ফাইবারের নির্ভরযোগ্যতা ও এজিং: যান্ত্রিক শক্তি, ফ্যাটিগ, হাইড্রোজেন, বিকিরণ, আয়ুষ্কাল

কাচের ফাইবার সমান প্রস্থচ্ছেদে ইস্পাতের চেয়েও শক্ত, আর শুকনো ও চাপমুক্ত অবস্থায় রাখলে বাস্তবে বয়সের সঙ্গে ক্ষয় হয় না বললেই চলে। বাস্তব অবকাঠামোতে ফাইবার বাঁকে, টান খায়, ভেজে, জমে যায়; ক্ষয়ে যাওয়া ধাতু থেকে নির্গত হাইড্রোজেনের সংস্পর্শে আসে, কখনো কখনো বিকিরণেরও; আর তার চারপাশের অংশগুলো (কোটিং, জেল, কানেক্টর, ক্লোজার) কাচের চেয়ে দ্রুত পুরোনো হয়। এই পেজে সেই সব বিষয় একত্র করা হয়েছে, যেগুলো ফাইবার লিংকের আয়ু সীমিত করে: বেন্ড ও টেনশনের নিয়মের পেছনের শক্তি ও ফ্যাটিগের পদার্থবিদ্যা, এজিংয়ের প্রক্রিয়া ও তার লক্ষণ, প্রতিটি অংশের বাস্তবসম্মত আয়ুষ্কাল, নির্দিষ্ট যুগের ফাইবার থেকে কী আশা করা যায় এবং এজিংয়ের জন্য মার্জিন ডিজাইন করার উপায়।

যান্ত্রিক শক্তি

রাশি	মান	অর্থ
সিলিকার তাত্ত্বিক শক্তি	~14 GPa	ত্রুটিহীন কাচ; বাস্তবে কখনো পাওয়া যায় না
ছোট নিখুঁত টুকরার পরিমাপকৃত শক্তি	5–6 GPa (700–800 kpsi)	ল্যাবে পরীক্ষা করা কয়েক মিটার
প্রুফ স্ট্রেস	0.69 GPa (100 kpsi), ≈ 1 % স্ট্রেন	টেলিকম ফাইবারের প্রতিটি মিটার ≥ 1 s ধরে এটি সহ্য করেছে (ফাইবার কীভাবে তৈরি হয়)
ইয়ং মডুলাস	72 GPa	স্ট্রেন = স্ট্রেস / মডুলাস: 0.69 GPa ↔ 0.96 %
দীর্ঘ টুকরার শক্তি	সবচেয়ে বিরল ত্রুটি দ্বারা নির্ধারিত	1 m-এর চেয়ে 10 km টুকরায় দুর্বল বিন্দু থাকার সম্ভাবনা বেশি (ওয়েইবুল পরিসংখ্যান); এ কারণেই প্রুফ টেস্ট পুরো দৈর্ঘ্য যাচাই করে
স্থাপিত অবস্থায় দীর্ঘমেয়াদি স্ট্রেন সীমা	প্রুফের ≤ 20 % (≤ 0.2 %)	TIA/IEC-এর প্রচলিত রীতি; ওভারহেড ক্যাবলের স্যাগ-টেনশন ও ডাক্টে টানার হিসাবে ব্যবহৃত
স্বল্পমেয়াদি স্থাপন সীমা	প্রুফের ≤ 60 % (≤ 0.6 %)	শুধু টানা ও ব্লোয়িংয়ের সময় (স্থাপন)
লুজ টিউবে ফাইবারের অতিরিক্ত দৈর্ঘ্য	0.1–0.5 %	এই “স্ট্রেন উইন্ডো” ফুরিয়ে না যাওয়া পর্যন্ত ক্যাবলের স্ট্রেন ফাইবারে পৌঁছায় না (ক্যাবলের গঠন)

