آپٽيڪل فائبر ڪميونيڪيشن جو بنيادي تصور.
هڪ آپٽيڪل فائبر هڪ dielectric optical waveguide آهي، هڪ waveguide ڍانچي جيڪا روشنيءَ کي روڪي ٿي ۽ روشنيءَ کي محوري رخ ۾ پروپيگٽ ڪري ٿي.
تمام سٺو فائبر ڪوارٽز گلاس، مصنوعي رال، وغيره مان ٺهيل آهي.
سنگل موڊ فائبر: ڪور 8-10um، ڪلڊنگ 125um
ملٽي موڊ فائبر: ڪور 51um، ڪلڊنگ 125um
آپٽيڪل فائبر استعمال ڪندي آپٽيڪل سگنلن جي منتقلي جو ڪميونيڪيشن طريقو آپٽيڪل فائبر ڪميونيڪيشن سڏجي ٿو.
هلڪي لهرون برقي مقناطيسي لهرن جي درجي سان تعلق رکن ٿيون.
نظر ايندڙ روشنيءَ جي موج جي ڊيگهه 390-760 nm آهي، 760 nm کان وڏو حصو انفراريڊ روشني آهي، ۽ 390 nm کان ننڍو حصو الٽرا وائلٽ روشني آهي.
هلڪي لهر ڪم ڪندڙ ونڊو (ٽي ڪميونيڪيشن ونڊوز):
فائبر آپٽڪ ڪميونيڪيشن ۾ استعمال ٿيندڙ موج جي ڊيگهه ويجھي انفراريڊ علائقي ۾ آهي
مختصر-موج لائيٽ وارو علائقو (ڏسندڙ روشني، جيڪا ننگي اک کان نارنگي روشني آهي) 850nm نارنگي روشني
ڊگھي ويڪرائي ڦاڪ واري علائقي (پوشیدہ روشني واري علائقي) 1310 nm (نظرياتي گھٽ ۾ گھٽ تڪرار پوائنٽ)، 1550 nm (نظرياتي گھٽ ۾ گھٽ گھٽتائي واري نقطي)
فائبر جي جوڙجڪ ۽ درجه بندي
1. فائبر جي جوڙجڪ
مثالي فائبر جي جوڙجڪ: ڪور، ڪلڊنگ، ڪوٽنگ، جيڪٽ.
بنيادي ۽ ڪلڊنگ کوارٽز مواد مان ٺهيل آهن، ۽ مشيني ملڪيت نسبتا نازڪ ۽ ٽوڙڻ آسان آهن.تنهن ڪري، ڪوٽنگ جي پرت جا ٻه تہه، هڪ رال قسم ۽ نايلان قسم جي هڪ پرت عام طور تي شامل ڪيا ويا آهن، انهي ڪري ته فائبر جي لچڪدار ڪارڪردگي منصوبي جي عملي درخواست جي گهرج تائين پهچي ٿي.
2. آپٽيڪل فائبر جي درجه بندي
(1) فائبر کي فائبر جي ڪراس سيڪشن جي اضطراري انڊيڪس ورهائڻ جي مطابق ورهايو ويو آهي: اهو هڪ قدم قسم فائبر (يونيفارم فائبر) ۽ هڪ درجه بندي فائبر (غير يونيفارم فائبر) ۾ ورهايل آهي.
فرض ڪريو ته ڪور ۾ هڪ اضطراري انڊيڪس n1 آهي ۽ ڪلڊنگ ريفريڪٽو انڊيڪس n2 آهي.
ڊگھي فاصلي تي روشنيءَ کي منتقل ڪرڻ لاءِ ڪور کي فعال ڪرڻ لاءِ، آپٽيڪل فائبر جي تعمير لاءِ ضروري شرط n1>n2 آهي.
