ઓપ્ટિકલ ફાઇબરનું મૂળ જ્ knowledge ાન

Opt પ્ટિકલ ફાઇબરની શોધથી વાતચીતના ક્ષેત્રમાં ક્રાંતિ થઈ છે. જો ઉચ્ચ-ક્ષમતાવાળા હાઇ-સ્પીડ ચેનલો પ્રદાન કરવા માટે કોઈ opt પ્ટિકલ ફાઇબર નથી, તો ઇન્ટરનેટ ફક્ત સૈદ્ધાંતિક તબક્કામાં જ રહી શકે છે. જો 20 મી સદી વીજળીનો યુગ હતો, તો 21 મી સદી પ્રકાશનો યુગ છે. પ્રકાશ સંદેશાવ્યવહાર કેવી રીતે પ્રાપ્ત કરે છે? ચાલો નીચે આપેલા સંપાદક સાથે opt પ્ટિકલ કમ્યુનિકેશનનું મૂળભૂત જ્ knowledge ાન શીખીશું.

ભાગ 1. પ્રકાશ પ્રચારનું મૂળભૂત જ્ knowledge ાન

પ્રકાશ તરંગો સમજવા
પ્રકાશ તરંગો ખરેખર ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક તરંગો હોય છે, અને ખાલી જગ્યામાં, ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક તરંગોની તરંગલંબાઇ અને આવર્તન verse લટું પ્રમાણસર હોય છે. બંનેનું ઉત્પાદન પ્રકાશની ગતિ સમાન છે, તે છે:

ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક સ્પેક્ટ્રમ બનાવવા માટે ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક તરંગોની તરંગલંબાઇ અથવા ફ્રીક્વન્સીઝ ગોઠવો. વિવિધ તરંગલંબાઇ અથવા ફ્રીક્વન્સીઝ અનુસાર, ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક તરંગોને રેડિયેશન ક્ષેત્ર, અલ્ટ્રાવાયોલેટ ક્ષેત્ર, દૃશ્યમાન પ્રકાશ ક્ષેત્ર, ઇન્ફ્રારેડ ક્ષેત્ર, માઇક્રોવેવ ક્ષેત્ર, રેડિયો વેવ ક્ષેત્ર અને લાંબી તરંગ ક્ષેત્રમાં વહેંચી શકાય છે. સંદેશાવ્યવહાર માટે ઉપયોગમાં લેવાતા બેન્ડ્સ મુખ્યત્વે ઇન્ફ્રારેડ ક્ષેત્ર, માઇક્રોવેવ ક્ષેત્ર અને રેડિયો વેવ ક્ષેત્ર છે. નીચેની છબી તમને મિનિટમાં કમ્યુનિકેશન બેન્ડ્સ અને અનુરૂપ પ્રચાર માધ્યમોના વિભાજનને સમજવામાં મદદ કરશે.

આ લેખનો આગેવાન, "ફાઇબર ઓપ્ટિક કમ્યુનિકેશન", ઇન્ફ્રારેડ બેન્ડમાં પ્રકાશ તરંગોનો ઉપયોગ કરે છે. જ્યારે આ મુદ્દાની વાત આવે છે, ત્યારે લોકોને આશ્ચર્ય થશે કે તે ઇન્ફ્રારેડ બેન્ડમાં શા માટે હોવું જોઈએ? આ મુદ્દો ical પ્ટિકલ ફાઇબર સામગ્રીના opt પ્ટિકલ ટ્રાન્સમિશન ખોટ સાથે સંબંધિત છે, એટલે કે સિલિકા ગ્લાસ. આગળ, આપણે સમજવાની જરૂર છે કે opt પ્ટિકલ રેસા પ્રકાશને કેવી રીતે પ્રસારિત કરે છે.

રીફ્રેક્શન, પ્રતિબિંબ અને પ્રકાશનું કુલ પ્રતિબિંબ

જ્યારે પ્રકાશ એક પદાર્થથી બીજા પદાર્થમાં બહાર આવે છે, ત્યારે બે પદાર્થો વચ્ચેના ઇન્ટરફેસ પર રીફ્રેક્શન અને પ્રતિબિંબ થાય છે, અને ઘટના પ્રકાશના ખૂણા સાથે રીફ્રેક્શનનો કોણ વધે છે. આકૃતિ ① → in માં બતાવ્યા પ્રમાણે. જ્યારે ઘટનાનો કોણ કોઈ ચોક્કસ ખૂણા સુધી પહોંચે છે અથવા ઓળંગે છે, ત્યારે રીફ્રેક્ટેડ પ્રકાશ અદૃશ્ય થઈ જાય છે અને બધી ઘટના પ્રકાશ પાછળ પ્રતિબિંબિત થાય છે, જે પ્રકાશનું કુલ પ્રતિબિંબ છે, જેમ કે નીચેના આકૃતિમાં ② → in માં બતાવ્યા પ્રમાણે.

