CodingBox दस्तावेज़

फ़ाइबर-ऑप्टिक लिंक: प्रकाश डेटा कैसे ले जाता है

इस डॉक्यूमेंटेशन की हर सामग्री एक ही जगह पहुँचकर ख़त्म होती है — मिलीमीटर के दसवें हिस्से जितनी मोटी काँच की एक डोरी, जो इन्फ़्रारेड प्रकाश की पल्स ले जाती है। एक फ़ाइबर-ऑप्टिक कम्युनिकेशन लिंक वह ट्रांसमीटर है जो पल्स बनाता है, वह फ़ाइबर प्लांट है जो उन्हें ले जाता है, और वह रिसीवर है जो उन्हें वापस बिट्स में बदलता है, साथ ही बीच की हर चीज़ — कनेक्टर, पैच पैनल, स्प्लाइस, स्प्लिटर और फ़िल्टर। यह सेक्शन उस चेन के पीछे की फ़िज़िक्स और इंजीनियरिंग को उतनी गहराई में समझाता है जितनी किसी लिंक को डिज़ाइन, टेस्ट और ट्रबलशूट करने के लिए चाहिए — प्रकाश फ़ाइबर में क्यों टिका रहता है, उसे क्या कमज़ोर और धुँधला करता है, कोई दिया गया ऑप्टिक कितनी दूर तक जा सकता है, पैसिव प्लांट किस चीज़ का बना होता है, उसे कैसे मापा जाता है और वह कैसे फ़ेल होता है।

फ़ाइबर-ऑप्टिक लिंक शुरू से आख़िर तक: ट्रांसीवर, पैच कॉर्ड, स्प्लाइस वाले पैच पैनल, ट्रंक केबल, और हर एलिमेंट का लॉस

फ़ाइबर क्यों

प्रॉपर्टीफ़ाइबरकॉपर (ट्विस्टेड पेयर / ट्विनैक्स)नतीजा
बैंडविड्थ × दूरीTHz की ऑप्टिकल बैंडविड्थ; एक पेयर पर 100G पर 10 km10G पर 100 m (RJ45), 100G पर 3 m (DAC)रैक से आगे किसी भी चीज़ के लिए फ़ाइबर
क्षीणन0.2–0.35 dB/km (सिंगल-मोड)10G पर प्रति 100 m 10–20 dBबिना रीजेनरेशन के कई किलोमीटर तक
इम्यूनिटीकोई EMI नहीं, कोई ग्राउंड लूप नहीं, कोई क्रॉसटॉक नहींसंवेदनशीलइमारतों के बीच और इंडस्ट्रियल साइट पर फ़ाइबर
साइज़ और वज़न250 µm कोटेड फ़ाइबर; 12-फ़ाइबर केबल ≈ 3 mm6–8 mm प्रति पेयरडक्ट और रैक में सघनता
लागतसस्ता काँच, महँगे सिरे (ट्रांसीवर)सस्ते सिरे, स्पीड पर महँगेलागत का केंद्र ट्रांसीवर है
हैंडलिंगनाज़ुक एंडफ़ेस, बेंड रेडियस, सफ़ाईसहनशीलइसी को संभालने की ट्रेनिंग यह सेक्शन देता है

चेन

एक लिंक एलिमेंट की एक सीरीज़ है, जिसमें हर एक का लॉस होता है और कुछ में डिस्टॉर्शन भी:

  1. ट्रांसमीटर — ट्रांसीवर के अंदर लेज़र या VCSEL, जो 850, 1310 या 1550 nm पर −8 … +4 dBm रोशनी भेजता है (लेज़र)।
  2. पैच कॉर्ड — मॉड्यूल से पैच पैनल तक 1–5 m का जम्पर; दो कनेक्टर एंडफ़ेस।
  3. पैच पैनल / ODF — वह अडैप्टर जहाँ जम्पर उस पिगटेल से मिलता है जो केबल से स्प्लाइस किया गया है।
  4. केबल — इनडोर, आउटडोर या हाइब्रिड, कुछ मीटर से लेकर दसियों किलोमीटर तक, एक या सैकड़ों फ़ाइबर (पैसिव प्लांट)।
  5. स्प्लाइस, स्प्लिटर, फ़िल्टर — रूट के साथ-साथ फ़्यूज़न स्प्लाइस; जहाँ टोपोलॉजी को ज़रूरत हो वहाँ PON स्प्लिटर या WDM मल्टीप्लेक्सर।
  6. फ़ार-एंड पैनल और पैच कॉर्ड — इसकी मिरर इमेज।
  7. रिसीवर — दूर वाले ट्रांसीवर में फ़ोटोडायोड, जिसे प्रकार के हिसाब से −12 … −28 dBm चाहिए (रिसीवर)।

