ऑप्टिकल फाइबर विरुद्ध कोअक्सियल केबल | सिग्नल प्रकार, संरचना और अनुप्रयोग में अंतर

ऑप्टिकल फाइबर और कोएक्सियल केबल दोनों ही गाइडेड प्रसारण मीडिया के प्रकार हैं। हालांकि, दोनों को अलग करने वाले कई महत्वपूर्ण कारक हैं। दोनों के बीच सबसे मौलिक अंतर यह है कि वे किस प्रकार के सिग्नल प्रसारित करते हैं: ऑप्टिकल फाइबर ऑप्टिकल (प्रकाश) सिग्नल प्रसारित करने के लिए डिज़ाइन किया गया है, जबकि कोएक्सियल केबल विद्युत सिग्नल प्रसारित करने के लिए उपयोग किया जाता है।

ऑप्टिकल फाइबर की परिभाषा

ऑप्टिकल फाइबर लचीले, पारदर्शी वेवगाइड हैं जिनका उपयोग प्रकाश सिग्नल को एक सिरे से दूसरे सिरे तक न्यूनतम नुकसान के साथ प्रसारित करने के लिए किया जाता है। वे मुख्य रूप से उच्च-शुद्धता वाले ग्लास (आमतौर पर सिलिका) या कभी-कभी प्लास्टिक से बने होते हैं, और वे एक कोर और क्लैडिंग संरचना से युक्त होते हैं।

कोर उच्च-शुद्धता वाले सिलिका ग्लास से बना अंतर्निहित केंद्रीय क्षेत्र है, जिसके माध्यम से प्रकाश फैलता है। इसके चारों ओर क्लैडिंग नामक एक स्तर होता है, जो ग्लास से बना होता है लेकिन कोर की तुलना में न्यूनतम अपवर्तनांक का होता है। यह अपवर्तनांक का अंतर पूर्ण आंतरिक प्रतिबिंब को संभव बनाता है, जिससे प्रकाश न्यूनतम कमजोरी के साथ लंबी दूरी तक यात्रा कर सकता है।

नाजुक ग्लास संरचना को शारीरिक क्षति, आर्द्रता और पर्यावरणीय तनाव से सुरक्षा प्रदान करने के लिए, पूरी फाइबर संरचना एक संरक्षी बाहरी स्तर में घिरी होती है, जिसे बफर कोटिंग या प्लास्टिक जैकेट के रूप में जाना जाता है।

नीचे दिए गए चित्र में ऑप्टिकल फाइबर की स्कीमेटिक संरचना दिखाई गई है:

एक ऑप्टिकल सिग्नल को ऑप्टिकल फाइबर के माध्यम से पूर्ण आंतरिक प्रतिबिंब (TIR) के सिद्धांत के माध्यम से प्रसारित किया जाता है। जब प्रकाश फाइबर में पेश किया जाता है, तो यह कोर में कोर और क्लैडिंग के बीच के इंटरफेस पर लगातार प्रतिबिंबों के माध्यम से फैलता है।

पूर्ण आंतरिक प्रतिबिंब होने के लिए, कोर का अपवर्तनांक क्लैडिंग की तुलना में अधिक होना चाहिए। यह अपवर्तनांक का अंतर फाइबर के साथ न्यूनतम नुकसान के साथ प्रकाश को दक्षतापूर्वक गाइड करने के लिए आवश्यक है।

TIR के सिद्धांत के अनुसार, जब एक प्रकाश किरण एक घनी माध्यम (कोर) में यात्रा करती है और एक दुर्लभ माध्यम (क्लैडिंग) के सीमा पर एक कोण पर आघात करती है, जो महत्वपूर्ण कोण से अधिक होता है, तो किरण पूरी तरह से घनी माध्यम में वापस प्रतिबिंबित हो जाती है, बजाय उसके क्लैडिंग में प्रवेश करने के। यह घटना प्रकाश को कोर में सीमित करने की अनुमति देती है।

जब एक प्रकाश किरण कोर में प्रवेश करती है, तो यह यात्रा करती है जब तक कि वह कोर-क्लैडिंग सीमा तक नहीं पहुंच जाती। अपवर्तनांक के अंतर के कारण, और यदि आपतन कोण महत्वपूर्ण कोण से अधिक हो, तो किरण कोर में वापस प्रतिबिंबित हो जाती है, बजाय क्लैडिंग में प्रवेश करने के। यह प्रक्रिया फाइबर की लंबाई के साथ लगातार दोहराई जाती है, जिससे प्रकाश सिग्नल को कोर के अंदर जिगजाग यात्रा करने और फाइबर के एक सिरे से दूसरे सिरे तक उच्च दक्षता और न्यूनतम कमजोरी के साथ यात्रा करने की संभावना होती है।