স্ট্যাটিক ফ্যাটিগ: চাপে থাকা ফাইবার পরে কেন ভাঙে

আর্দ্রতার উপস্থিতিতে টানের মধ্যে থাকলে ফাইবারের পৃষ্ঠের ত্রুটিগুলো ধীরে ধীরে বাড়তে থাকে, শেষ পর্যন্ত ফাইবার ভেঙে যায়; একে বলে স্ট্রেস করোশন বা স্ট্যাটিক ফ্যাটিগ। ফাটলের বৃদ্ধি স্ট্রেসের n ঘাতের সঙ্গে বাড়ে, যেখানে n হলো ফ্যাটিগ প্যারামিটার: স্ট্যান্ডার্ড অ্যাক্রিলেট-কোটেড ফাইবারে n ≈ 20 (IEC 60793-1-33-এ n ≥ 18 প্রয়োজন), হারমেটিক কার্বন-কোটেড ফাইবারে 100-এর বেশি। এই ঘাত-নিয়মের কারণে স্ট্রেস অর্ধেক করলে ভাঙার সময় প্রায় 2²⁰ ≈ 10⁶ গুণ বেড়ে যায়; এ কারণেই 20 %-এর নিয়ম কার্যত অসীম আয়ু দেয়, অথচ প্রুফের 60 %-এ ধরে রাখা ফাইবার কয়েক মাসের মধ্যেই ভেঙে যেতে পারে। আয়ুষ্কালের মডেল IEC TR 62048-এ আছে।

বাঁকানো মানে বাঁকের বাইরের দিকে টান: স্ট্রেন ε = r / R, যেখানে r = 62.5 µm (কাচের ব্যাসার্ধ)।

বেন্ড রেডিয়াস R	বাইরের পৃষ্ঠে স্ট্রেন	স্ট্যান্ডার্ড ফাইবারের জন্য দীর্ঘমেয়াদি মূল্যায়ন
30 mm	0.21 %	যত প্যাঁচই হোক, আজীবন নিরাপদ; চিরাচরিত সর্বনিম্ন সীমা
15 mm	0.42 %	কয়েক প্যাঁচের জন্য গ্রহণযোগ্য (G.657.A1-এর আওতা); G.652-এ অপটিক্যাল লসের দিকে নজর রাখুন
10 mm	0.63 %	অপটিক্যাল দিক থেকে G.657.A2/B2; যান্ত্রিকভাবে IEC 62048 অনুযায়ী 20 বছরে কয়েক প্যাঁচ ঠিক আছে
7.5 mm	0.83 %	অপটিক্যাল দিক থেকে G.657.B3; যান্ত্রিকভাবে হাতে গোনা কয়েক প্যাঁচ, কুণ্ডলী নয়
5 mm	1.25 %	প্রুফ স্ট্রেনের ওপরে; কয়েক বছরের মধ্যেই ভাঙবে
স্ট্যাপল বা বন্ধ ট্রের ঢাকনায় কিংক	কয়েক %	কয়েক দিন থেকে কয়েক সপ্তাহের মধ্যে ভাঙে