लिंक बजट वह अंकगणित है जो 2–6 के लॉस जोड़ता है, उनकी तुलना 1 और 7 के अंतर से करता है, और एक मार्जिन छोड़ देता है (लिंक बजट इंजीनियरिंग)।

लिंक को सीमित करने वाली चार चीज़ें

सीमायह क्या हैअसरसामग्री
क्षीणनप्रति किलोमीटर और प्रति कनेक्टर/स्प्लाइस खोई गई रोशनीपावर बजट, सिंगल-मोड पर रीचक्षीणन और विंडो
डिस्पर्शनपल्स समय के साथ फैलती हैं, यहाँ तक कि ओवरलैप करने लगेंमल्टी-मोड पर रीच; 1550 nm पर सिंगल-मोड पर 10G+ पर रीचडिस्पर्शन और बैंडविड्थ
रिफ़्लेक्शन और नॉइज़लेज़र में वापस जाने वाले रिफ़्लेक्शन, रिसीवर नॉइज़, क्रॉसटॉकबजट से घटाई गई पेनल्टीलिंक बजट इंजीनियरिंग
नॉन-लीनियर इफ़ेक्टDWDM सिस्टम में ज़्यादा लॉन्च पावर परएम्प्लिफ़ाइड लॉन्ग-हॉल डिज़ाइननॉन-लीनियर इफ़ेक्ट

एक पैराग्राफ़ में फ़ाइबर

प्रकाश कोर में इसलिए टिका रहता है क्योंकि कोर का रिफ़्रैक्टिव इंडेक्स क्लैडिंग से थोड़ा ज़्यादा होता है — टोटल इंटरनल रिफ़्लेक्शन। एक सिंगल-मोड फ़ाइबर (9 µm कोर) प्रकाश का एक ही पाथ ले जाता है और दसियों किलोमीटर तक पहुँचता है; एक मल्टी-मोड फ़ाइबर (50 µm कोर) सैकड़ों पाथ ले जाता है जो थोड़े अलग-अलग समय पर पहुँचते हैं, जिससे यह सैकड़ों मीटर तक सीमित रहता है लेकिन सस्ते 850 nm VCSEL के साथ काम कर पाता है। बाक़ी तफ़सील — मोड, न्यूमेरिकल अपर्चर, बेंड लॉस, फ़ाइबर ग्रेड OM1–OM5 और OS2 — प्रकाश फ़ाइबर में कैसे चलता है और कनेक्टर और फ़ाइबर के प्रकार में हैं।

फ़ाइबर लिंक की पीढ़ियाँ

दौरआम लिंकसंभव बनाने वाली चीज़ें
1980 का दशकमल्टी-मोड पर 850 nm LED, 10–100 Mb/s, < 2 kmपहला लो-लॉस फ़ाइबर, LED
1990 का दशकसिंगल-मोड पर 1310 nm लेज़र, 155 Mb/s–2.5 Gb/s, 40 km; 1G ईथरनेटDFB लेज़र, SC कनेक्टर
2000 का दशक1310/1550 पर 10G, 80 km; EDFA के साथ DWDM 40 × 10GWDM, एम्प्लिफ़ायर, SFP/XFP
2010 का दशकपैरेलल 40/100G और WDM4; 100G कोहेरेंट लॉन्ग-हॉल; घरों तक PONVCSEL ऐरे, PAM4 की शुरुआत, कोहेरेंट DSP
2020 का दशकडेटा सेंटर में 400G/800G PAM4, 400ZR कोहेरेंट प्लगेबल, 50G-PONमॉड्यूल के अंदर DSP, सिलिकॉन फ़ोटोनिक्स