هڪ يونيفارم فائبر جي refractive انڊيڪس ورڇ هڪ مسلسل آهي
غير يونيفارم فائبر جي ريفرڪٽري انڊيڪس ورهائڻ جو قانون:
انھن مان، △ - لاڳاپو refractive انڊيڪس فرق
Α- اضطراري انڊيڪس، α=∞-قدم-قسم ريفريڪٽو انڊيڪس ورهائڻ فائبر، α=2-اسڪوائر-قانون ريفريڪٽو انڊيڪس ورهائڻ فائبر (هڪ درجه بندي فائبر).هي فائبر ٻين درجه بندي فائبر جي مقابلي ۾ آهي. موڊ ڊسڪشن گهٽ ۾ گهٽ بهتر.
(1) ڪور ۾ منتقل ٿيل طريقن جي تعداد جي مطابق: ملٽي موڊ فائبر ۽ سنگل موڊ فائبر ۾ ورهايل
هتي جو نمونو هڪ آپٽيڪل فائبر ۾ منتقل ٿيل روشني جي برقياتي مقناطيسي فيلڊ جي ورڇ ڏانهن اشارو ڪري ٿو.مختلف فيلڊ جي تقسيم هڪ مختلف موڊ آهن.
سنگل موڊ (فائبر ۾ صرف هڪ موڊ منتقل ڪيو ويندو آهي)، ملٽي موڊ (ڪيترائي موڊس هڪ ئي وقت فائبر ۾ منتقل ڪيا ويندا آهن)
هن وقت، ٽرانسميشن جي شرح تي وڌندڙ ضرورتن ۽ ٽرانسميشن جي وڌندڙ تعداد جي ڪري، ميٽروپوليٽن ايريا نيٽ ورڪ تيز رفتار ۽ وڏي گنجائش جي طرف ترقي ڪري رهيو آهي، تنهن ڪري انهن مان گهڻا سنگل موڊ اسٽيپ فائبر آهن.(پاڻ جي ٽرانسميشن خاصيتون ملٽي موڊ فائبر کان بهتر آهن)
(2) آپٽيڪل فائبر جون خاصيتون:
① آپٽيڪل فائبر جي نقصان جون خاصيتون: نوري لهرون آپٽيڪل فائبر ۾ منتقل ٿينديون آهن، ۽ آپٽيڪل پاور بتدريج گھٽجي ويندي آهي جيئن ٽرانسميشن جو فاصلو وڌي ٿو.
فائبر جي نقصان جي سببن ۾ شامل آهن: جوڙڻ جو نقصان، جذب نقصان، ڇڪڻ جو نقصان، ۽ موڙيندڙ تابڪاري نقصان.
ملائڻ جو نقصان فائبر ۽ ڊوائيس جي وچ ۾ ملائڻ جي ڪري نقصان آهي.
جذب نقصان فائبر مواد ۽ نجاست پاران روشني توانائي جي جذب جي ڪري ٿي.
ورهايل نقصان Rayleigh scattering (refractive index non-uniformity) ۽ waveguide scattering (Material unevenness) ۾ ورهايل آهي.
موڙيندڙ تابڪاري نقصان اهو آهي جيڪو فائبر جي موڙي سبب پيدا ٿيندڙ تابڪاري موڊ ڏانهن وڌندو آهي جيڪو فائبر جي موڙ جي ڪري.
② آپٽيڪل فائبر جي ڊسپريشن خاصيتون: آپٽيڪل فائبر ذريعي منتقل ٿيندڙ سگنل ۾ مختلف فريڪوئنسي جزن ۾ مختلف ٽرانسميشن جي رفتار هوندي آهي، ۽ ٽرمينل تائين پهچڻ وقت سگنل جي نبض جي وسيع ٿيڻ سبب بگڙيل جسماني رجحان کي ڊسپيسرشن چئبو آهي.
منتشر موڊل پکڙجڻ، مادي پکڙجڻ، ۽ موج گائيڊ ڊسڪشن ۾ ورهايل آهي.