इस प्रकार, पूर्ण आंतरिक प्रतिबिंब ऑप्टिकल फाइबर के माध्यम से लंबी दूरी और उच्च बैंडविड्थ की ऑप्टिकल संचार को संभव बनाने का मौलिक तंत्र है।

कोएक्सियल केबल की परिभाषा

कोएक्सियल केबल, जिन्हें आमतौर पर "कोएक्स" के रूप में जाना जाता है, एक प्रकार का गाइडेड प्रसारण मीडिया है जिसका उपयोग दूरी पर विद्युत सिग्नल प्रसारित करने के लिए किया जाता है। वे विद्युत चालक होते हैं जो इलेक्ट्रॉनों के प्रवाह की अनुमति देते हैं, आमतौर पर उनकी उत्कृष्ट चालकता के कारण कॉपर से बने होते हैं।

एक कोएक्सियल केबल कई स्तरों से बना होता है: एक केंद्रीय कॉपर चालक (ठोस या तंतु), जो एक डाइएलेक्ट्रिक इन्सुलेटिंग स्तर से घिरा होता है, जो फिर एक बेलनाकार चालक शील्ड से घिरा होता है - आमतौर पर ब्रेडेड कॉपर या एल्यूमिनियम फोइल से बना होता है। यह लेयर्ड संरचना फिर एक बाहरी इन्सुलेटिंग जैकेट से सुरक्षित होती है जो यांत्रिक शक्ति और पर्यावरणीय सुरक्षा प्रदान करती है।

"कोएक्सियल" शब्द इस तथ्य से उत्पन्न होता है कि आंतरिक चालक और बाहरी शील्ड एक ही ज्यामितीय अक्ष साझा करते हैं। यह डिजाइन विद्युत चुंबकीय हस्तक्षेप (EMI) और सिग्नल नुकसान को कम करने में मदद करता है, जिससे कोएक्सियल केबल उच्च-आवृत्ति सिग्नलों को अच्छी तरह से प्रसारित करने के लिए उपयुक्त होते हैं।

नीचे दिए गए चित्र में विद्युत सिग्नलों के प्रसारण के लिए उपयोग किए जाने वाले एक कोएक्सियल केबल का चित्रण किया गया है:

ऑप्टिकल फाइबर:

ऑप्टिकल फाइबर ऑप्टिकल आवृत्तियों (प्रकाश) पर सिग्नल प्रसारित करने के लिए उपयोग किए जाते हैं। उनकी उच्च बैंडविड्थ, विद्युत चुंबकीय हस्तक्षेप पर प्रतिरोधकता, और निम्न सिग्नल नुकसान के कारण, वे उच्च परिभाषा टेलीविजन (HDTV), टेलीकम्युनिकेशन नेटवर्क, डेटा सेंटर, चिकित्सा इमेजिंग और शल्य चिकित्सा प्रणालियों (जैसे एंडोस्कोपी), और एरोस्पेस एप्लिकेशन में व्यापक रूप से उपयोग किए जाते हैं।

कोएक्सियल केबल:

कोएक्सियल केबल आमतौर पर रेडियो फ्रीक्वेंसी (RF) सिग्नलों के प्रसारण के लिए उपयोग किए जाते हैं। वे केबल टेलीविजन (CATV) वितरण प्रणालियों, ब्रॉडबैंड इंटरनेट कनेक्शन (जैसे केबल मोडेम), टेलीफोन नेटवर्क, और विभिन्न रेडियो संचार प्रणालियों, जिनमें एंटेना फीड और नेटवर्किंग उपकरण शामिल हैं, में आमतौर पर पाए जाते हैं।

निष्कर्ष

ऑप्टिकल फाइबर और कोएक्सियल केबल दोनों सिग्नल प्रसारण के लिए महत्वपूर्ण गाइडेड मीडिया हैं, लेकिन वे उन सिग्नलों के प्रकार में मौलिक रूप से भिन्न हैं जिन्हें वे प्रसारित करते हैं - ऑप्टिकल फाइबर प्रकाश सिग्नल प्रसारित करते हैं, जबकि कोएक्सियल केबल विद्युत सिग्नल प्रसारित करते हैं। इन अंतरों के कारण विभिन्न प्रदर्शन विशेषताएं होती हैं, जिनसे प्रत्येक को विशिष्ट एप्लिकेशन के लिए उपयुक्त बनाया जाता है। इस परिणामस्वरूप, वे आधुनिक संचार और इलेक्ट्रॉनिक प्रणालियों में पूरक, बजाय बदलावी, भूमिकाओं में उपयोग किए जाते हैं।