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शोधकर्ता फाइबर ऑप्टिक क्षीणन और फैलाव मुद्दों से निपटते हैं
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शोधकर्ता फाइबर ऑप्टिक क्षीणन और फैलाव मुद्दों से निपटते हैं

2025-12-23
Latest company blogs about शोधकर्ता फाइबर ऑप्टिक क्षीणन और फैलाव मुद्दों से निपटते हैं

कल्पना कीजिए कि डेटा सूचना सुपरहाइवे पर दौड़ रहे वाहनों की तरह है, जिसमें फाइबर ऑप्टिक्स स्वयं सड़क मार्ग का काम करते हैं। यदि सड़क की सतह असमान है (क्षीणन) या लेन खराब तरीके से डिज़ाइन की गई हैं (फैलाव), तो सबसे तेज़ वाहन भी यह गारंटी नहीं दे सकते कि डेटा सुरक्षित और कुशलता से अपने गंतव्य तक पहुंचेगा। फाइबर ऑप्टिक संचार, आधुनिक सूचना संचरण की आधारशिला के रूप में, विभिन्न प्रदर्शन-प्रभावित करने वाले कारकों के अधीन है, जिसमें क्षीणन और फैलाव दो सबसे महत्वपूर्ण हैं। यह लेख इन कारकों के फाइबर ऑप्टिक संचार लिंक पर पड़ने वाले प्रभाव की जांच करता है और विश्वसनीय और कुशल डेटा ट्रांसमिशन सुनिश्चित करने के लिए अनुकूलन रणनीतियों का पता लगाता है।

1. फाइबर ऑप्टिक फंडामेंटल: मल्टीमोड बनाम सिंगल-मोड

फाइबर ऑप्टिक केबलों को उनके कोर व्यास और प्रकाश संचरण मोड के आधार पर दो मुख्य प्रकारों में वर्गीकृत किया गया है: मल्टीमोड फाइबर (एमएमएफ) और सिंगल-मोड फाइबर (एसएमएफ)। ये फाइबर अपने प्रकाश स्रोतों, संचरण विशेषताओं और अनुप्रयोगों में काफी भिन्न होते हैं।

मल्टीमोड फाइबर (एमएमएफ)
  • कोर व्यास: अपेक्षाकृत बड़ा, जिससे प्रकाश कोर के भीतर विभिन्न कोणों पर प्रतिबिंबित हो सके। यह बहु-पथ प्रसार "मल्टीमोड" को इसका नाम देता है।
  • प्रकाश स्रोत: आमतौर पर प्रकाश उत्सर्जक डायोड (एलईडी) का उपयोग करता है, जो लागत प्रभावी हैं लेकिन असंगत प्रकाश उत्पन्न करते हैं जिसमें कई तरंग दैर्ध्य और भिन्न बीम होते हैं।
  • संचरण विशेषताएं: विभिन्न प्रकाश पथ मोडल फैलाव बनाते हैं, जो संचरण दूरी और बैंडविड्थ को सीमित करते हैं।
  • अनुप्रयोग: छोटी दूरी, कम बैंडविड्थ उपयोगों जैसे भवन नेटवर्क और डेटा सेंटर इंटरकनेक्ट के लिए सबसे उपयुक्त, जहां इसकी कम लागत एक लाभ प्रदान करती है।
सिंगल-मोड फाइबर (एसएमएफ)
  • कोर व्यास: अत्यधिक छोटा, केवल कोर के माध्यम से एक ही प्रकाश पथ की अनुमति देता है, मोडल फैलाव को समाप्त करता है।
  • प्रकाश स्रोत: लेजर का उपयोग करता है जो सुसंगत, एकल-तरंग दैर्ध्य प्रकाश उत्पन्न करते हैं जिसमें अत्यधिक केंद्रित बीम होते हैं जो लंबी दूरी के संचरण के लिए आदर्श होते हैं।
  • संचरण विशेषताएं: उच्च बैंडविड्थ और लंबी दूरी, लेकिन छोटे कोर के कारण अधिक सटीक कनेक्शन और रखरखाव की आवश्यकता होती है।
  • अनुप्रयोग: लंबी दूरी, उच्च-बैंडविड्थ अनुप्रयोगों के लिए पसंदीदा विकल्प जिसमें महानगरीय क्षेत्र नेटवर्क, बैकबोन नेटवर्क और समुद्री केबल शामिल हैं।
2. सिग्नल क्षीणन: कारण, प्रभाव और समाधान

