ওপটিকাল ফাইবার কি?

সংজ্ঞা

অপটিকাল ফাইবার হল একটি সুন্দর এবং বেঁকে যাওয়া ছড়ি যা গ্লাস (সিলিকা) বা প্লাস্টিক থেকে তৈরি করা হয়, আলো (আলোক) সংকেত প্রেরণের জন্য বিশেষভাবে ডিজাইন করা হয়। এর মৃদু দৃশ্যমান চেহারার বিপরীতে, একটি অপটিকাল ফাইবারের সাধারণত মানুষের চুলের চেয়ে বড় ব্যাস থাকে।

আরও নিখুঁতভাবে বললে, অপটিকাল ফাইবার একটি তরঙ্গ গাইড হিসাবে কাজ করে, যা আলোক কম্পাঙ্কে আলোর আকারে তড়িৎচৌম্বকীয় তরঙ্গ প্রেরণ করতে সক্ষম। এই অনন্য বৈশিষ্ট্য এটিকে দীর্ঘ দূরত্বে উচ্চ দক্ষতার সাথে এবং সংকেত হ্রাসের সাথে তথ্য পরিবহন করতে সক্ষম করে, যা আধুনিক যোগাযোগ প্রযুক্তির একটি প্রধান উপাদান করে তোলে।

অপটিকাল ফাইবারের গঠন

অপটিকাল ফাইবার মূলত দুটি গুরুত্বপূর্ণ উপাদান দ্বারা গঠিত: কোর এবং ক্ল্যাডিং। কোর, মূলত গ্লাস দিয়ে তৈরি একটি বৃত্তাকার ডাইইলেকট্রিক গঠন, আলো প্রবাহের জন্য পথ হিসাবে কাজ করে। এই কেন্দ্রীয় অঞ্চলেই আলোক সংকেত ভ্রমণ করে, সম্পূর্ণ অভ্যন্তরীণ প্রতিফলনের নীতিতে পরিচালিত হয়। কোরের চারপাশে ক্ল্যাডিং থাকে, যা সাধারণত প্লাস্টিক দিয়ে তৈরি। ক্ল্যাডিং কোরের মধ্যে আলো আবদ্ধ রাখার গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করে, যাতে আলোক সংকেত সুন্দরভাবে পরিবহন করা যায় এবং দীর্ঘ দূরত্বে সংকেতের কোনো প্রত্যাশিত পালানো বা হ্রাস না হয়।

নিম্নলিখিত চিত্রটি অপটিকাল ফাইবারের বিস্তারিত গঠন দেখায়, কোর এবং ক্ল্যাডিং-এর স্পষ্ট স্তর এবং তাদের প্রতিটি ভূমিকা উল্লেখ করে যা আলোর প্রভাবশালী পরিবহনে সহায়তা করে।

গঠন এবং কার্যকারিতা বিস্তারিত

সম্পূর্ণ অপটিকাল ফাইবার সেটিং একটি এলাস্টিক জ্যাকেটে আবৃত, যা একটি প্রোটেক্টিভ লেয়ার হিসাবে কাজ করে। এই জ্যাকেট ফাইবারকে পদার্থিক ক্ষতি, পরিবেশগত কারণ এবং যান্ত্রিক চাপ থেকে রক্ষা করে, যাতে ইনস্টলেশন, অপারেশন এবং হ্যান্ডলিং সময়ে তার সম্পূর্ণতা বজায় থাকে।

মনে রাখা উচিত যে, অপটিকাল ফাইবারে ক্ল্যাডিং সরাসরি আলোর তরঙ্গ প্রেরণে অবদান রাখে না; বরং, আলো কেবলমাত্র কোর দিয়ে প্রবাহিত হয়। তবে, কোর এবং ক্ল্যাডিং-এর সমন্বয় সংকেত হ্রাস কমাতে প্রয়োজনীয়, কারণ এই দুটি উপাদানের মধ্যে অপ্রত্যক্ষ সূচকের পার্থক্য আলোক পরিচালনের জন্য কার্যকর হয়। বিশেষভাবে, কোরের অপ্রত্যক্ষ সূচক ক্ল্যাডিং-এর চেয়ে বেশি হতে হবে। এই অপ্রত্যক্ষ সূচকের পার্থক্য হল আলোক ফাইবারের মধ্যে আলোর কার্যকর পরিবহনের মৌলিক নীতি।

অপটিকাল ফাইবারে আলোর প্রসারণ

অপটিকাল ফাইবার আলো (ফোটন) আকারে সংকেত প্রেরণ করার জন্য ডিজাইন করা হয়। তাহলে প্রশ্ন হল: আলো আসলে কীভাবে অপটিকাল ফাইবারের মধ্য দিয়ে ভ্রমণ করে? উত্তরটি সম্পূর্ণ অভ্যন্তরীণ প্রতিফলন ঘটনায় পাওয়া যায়।