વિવિધ સામગ્રીમાં વિવિધ રીફ્રેક્ટિવ સૂચકાંકો હોય છે, તેથી પ્રકાશના પ્રસારની ગતિ વિવિધ માધ્યમોમાં બદલાય છે. રીફ્રેક્ટિવ ઇન્ડેક્સ એન, એન = સી/વી દ્વારા રજૂ થાય છે, જ્યાં સી વેક્યુમમાં વેગ છે અને વી એ માધ્યમમાં પ્રસાર વેગ છે. ઉચ્ચ રીફ્રેક્ટિવ ઇન્ડેક્સવાળા માધ્યમને opt પ્ટિકલી ગા ense માધ્યમ કહેવામાં આવે છે, જ્યારે નીચલા રીફ્રેક્ટિવ ઇન્ડેક્સવાળા માધ્યમને opt પ્ટિકલી છૂટાછવાયા માધ્યમ કહેવામાં આવે છે. કુલ પ્રતિબિંબ થવા માટેની બે શરતો આ છે:
1. ઓપ્ટિકલી ગા ense માધ્યમથી opt પ્ટિકલી છૂટાછવાયા માધ્યમમાં ટ્રાન્સમિશન
2. ઘટના કોણ કુલ પ્રતિબિંબના નિર્ણાયક કોણ કરતા વધારે અથવા સમાન છે
Ical પ્ટિકલ સિગ્નલ લિકેજને ટાળવા અને ટ્રાન્સમિશન ખોટને ઘટાડવા માટે, ઓપ્ટિકલ રેસામાં opt પ્ટિકલ ટ્રાન્સમિશન કુલ પ્રતિબિંબની સ્થિતિ હેઠળ થાય છે.

ભાગ 2. ઓપ્ટિકલ પ્રચાર મીડિયા (ફાઇબર ઓપ્ટિક) નો પરિચય

ફાઇબર ઓપ્ટિક માળખું

કુલ પ્રતિબિંબ પ્રકાશ પ્રચારના મૂળભૂત જ્ knowledge ાન સાથે, opt પ્ટિકલ રેસાની ડિઝાઇન રચનાને સમજવું સરળ છે. Opt પ્ટિકલ ફાઇબરના એકદમ ફાઇબરને ત્રણ સ્તરોમાં વહેંચવામાં આવે છે: પ્રથમ સ્તર કોર છે, જે ફાઇબરની મધ્યમાં સ્થિત છે અને ઉચ્ચ શુદ્ધતા સિલિકોન ડાયોક્સાઇડથી બનેલો છે, જેને ગ્લાસ તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે. મુખ્ય વ્યાસ સામાન્ય રીતે 9-10 માઇક્રોન (સિંગલ-મોડ), 50 અથવા 62.5 માઇક્રોન (મલ્ટિ-મોડ) હોય છે. ફાઇબર કોરમાં ઉચ્ચ રીફ્રેક્ટિવ ઇન્ડેક્સ હોય છે અને તેનો ઉપયોગ પ્રકાશ પ્રસારિત કરવા માટે થાય છે. સેકન્ડ લેયર ક્લેડીંગ: ફાઇબર કોરની આજુબાજુ સ્થિત છે, જે સિલિકા ગ્લાસથી બનેલું છે (સામાન્ય રીતે 125 માઇક્રોનનો વ્યાસ સાથે). ક્લેડીંગનું રીફ્રેક્ટિવ ઇન્ડેક્સ ઓછું છે, જે ફાઇબર કોર સાથે મળીને કુલ પ્રતિબિંબની સ્થિતિ બનાવે છે. ત્રીજો કોટિંગ સ્તર: બાહ્ય સ્તર એ પ્રબલિત રેઝિન કોટિંગ છે. રક્ષણાત્મક સ્તરની સામગ્રીમાં ઉચ્ચ તાકાત હોય છે અને તે મોટા પ્રભાવોનો સામનો કરી શકે છે, જે પાણીના વરાળના ધોવાણ અને યાંત્રિક ઘર્ષણથી ical પ્ટિકલ ફાઇબરને સુરક્ષિત કરે છે.