इस इतिहास का ट्रांसीवर वाला पहलू: ट्रांसीवर क्या है।

आगे पढ़ें

  • प्रकाश फ़ाइबर में कैसे चलता है — रिफ़्रैक्टिव इंडेक्स और टोटल इंटरनल रिफ़्लेक्शन, न्यूमेरिकल अपर्चर, मोड, सिंगल- बनाम मल्टी-मोड, मोड फ़ील्ड डायामीटर, कटऑफ़ तरंगदैर्ध्य, बेंड लॉस, फ़ाइबर ग्रेड।
  • क्षीणन और ट्रांसमिशन विंडो — रैले स्कैटरिंग और अवशोषण, वॉटर पीक, 850/1310/1550 nm विंडो, फ़ाइबर और तरंगदैर्ध्य के हिसाब से dB/km, कनेक्टर और स्प्लाइस का लॉस।
  • डिस्पर्शन और बैंडविड्थ — मोडल, क्रोमैटिक और पोलराइज़ेशन-मोड डिस्पर्शन, बैंडविड्थ–दूरी प्रॉडक्ट, डिस्पर्शन से सीमित रीच, कंपनसेशन।
  • फ़ाइबर के प्रकार — ITU-T G.652–G.657 सिंगल-मोड, OM1–OM5 मल्टी-मोड ग्रेड, स्पेशलिटी फ़ाइबर, अलग-अलग फ़ाइबर के जोड़ का लॉस, इंस्टॉल की गई फ़ाइबर की पहचान।
  • नॉन-लीनियर इफ़ेक्ट — SPM, XPM, FWM, ब्रिलुइन और रमन स्कैटरिंग, कहाँ ये मायने रखते हैं, ऑप्टिमम लॉन्च पावर, मिटिगेशन।
  • रिफ़्लेक्शन और रिटर्न लॉस — फ़्रेस्नेल रिफ़्लेक्शन, रिफ़्लेक्टेंस बनाम ORL, हर कॉम्पोनेंट के सामान्य मान, स्टैंडर्ड क्या माँगते हैं, मेज़रमेंट, रिफ़्लेक्शन कम रखना।
  • फ़ाइबर कैसे बनती है — मटीरियल, MCVD/OVD/VAD/PCVD प्रीफ़ॉर्म, ड्रॉइंग और कोटिंग, प्रूफ़ टेस्ट और QA, स्पेशलिटी फ़ाइबर, फ़ील्ड में इसका क्या मतलब है।
  • रिलायबिलिटी और एजिंग — स्ट्रेंथ और स्टैटिक फटीग, बेंड और स्ट्रेन के नियम, एजिंग के मैकेनिज़्म, हर पार्ट की सर्विस लाइफ़, दौर के हिसाब से फ़ाइबर, एजिंग के लिए डिज़ाइन करना।
  • लिंक बजट इंजीनियरिंग — इक्वेशन, लॉस अलाउंस, पेनल्टी, मार्जिन पॉलिसी, हल किए उदाहरण, रिसीवर ओवरलोड और एटेन्युएटर।
  • पैसिव प्लांट — केबल, पैच पैनल, पिगटेल, स्प्लाइस, एटेन्युएटर, स्प्लिटर, WDM फ़िल्टर, एनक्लोज़र और उनके लॉस अलाउंस।
  • केबल कंस्ट्रक्शन — लेयर, लूज़ ट्यूब से लेकर OPGW और रोलेबल रिबन तक केबल परिवार, फ़ायर रेटिंग, कलर कोड, केबल डेटा शीट पढ़ना, केबल चुनना।
  • फ़ाइबर नेटवर्क टोपोलॉजी — पॉइंट-टू-पॉइंट, रिंग, मेश, PON ट्री, WDM; स्ट्रक्चर्ड केबलिंग, डेटा-सेंटर पैटर्न, FTTx, फ़ाइबर-काउंट प्लानिंग, प्रोटेक्शन।
  • केबल रूट और इंस्टॉलेशन — डक्ट, डायरेक्ट बरियल, एरियल, इनडोर पाथवे; बेंड और टेंशन की सीमाएँ, रूट प्लानिंग, क्लोज़र, लेबलिंग, एक्सेप्टेंस।
  • डॉक्यूमेंटेशन और लेबलिंग — रिकॉर्ड सेट, आइडेंटिफ़ायर स्कीम, लेबल, स्टैंडर्ड, टूल, प्रोसेस और इसकी आम ख़ामियाँ।
  • एक्टिव ऑप्टिकल इन्फ़्रास्ट्रक्चर — पैसिव बनाम एक्टिव, एक्टिव एलिमेंट का नक़्शा, डेसिबल कहाँ जाते हैं, ओनरशिप और डीमार्केशन, लाइफ़साइकल।
  • लिंक में ट्रांसीवर — मॉड्यूल को फ़ाइबर और दूरी के हिसाब से मिलाना, मॉड्यूल की तरफ़ से बजट, कनेक्टर और पोलैरिटी, संगतता, डायग्नोस्टिक्स, आम मिसमैच।
