আলোর সঞ্চালন: প্রতিফলন, মোড, নিউমেরিক্যাল অ্যাপারচার

ফাইবার একটি ওয়েভগাইড: সামান্য কম প্রতিসরাঙ্কের কাচে ঘেরা একটি কাচের কোর, যাতে সীমানার সঙ্গে ছোট কোণে পড়া আলো বেরিয়ে না গিয়ে ফিরে প্রতিফলিত হয়। এই একটি তথ্য থেকে ব্যাখ্যা হয় সিঙ্গেল-মোড ও মাল্টিমোড ফাইবারের পার্থক্য, গ্রহণ কোণ (যা ঠিক করে উৎসের কতটা আলো ভেতরে ঢোকে), আঁট বাঁকে আলো কেন চুইয়ে বেরিয়ে যায়, এবং ডেটাশিটে উল্লিখিত OM1–OM5 ও OS2 গ্রেড। লিংক ডিজাইনে যতটুকু গভীরতা লাগে, এই পেজ পদার্থবিদ্যার ততটুকুই আলোচনা করে।

ফাইবারের গঠন

স্তর	ব্যাস	উপাদান	ভূমিকা
কোর	9 µm (সিঙ্গেল-মোড), 50 বা 62.5 µm (মাল্টিমোড)	জার্মেনিয়াম-ডোপড সিলিকা (উচ্চতর প্রতিসরাঙ্ক)	আলো বহন করে
ক্ল্যাডিং	125 µm	বিশুদ্ধ বা ফ্লুরিন-ডোপড সিলিকা (নিম্নতর প্রতিসরাঙ্ক)	পূর্ণ অভ্যন্তরীণ প্রতিফলনের মাধ্যমে আলোকে আটকে রাখে
কোটিং	250 µm (বা 200 µm)	অ্যাক্রিলেট	যান্ত্রিক সুরক্ষা; ক্যাবলে রং দিয়ে চিহ্নিত
বাফার / জ্যাকেট	900 µm টাইট বাফার, বা লুজ টিউব	প্লাস্টিক	নাড়াচাড়ার সুবিধা; আলোর পথের অংশ নয়

কোর ও ক্ল্যাডিংয়ের প্রতিসরাঙ্কের পার্থক্য খুবই সামান্য, প্রায় 0.3–0.5 %, কিন্তু তা-ই যথেষ্ট, কারণ আলো প্রায় অক্ষের সমান্তরালে চলে।

পূর্ণ অভ্যন্তরীণ প্রতিফলন ও নিউমেরিক্যাল অ্যাপারচার

আলো ঘন মাধ্যম থেকে লঘু মাধ্যমে গেলে অভিলম্ব থেকে দূরে বেঁকে যায়; ক্রান্তি কোণ ছাড়ালে তা পুরোপুরি প্রতিফলিত হয়। ফাইবারে এর অর্থ, অক্ষের চারপাশের একটি শঙ্কুর ভেতরের রশ্মিগুলো আটকা পড়ে। বাতাসে সেই শঙ্কুর অর্ধকোণ নির্ধারিত হয় নিউমেরিক্যাল অ্যাপারচার দিয়ে:

ফাইবার	NA	গ্রহণ অর্ধকোণ	অর্থ
সিঙ্গেল-মোড G.652	≈ 0.12–0.14	≈ 7–8°	শুধু সরু, সঠিকভাবে তাক করা রশ্মি ভেতরে ঢোকে, তাই কেবল লেজার উৎস চলে
মাল্টিমোড 50 µm (OM2–OM5)	0.20	≈ 11.5°	বিস্তৃত গ্রহণ কোণ, তাই VCSEL ও LED সহজেই কাপল হয়
মাল্টিমোড 62.5 µm (OM1)	0.275	≈ 16°	সবচেয়ে বিস্তৃত; পুরোনো ধরনের

NA বেশি হলে কাপলিং সহজ হয়, কিন্তু মোড ও মোডাল ডিসপারশন বাড়ে।

মোড

মোড হলো এমন একটি স্থিতিশীল ক্ষেত্র-প্যাটার্ন, যা গাইডের ভেতর দিয়ে চলতে পারে। কতগুলো মোড থাকবে, তা নির্ভর করে কোরের আকার, NA ও তরঙ্গদৈর্ঘ্যের ওপর (V-সংখ্যা):

ফাইবার	850 nm-এ মোড	1310 nm-এ মোড	ফলাফল
9 µm সিঙ্গেল-মোড	— (ফিউ-মোড হয়ে যেত)	1	মোডাল ডিসপারশন নেই; পাল্লা নির্ধারিত হয় অ্যাটেনুয়েশন ও ক্রোমাটিক ডিসপারশনে
50 µm মাল্টিমোড	কয়েকশ	~100	মোডাল ডিসপারশন ব্যান্ডউইথ × দূরত্বকে সীমিত করে (ডিসপারশন ও ব্যান্ডউইথ)
62.5 µm মাল্টিমোড	~1 000	—	সবচেয়ে বেশি মোডাল ডিসপারশন