এজিং ও ব্যর্থতার কার্যপদ্ধতি

কার্যপদ্ধতি	কারণ	লক্ষণ	প্রতিরোধ
যান্ত্রিক ভাঙন (স্ট্যাটিক ফ্যাটিগ)	ছোট ব্যাসার্ধের বাঁক, অবশিষ্ট টেনশন, ট্রেতে চেপে যাওয়া, স্ট্যাপল, পাক খাওয়া পিগটেইল	স্থাপনের কয়েক সপ্তাহ বা কয়েক বছর পরে ভাঙন, সবসময় বাঁকের বা চাপ পড়া বিন্দুতে	বেন্ড রেডিয়াস মেনে চলা, ক্লোজারে খোলা ফাইবারে টেনশন না রাখা, স্ল্যাক যথাযথভাবে গুছিয়ে রাখা
হাইড্রোজেনজনিত এজিং	H₂ কাচের ভেতরে ছড়িয়ে পড়ে; ত্রুটির জায়গায় তা OH গঠন করে (1383 ও 1240 nm-এ স্থায়ী লস এবং বিস্তৃত পরিসরে লস বৃদ্ধি) অথবা দ্রবীভূত হয় (প্রত্যাবর্তনযোগ্য পিক); উৎস: ধাতব আর্মার ও স্ট্রেংথ মেম্বারের গ্যালভানিক করোশন, বিয়োজিত হওয়া জেল, সাবমেরিন রিপিটার	অ্যাটেনুয়েশনের ঢাল বাড়ে, 1383 nm-এ এবং 1550 nm-এর ওপরে সবচেয়ে বেশি	আধুনিক G.652.D IEC হাইড্রোজেন এজিং পরীক্ষায় উত্তীর্ণ; পুরোনো ফসফরাস-ডোপড ফাইবার (1990-এর আগের) অত্যন্ত সংবেদনশীল; ডাইইলেকট্রিক ক্যাবল ব্যবহার করুন, ভিন্ন ধাতুর মিশ্রণ এড়ান
পানি ও বরফ	টিউব বা ক্লোজারে পানি; বরফ জমে ফাইবার চেপে ধরে → মাইক্রোবেন্ড; দীর্ঘমেয়াদে কোটিং ফুলে ওঠা; ফ্যাটিগ দ্রুততর হওয়া	শীতকালে 1550/1625 nm-এ মৌসুমি লস বৃদ্ধি, ভেজা ক্লোজার, ফুলে ওঠা ওয়াটার-ব্লকিং টেপ	সিল করা ক্লোজার, শুকনো ওয়াটার-ব্লকিং, ডাক্টে নিচু জায়গা না রাখা, পানি নিষ্কাশন
তাপমাত্রা	ঠান্ডায় ক্যাবলের উপাদান সংকুচিত হয় → মাইক্রোবেন্ড; তাপে জেল ও কোটিংয়ের মান খারাপ হয়	কিছু ক্যাবলে −40 °C তাপমাত্রায় +0.05–0.2 dB/km; ক্যাবিনেটের গরম জায়গায় লসের ধাপ	ক্যাবলের জন্য নির্ধারিত তাপমাত্রার স্পেসিফিকেশন ব্যবহার করুন; বাইরে আউটডোর-রেটেড ক্যাবল লাগান
বিকিরণজনিত অ্যাটেনুয়েশন	আয়নাইজিং বিকিরণ কালার সেন্টার তৈরি করে; জার্মেনিয়াম- ও ফসফরাস-ডোপড কোর কালচে হয়ে যায়, পরে আংশিক সেরে ওঠে	ডোজ বাড়লে dB/km বাড়ে; ছোট তরঙ্গদৈর্ঘ্যে সবচেয়ে বেশি	বিশুদ্ধ-সিলিকা-কোর, ফ্লোরিন-ডোপড ফাইবার (প্রতি kGy-তে কয়েক দশ dB/km-এর বদলে 1–2 dB/km), শিল্ডিং, প্রি-ইরেডিয়েশন
UV ও আবহাওয়া	সূর্যের আলোয় জ্যাকেট ভঙ্গুর হয়; ওভারহেড ক্যাবলের জ্যাকেটে সাদা গুঁড়ো জমে ও ফাটল ধরে	ফাটা জ্যাকেট, পানি ঢোকা	বাইরে UV-স্থিতিশীল কালো পলিইথিলিন
কোটিংয়ের ক্ষয়	বেমানান জেল, দ্রাবক, ভুল পরিষ্কারক তরল, অতিরিক্ত গরম হওয়া	স্ট্রিপ ফোর্স বদলে যাওয়া, মাইক্রোবেন্ড লস, স্তর আলাদা হয়ে যাওয়া (ডিলামিনেশন)	অনুমোদিত ক্লিনার, সামঞ্জস্যপূর্ণ জেল, ক্যাবলের তাপমাত্রার সীমা
ফাইবার ফিউজ	সিঙ্গেল-মোড ফাইবারে মোটামুটি 1–1.5 W-এর ওপরে কোনো দূষক বা খারাপ কানেক্টর এমন একটি প্লাজমা জ্বালিয়ে দেয়, যা প্রায় 1 m/s বেগে উৎসের দিকে ফিরে ছুটে যায়	ফাইবার নষ্ট হয়, ভেতরে নিয়মিত ব্যবধানে গহ্বরের সারি থাকে; স্প্যান মুহূর্তে অচল	পাওয়ারের সীমা, পরিষ্কার হাই-পাওয়ার কানেক্টর, রামন সিস্টেমে ফিউজ ডিটেক্টর (অরৈখিক প্রভাব)
ইঁদুর-জাতীয় প্রাণী, উইপোকা, বজ্রপাত, যানবাহন, ওভারহেড ক্যাবলে শটগানের গুলি	বাহ্যিক	ভাঙন ও থেঁতলে যাওয়া	আর্মার, ডাইইলেকট্রিক ডিজাইন, গ্রাউন্ডিং, নিরাপদ ব্যবধান (রক্ষণাবেক্ষণ ও পুনরুদ্ধার)
কানেক্টরের ক্ষয়	প্রতিবার যুক্ত করায় এন্ডফেস ক্ষয় হয়; ময়লার কণা আঁচড় কাটে	শত শত বার যুক্ত করার পর লস ও রিফ্লেকট্যান্স বাড়ে	প্রতি কানেক্টরে 500–1 000 বার যুক্ত করা; কর্ড ও ক্যাসেট বদলান, যুক্ত করার আগে পরিদর্শন করুন
স্প্লাইস প্রটেক্টর ও ক্লোজারের এজিং	হিট-শ্রিংক স্লিভ কয়েক দশক টেকে; মেকানিক্যাল স্প্লাইসের জেল 10–20 বছরে শুকিয়ে যায়; ক্লোজারের গ্যাসকেট শক্ত হয়ে যায়	মেকানিক্যাল স্প্লাইসে রিফ্লেকট্যান্স, ক্লোজারে পানি	স্থায়ী জোড়ার জন্য ফিউশন, পরিদর্শনের সময় ক্লোজার নতুন করে সিল করা
জেলের সরে যাওয়া	ভবনের ভেতরে উল্লম্ব পথে জেল চুঁইয়ে পড়ে, ট্রে নোংরা করে	নোংরা ক্লোজার, কোটিংয়ের ক্ষতি	ভবনের ভেতরে ও রাইজারে ড্রাই ক্যাবল