ઓપ્ટિકલ પ્રસારણ ખોટ

ફાઇબર ઓપ્ટિક ટ્રાન્સમિશન લોસ એ ફાઇબર ઓપ્ટિક સંદેશાવ્યવહારની ગુણવત્તાને અસર કરતી ખૂબ જ મહત્વપૂર્ણ પરિબળ છે. Ical પ્ટિકલ સિગ્નલોના ધ્યાનથી થતા મુખ્ય પરિબળોમાં સામગ્રીનું શોષણ નુકસાન, ટ્રાન્સમિશન દરમિયાન છૂટાછવાયા નુકસાન અને ફાઇબર બેન્ડિંગ, કમ્પ્રેશન અને ડોકીંગની ખોટ જેવા પરિબળો દ્વારા થતાં અન્ય નુકસાનનો સમાવેશ થાય છે.

પ્રકાશની તરંગલંબાઇ જુદી જુદી છે, અને ઓપ્ટિકલ રેસામાં ટ્રાન્સમિશનની ખોટ પણ અલગ છે. નુકસાનને ઓછું કરવા અને ટ્રાન્સમિશન અસરને સુનિશ્ચિત કરવા માટે, વૈજ્ .ાનિકો સૌથી યોગ્ય પ્રકાશ શોધવા માટે પ્રતિબદ્ધ છે. 1260nm ~ 1360nm ની તરંગલંબાઇ શ્રેણીમાં પ્રકાશમાં વિખેરી નાખવા અને સૌથી ઓછા શોષણના નુકસાનને કારણે સૌથી નાનો સિગ્નલ વિકૃતિ છે. શરૂઆતના દિવસોમાં, આ તરંગલંબાઇની શ્રેણી opt પ્ટિકલ કમ્યુનિકેશન બેન્ડ તરીકે અપનાવવામાં આવી હતી. પાછળથી, સંશોધન અને પ્રેક્ટિસના લાંબા ગાળા પછી, નિષ્ણાતોએ ધીમે ધીમે ઓછી ખોટની તરંગલંબાઇ શ્રેણી (1260nm ~ 1625nm) નો સારાંશ આપ્યો, જે ઓપ્ટિકલ રેસામાં ટ્રાન્સમિશન માટે સૌથી યોગ્ય છે. તેથી ફાઇબર ઓપ્ટિક કમ્યુનિકેશનમાં ઉપયોગમાં લેવામાં આવતી પ્રકાશ તરંગો સામાન્ય રીતે ઇન્ફ્રારેડ બેન્ડમાં હોય છે.

ફાઇબર ઓપ્ટિક વર્ગીકરણ

મલ્ટિમોડ opt પ્ટિકલ ફાઇબર: બહુવિધ મોડ્સ પ્રસારિત કરે છે, પરંતુ મોટા ઇન્ટર મોડલ વિખેરીકરણ ડિજિટલ સિગ્નલોને ટ્રાન્સમિટ કરવાની આવર્તનને મર્યાદિત કરે છે, અને આ મર્યાદા વધતા ટ્રાન્સમિશન અંતર સાથે વધુ ગંભીર બને છે. તેથી, મલ્ટિમોડ ફાઇબર ઓપ્ટિક ટ્રાન્સમિશનનું અંતર પ્રમાણમાં ટૂંકું હોય છે, સામાન્ય રીતે ફક્ત થોડા કિલોમીટર.
સિંગલ મોડ ફાઇબર: ખૂબ નાના ફાઇબર વ્યાસ સાથે, સૈદ્ધાંતિક રીતે ફક્ત એક મોડ પ્રસારિત કરી શકાય છે, જે તેને દૂરસ્થ સંદેશાવ્યવહાર માટે યોગ્ય બનાવે છે.