সিঙ্গেল-মোড ফাইবার সিঙ্গেল-মোড থাকে শুধু কাটঅফ তরঙ্গদৈর্ঘ্যের ওপরে (G.652-এর জন্য ≈ 1 260 nm): 850 nm-এ এটি একাধিক মোড বহন করে। এ কারণেই সিঙ্গেল-মোড ফাইবারে 850 nm-এর SR মডিউল ঠিকভাবে চলে না, আর এ কারণেই “1310/1550-এ সিঙ্গেল-মোড” জুটিই ব্যবহৃত হয় (ফিজিক্যাল অমিল)।

স্টেপ-ইনডেক্স ও গ্রেডেড-ইনডেক্স

প্রোফাইল	প্রতিসরাঙ্কের আকৃতি	যেখানে ব্যবহৃত	প্রভাব
স্টেপ-ইনডেক্স	কোরের প্রতিসরাঙ্ক স্থির, ক্ল্যাডিংয়ে হঠাৎ ধাপে নেমে যায়	সিঙ্গেল-মোড ফাইবার	একটিমাত্র মোডের ক্ষেত্রে অপ্রাসঙ্গিক
গ্রেডেড-ইনডেক্স	প্যারাবোলিক: অক্ষে সর্বোচ্চ, ক্ল্যাডিংয়ের দিকে কমে	টেলিকমের সব মাল্টিমোড ফাইবার (OM1–OM5)	বাইরের রশ্মি বেশি পথ পাড়ি দেয় কিন্তু দ্রুত চলে (প্রতিসরাঙ্ক কম), ফলে মোডগুলো প্রায় একসঙ্গে পৌঁছায়; মোডাল ডিসপারশন স্টেপ-ইনডেক্সের তুলনায় 100× কমে যায়

গ্রেডেড প্রোফাইলের মানই OM3 (2 000 MHz·km) ও OM4 (4 700 MHz·km)-এর মধ্যে পার্থক্য তৈরি করে: জ্যামিতি একই, প্রতিসরাঙ্কের বক্ররেখা আরও নিখুঁত।

মোড ফিল্ড ব্যাস ও কাপলিং লস

সিঙ্গেল-মোড ফাইবারে আলো 9 µm কোরের মধ্যেই সীমাবদ্ধ থাকে না; এর মোড ফিল্ড ব্যাস (MFD) 1310 nm-এ ≈ 9.2 µm এবং 1550 nm-এ ≈ 10.4 µm। ভিন্ন MFD-এর দুটি ফাইবার জুড়লে, বা কানেক্টরে লেটারাল অফসেট থাকলে, আলোর লস ঘটে:

অমিল	লস
1 µm লেটারাল অফসেট (SMF)	≈ 0.2 dB
2 µm লেটারাল অফসেট	≈ 0.8 dB
MFD 9.2 বনাম 10.4 µm (G.652 থেকে G.657.B বা DSF-এ)	≈ 0.1–0.3 dB
50 µm থেকে 62.5 µm কোরে	≈ 0 dB (লস ঘটে উল্টো দিকে)
62.5 µm থেকে 50 µm কোরে	2–4 dB
SMF থেকে MMF-এ	জোড়ে ≈ 0 dB, কিন্তু মোড উদ্দীপিত হয় → মোডাল নয়েজ
MMF থেকে SMF-এ	> 10 dB

এ থেকেই এসেছে “50 ও 62.5 কখনো মেশাবেন না” এবং “সিঙ্গেল-মোড ও মাল্টিমোড কখনো মেশাবেন না” নিয়মগুলো (কানেক্টর ও ফাইবারের ধরন)।

বাঁকজনিত লস

বাঁকের ধরন	কারণ	প্রভাব
ম্যাক্রোবেন্ড	~30 mm-এর কম ব্যাসার্ধ (স্ট্যান্ডার্ড SMF), আঁট ক্যাবল টাই, দরজার চাপ	আলো ক্ল্যাডিং থেকে বেরিয়ে যায়; তরঙ্গদৈর্ঘ্যের সঙ্গে লস দ্রুত বাড়ে: 1310 nm-এ ঠিক থাকা লিংক 1550 nm-এ ব্যর্থ হয়, আর 1625 nm পরীক্ষায় সেই বাঁক ধরা পড়ে যা 1310 nm-এ ধরা পড়ে না
মাইক্রোবেন্ড	ক্যাবলের স্ট্রেস, ঠান্ডা বা চাপে অক্ষের সূক্ষ্ম বিচ্যুতি	বিস্তৃত ব্যান্ডজুড়ে লস বৃদ্ধি
বাঁক-অসংবেদনশীল ফাইবার G.657.A1/A2/B3	ট্রেঞ্চ-সহায়ক প্রতিসরাঙ্ক প্রোফাইল	10–7.5–5 mm ব্যাসার্ধ অনুমোদিত; ইনডোরে, FTTH ড্রপে ও ঘন প্যানেলে ব্যবহৃত হয়