क्षीणन से तात्पर्य फाइबर के माध्यम से यात्रा करने वाले संकेतों के रूप में ऑप्टिकल शक्ति के नुकसान से है, जो संचार दूरी और सिस्टम प्रदर्शन को महत्वपूर्ण रूप से प्रभावित करता है।

क्षीणन के कारण
  • अवशोषण हानि: फाइबर सामग्री स्वाभाविक रूप से विशिष्ट प्रकाश तरंग दैर्ध्य को अवशोषित करती है, ऑप्टिकल ऊर्जा को गर्मी में परिवर्तित करती है।
  • प्रकीर्णन हानि: सूक्ष्म घनत्व भिन्नता और अशुद्धियाँ प्रकाश को उसके पथ से दूर बिखेरती हैं, विशेष रूप से छोटी तरंग दैर्ध्य को प्रभावित करती हैं।
  • बेंडिंग लॉस: अत्यधिक फाइबर झुकने से प्रकाश कोर से बाहर निकल जाता है जब प्रतिबिंब की स्थिति पूरी नहीं होती है।
  • कनेक्टर हानि: अपूर्ण संरेखण, संदूषण, या कनेक्शन बिंदुओं पर वायु अंतराल शक्ति हानि में योगदान करते हैं।
क्षीणन का प्रभाव
  • रिसीवर पर सिग्नल की ताकत और सिग्नल-टू-शोर अनुपात को कम करता है
  • अधिकतम संचरण दूरी को सीमित करता है
  • बिट त्रुटि दरों को बढ़ाता है, जिससे संभावित रूप से सिस्टम विफल हो जाते हैं
उपशमन रणनीतियाँ
  • कम-क्षीणन तरंग दैर्ध्य (1310nm या 1550nm) पर संचालित करें
  • उच्च गुणवत्ता वाली, कम-हानि वाली फाइबर सामग्री का उपयोग करें
  • उचित कनेक्टर स्थापना और रखरखाव लागू करें
  • लंबी दूरी के लिंक के लिए ऑप्टिकल एम्पलीफायर (ईडीएफए या एसओए) तैनात करें
  • सिस्टम डिजाइन के दौरान पूरी तरह से ऑप्टिकल पावर बजटिंग करें
3. सिग्नल फैलाव: प्रकार और क्षतिपूर्ति तकनीक

फैलाव तब होता है जब विभिन्न प्रकाश तरंग दैर्ध्य या मोड अलग-अलग गति से यात्रा करते हैं, जिससे सिग्नल दालें फैल जाती हैं और संचरण दरों और दूरियों को सीमित करती हैं।

फैलाव के प्रकार
  • मोडल फैलाव: एमएमएफ के लिए विशिष्ट, विभिन्न गति से यात्रा करने वाले विभिन्न प्रकाश पथों के कारण।
  • क्रोमैटिक फैलाव: सभी फाइबर को प्रभावित करता है, जिसके परिणामस्वरूप तरंग दैर्ध्य-निर्भर गति भिन्नता होती है (सामग्री और वेवगाइड फैलाव)।
  • ध्रुवीकरण मोड फैलाव (पीएमडी): एसएमएफ में होता है जब ऑर्थोगोनल प्रकाश ध्रुवीकरण अलग-अलग गति से यात्रा करते हैं।
फैलाव के प्रभाव
  • सिग्नल दालों को चौड़ा करता है, जिससे इंटर-सिंबल हस्तक्षेप होता है
  • अधिकतम संचरण गति और दूरी को प्रतिबंधित करता है
  • बिट त्रुटि दरों को बढ़ाता है
क्षतिपूर्ति के तरीके
  • विपरीत फैलाव गुणों के साथ फैलाव क्षतिपूर्ति फाइबर (डीसीएफ)
  • फाइबर ब्रैग ग्रेटिंग (एफबीजी) जो चुनिंदा रूप से तरंग दैर्ध्य को दर्शाते हैं
  • रिसीवर पर इलेक्ट्रॉनिक फैलाव क्षतिपूर्ति (ईडीसी)
  • चिरप्ड पल्स संपीड़न तकनीक
4. ऑप्टिकल पावर बजटिंग और लिंक डिज़ाइन