অংশভেদে আয়ুষ্কাল

অংশ	সাধারণ আয়ুষ্কাল	সীমাবদ্ধকারী কারণ
কাচের ফাইবার	25–40 বছর বা আরও বেশি; 1980-এর দশকের ফাইবার এখনও ট্রাফিক বহন করে	চাপের মধ্যে ত্রুটি, পুরোনো ফাইবারে হাইড্রোজেন
কোটিং	25–30 বছর	রাসায়নিক, তাপ
ডাক্টে আউটডোর ক্যাবল	25–40 বছর	জ্যাকেট, ওয়াটার ব্লকিং
সরাসরি মাটিতে পোঁতা ক্যাবল	25–30 বছর	মাটির নড়াচড়া, ইঁদুর-জাতীয় প্রাণী, খোঁড়াখুঁড়ি
ওভারহেড ক্যাবল	20–25 বছর	বরফ ও বাতাসজনিত ফ্যাটিগ, UV, যানবাহনের ধাক্কা
ইনডোর ক্যাবল	25+ বছর	বয়সের চেয়ে সংস্কারকাজ
কানেক্টর	বছর দিয়ে নয়, যুক্ত করার সংখ্যা ও দূষণ দিয়ে নির্ধারিত	500–1 000 বার যুক্ত করা
স্প্লাইস ক্লোজার	নতুন করে সিল করলে 20–25 বছর	গ্যাসকেট, পানি
মেকানিক্যাল স্প্লাইস	10–20 বছর	জেল শুকিয়ে যাওয়া
স্প্লিটার, WDM ফিল্টার	20+ বছর	চরম তাপমাত্রায় ইপক্সি ও আঠা
প্যাচ কর্ড	5–10 বছর	নাড়াচাড়া, বাঁক, এন্ডফেসের ক্ষয়
ডকুমেন্টেশন	প্রথম অনথিভুক্ত পরিবর্তন পর্যন্ত	প্রক্রিয়া, পদার্থবিদ্যা নয় (ডকুমেন্টেশন ও লেবেলিং)

