অপটিকাল ফাইবারের প্রাথমিক জ্ঞান

অপটিকাল ফাইবারের আবিষ্কার যোগাযোগের ক্ষেত্রে বিপ্লবকে চালিত করেছে। যদি উচ্চ-ক্ষমতা সম্পন্ন উচ্চ-গতির চ্যানেলগুলি সরবরাহ করার জন্য কোনও অপটিকাল ফাইবার না থাকে তবে ইন্টারনেট কেবল তাত্ত্বিক পর্যায়ে থাকতে পারে। যদি বিংশ শতাব্দীটি বিদ্যুতের যুগ ছিল, তবে একবিংশ শতাব্দী আলোর যুগ। আলো কীভাবে যোগাযোগ অর্জন করে? আসুন নীচের সম্পাদকের সাথে অপটিক্যাল যোগাযোগের প্রাথমিক জ্ঞানটি শিখি।

অংশ 1। হালকা প্রচারের প্রাথমিক জ্ঞান

হালকা তরঙ্গ বোঝা
হালকা তরঙ্গগুলি আসলে বৈদ্যুতিন চৌম্বকীয় তরঙ্গ এবং মুক্ত স্থানে, তরঙ্গদৈর্ঘ্য এবং বৈদ্যুতিন চৌম্বকীয় তরঙ্গগুলির ফ্রিকোয়েন্সি বিপরীতভাবে আনুপাতিক। দুজনের পণ্য আলোর গতির সমান, এটি:

বৈদ্যুতিন চৌম্বকীয় তরঙ্গগুলির তরঙ্গদৈর্ঘ্য বা ফ্রিকোয়েন্সিগুলির ব্যবস্থা করুন যাতে বৈদ্যুতিন চৌম্বকীয় বর্ণালী গঠনের জন্য। বিভিন্ন তরঙ্গদৈর্ঘ্য বা ফ্রিকোয়েন্সি অনুসারে, বৈদ্যুতিন চৌম্বকীয় তরঙ্গগুলি বিকিরণ অঞ্চল, অতিবেগুনী অঞ্চল, দৃশ্যমান আলো অঞ্চল, ইনফ্রারেড অঞ্চল, মাইক্রোওয়েভ অঞ্চল, রেডিও তরঙ্গ অঞ্চল এবং দীর্ঘ তরঙ্গ অঞ্চলে বিভক্ত করা যেতে পারে। যোগাযোগের জন্য ব্যবহৃত ব্যান্ডগুলি মূলত ইনফ্রারেড অঞ্চল, মাইক্রোওয়েভ অঞ্চল এবং রেডিও তরঙ্গ অঞ্চল। নিম্নলিখিত চিত্রটি আপনাকে যোগাযোগের ব্যান্ডগুলির বিভাজন এবং কয়েক মিনিটের মধ্যে সম্পর্কিত প্রচার মিডিয়া বুঝতে সহায়তা করবে।

এই নিবন্ধটির নায়ক, "ফাইবার অপটিক যোগাযোগ" ইনফ্রারেড ব্যান্ডে হালকা তরঙ্গ ব্যবহার করে। যখন এই মুহুর্তে আসে, লোকেরা ভাবতে পারে যে এটি অবশ্যই ইনফ্রারেড ব্যান্ডে থাকতে হবে? এই সমস্যাটি সিলিকা কাচের অপটিক্যাল ফাইবার উপকরণগুলির অপটিক্যাল ট্রান্সমিশন ক্ষতির সাথে সম্পর্কিত। এরপরে, আমাদের বুঝতে হবে কীভাবে অপটিকাল ফাইবারগুলি আলো প্রেরণ করে।

প্রতিসরণ, প্রতিবিম্ব এবং আলোর মোট প্রতিচ্ছবি

যখন একটি পদার্থ থেকে অন্য পদার্থে আলো নির্গত করা হয়, তখন দুটি পদার্থের মধ্যে ইন্টারফেসে প্রতিসরণ এবং প্রতিচ্ছবি ঘটে এবং ঘটনার আলোর কোণে অপসারণের কোণ বৃদ্ধি পায়। চিত্র ① → ② হিসাবে দেখানো হয়েছে। যখন ঘটনার কোণটি একটি নির্দিষ্ট কোণে পৌঁছায় বা অতিক্রম করে, তখন রিফ্র্যাক্টেড আলো অদৃশ্য হয়ে যায় এবং সমস্ত ঘটনার আলো পিছনে প্রতিফলিত হয়, যা আলোর মোট প্রতিচ্ছবি, যেমন নিম্নলিখিত চিত্রটিতে ② → ③ তে দেখানো হয়েছে।