যখন আলো অপটিকাল ফাইবারে প্রবেশ করে, তখন এটি কোর দিয়ে ভ্রমণ করে এবং ক্ল্যাডিং থেকে প্রতিনিয়ত প্রতিফলিত হয়। এই প্রতিফলনগুলি সম্পূর্ণ অভ্যন্তরীণ প্রতিফলন, যা নির্দিষ্ট শর্তাবলী সাপেক্ষে ঘটে। পূর্বে সম্পূর্ণ অভ্যন্তরীণ প্রতিফলনের পরিপ্রেক্ষিতে আলোচনা করা হয়েছে, এই ঘটনা ঘটে যখন আলো একটি উচ্চ অপ্রত্যক্ষ সূচক (ঘন কোর) থেকে একটি নিম্ন অপ্রত্যক্ষ সূচক (অপেক্ষাকৃত হালকা ক্ল্যাডিং) মাধ্যমে প্রবেশ করে এবং ঘটনার কোণ ক্রিটিক্যাল কোণের চেয়ে বড় হয়।

এই ঘটনার কোণের সাথে, আলো ক্ল্যাডিং-এ প্রতিফলিত না হয়ে কোর দিয়ে প্রতিনিয়ত প্রতিফলিত হয়। কোরের বেলনাকার আকৃতি, যার সাপেক্ষে ছোট ব্যাস, নিশ্চিত করে যে মাত্র সামান্য পরিমাণ আলো কোর - ক্ল্যাডিং ইন্টারফেস থেকে প্রতিফলিত হয়। এটি তার ফলে আলোর প্রতিফলিত কোণ সম্পূর্ণ কোণের চেয়ে সম্পূর্ণভাবে বড় থাকে, যা আলোকে ফাইবারের দৈর্ঘ্য বরাবর কার্যকরভাবে পরিচালিত করে।

অপটিকাল ফাইবারে প্রসারণের মোড

যখন আলো অপটিকাল ফাইবার বরাবর ভ্রমণ করে, তখন এটি কোরের মধ্য দিয়ে একটি পথ বা বেশ কয়েকটি পথ অনুসরণ করতে পারে। মূলত, "মোড" গুলি আলোর রশ্মি ফাইবার বরাবর ভ্রমণ করতে পারে যে পথগুলির সংখ্যার প্রতিনিধিত্ব করে। অপটিকাল ফাইবারে মূলত দুটি মৌলিক মোড প্রসারণ রয়েছে:

সিঙ্গেল - মোড ফাইবার

একটি সিঙ্গেল - মোড ফাইবারে, আলোর রশ্মি ফাইবার বরাবর শুধুমাত্র একটি পথ দিয়ে প্রবাহিত হয়। এই একক পথের তরঙ্গ প্রেরণ স্থানান্তর প্রক্রিয়া সময় সংকেত বিকৃতি কমাতে সাহায্য করে। যেহেতু আলোর রশ্মি ভ্রমণের জন্য একাধিক পথ নেই, তাই সংকেতের বিশুদ্ধতা দীর্ঘ দূরত্বে বজায় থাকে, যা উচ্চ-বিশুদ্ধ যোগাযোগ নিশ্চিত করে।

একটি সিঙ্গেল - মোড ফাইবারের কোরের খুব ছোট ব্যাস থাকে, যা একটি উচ্চভাবে ফোকাস করা আলোর বিম ব্যবহারের প্রয়োজনীয়তা তৈরি করে। এই কারণে, লেজার আলোর উৎস প্রধানত ব্যবহৃত হয়, কারণ এগুলি একটি তীক্ষ্ণ, সমন্বিত বিম বিকিরণ করতে পারে যা সংকীর্ণ কোর দিয়ে প্রভাবশালীভাবে ভ্রমণ করতে পারে বিনা বিশেষ বিচ্ছুরণ বা বিকিরণের সাথে।

মাল্টিমোড ফাইবার

মাল্টিমোড ফাইবারে কোরের ব্যাস সিঙ্গেল - মোড ফাইবারের তুলনায় বেশি থাকে। এই ব্যাপক কোর আলোর রশ্মি কোরের মধ্য দিয়ে বেশ কয়েকটি পথ দিয়ে প্রবাহিত হতে দেয়। যদিও এই বৈশিষ্ট্য ফাইবারকে একই সাথে আরও আলো পরিবহন করতে সক্ষম করে, তবুও এটি সংকেত বিকৃতি এবং হ্রাসের সম্ভাবনাকে বাড়িয়ে তোলে। সংকেত বিকৃতি ঘটে কারণ কোরের বিভিন্ন পথ দিয়ে ভ্রমণ করা আলোর রশ্মি গন্তব্যে কিছুটা ভিন্ন সময়ে পৌঁছায়, যা সংকেতকে অস্পষ্ট করে। হ্রাস, বা সংকেতের দুর্বলতা, বড় কোরে বিচ্ছুরণ এবং শোষণের কারণে মাল্টিমোড ফাইবারে বেশি প্রকট হয়। তবে, ব্যাপক কোরের ব্যাপ্তি আলোর তরঙ্গ প্রবাহের জন্য কয়েকটি পথ স্থান করে দেয়, যা এটিকে সরলতা এবং কম খরচের প্রয়োজনীয় প্রয়োগের জন্য উপযুক্ত করে, যেখানে অত্যন্ত দীর্ঘ দূরত্ব এবং উচ্চ ব্যান্ডউইথ প্রেরণের তুলনায় কম গুরুত্বপূর্ণ।

গ্লাস ফাইবার কী?