آپٽيڪل فائبر ڪميونيڪيشن سسٽم جا بنيادي حصا
حصو موڪليو:
اليڪٽرڪ ٽرانسميٽر (اليڪٽريڪل ٽرمينل) پاران پلس ماڊلوليشن سگنل آئوٽ پُٽ آپٽيڪل ٽرانسميٽر ڏانهن موڪليو ويندو آهي (پروگرام جي ڪنٽرول ٿيل سوئچ ذريعي موڪليل سگنل پروسيس ڪيو ويندو آهي، موج جي شڪل ٺاهي ويندي آهي، نموني جي انورس کي تبديل ڪيو ويندو آهي... هڪ مناسب برقي سگنل ۾. ۽ آپٽيڪل ٽرانسميٽر ڏانهن موڪليو ويو)
هڪ آپٽيڪل ٽرانسميٽر جو بنيادي ڪردار هڪ برقي سگنل کي هڪ نظرياتي سگنل ۾ تبديل ڪرڻ آهي جيڪو فائبر ۾ ملائي ٿو.
وصول ڪندڙ حصو:
آپٽيڪل سگنلز کي تبديل ڪرڻ آپٽيڪل فائبر ذريعي منتقل ٿيل برقي سگنلن ۾
اليڪٽريڪل سگنل جي پروسيسنگ کي اصل نبض جي ماڊل ٿيل سگنل تي بحال ڪيو ويندو آهي ۽ برقي ٽرمينل ڏانهن موڪليو ويندو آهي (آپٽيڪل وصول ڪندڙ طرفان موڪليل برقي سگنل پروسيس ڪيو ويندو آهي، موج جي شڪل ٺاهي ويندي آهي، نموني جي انورس کي انٽ ڪيو ويندو آهي ... مناسب برقي سگنل آهي پروگرام قابل سوئچ ڏانھن واپس موڪليو ويو)
ٽرانسميشن حصو:
سنگل موڊ فائبر، آپٽيڪل ريپيٽر (اليڪٽريڪل ريجنريٽو ريپيٽر (آپٽيڪل-اليڪٽرڪ- آپٽيڪل ڪنورشن ايمپليفڪيشن، ٽرانسميشن ڊيلي وڏي ٿيندي، پلس ڊيسيڪشن سرڪٽ استعمال ڪيو ويندو موج کي شڪل ڏيڻ لاءِ، ۽ ٽائيمنگ)، erbium-doped fiber Amplifier (ايمپليفڪيشن مڪمل ڪري ٿو. نظرياتي سطح تي، موج جي شڪل جي بغير)
(1) آپٽيڪل ٽرانسميٽر: اهو هڪ نظرياتي ٽرانسيور آهي جيڪو اليڪٽرڪ/آپٽيڪل ڪنورشن کي محسوس ڪري ٿو.اهو هڪ روشني جو ذريعو، هڪ ڊرائيور ۽ هڪ ماڊلٽر تي مشتمل آهي.ڪم اهو آهي ته برقي مشين مان روشني جي لهر کي ماڊل ڪرڻ لاءِ روشني جي لهر مان خارج ٿيل روشني واري لهر کي هڪ مدھم لهر بڻجي وڃي، ۽ پوءِ ماڊل ٿيل آپٽيڪل سگنل کي آپٽيڪل فائبر يا ٽرانسميشن لاءِ آپٽيڪل ڪيبل سان جوڙيو وڃي.
(2) آپٽيڪل رسيور: هڪ آپٽيڪل ٽرانسيور آهي جيڪو آپٽيڪل/اليڪٽريڪل ڪنورشن کي محسوس ڪري ٿو.يوٽيلٽي ماڊل هڪ روشنيءَ جو پتو لڳائڻ واري سرڪٽ ۽ هڪ آپٽيڪل ايمپليفائر تي مشتمل آهي، ۽ اهو ڪم آهي آپٽيڪل فائبر يا آپٽيڪل ڪيبل ذريعي منتقل ٿيندڙ آپٽيڪل سگنل کي آپٽيڪل ڊيڪٽر ذريعي برقي سگنل ۾ تبديل ڪرڻ، ۽ پوءِ ڪمزور برقي سگنل کي وڌائڻ لاءِ. هڪ ڪافي سطح امپلائنگ سرڪٽ ذريعي سگنل ڏانهن موڪليو وڃي.اليڪٽرڪ مشين جي وصولي ختم ٿي وڃي ٿي.