सिस्टम डिजाइनरों को यह सुनिश्चित करने के लिए सभी संभावित नुकसानों का हिसाब देना चाहिए कि रिसीवर विश्वसनीय संचार के लिए पर्याप्त ऑप्टिकल शक्ति प्राप्त करें।

पावर बजट घटक
  • ट्रांसमीटर आउटपुट पावर
  • रिसीवर संवेदनशीलता आवश्यकताएँ
  • कुल लिंक नुकसान (फाइबर, कनेक्टर, स्प्लिस)
  • बुढ़ापे और पर्यावरणीय परिवर्तनों के लिए सिस्टम मार्जिन
  • जब लागू हो तो फैलाव पावर पेनल्टी
डिजाइन विचार
  • आवश्यक संचरण दूरी और डेटा दर
  • उपयुक्त फाइबर प्रकार चयन
  • इष्टतम ट्रांसमीटर/रिसीवर घटक
  • ऑप्टिकल एम्पलीफायर की आवश्यकता
  • फैलाव क्षतिपूर्ति आवश्यकताएँ
5. मानक और विनिर्देश

फाइबर ऑप्टिक सिस्टम स्थापित मानकों का पालन करते हैं जिनमें शामिल हैं:

  • सामान्य सिस्टम आवश्यकताओं के लिए Telcordia GR-253-CORE
  • ऑप्टिकल इंटरफेस पैरामीटर के लिए ITU G.957
  • फाइबर पर ईथरनेट प्रोटोकॉल के लिए IEEE 802.3
निष्कर्ष

क्षीणन और फैलाव मौलिक रूप से फाइबर ऑप्टिक संचार विश्वसनीयता और दक्षता को प्रभावित करते हैं। इन घटनाओं की व्यापक समझ और उचित उपशमन रणनीतियों के कार्यान्वयन के माध्यम से - सावधानीपूर्वक पावर बजटिंग और सिस्टम डिजाइन के साथ संयुक्त - इंजीनियर उच्च-प्रदर्शन वाले ऑप्टिकल नेटवर्क विकसित कर सकते हैं। फाइबर सामग्री, घटकों और क्षतिपूर्ति तकनीकों में निरंतर प्रगति ऑप्टिकल संचार प्रणालियों की क्षमताओं को और बढ़ाने का वादा करती है।

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शोधकर्ता फाइबर ऑप्टिक क्षीणन और फैलाव मुद्दों से निपटते हैं
2025-12-23
Latest company news about शोधकर्ता फाइबर ऑप्टिक क्षीणन और फैलाव मुद्दों से निपटते हैं

कल्पना कीजिए कि डेटा सूचना सुपरहाइवे पर दौड़ रहे वाहनों की तरह है, जिसमें फाइबर ऑप्टिक्स स्वयं सड़क मार्ग का काम करते हैं। यदि सड़क की सतह असमान है (क्षीणन) या लेन खराब तरीके से डिज़ाइन की गई हैं (फैलाव), तो सबसे तेज़ वाहन भी यह गारंटी नहीं दे सकते कि डेटा सुरक्षित और कुशलता से अपने गंतव्य तक पहुंचेगा। फाइबर ऑप्टिक संचार, आधुनिक सूचना संचरण की आधारशिला के रूप में, विभिन्न प्रदर्शन-प्रभावित करने वाले कारकों के अधीन है, जिसमें क्षीणन और फैलाव दो सबसे महत्वपूर्ण हैं। यह लेख इन कारकों के फाइबर ऑप्टिक संचार लिंक पर पड़ने वाले प्रभाव की जांच करता है और विश्वसनीय और कुशल डेटा ट्रांसमिशन सुनिश्चित करने के लिए अनुकूलन रणनीतियों का पता लगाता है।

1. फाइबर ऑप्टिक फंडामेंटल: मल्टीमोड बनाम सिंगल-मोड

फाइबर ऑप्टिक केबलों को उनके कोर व्यास और प्रकाश संचरण मोड के आधार पर दो मुख्य प्रकारों में वर्गीकृत किया गया है: मल्टीमोड फाइबर (एमएमएफ) और सिंगल-मोड फाइबर (एसएमएफ)। ये फाइबर अपने प्रकाश स्रोतों, संचरण विशेषताओं और अनुप्रयोगों में काफी भिन्न होते हैं।