ભાગ 3. ફાઇબર ઓપ્ટિક કમ્યુનિકેશન સિસ્ટમનો કાર્યકારી સિદ્ધાંત

ઓપ્ટિકલ ફાઇબર સંદેશાવ્યવહાર પદ્ધતિ

સામાન્ય રીતે ઉપયોગમાં લેવાતા સંદેશાવ્યવહાર ઉત્પાદનો, જેમ કે મોબાઇલ ફોન અને કમ્પ્યુટર્સ, ઇલેક્ટ્રિકલ સિગ્નલોના સ્વરૂપમાં માહિતી પ્રસારિત કરે છે. Ical પ્ટિકલ કમ્યુનિકેશન કરતી વખતે, પ્રથમ પગલું એ ઇલેક્ટ્રિકલ સિગ્નલોને ical પ્ટિકલ સિગ્નલોમાં રૂપાંતરિત કરવું, ફાઇબર ઓપ્ટિક કેબલ્સ દ્વારા પ્રસારિત કરવું અને પછી માહિતી પ્રસારણના હેતુને પ્રાપ્ત કરવા માટે ical પ્ટિકલ સિગ્નલોને વિદ્યુત સંકેતોમાં રૂપાંતરિત કરવાનું છે. મૂળભૂત opt પ્ટિકલ કમ્યુનિકેશન સિસ્ટમમાં opt પ્ટિકલ ટ્રાન્સમીટર, opt પ્ટિકલ રીસીવર અને પ્રકાશ ટ્રાન્સમિટ કરવા માટે ફાઇબર ઓપ્ટિક સર્કિટ હોય છે. લાંબા-અંતરના સિગ્નલ ટ્રાન્સમિશનની ગુણવત્તાની ખાતરી કરવા અને ટ્રાન્સમિશન બેન્ડવિડ્થમાં સુધારો કરવા માટે, સામાન્ય રીતે ઓપ્ટિકલ પુનરાવર્તકો અને મલ્ટિપ્લેક્સર્સનો ઉપયોગ થાય છે.

નીચે ફાઇબર ઓપ્ટિક કમ્યુનિકેશન સિસ્ટમના દરેક ઘટકના કાર્યકારી સિદ્ધાંતની ટૂંકી રજૂઆત છે.

ઓપ્ટિકલ ટ્રાન્સમીટર:ઇલેક્ટ્રિકલ સિગ્નલોને opt પ્ટિકલ સિગ્નલોમાં ફેરવે છે, મુખ્યત્વે સિગ્નલ મોડ્યુલેટર અને પ્રકાશ સ્રોતોથી બનેલા છે.

સિગ્નલ મલ્ટિપ્લેક્સર:યુગલો ટ્રાન્સમિશન માટે સમાન opt પ્ટિકલ ફાઇબરમાં વિવિધ તરંગલંબાઇના બહુવિધ opt પ્ટિકલ કેરિયર સંકેતો, ટ્રાન્સમિશન ક્ષમતાને બમણી કરવાની અસર પ્રાપ્ત કરે છે.

ઓપ્ટિકલ રીપીટર:ટ્રાન્સમિશન દરમિયાન, સિગ્નલની તરંગ અને તીવ્રતા બગડશે, તેથી વેવફોર્મને મૂળ સિગ્નલના સુઘડ વેવફોર્મમાં પુન restore સ્થાપિત કરવી અને પ્રકાશની તીવ્રતામાં વધારો કરવો જરૂરી છે.

સિગ્નલ ડિમલ્ટિપ્લેક્સર:મલ્ટીપ્લેક્સ્ડ સિગ્નલને તેના મૂળ વ્યક્તિગત સંકેતોમાં વિઘટિત કરો.

ઓપ્ટિકલ રીસીવર:પ્રાપ્ત ical પ્ટિકલ સિગ્નલને ઇલેક્ટ્રિકલ સિગ્નલમાં ફેરવે છે, મુખ્યત્વે ફોટોોડેક્ટર અને ડિમોડ્યુલેટરથી બનેલું છે.

ભાગ.

ઓપ્ટિકલ કમ્યુનિકેશનના ફાયદા:

1. લાંબી રિલે અંતર, આર્થિક અને energy ર્જા બચત
માહિતીના 10 જીબીપીએસ (10 અબજ 0 અથવા 1 સિગ્નલો) નું ટ્રાન્સમિશન ધારીને, જો ઇલેક્ટ્રિકલ કમ્યુનિકેશનનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે, તો સિગ્નલને રિલે કરવાની અને દર થોડા સો મીટરને સમાયોજિત કરવાની જરૂર છે. આની તુલનામાં, opt પ્ટિકલ કમ્યુનિકેશનનો ઉપયોગ 100 કિલોમીટરથી વધુનું રિલે અંતર પ્રાપ્ત કરી શકે છે. સિગ્નલને સમાયોજિત કરવામાં આવેલી થોડી વાર, કિંમત ઓછી. બીજી બાજુ, ical પ્ટિકલ ફાઇબરની સામગ્રી સિલિકોન ડાયોક્સાઇડ છે, જેમાં વિપુલ પ્રમાણમાં અનામત છે અને કોપર વાયર કરતા ઘણી ઓછી કિંમત છે. તેથી, opt પ્ટિકલ કમ્યુનિકેશનની આર્થિક અને energy ર્જા બચત અસર છે.

