फाइबर ऑप्टिक केबल्स: वे क्या हैं और उनका उपयोग क्यों किया जाता है

Fiber Optic Hindi

What is Fiber Optic In Hindi

आपने फाइबर ऑप्टिक्स के बारे में सुना होगा लेकिन बहुत से लोग इस आकर्षक टेक्नोलॉजी के बारे में ज्यादा कुछ नहीं जानते होंगे। इस शब्द का उपयोग उस टेक्नोलॉजी को संदर्भित करने के लिए किया जाता है जहां डेटा ट्रां‍समिट करने के लिए लाइट की एनर्जी का उपयोग किया जाता है, जैसे तांबे की तार में इलेक्ट्रिक इम्पल्स का उपयोग किया जाता हैं।

चूंकि प्रकाश प्रति सेकंड 300,000 कि.मी. की गति से ट्रैवल करता है, फाइबर ऑप्टिक प्रौद्योगिकी ने उस गति को बहुत बढ़ा दिया है जिस पर इनफॉर्मेशन को फाइबर ऑप्टिक केबल्स के माध्यम से भेजा और प्राप्त किया जा सकता है।

 

OPTICAL FIBERS in Hindi:

एक ऑप्टिकल फाइबर एक अर्ध-लचीला, पारदर्शी, और शुद्ध ग्लास का बेहद पतला स्ट्रैंड हो, जिसका व्यास मनुष्य के बाल जितना होता है। हज़ारों स्ट्रैंड को एक बंडल में अरेंज किया जाता हैं ताकी एक मोटी केबल बन सके। चूंकि कांच ऑप्टिकल रूप से पारदर्शी है, इसलिए हम लाइट की किरणों से भरी हुई इनफॉर्मेशन को लंबी दूरी तक भेजने में सक्षम हैं।

फाइबर ऑप्टिक्स का बेसिक मेडियम बाल के जितना पतला फाइबर होता है जो कभी-कभी प्लास्टिक से बना होता है लेकिन अक्सर ग्लास का होता है। एक टिपिकल ग्लास ऑप्टिकल फाइबर का व्यास 125 micrometres (μm), या 0.125 mm (0.005 इंच) होता है। यह वास्तव में cladding का व्यास, या बाहरी रिफ्लेक्टिंग लेयर है। कोर, या आंतरिक प्रेषण सिलेंडर का व्यास 10 μm जितना छोटा हो सकता है।

हालांकि प्रोसेस को टोटल इंटरनल रिफ्लेक्शन कहा जाता हैं, फाइबर में लाइट किरणें काफी कम क्षीण, या तीव्रता में कमी के साथ कोर के भीतर फैल सकती हैं। दूरी पर क्षीण होने की डिग्री लाइट के वेवलेंथ और फाइबर की संरचना के अनुसार बदलती है।

ऑप्टिकल टेलीकम्यूनिकेशन आमतौर पर 0.8-0.9 μm या 1.3-1.6 μm – वेवलेंथ जिसे लाइट-इमिटिंग डायोड या सेमिकंडक्‍टर लेजर द्वारा उत्पन्न किया जाता हैं और वे ग्लास फाइबर में कम से कम क्षीण होते हैं।

एंडोस्कोपी या इंडस्‍ट्री में फाइबरस्कोप इंस्पेक्शन दृश्य वेवलेंथ में कंडक्‍ट किया जाता है, परीक्षण वाले क्षेत्र को रोशन करने के लिए फाइबर के एक बंडल का इस्तेमाल किया जाता हैं और दूसरे बंडल को इमेजेज को मनुष्‍य की आंखों तक या वीडियो कैमेरे तक ट्रांसमिट करने के लिए किया जाता हैं।

 

Fiber Optic Cable Parts in Hindi:

एक फाइबर ऑप्टिक केबल पांच भागों से बना है:

Fiber Optic Cable Parts in Hindi

ग्लास के स्ट्रैंड्स जो एक साथ बंडल किए जाते हैं ताकि लाइट का एक ही चैनल बनाया जा सके जिसे कोर कहा जाता हैं। इस कोर का व्यास यह बताता है कि एक समय में कितनी जानकारी भेजी जा सकती है और प्राप्त की जा सकती है।

