लेखक श्री राजेश अलोने विद्युत अभियंता
इस पोस्ट में हम जानेंगे कि ऑप्टिकल फाइबर केबल क्या होता है? (What is Optical Fiber) आजकल इसका उपयोग तेज इंटरनेट सुविधा प्रदान करने के लिए किया जा रहा है।
ऑप्टिकल फाइबर
ऑप्टिकल फाइबर दो शब्दों से मिलकर बना है| “ऑप्टिकल” जिसका अर्थ है प्रकाश और दूसरा है फाइबर जिसका अर्थ है तार या धागा।
ऑप्टिकल फाइबर एक कांच या प्लास्टिक की CABLE है जो धागे के जैसी पतली होती है इसमें डेटा ka संचालन करने के लिए LIGHT (प्रकाश) का USE किया जाता है|
इसका USE कम समय में लंबी दूरी पर DATA TRANSFER करने के लिए किया जाता है| इसका का उपयोग अधिकतर INTERNET और TELEPHONE के लिए किया जाता है। ऑप्टिकल फाइबर केबल की SPEED सामान्य CABLE से कई गुना ज्यादा होती है|
ऑप्टिकल फाइबर केबल में कई फाइबर या धागे होते हैं ये हमारे बाल की तरह पतले होते हैं।
ऑप्टिकल फाइबर क्या है
हम अक्सर सोचते है की INTERNET कैसे WORK करता है| टेलीकम्युनिकेशन इतनी तेजी से कैसे होता है? तो आज इस सभी सवालों के जवाब जानते है।
OPTICAL FIBER एक पतला तार होता है जिसमे से LIGHT का USE करके DATA TRANSFER तेजी से किया जाता है। इसमें LIGHT को एक विशेष ANGLE से भेजा जाता है| यह पूर्ण आंतरिक परावर्तन के सिद्धांत पर कार्य करता है।
इसमें डेटा तीन लाख किलोमीटर प्रति सेकेंड की रफ्तार से सफर करता है। दरअसल यह स्पीड लाइट की होती है| और इस डाटा को इस्तेमाल के लिए इतनी स्पीड से भेजा जाता है|
ऑप्टिकल फाइबर केबल की संरचना
ऑप्टिकल फाइबर केबल की दो परतें होती हैं। पहली परत को कोर कहते है और दूसरी परत को आवरण कहा जाता है।
उनके अपवर्तनांक के कारण ही लाइट का आंतरिक परावर्तन होता है। इसे पॉलीमाइड से ढक दिया जाता है ताकि यह सुरक्षित रहे।
ऑप्टिकल फाइबर केबल कैसे काम करता है?
फाइबर ऑप्टिक्स केबल में पूर्ण आंतरिक अपवर्तन/परावर्तन होना जरुरी होता है इसीलिए इसे सिलिका (कांच) से बनाया जाता है।
ऑप्टिकल फाइबर के अन्दर का भाग सिलिका (ग्लास) से बना होता है इसे क्लैडिंग द्वारा ढक दिया जाता है जो कम अपवर्तन/परावर्तन वाली एक परत होती है जो प्रकाश को कोर से बाहर जाने से रोकती है।
सिलिका के कारण, प्रकाश कोर के अंदर ही परावर्तित होता रहता है ।
यह परावर्तन एक विशेष एंगल पर होता है जिससे एक टेढ़ी-मेढ़ी आकृति बनती है, जो पूर्ण आंतरिक परावर्तन है।
डेटा की स्पीड प्रकाश की स्पीड से से 30% कम होती है है, जिसके कारण डेटा ट्रांसमिशन में फाइबर ऑप्टिक्स की स्पीड गति को बढ़ाने के लिए रिपीटर्स का इस्तेमाल किया जाता है।
ऑप्टिकल फाइबर कैसे काम करते हैं?