গ্লাস হল একটি অর্থোরমিক ঠাণ্ডা যা কঠিনতা, পরিস্ফুটতা এবং ভাঙ্গার প্রবণতা দ্বারা চিহ্নিত। এটি প্রস্তুত করা হয় একটি সামগ্রীর মিশ্রণ গলানোর প্রক্রিয়া দ্বারা এবং তারপর দ্রুত ঠাণ্ডা করা (কুয়ান্সিং) করা হয়। ক্রিস্টালিন ঠাণ্ডার বিপরীতে, গ্লাস একটি ভালভাবে সংজ্ঞায়িত, নিয়মিত অণু গঠন নেই। বরং, তার অণুগুলি একটি অনিয়মিত, ইচ্ছামূলক প্যাটার্নে সাজানো থাকে।

গ্লাস একটি অনন্য বৈশিষ্ট্য রয়েছে: তার পদার্থের রচনা পরিবর্তন করলে তার বৈশিষ্ট্যগুলি পরিবর্তিত হয়। এই বৈশিষ্ট্যের পরিবর্তনের এই সুবিধা গ্লাসকে একটি বিশ্বস্ত পদার্থ করে তোলে, বিশেষত যখন এটি টেইলর মেড পারফরম্যান্স বৈশিষ্ট্য সহ অপটিকাল ফাইবার তৈরি করার জন্য ব্যবহার করা হয়।

অপটিকাল ফাইবারের সুবিধা

• বিকৃতি-প্রতিরোধী সংকেত প্রেরণ: অপটিকাল ফাইবার আলোক তরঙ্গের প্রসারণ সম্ভব করে, যা সংকেত বিকৃতির উপর উল্লেখযোগ্য প্রতিরোধ প্রদান করে। এটি নিশ্চিত করে যে প্রেরিত তথ্যের বিশুদ্ধতা বজায় থাকে, যাইহোক দীর্ঘ দূরত্বে।

• নিরাপদ এবং দীর্ঘ-দূরত্বের যোগাযোগ: এই ফাইবারগুলি দীর্ঘ দূরত্বে ডাটা প্রেরণের জন্য একটি নিরাপদ পদ্ধতি প্রদান করে। ফাইবারের মধ্যে আলোক তরঙ্গের প্রেরণের প্রকৃতি সংকেতকে সীমাবদ্ধ করে, যা চুরি এবং বাধার ঝুঁকি কমায়, যা ডাটা নিরাপত্তার প্রয়োজনীয় প্রয়োগের জন্য আদর্শ।

• বিস্তৃত জীবনকাল: অন্যান্য ধরণের ট্রান্সমিশন কেবলের তুলনায়, অপটিকাল ফাইবারগুলি বেশি দীর্ঘ সেবা জীবনকাল রয়েছে। তাদের দীর্ঘস্থায়ী এবং পরিধান এবং বিক্ষয়ের প্রতি প্রতিরোধ করা তাদের সম্ভব করে যে তারা দীর্ঘ সময়ের জন্য বিশ্বস্ত পারফরম্যান্স বজায় রাখে, যা প্রায়শই প্রতিস্থাপনের প্রয়োজন কমায়।

অপটিকাল ফাইবারের অসুবিধা

• উচ্চ ইনস্টলেশন এবং রক্ষণাবেক্ষণ খরচ: অপটিকাল ফাইবার সিস্টেমের প্রাথমিক ইনস্টলেশন এবং প্রতিনিয়ত রক্ষণাবেক্ষণ বেশ ব্যয়বহুল হতে পারে। এই খরচগুলি বিশেষ যন্ত্রপাতি, ইনস্টলেশনের জন্য দক্ষ শ্রম, এবং অপটিমাল পারফরম্যান্স নিশ্চিত করার জন্য প্রতিনিয়ত রক্ষণাবেক্ষণ অন্তর্ভুক্ত করে।

• পরিবেশগত কারণের জন্য দুর্বলতা: দুর্বল প্রকৃতির কারণে, অপটিকাল ফাইবারগুলি পরিবেশগত শর্তাবলী থেকে বেশি সুরক্ষা প্রয়োজন। পদার্থিক চাপ, চরম তাপমাত্রা, আর্দ্রতা, এবং অন্যান্য পরিবেশগত উপাদান