বিভিন্ন উপাদানের বিভিন্ন রিফেক্টিভ সূচক রয়েছে, তাই আলোর প্রচারের গতি বিভিন্ন মিডিয়াতে পরিবর্তিত হয়। রিফেক্টিভ সূচকটি এন, এন = সি/ভি দ্বারা প্রতিনিধিত্ব করা হয়, যেখানে সি ভ্যাকুয়ামে বেগ এবং ভি হ'ল মাঝারিটিতে প্রচারের বেগ। উচ্চতর রিফেক্টিভ ইনডেক্স সহ একটি মাধ্যমকে অপটিক্যালি ঘন মাধ্যম বলা হয়, অন্যদিকে নিম্ন রিফেক্টিভ সূচকযুক্ত একটি মাধ্যমকে অপটিক্যালি স্পারস মিডিয়াম বলা হয়। মোট প্রতিবিম্বের জন্য দুটি শর্ত হ'ল:
1। অপটিক্যালি ঘন মাধ্যম থেকে অপটিক্যালি স্পারস মিডিয়ামে সংক্রমণ
2। ঘটনার কোণটি মোট প্রতিবিম্বের সমালোচনামূলক কোণের চেয়ে বেশি বা সমান
অপটিক্যাল সিগন্যাল ফুটো এড়াতে এবং সংক্রমণ হ্রাস হ্রাস করার জন্য, অপটিক্যাল ফাইবারগুলিতে অপটিক্যাল সংক্রমণ মোট প্রতিচ্ছবি শর্তে ঘটে।

পার্ট 2। অপটিকাল প্রচার মিডিয়া পরিচিতি (ফাইবার অপটিক)

ফাইবার অপটিক কাঠামো

মোট প্রতিবিম্ব আলো প্রচারের প্রাথমিক জ্ঞানের সাথে, অপটিক্যাল ফাইবারগুলির নকশা কাঠামোটি বোঝা সহজ। অপটিকাল ফাইবারের খালি ফাইবারটি তিনটি স্তরে বিভক্ত: প্রথম স্তরটি মূল, যা ফাইবারের কেন্দ্রে অবস্থিত এবং এটি উচ্চ-বিশুদ্ধতা সিলিকন ডাই অক্সাইড দ্বারা গঠিত, এটি গ্লাস নামেও পরিচিত। মূল ব্যাসটি সাধারণত 9-10 মাইক্রন (একক-মোড), 50 বা 62.5 মাইক্রন (মাল্টি-মোড) হয়। ফাইবার কোরটির একটি উচ্চ রিফেক্টিভ সূচক রয়েছে এবং এটি আলো প্রেরণে ব্যবহৃত হয়। দ্বিতীয় স্তর ক্ল্যাডিং: ফাইবার কোরের চারপাশে অবস্থিত, সিলিকা কাচের সমন্বয়ে গঠিত (সাধারণত 125 মাইক্রন ব্যাস সহ)। ক্ল্যাডিংয়ের রিফেক্টিভ সূচকটি কম, ফাইবার কোরের সাথে একসাথে মোট প্রতিচ্ছবি শর্ত তৈরি করে। তৃতীয় লেপ স্তর: বাইরেরতম স্তরটি একটি শক্তিশালী রজন লেপ। প্রতিরক্ষামূলক স্তর উপাদানগুলির উচ্চ শক্তি রয়েছে এবং জলীয় বাষ্পের ক্ষয় এবং যান্ত্রিক ঘর্ষণ থেকে অপটিক্যাল ফাইবারকে রক্ষা করে বড় প্রভাবগুলি সহ্য করতে পারে।