ऑप्टिकल फाइबर के साथ एक ट्रांसमीटर लगाया जाता है जो की डेटा प्राप्त करता है।
ट्रांसमीटर इलेक्ट्रॉनिक पल्स के रूप में जानकारी इकठ्ठा करता है और इसे प्रकाश पल्स के रूप में ऑप्टिकल फाइबर लाइन तक पहुंचाता है।
डिजिटल डेटा को केबल के अंदर एक लाइट पल्स के रूप में भेजा जाता है। ये रिसीवर के आखरी में बाइनरी रूप में परिवर्तित हो जाते हैं। यह कंप्यूटर को सिग्नल देता है|
ऑप्टिकल फाइबर के प्रकार
सिंगल मोड फाइबर ऑप्टिक केबल
सिंगल मोड फाइबर ऑप्टिक केबल का इस्तेमाल लंबी दूरी के लिए किया जाता है, क्योंकि ग्लास फाइबर कोर का व्यास बहुत छोटा होता है, जिससे प्रकाश की एक किरण गुजरती है और जिसके माध्यम से यह लंबी दूरी तय करती है।
इसकी बैंडविड्थ भी मल्टी मोड फाइबर ऑप्टिक्स से ज्यादा होती है| इसमें लेजर का उपयोग किया जाता है।
यह महंगा होता है क्योंकि लेजर को एक छोटी सी जगह से गुजरने के लिए सटीक गणना की आवश्यकता होती है।
मल्टी मोड फाइबर ऑप्टिक केबल
मल्टी मोड फाइबर ऑप्टिक्स का उपयोग कम दूरी के लिए किया जाता है| क्योंकि इसके कोर का साइज़ अधिक होता है जो प्रकाश को उछाल और परावर्तित करता है| यह सिंगल मोड फाइबर ऑप्टिक्स केबल से 10 गुना बड़ा है।
बड़े व्यास के कारण, बहुत सारे प्रकाश पल्स एक ही समय में कई जगह गुजरने में सक्षम होते हैं ताकि अधिक डेटा प्रसारित किया जा सके।
मल्टीमोड फाइबर केबल में, एलईडी का उपयोग प्रकाश दालों को बनाने के लिए किया जाता है।
ऑप्टिकल फाइबर केबल में इलेक्ट्रोमैग्नेटिक इंटरफेरेंस की अनुपस्थिति के कारण सिग्नल का नुकसान बहुत कम होता है, जिसके कारण इसका उपयोग कंप्यूटर नेटवर्क को आपस में जोड़ने के लिए अधिक किया जाता है।
4 प्रकार के मल्टीमोड फाइबर ऑप्टिक केबल हैं जिन्हें “ओएम” (ऑप्टिकल मल्टीमोड) द्वारा पहचाना जाता है।
उन्हें OM1, OM2, OM3 और OM4 में विभाजित किया गया है। OM4 के मानक को TIA/EIA 492AAAD द्वारा अनुमोदित किया गया है।
मल्टीमोड फाइबर के 2 प्रकार हैं
• ग्रेडिएंट इंडेक्स मल्टीमोड फाइबर
इस प्रकार के मल्टीमोड फाइबर का सबसे अधिक उपयोग किया जाता है। इस मल्टीमोड फाइबर में क्लैडिंग की तुलना में प्रकाश की धुरी पर बहुत धीमी गति से यात्रा होती है और प्रकाश का अपवर्तनांक केंद्र अक्ष से क्लैडिंग की ओर कम हो जाता है।
स्टेप इंडेक्स मल्टीमोड फाइबर
मल्टीमोड फाइबर में, लाइट ज़िगज़ैग के रूप में ट्रेवल करता है और कैडिंग की ओर कूदता है, जिसके कारण प्रकाश फाइबर ऑप्टिक्स के विभिन्न तरीकों से प्राप्त होता है।
जब ऑप्टिक्स में फाइबर के विभिन्न तरीके बढ़ने लगते हैं, तो सिग्नल अपना आकार खो देता है, जैसा कि पहले फाइबर में प्राप्त किया जा रहा था।
ऑप्टिकल फाइबर केबल के इंटरैक्शन
- अधिक बैंडविड्थ प्राप्त होती है।
- लंबी दूरी पर डेटा संचारित करने की क्षमता होती है।
- फाइबर ऑप्टिक केबल अन्य तार की तुलना में मजबूत और पतली और हल्की होती है।
- फाइबर ऑप्टिक केबल को पानी में भी बहुत आसानी से इस्तेमाल किया जा सकता है।
- ज्यादा रखरखाव की आवश्यकता नहीं है।
- फाइबर ऑप्टिक केबल में कोई विद्युत चुम्बकीय हस्तक्षेप नहीं होता है।