  • एम्प्लिफ़ायर और रीजनरेशन — बजट कब ख़त्म होता है, EDFA/रमन/SOA/OEO, प्लेसमेंट, OSNR बजट, एम्प्लिफ़ाइड लाइन ऑपरेट करना, एम्प्लिफ़ाई करें, रीजनरेट करें या कोहेरेंट पर जाएँ।
  • ट्रांसपोर्ट और एक्सेस इक्विपमेंट — मीडिया कन्वर्टर, ट्रांसपोंडर, ROADM, OLT/ONU, प्रोटेक्शन स्विच, पावर और साइट, मैनेजमेंट, ग़लतियाँ।
  • मॉनिटरिंग और मैनेजमेंट — विज़िबिलिटी की लेयर, अलार्म और उनका मतलब, बेसलाइन और ट्रेंड, प्रोटोकॉल और टूल, मॉड्यूल और फ़ाइबर के डेटा को जोड़कर देखना।
  • स्प्लाइसिंग और टर्मिनेशन — फ़्यूज़न स्प्लाइसिंग की प्रोसेस, मैकेनिकल स्प्लाइस, पिगटेल और फ़ील्ड कनेक्टर, एक्सेप्टेंस क्राइटेरिया और डिफ़ेक्ट।
  • टेस्टिंग और मेज़रमेंट — लाइट सोर्स और पावर मीटर, OTDR, रिटर्न लॉस, एंडफ़ेस इंस्पेक्शन, सर्टिफ़िकेशन, DDM को मीटर की तरह इस्तेमाल करना।
  • OTDR ट्रेस पढ़ना — सेटअप पैरामीटर, इवेंट कैटलॉग, डेड ज़ोन और डायनामिक रेंज, बाइडायरेक्शनल एवरेजिंग, दूरी से रूट, ग़लत रीडिंग, लाइव फ़ाइबर और PON।
  • एंडफ़ेस इंस्पेक्शन और सफ़ाई — कंटैमिनेशन क्या करता है, IEC 61300-3-35 के ज़ोन और क्राइटेरिया, इक्विपमेंट और तकनीक, कंटैमिनेशन के प्रकार, सफ़ाई के तरीक़े, प्रोसीजर।
  • फ़ाइबर कैरेक्टराइज़ेशन — इसकी ज़रूरत कब पड़ती है, टेस्ट, हर सर्विस की सीमाएँ, फ़ाइबर की पहचान और उम्र के लिए नतीजे पढ़ना, प्रोसीजर और रिपोर्टिंग।
  • फ़ाइबर प्लांट की ख़राबियाँ — मोड़, गंदगी, मिसमैच, ख़राब स्प्लाइस, रिफ़्लेक्शन, पानी: लक्षण, संकेत, समाधान।
  • मेंटेनेंस और रिस्टोरेशन — प्रिवेंटिव साइकल, मॉनिटरिंग, स्पेयर, रिस्टोरेशन की प्रोसेस, आउटेज की मूल वजहें, प्लांट लाइफ़साइकल।
  • सेफ़्टी और हैंडलिंग — लेज़र क्लास और हैज़र्ड लेवल, लाइव-फ़ाइबर के नियम, काँच और केमिकल, साइट के हैज़र्ड, मॉड्यूल और कॉर्ड की हैंडलिंग।
  • स्टैंडर्ड मैप — ITU-T, IEC, TIA/ISO, Telcordia, IEEE/OIF और नेशनल डॉक्यूमेंट, संस्था और काम के हिसाब से, नामकरण साथ-साथ।
  • फ़ाइबर-ऑप्टिक शब्दावली — प्रकाश, फ़ाइबर और केबल के प्रकार, पैसिव कॉम्पोनेंट, कनेक्टर, इंस्टॉलेशन, टेस्टिंग और ऑपरेशन के शब्द।
  • सामान्य मान — क्षीणन, लॉस अलाउंस, रिफ़्लेक्टेंस, ज्योमेट्री, डिस्पर्शन, मैकेनिकल सीमाएँ, तरंगदैर्ध्य, OTDR के आँकड़े, इंटरफ़ेस बजट, पावर और सेफ़्टी।
  • फ़ॉर्मूला और कैलकुलेशन — डेसिबल, क्षीणन, गाइडेंस पैरामीटर, डिस्पर्शन, लिंक बजट, रिफ़्लेक्शन, OTDR, लेटेंसी, मैकेनिक्स और प्लानिंग काउंट, हर एक के साथ हल किया उदाहरण।

CodingBox में

ट्रांसीवर का DDM लिंक का बिल्ट-इन पावर मीटर है: एक सिरे पर लॉन्च पावर, दूसरे पर रिसीव्ड पावर, और दोनों का अंतर ही प्लांट लॉस है — जिसे CodingBox बेंच पर पढ़ता है और स्विच सर्विस में पढ़ता है (ऐप में DDM, Rx पावर और लिंक बजट)।

अगर आपको इस सामग्री में कोई अशुद्धि या त्रुटि दिखे, तो संबंधित अंश चुनें और Ctrl+Enter दबाकर ।