মাল্টিমোড বাঁক বেশি সহ্য করে, কিন্তু সবার আগে উচ্চ-ক্রমের মোড হারায়, ফলে এর ব্যান্ডউইথ বদলে যায়।

এক টেবিলে ফাইবারের গ্রেড

গ্রেড	কোর	তরঙ্গদৈর্ঘ্য	ব্যান্ডউইথ (850 nm-এ EMB)	অ্যাটেনুয়েশন	স্ট্যান্ডার্ড
OM1	62.5 µm	850 / 1300	200 MHz·km	3.5 / 1.5 dB/km	ISO 11801, TIA-492AAAA
OM2	50 µm	850 / 1300	500	3.5 / 1.5	TIA-492AAAB
OM3	50 µm	850 (লেজার-অপ্টিমাইজড)	2 000	3.0 / 1.5	TIA-492AAAC
OM4	50 µm	850	4 700	3.0 / 1.5	TIA-492AAAD
OM5	50 µm	850–953 (ওয়াইডব্যান্ড)	850-এ 4 700, 953-এ 2 470	3.0 / 1.5	TIA-492AAAE
OS1 / OS1a	9 µm	1310 / 1550	—	1.0 / 1.0 (ইনডোর টাইট-বাফারড)	ISO 11801
OS2	9 µm	1310 / 1383 / 1550	—	0.4 / 0.4 / 0.4 (লুজ টিউব, লো ওয়াটার পিক)	ISO 11801; ITU-T G.652.D
G.657.A/B	9 µm	OS2-এর মতো	—	OS2-এর মতো	বাঁক-অসংবেদনশীল
G.655 / G.654	9 µm	1550	—	0.2 / 0.17	DWDM-এর জন্য NZ-DSF; লং-হলের জন্য আল্ট্রা-লো-লস

PMD ও গ্রেড অনুযায়ী পাল্লা: পাল্লার টেবিল।

ট্রান্সিভারের ক্ষেত্রে এর অর্থ

মডিউলের কানেক্টরের ধরন ও ফাইবারের ধরন ক্যাবল প্ল্যান্টের সঙ্গে মিলতে হবে: SR/SR4 OM3/OM4-এ, বাকি সবকিছু OS2-এ।
লেজারের লঞ্চ কন্ডিশন (VCSEL-এর ক্ষেত্রে এনসার্কেলড ফ্লাক্স) স্ট্যান্ডার্ডে নির্ধারিত, যাতে মাল্টিমোড ব্যান্ডউইথের মানগুলো বজায় থাকে; স্পেসিফিকেশনের বাইরের মডিউলে টেবিলের প্রতিশ্রুত পাল্লার চেয়ে কম পাল্লা পাওয়া যায়।
মাল্টিমোড ফাইবারে সিঙ্গেল-মোড মডিউল চালানো (মোড-কন্ডিশনিং প্যাচ কর্ড দিয়ে) ছিল 1G-এর একটি কৌশল (OM1-এ 1000BASE-LX); এটি 10G ও তার বেশি গতিতে প্রযোজ্য নয়।

CodingBox-এ

মডিউল হোস্টকে জানায় সে কোন ফাইবারের জন্য: কানেক্টর কোড, তরঙ্গদৈর্ঘ্য এবং SMF, OM1, OM2, OM3 ও OM4-এর দৈর্ঘ্যের ফিল্ড; এগুলো ওপরের গ্রেডগুলোই। CodingBox এগুলো দেখায়, ফলে মডিউলটি টেস্ট বেঞ্চ ছেড়ে যাওয়ার আগেই ফাইবারের প্রশ্নের মীমাংসা হয়ে যায় (Check transceiver, মেমোরি ম্যাপ)।

এই নীতিগুলো থেকে যে স্ট্যান্ডার্ড ফাইবার তৈরি হয়েছে: ITU-T G.652 থেকে G.657, OM1–OM5 মাল্টিমোড গ্রেড, বিশেষ ফাইবার, ভিন্ন ধরনের ফাইবারের মধ্যে জোড়ের লস এবং স্থাপিত ফাইবার কীভাবে শনাক্ত করা যায়: ফাইবারের ধরন।

এই নিবন্ধে কোনো অশুদ্ধ তথ্য বা ভুল পেলে সংশ্লিষ্ট অংশটি নির্বাচন করুন এবং Ctrl+Enter চেপে ।