ऑप्टिकल फाइबर केबल के नुक्सान
- आप्टिकल फाइबर केबल इंस्टाल करना बहुत आसान नहीं है।
- ऑप्टिकल फाइबर केबल कॉपर केबल की तुलना में अधिक महंगा होता है।
- ऑप्टिकल फाइबर केबल के टूटने और सिग्नल के खराब होने का खतरा होता है।
- फाइबर ऑप्टिक केबल को अधिक सुरक्षा की आवश्यकता होती है।
ऑप्टिकल फाइबर के फायदे
- बड़ी बैंडविड्थ:
ऑप्टिकल फाइबर बहुत कम समय में बहुत जल्दी लंबी दूरी तय करने में सक्षम है। ये पावर केबल की तुलना में 10 से 100 गुना अधिक बैंडविड्थ हो सकते हैं। यानी यह ज्यादा डाटा लाने और ले जाने में सक्षम है। - कम नुकसान:
बिजली की तुलना में प्रकाश की गति बहुत अधिक होती है। ऐसे में ये बिजली के तारों की तुलना में हानिकारक होते हैं। - विद्युत चुम्बकीय हस्तक्षेप के लिए प्रतिरक्षा:
ऑप्टिकल फाइबर इंसुलेटर से बने होते हैं, इसलिए चुंबकीय तरंगें उन्हें प्रभावित नहीं कर सकती हैं - छोटा आकार और हल्का:
ऑप्टिकल फाइबर बहुत छोटे होते हैं, उनकी मोटाई हमारे बालों जैसी होती है। इस संरचना के कारण इनका वजन भी बहुत कम होता है। - सुरक्षा:
ऑप्टिकल फाइबर डेटा को पूर्ण सुरक्षा प्रदान करता है। इसकी सुरक्षा को तोड़ना इतना सस्ता और आसान नहीं है। - एनालॉग और डिजिटल सिग्नल ट्रांसमिशन:
इसमें डेटा को एनालॉग तरीके से नहीं बल्कि डिजिटल तरीके से ट्रांसमिट किया जाता है। आपको बता दें, इसमें एनालॉग ट्रांसमिशन भी किया जा सकता है। एनालॉग ट्रांसमिशन में तीव्रता लगातार बदलती रहती है, इसलिए डिजिटल मोड का उपयोग करना बेहतर होता है।
(ऑप्टिकल फाइबर का इतिहास
वर्ष 1840 में, दो भौतिक विज्ञानी डेनियल कोलोडन और जैक्स बाबिनेट ने साबित किया कि प्रकाश को पानी के किनारे से किसी भी दिशा में पुनर्निर्देशित किया जा सकता है।
वर्ष 1854 में जॉन टिंडल, जो एक भौतिक विज्ञानी थे, ने बताया कि प्रकाश को घुमावदार पानी में भी झुकाया और घुमाया जा सकता है।
ऑप्टिकल टेलीफोन सिस्टम फोटोफोन का पेटेंट 1880 में अलेक्जेंडर ग्राहम बेल द्वारा किया गया था और उसी वर्ष विलियम व्हीलर द्वारा एक अत्यधिक परावर्तक कोटिंग लाइट पाइप लाइन का आविष्कार किया गया था, जो बेसमेंट में बिजली के लैंप लगाने और घर में पाइप को प्रकाश को निर्देशित करने के लिए इस्तेमाल करती थी।
वर्ष 1966 में इंग्लैंड में कार्यरत चार्ल्स काओ और जॉर्ज हॉकहैम ने सबसे पहले दूरसंचार के लिए फाइबर ऑप्टिक केबल के उपयोग का सुझाव दिया था और आज हम कई जगहों पर फाइबर ऑप्टिक केबल का उपयोग कर रहे हैं।
दूरसंचार हो या कंप्यूटर नेटवर्किंग, प्रसारण या चिकित्सा क्षेत्र आज हर जगह ऑप्टिकल फाइबर का उपयोग किया जाता है।
जब इसे पहली बार 1966 में बनाया और परीक्षण किया गया था, तो यह प्रभावी रूप से उतना अच्छा नहीं था। इसका विकास जारी रहा। इसमें रोज नए-नए संशोधन देखने को मिले।
1975 में शुरू हुए शोध की अवधि के बाद, पहली वाणिज्यिक फाइबर ऑप्टिक संचार प्रणाली विकसित की गई थी। उसके बाद प्रगति हुई और उनकी सीमा 10 किमी से 50 किमी तक चली गई और फिर 50 किमी से 100 किमी और इसी तरह आगे बढ़ी।
आज आप देख सकते हैं कि आप्टिकल फाइबर का कितना बड़ा नेटवर्क स्थापित हो चुका है।