যুগ অনুযায়ী ফাইবার: কী আশা করা যায়

স্থাপনের সময়	সাধারণ ফাইবার	আজকের সেবার জন্য সীমাবদ্ধতা
1985-এর আগে	50 ও 62.5 µm মাল্টিমোড, 0.5–1 dB/km ও বেশি OH-যুক্ত প্রথম দিকের সিঙ্গেল-মোড	শুধু 1310 nm; 100 Mbit/s–1G
1985–1995	G.652.A/B; PMD 0.5–2 ps/√km; উঁচু ওয়াটার পিক; কিছু ফসফরাস-ডোপড, হাইড্রোজেন-সংবেদনশীল	PMD অনুযায়ী 25–100 km পর্যন্ত 10G; 40G NRZ নয়; E-ব্যান্ড নয়; কোহেরেন্ট কাজ করে (ফাইবারের বৈশিষ্ট্য নির্ণয়)
1995–2005	G.652.B/C; কিছু দীর্ঘ-দূরত্বের রুটে G.653 ডিসপারশন-শিফটেড; নতুন দীর্ঘ-দূরত্বের লাইনে G.655; ভবনের ভেতরে সর্বত্র 62.5 µm OM1	G.653 C-ব্যান্ড DWDM অচল করে দেয় (ফোর-ওয়েভ মিক্সিং); L-ব্যান্ড বা অসম ব্যবধান ব্যবহার করুন; 10G-তে OM1 দেয় 33 m
2005–2015	G.652.D (নিম্ন ওয়াটার পিক); OM3/OM4; FTTH-এ G.657	100G/400G কোহেরেন্ট এবং সব 18টি তরঙ্গদৈর্ঘ্যে 10G CWDM-এর জন্য উপযুক্ত
2015 সাল থেকে	OM5, স্থলভাগের কোহেরেন্টের জন্য G.654.E, 200 µm কোটিং, রোলেবল রিবন, সর্বত্র বেন্ড-অসংবেদনশীল	800G কোহেরেন্ট, OS2-তে 400G PAM4

এজিং বিবেচনায় ডিজাইন

ডিজাইন পদক্ষেপ	সাধারণ বরাদ্দ
লিংক বাজেটে এজিংয়ের বরাদ্দ	প্রতি লিংকে 1 dB, অথবা দীর্ঘ রুটে 0.05 dB/km (লিংক বাজেট)
মেরামতের মার্জিন	ভবিষ্যতে প্রত্যাশিত প্রতিটি স্প্লাইসের জন্য 0.1 dB; আয়ুষ্কালে প্রতি 100 km-এ 2–4টি মেরামত
কানেক্টরের মান পতন	আয়ুষ্কালে প্রতি জোড়ায় 0.2 dB
স্পেয়ার ফাইবার	মোট সংখ্যার 20–50 %, অথবা পরবর্তী স্ট্যান্ডার্ড সংখ্যা
ডাইইলেকট্রিক ক্যাবল	বজ্রপ্রবণ এলাকায়, বিদ্যুৎ লাইন বরাবর এবং যেখানে ধাতু ক্ষয়ে যাবে
ভবনের ভেতরে ও রাইজারে ড্রাই ক্যাবল	জেল সরে যাওয়ার সমস্যা নেই
বেসলাইন ও ট্রেন্ড	কমিশনিংয়ের সময়ের OTDR ও DDM, বার্ষিক তুলনা (রক্ষণাবেক্ষণ ও পুনরুদ্ধার)

CodingBox-এ

লিংকে আরও একটি জিনিস পুরোনো হয়: লেজার। আউটপুট পাওয়ার স্থির রেখে বায়াস কারেন্ট বাড়তে থাকা মডিউলের আয়ু ফুরিয়ে আসার লক্ষণ; CodingBox Tx বায়াস পড়ে ও তার ট্রেন্ড দেখায়। দূরপ্রান্তের Tx ও বায়াস দুটিই স্থির থাকা অবস্থায় প্রাপ্ত পাওয়ার ধীরে ধীরে কমলে তা অবকাঠামোর এজিং (কানেক্টর, ক্লোজার, পানি), মডিউলের নয় (Tx বায়াস ও লেজারের এজিং, অ্যাপে DDM)।

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