मल्टीमोड फाइबर (एमएमएफ)
  • कोर व्यास: अपेक्षाकृत बड़ा, जिससे प्रकाश कोर के भीतर विभिन्न कोणों पर प्रतिबिंबित हो सके। यह बहु-पथ प्रसार "मल्टीमोड" को इसका नाम देता है।
  • प्रकाश स्रोत: आमतौर पर प्रकाश उत्सर्जक डायोड (एलईडी) का उपयोग करता है, जो लागत प्रभावी हैं लेकिन असंगत प्रकाश उत्पन्न करते हैं जिसमें कई तरंग दैर्ध्य और भिन्न बीम होते हैं।
  • संचरण विशेषताएं: विभिन्न प्रकाश पथ मोडल फैलाव बनाते हैं, जो संचरण दूरी और बैंडविड्थ को सीमित करते हैं।
  • अनुप्रयोग: छोटी दूरी, कम बैंडविड्थ उपयोगों जैसे भवन नेटवर्क और डेटा सेंटर इंटरकनेक्ट के लिए सबसे उपयुक्त, जहां इसकी कम लागत एक लाभ प्रदान करती है।
सिंगल-मोड फाइबर (एसएमएफ)
  • कोर व्यास: अत्यधिक छोटा, केवल कोर के माध्यम से एक ही प्रकाश पथ की अनुमति देता है, मोडल फैलाव को समाप्त करता है।
  • प्रकाश स्रोत: लेजर का उपयोग करता है जो सुसंगत, एकल-तरंग दैर्ध्य प्रकाश उत्पन्न करते हैं जिसमें अत्यधिक केंद्रित बीम होते हैं जो लंबी दूरी के संचरण के लिए आदर्श होते हैं।
  • संचरण विशेषताएं: उच्च बैंडविड्थ और लंबी दूरी, लेकिन छोटे कोर के कारण अधिक सटीक कनेक्शन और रखरखाव की आवश्यकता होती है।
  • अनुप्रयोग: लंबी दूरी, उच्च-बैंडविड्थ अनुप्रयोगों के लिए पसंदीदा विकल्प जिसमें महानगरीय क्षेत्र नेटवर्क, बैकबोन नेटवर्क और समुद्री केबल शामिल हैं।
2. सिग्नल क्षीणन: कारण, प्रभाव और समाधान

क्षीणन से तात्पर्य फाइबर के माध्यम से यात्रा करने वाले संकेतों के रूप में ऑप्टिकल शक्ति के नुकसान से है, जो संचार दूरी और सिस्टम प्रदर्शन को महत्वपूर्ण रूप से प्रभावित करता है।

क्षीणन के कारण
  • अवशोषण हानि: फाइबर सामग्री स्वाभाविक रूप से विशिष्ट प्रकाश तरंग दैर्ध्य को अवशोषित करती है, ऑप्टिकल ऊर्जा को गर्मी में परिवर्तित करती है।
  • प्रकीर्णन हानि: सूक्ष्म घनत्व भिन्नता और अशुद्धियाँ प्रकाश को उसके पथ से दूर बिखेरती हैं, विशेष रूप से छोटी तरंग दैर्ध्य को प्रभावित करती हैं।
  • बेंडिंग लॉस: अत्यधिक फाइबर झुकने से प्रकाश कोर से बाहर निकल जाता है जब प्रतिबिंब की स्थिति पूरी नहीं होती है।
  • कनेक्टर हानि: अपूर्ण संरेखण, संदूषण, या कनेक्शन बिंदुओं पर वायु अंतराल शक्ति हानि में योगदान करते हैं।
क्षीणन का प्रभाव
  • रिसीवर पर सिग्नल की ताकत और सिग्नल-टू-शोर अनुपात को कम करता है
  • अधिकतम संचरण दूरी को सीमित करता है
  • बिट त्रुटि दरों को बढ़ाता है, जिससे संभावित रूप से सिस्टम विफल हो जाते हैं
उपशमन रणनीतियाँ
  • कम-क्षीणन तरंग दैर्ध्य (1310nm या 1550nm) पर संचालित करें
  • उच्च गुणवत्ता वाली, कम-हानि वाली फाइबर सामग्री का उपयोग करें
  • उचित कनेक्टर स्थापना और रखरखाव लागू करें
  • लंबी दूरी के लिंक के लिए ऑप्टिकल एम्पलीफायर (ईडीएफए या एसओए) तैनात करें
  • सिस्टम डिजाइन के दौरान पूरी तरह से ऑप्टिकल पावर बजटिंग करें
3. सिग्नल फैलाव: प्रकार और क्षतिपूर्ति तकनीक