অপটিক্যাল ট্রান্সমিশন ক্ষতি

ফাইবার অপটিক ট্রান্সমিশন ক্ষতি হ'ল ফাইবার অপটিক যোগাযোগের গুণমানকে প্রভাবিত করে এমন একটি গুরুত্বপূর্ণ উপাদান। অপটিক্যাল সিগন্যালগুলির সংশ্লেষণের মূল কারণগুলির মধ্যে রয়েছে উপকরণগুলির শোষণ হ্রাস, সংক্রমণের সময় ছড়িয়ে ছিটিয়ে থাকা ক্ষতি এবং ফাইবার নমন, সংক্ষেপণ এবং ডকিং ক্ষতির মতো কারণগুলির কারণে সৃষ্ট অন্যান্য ক্ষতির অন্তর্ভুক্ত।

আলোর তরঙ্গদৈর্ঘ্য আলাদা এবং অপটিক্যাল ফাইবারগুলিতে সংক্রমণ হ্রাসও আলাদা। ক্ষতি হ্রাস করতে এবং সংক্রমণ প্রভাব নিশ্চিত করার জন্য, বিজ্ঞানীরা সবচেয়ে উপযুক্ত আলো সন্ধানে প্রতিশ্রুতিবদ্ধ হয়েছিলেন। 1260nm ~ 1360nm এর তরঙ্গদৈর্ঘ্য পরিসীমাটির আলোতে ছড়িয়ে পড়া এবং সর্বনিম্ন শোষণের ক্ষতির কারণে সবচেয়ে ছোট সংকেত বিকৃতি রয়েছে। প্রথম দিনগুলিতে, এই তরঙ্গদৈর্ঘ্যের পরিসীমাটি অপটিক্যাল যোগাযোগ ব্যান্ড হিসাবে গৃহীত হয়েছিল। পরে, দীর্ঘ সময় ধরে অনুসন্ধান এবং অনুশীলনের পরে, বিশেষজ্ঞরা ধীরে ধীরে কম লোকসানের তরঙ্গদৈর্ঘ্য পরিসীমা (1260nm ~ 1625nm) সংক্ষিপ্তসার করেছিলেন, যা অপটিক্যাল ফাইবারগুলিতে সংক্রমণের জন্য সবচেয়ে উপযুক্ত। সুতরাং ফাইবার অপটিক যোগাযোগে ব্যবহৃত হালকা তরঙ্গগুলি সাধারণত ইনফ্রারেড ব্যান্ডে থাকে।

ফাইবার অপটিক শ্রেণিবিন্যাস

মাল্টিমোড অপটিকাল ফাইবার: একাধিক মোড প্রেরণ করে, তবে বৃহত আন্তঃ মডেল বিচ্ছুরণ ডিজিটাল সংকেত সংক্রমণ করার ফ্রিকোয়েন্সি সীমাবদ্ধ করে এবং এই সীমাবদ্ধতা ক্রমবর্ধমান সংক্রমণ দূরত্বের সাথে আরও গুরুতর হয়ে ওঠে। অতএব, মাল্টিমোড ফাইবার অপটিক ট্রান্সমিশনের দূরত্ব তুলনামূলকভাবে সংক্ষিপ্ত, সাধারণত কয়েক কিলোমিটার।
একক মোড ফাইবার: খুব ছোট ফাইবার ব্যাসের সাথে তাত্ত্বিকভাবে কেবল একটি মোড সংক্রমণ করা যেতে পারে, এটি দূরবর্তী যোগাযোগের জন্য উপযুক্ত করে তোলে।