(3) فائبر/ڪيبل: فائبر يا ڪيبل روشنيءَ جي منتقلي جو رستو آهي.فنڪشن آهي طويل سگنل کي منتقل ڪرڻ واري آخر کان موڪليل آپٽيڪل ڊيڪٽر تائين وصول ڪرڻ واري آخر تائين ڊگهي فاصلي واري ٽرانسميشن کانپوءِ آپٽيڪل فائبر يا آپٽيڪل ڪيبل ذريعي معلومات جي منتقلي جو ڪم مڪمل ڪرڻ لاءِ.
(4) آپٽيڪل ريپيٽر: هڪ فوٽو ڊيڪٽر، هڪ روشني جو ذريعو، ۽ فيصلي جي بحالي واري سرڪٽ تي مشتمل آهي.اتي ٻه ڪم آهن: هڪ اهو آهي ته آپٽيڪل فائبر ۾ منتقل ٿيل آپٽيڪل سگنل جي گھٽتائي کي معاوضو ڏيڻ؛ٻيو آهي موج جي تحريف جي نبض کي شڪل ڏيڻ.
(5) غير فعال جزا جيئن ته فائبر آپٽڪ ڪنيڪٽر، ڪپلرز (الڳ کان بجلي جي فراهمي جي ضرورت ناهي، پر ڊوائيس اڃا تائين نقصانڪار آهي): ڇاڪاڻ ته فائبر يا ڪيبل جي ڊيگهه فائبر ڊرائنگ جي عمل ۽ ڪيبل جي تعمير جي حالتن جي ڪري محدود آهي، ۽ فائبر جي ڊيگهه به حد آهي (مثال طور 2 ڪلوميٽر).تنهن ڪري، اتي هڪ مسئلو ٿي سگهي ٿو ته نظريي فائبر جي اڪثريت هڪ آپٽيڪل فائبر لائن ۾ ڳنڍيل آهن.تنهن ڪري، آپٽيڪل فائبر جي وچ ۾ ڪنيڪشن، آپٽيڪل فائبرز ۽ آپٽيڪل ٽرانسيورس جو ڪنيڪشن ۽ جوڙڻ، ۽ غير فعال اجزاء جو استعمال جهڙوڪ آپٽيڪل ڪنيڪٽرز ۽ ڪپلر ناگزير آهن.
آپٽيڪل فائبر ڪميونيڪيشن جي برتري
ٽرانسميشن بينڊوڊٿ، وڏي رابطي جي گنجائش
گھٽ ٽرانسميشن نقصان ۽ وڏي رلي فاصلو
مضبوط مخالف برقياتي مقناطيسي مداخلت
(وائرليس کان ٻاهر: وائرليس سگنلن جا ڪيترائي اثر آهن، ملٽي پاٿ فائدا، ڇانو اثرات، Rayleigh fading، Doppler اثرات
coaxial ڪيبل جي مقابلي ۾: آپٽيڪل سگنل coaxial ڪيبل کان وڏو آهي ۽ سٺي رازداري آهي)
روشني جي موج جي تعدد تمام گهڻي آهي، ٻين برقي مقناطيسي لهرن جي مقابلي ۾، مداخلت ننڍڙو آهي.
آپٽيڪل ڪيبل جا نقصان: خراب مشيني ملڪيت، ٽوڙڻ ۾ آسان، (ميخانياتي ڪارڪردگي بهتر ڪرڻ، مداخلت جي مزاحمت تي اثر پوندو)، ان کي تعمير ڪرڻ ۾ گهڻو وقت لڳندو آهي، ۽ جاگرافيائي حالتن کان متاثر ٿيندو آهي.