फैलाव तब होता है जब विभिन्न प्रकाश तरंग दैर्ध्य या मोड अलग-अलग गति से यात्रा करते हैं, जिससे सिग्नल दालें फैल जाती हैं और संचरण दरों और दूरियों को सीमित करती हैं।

फैलाव के प्रकार
  • मोडल फैलाव: एमएमएफ के लिए विशिष्ट, विभिन्न गति से यात्रा करने वाले विभिन्न प्रकाश पथों के कारण।
  • क्रोमैटिक फैलाव: सभी फाइबर को प्रभावित करता है, जिसके परिणामस्वरूप तरंग दैर्ध्य-निर्भर गति भिन्नता होती है (सामग्री और वेवगाइड फैलाव)।
  • ध्रुवीकरण मोड फैलाव (पीएमडी): एसएमएफ में होता है जब ऑर्थोगोनल प्रकाश ध्रुवीकरण अलग-अलग गति से यात्रा करते हैं।
फैलाव के प्रभाव
  • सिग्नल दालों को चौड़ा करता है, जिससे इंटर-सिंबल हस्तक्षेप होता है
  • अधिकतम संचरण गति और दूरी को प्रतिबंधित करता है
  • बिट त्रुटि दरों को बढ़ाता है
क्षतिपूर्ति के तरीके
  • विपरीत फैलाव गुणों के साथ फैलाव क्षतिपूर्ति फाइबर (डीसीएफ)
  • फाइबर ब्रैग ग्रेटिंग (एफबीजी) जो चुनिंदा रूप से तरंग दैर्ध्य को दर्शाते हैं
  • रिसीवर पर इलेक्ट्रॉनिक फैलाव क्षतिपूर्ति (ईडीसी)
  • चिरप्ड पल्स संपीड़न तकनीक
4. ऑप्टिकल पावर बजटिंग और लिंक डिज़ाइन

सिस्टम डिजाइनरों को यह सुनिश्चित करने के लिए सभी संभावित नुकसानों का हिसाब देना चाहिए कि रिसीवर विश्वसनीय संचार के लिए पर्याप्त ऑप्टिकल शक्ति प्राप्त करें।

पावर बजट घटक
  • ट्रांसमीटर आउटपुट पावर
  • रिसीवर संवेदनशीलता आवश्यकताएँ
  • कुल लिंक नुकसान (फाइबर, कनेक्टर, स्प्लिस)
  • बुढ़ापे और पर्यावरणीय परिवर्तनों के लिए सिस्टम मार्जिन
  • जब लागू हो तो फैलाव पावर पेनल्टी
डिजाइन विचार
  • आवश्यक संचरण दूरी और डेटा दर
  • उपयुक्त फाइबर प्रकार चयन
  • इष्टतम ट्रांसमीटर/रिसीवर घटक
  • ऑप्टिकल एम्पलीफायर की आवश्यकता
  • फैलाव क्षतिपूर्ति आवश्यकताएँ
5. मानक और विनिर्देश

फाइबर ऑप्टिक सिस्टम स्थापित मानकों का पालन करते हैं जिनमें शामिल हैं:

  • सामान्य सिस्टम आवश्यकताओं के लिए Telcordia GR-253-CORE
  • ऑप्टिकल इंटरफेस पैरामीटर के लिए ITU G.957
  • फाइबर पर ईथरनेट प्रोटोकॉल के लिए IEEE 802.3
निष्कर्ष

क्षीणन और फैलाव मौलिक रूप से फाइबर ऑप्टिक संचार विश्वसनीयता और दक्षता को प्रभावित करते हैं। इन घटनाओं की व्यापक समझ और उचित उपशमन रणनीतियों के कार्यान्वयन के माध्यम से - सावधानीपूर्वक पावर बजटिंग और सिस्टम डिजाइन के साथ संयुक्त - इंजीनियर उच्च-प्रदर्शन वाले ऑप्टिकल नेटवर्क विकसित कर सकते हैं। फाइबर सामग्री, घटकों और क्षतिपूर्ति तकनीकों में निरंतर प्रगति ऑप्टिकल संचार प्रणालियों की क्षमताओं को और बढ़ाने का वादा करती है।