পার্ট 3। ফাইবার অপটিক যোগাযোগ ব্যবস্থার কার্যনির্বাহী নীতি

অপটিকাল ফাইবার যোগাযোগ ব্যবস্থা

যোগাযোগ পণ্যগুলি সাধারণত ব্যবহৃত হয় যেমন মোবাইল ফোন এবং কম্পিউটারগুলি বৈদ্যুতিক সংকেত আকারে তথ্য প্রেরণ করে। অপটিক্যাল যোগাযোগ পরিচালনা করার সময়, প্রথম পদক্ষেপটি হ'ল বৈদ্যুতিক সংকেতগুলিকে অপটিক্যাল সংকেতগুলিতে রূপান্তর করা, ফাইবার অপটিক কেবলগুলির মাধ্যমে প্রেরণ করা এবং তারপরে তথ্য সংক্রমণের উদ্দেশ্য অর্জনের জন্য অপটিক্যাল সংকেতগুলিকে বৈদ্যুতিক সংকেতগুলিতে রূপান্তর করা। বেসিক অপটিক্যাল যোগাযোগ সিস্টেমে একটি অপটিক্যাল ট্রান্সমিটার, একটি অপটিক্যাল রিসিভার এবং আলো প্রেরণের জন্য একটি ফাইবার অপটিক সার্কিট থাকে। দীর্ঘ-দূরত্বের সংকেত সংক্রমণ এবং সংক্রমণ ব্যান্ডউইথের উন্নতি নিশ্চিত করার জন্য, অপটিক্যাল রিপিটার এবং মাল্টিপ্লেক্সারগুলি সাধারণত ব্যবহৃত হয়।

নীচে ফাইবার অপটিক যোগাযোগ ব্যবস্থায় প্রতিটি উপাদানটির কার্যকরী নীতির একটি সংক্ষিপ্ত পরিচিতি দেওয়া হল।

অপটিক্যাল ট্রান্সমিটার:বৈদ্যুতিক সংকেতগুলিকে অপটিক্যাল সংকেতগুলিতে রূপান্তর করে, মূলত সিগন্যাল মডিউলার এবং হালকা উত্স দ্বারা গঠিত।

সিগন্যাল মাল্টিপ্লেক্সার:দম্পতিরা সংক্রমণ ক্ষমতা দ্বিগুণ করার প্রভাব অর্জনের জন্য বিভিন্ন তরঙ্গদৈর্ঘ্যের একাধিক অপটিক্যাল ক্যারিয়ার সংকেত একই অপটিক্যাল ফাইবারে।

অপটিক্যাল রিপিটার:সংক্রমণ চলাকালীন, সিগন্যালের তরঙ্গরূপ এবং তীব্রতা অবনতি হবে, সুতরাং মূল সংকেতের ঝরঝরে তরঙ্গরূপটিতে তরঙ্গরূপটি পুনরুদ্ধার করা এবং আলোর তীব্রতা বাড়ানো প্রয়োজন।

সিগন্যাল ডেমাল্টিপ্লেক্সার:মাল্টিপ্লেক্সড সিগন্যালটিকে তার মূল স্বতন্ত্র সংকেতগুলিতে পচন করুন।

অপটিক্যাল রিসিভার:প্রাপ্ত অপটিক্যাল সিগন্যালকে বৈদ্যুতিক সংকেতে রূপান্তর করে, মূলত একটি ফটোডেটর এবং একটি ডেমোডুলেটর দ্বারা গঠিত।

অংশ 4। অপটিক্যাল যোগাযোগের সুবিধা এবং অ্যাপ্লিকেশন

অপটিক্যাল যোগাযোগের সুবিধা:

1। দীর্ঘ রিলে দূরত্ব, অর্থনৈতিক এবং শক্তি সঞ্চয়
10 জিবিপিএস (প্রতি সেকেন্ডে 10 বিলিয়ন 0 বা 1 সংকেত) সংক্রমণ গ্রহণ করে, যদি বৈদ্যুতিক যোগাযোগ ব্যবহার করা হয় তবে সংকেতটি প্রতি কয়েকশ মিটার রিলে এবং সামঞ্জস্য করা প্রয়োজন। এর তুলনায়, অপটিক্যাল যোগাযোগ ব্যবহার করা 100 কিলোমিটারেরও বেশি রিলে দূরত্ব অর্জন করতে পারে। সংকেত যত কম সময় সামঞ্জস্য করা হয়, তত কম ব্যয়। অন্যদিকে, অপটিক্যাল ফাইবারের উপাদানগুলি সিলিকন ডাই অক্সাইড, যার প্রচুর পরিমাণে মজুদ রয়েছে এবং তামা তারের তুলনায় অনেক কম ব্যয় রয়েছে। অতএব, অপটিক্যাল যোগাযোগের একটি অর্থনৈতিক এবং শক্তি-সঞ্চয় প্রভাব রয়েছে।

