్ ఇండెక్స్తో ఫైబర్లు ప్రత్యేకంగా అభివృద్ధి చేయబడ్డాయి, తద్వారా కిరణాలు పారాబొలిక్ మార్గాల్లో వ్యాపిస్తాయి మరియు వాటి ఆప్టికల్ మార్గాల్లో వ్యత్యాసం తక్కువగా ఉంటుంది. .ఒక మార్గం లేదా మరొకటి, సింగిల్-మోడ్ టెక్నాలజీ పనితీరు ఇప్పటికీ ఎక్కువగానే ఉంది.