2. ઝડપી માહિતી ટ્રાન્સમિશન અને ઉચ્ચ સંદેશાવ્યવહાર ગુણવત્તા

ઉદાહરણ તરીકે, હવે જ્યારે વિદેશમાં મિત્રો સાથે વાત કરે છે અથવા chat નલાઇન ચેટિંગ કરે છે, ત્યારે અવાજ પહેલાની જેમ પાછળ નથી. ટેલિકમ્યુનિકેશનના યુગમાં, આંતરરાષ્ટ્રીય સંદેશાવ્યવહાર મુખ્યત્વે ટ્રાન્સમિશન માટેના રિલે તરીકે કૃત્રિમ ઉપગ્રહો પર આધાર રાખે છે, પરિણામે લાંબા સમય સુધી ટ્રાન્સમિશન પાથ અને ધીમી સિગ્નલ આગમન થાય છે. અને opt પ્ટિકલ કમ્યુનિકેશન, સબમરીન કેબલ્સની સહાયથી, ટ્રાન્સમિશન અંતર ટૂંકા કરે છે, માહિતી ટ્રાન્સમિશનને ઝડપી બનાવે છે. તેથી, opt પ્ટિકલ કમ્યુનિકેશનનો ઉપયોગ વિદેશમાં સરળ સંદેશાવ્યવહાર પ્રાપ્ત કરી શકે છે.

3. મજબૂત દખલ વિરોધી ક્ષમતા અને સારી ગુપ્તતા

ઇલેક્ટ્રિકલ કમ્યુનિકેશન ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક દખલને કારણે ભૂલો અનુભવી શકે છે, જેનાથી સંદેશાવ્યવહારની ગુણવત્તામાં ઘટાડો થાય છે. જો કે, opt પ્ટિકલ સંદેશાવ્યવહારને વિદ્યુત અવાજથી અસર થતી નથી, તેને સુરક્ષિત અને વધુ વિશ્વસનીય બનાવે છે. અને કુલ પ્રતિબિંબના સિદ્ધાંતને કારણે, સિગ્નલ ટ્રાન્સમિશન માટે opt પ્ટિકલ ફાઇબર સુધી સંપૂર્ણપણે મર્યાદિત છે, તેથી ગુપ્તતા સારી છે.

4. મોટી ટ્રાન્સમિશન ક્ષમતા
સામાન્ય રીતે, ઇલેક્ટ્રિકલ કમ્યુનિકેશન ફક્ત 10 જીબીપીએસ (10 અબજ 0 અથવા 1 સિગ્નલો પ્રતિ સેકંડ) ટ્રાન્સમિટ કરી શકે છે, જ્યારે opt પ્ટિકલ કમ્યુનિકેશન માહિતીના 1 ટીબીપીએસ (1 ટ્રિલિયન 0 અથવા 1 સંકેતો) ટ્રાન્સમિટ કરી શકે છે.

ઓપ્ટિકલ સંચારની અરજી

Ical પ્ટિકલ કમ્યુનિકેશનના ઘણા ફાયદા છે, અને તે તેના વિકાસથી આપણા જીવનના દરેક ખૂણામાં એકીકૃત કરવામાં આવ્યું છે. મોબાઇલ ફોન્સ, કમ્પ્યુટર અને આઇપી ફોન્સ જેવા ઉપકરણો જે ઇન્ટરનેટનો ઉપયોગ કરે છે તે દરેકને તેમના ક્ષેત્ર, સમગ્ર દેશ અને વૈશ્વિક સંદેશાવ્યવહાર નેટવર્કથી પણ જોડે છે. ઉદાહરણ તરીકે, કમ્પ્યુટર અને મોબાઇલ ફોન્સ દ્વારા ઉત્સર્જિત સંકેતો સ્થાનિક કમ્યુનિકેશન operator પરેટર બેઝ સ્ટેશનો અને નેટવર્ક પ્રદાતા ઉપકરણો પર ભેગા થાય છે, અને તે પછી સબમરીન કેબલ્સમાં ફાઇબર ઓપ્ટિક કેબલ દ્વારા વિશ્વના વિવિધ ભાગોમાં સંક્રમિત થાય છે.

વિડિઓ ક calls લ્સ, shopping નલાઇન શોપિંગ, વિડિઓ ગેમ્સ અને દ્વિસંગી જેવી દૈનિક પ્રવૃત્તિઓની અનુભૂતિ, પડદા પાછળના તેના સપોર્ટ અને સહાય પર આધાર રાખે છે. Ical પ્ટિકલ નેટવર્કના ઉદભવથી આપણા જીવનને વધુ આરામદાયક અને અનુકૂળ બનાવ્યું છે.