2। দ্রুত তথ্য সংক্রমণ এবং উচ্চ যোগাযোগের গুণমান

উদাহরণস্বরূপ, এখন বিদেশে বন্ধুদের সাথে কথা বলার সময় বা অনলাইনে চ্যাট করার সময়, শব্দটি আগের মতো পিছিয়ে নেই। টেলিযোগাযোগের যুগে, আন্তর্জাতিক যোগাযোগ মূলত কৃত্রিম উপগ্রহের উপর ট্রান্সমিশনের জন্য রিলে হিসাবে নির্ভর করে, ফলস্বরূপ দীর্ঘ সংক্রমণ পাথ এবং ধীর সংকেত আগমন ঘটে। এবং অপটিক্যাল যোগাযোগ, সাবমেরিন কেবলগুলির সাহায্যে, সংক্রমণ দূরত্বকে সংক্ষিপ্ত করে, তথ্য সংক্রমণকে দ্রুত করে তোলে। অতএব, অপটিক্যাল যোগাযোগ ব্যবহার বিদেশের সাথে মসৃণ যোগাযোগ অর্জন করতে পারে।

3। শক্তিশালী বিরোধী ক্ষমতা এবং ভাল গোপনীয়তা

বৈদ্যুতিক যোগাযোগ বৈদ্যুতিন চৌম্বকীয় হস্তক্ষেপের কারণে ত্রুটিগুলি অনুভব করতে পারে, যার ফলে যোগাযোগের গুণমান হ্রাস পায়। যাইহোক, অপটিক্যাল যোগাযোগ বৈদ্যুতিক শব্দ দ্বারা প্রভাবিত হয় না, এটি নিরাপদ এবং আরও নির্ভরযোগ্য করে তোলে। এবং মোট প্রতিবিম্বের নীতির কারণে, সংকেতটি সম্পূর্ণরূপে সংক্রমণের জন্য অপটিকাল ফাইবারের মধ্যে সীমাবদ্ধ, তাই গোপনীয়তা ভাল।

4। বড় সংক্রমণ ক্ষমতা
সাধারণত, বৈদ্যুতিক যোগাযোগ কেবলমাত্র 10 জিবিপিএস (প্রতি সেকেন্ডে 10 বিলিয়ন 0 বা 1 সংকেত) প্রেরণ করতে পারে, যখন অপটিক্যাল যোগাযোগ 1 টিবিপিএস (1 ট্রিলিয়ন 0 বা 1 সংকেত) তথ্য প্রেরণ করতে পারে।

অপটিক্যাল যোগাযোগের প্রয়োগ

অপটিক্যাল যোগাযোগের অনেক সুবিধা রয়েছে এবং এটি বিকাশের পর থেকে এটি আমাদের জীবনের প্রতিটি কোণে সংহত করা হয়েছে। মোবাইল ফোন, কম্পিউটার এবং আইপি ফোনগুলির মতো ডিভাইসগুলি যা ইন্টারনেট ব্যবহার করে তাদের প্রত্যেককে তাদের অঞ্চল, পুরো দেশ এবং এমনকি বৈশ্বিক যোগাযোগ নেটওয়ার্কের সাথে সংযুক্ত করে। উদাহরণস্বরূপ, কম্পিউটার এবং মোবাইল ফোনগুলির দ্বারা নির্গত সংকেতগুলি স্থানীয় যোগাযোগ অপারেটর বেস স্টেশন এবং নেটওয়ার্ক সরবরাহকারী সরঞ্জামগুলিতে জড়ো হয় এবং তারপরে সাবমেরিন কেবলগুলিতে ফাইবার অপটিক কেবলগুলির মাধ্যমে বিশ্বের বিভিন্ন অঞ্চলে প্রেরণ করা হয়।

প্রতিদিনের ক্রিয়াকলাপ যেমন ভিডিও কল, অনলাইন শপিং, ভিডিও গেমস এবং দোসর দেখার মতো সমস্তগুলি পর্দার আড়ালে তার সমর্থন এবং সহায়তার উপর নির্ভর করে। অপটিক্যাল নেটওয়ার্কগুলির উত্থান আমাদের জীবনকে আরও আরামদায়ক এবং সুবিধাজনক করে তুলেছে।