किसी भी स्ट्रक्चर या मटेरियल के चारों ओर एक सुरक्षात्मक आवरण या कोटिंग को cladding के रूप में जाना जाता है। फाइबर ऑप्टिक केबल्स में सिलिका क्लैडिंग, कोर के कुल इंटरनल रिफ्लेक्शन को बढ़ाती है। इसलिए, एक लाइट पल्‍स फाइबर की पूरी लंबाई से गुज़र सकती है, जिसमें थोड़ा ही डेटा हानि होती है।

प्लास्टिक की एक लेयर फाइबर कोर को मजबूत करने के लिए कोर और क्लैडिंग से घिरा हुआ होता है। कोटिंग अतिरिक्त सुरक्षा प्रदान करती है और केबल को बहुत ज्यादा झुकने से रोकती है।

कोटिंग के चारों ओर मजबूत फाइबर कोटिंग को अतिरिक्त सपोर्ट मिलता है, खासकर जब तनाव को खींचने की बात आती है।

आखिरकार, यह सब किसी भी केबल या तार की तरह केबल जैकेट में कवर किए जाते है।

फाइबर ऑप्टिक केबल में डेटा को ले जाने वाला एकमात्र पार्ट होता हैं जो इसके सेंटर में छोटे कोर के रूप में होता हैं, लेकिन इसके ऊपर प्रोटेक्‍शन की कई लेयर्स होती हैं। ऐसा इसलिए क्योंकि ग्‍लास बेहद भंगुर है और यह अच्छे तरीके से काम करने के लिए इसमें कोई ब्रेक नहीं होना चाहिए।

 

Total Internal Reflection:

Total Internal Reflection

यदि आप एक लंबे गलियारे में टॉर्च ऑन करते हैं, तो आप देखेंगे कि लाइट सीधे लाइनों में हॉल के अंत तक ट्रैवल करता है। अब अगर गलियारे में मोड़ हैं, तो आप मोड़ पर एक दर्पण डाल सकते हैं और लाइट दिशा बदलने के लिए प्रतिबिंबित होगा और मोड़ को जारी रखेगा। लेकिन क्या होगा यदि इस गलियारे में कई मोड़ हैं? तो यह आप पर निर्भर हैं कि आप गलियारे के अंत तक कहां पर खड़े हैं? आप मिरर की एक विस्तृत प्रणाली स्थापित कर सकते हैं ताकि प्रकाश अंत तक पहुंचने तक प्रतिबिंबित होता रहे।

एक फाइबर ऑप्टिक केबल ऐसा करने में सक्षम है, लेकिन न कि दर्पणों के विस्तृत सेट-अप की मदद से, बल्कि कुल आंतरिक प्रतिबिंब की घटना के कारण। फाइबर को लगातार प्रकाश को प्रतिबिंबित करने वाले फाइबर के गलियारे की दीवारों के साथ कई दर्पणों के रूप में cladding के बारे में सोचें। इस तरह, लाइट कोर के भीतर निहित होता है और केबल के अंदर अपने पथ के साथ, बिना अधोगति के जारी रहता है।

 

How Fiber Optic Cables Work in Hindi:

कैसे फाइबर ऑप्टिक केबल्स काम करते हैं

फाइबर ऑप्टिक केबल्स छोटे लेजर या light-emitting diodes (LEDs) द्वारा उत्पन्न लाइट के पल्‍स का उपयोग करके कम्युनिकेशन को पारित करते हैं।

केबल में गिलास के एक या अधिक स्‍ट्रैन होते हैं, प्रत्येक मानव बाल से थोड़ा मोटा होता है। प्रत्येक स्ट्रैंड के केंद्र को कोर कहा जाता है, जो यात्रा के लिए मार्ग प्रदान करता है। कोर ग्लास की एक परत से घिरा हुआ होता है जिसे क्लैडिंग कहा जाता है जो सिग्नल के नुकसान से बचने के लिए लाइट को अंदर रिफ्लेक्ट करता है और लाइट को झुकी हुई केबल से गुजरने की अनुमति देता है।

 

फाइबर केबल्स के दो प्राथमिक प्रकार हैं: सिंगल मोड और मल्टी-मोड।

सिंगल मोड फाइबर, लाइट को जनरेट करने के लिए बहुत पतले ग्लास स्ट्रैंड और लेजर का उपयोग करता है जबकि मल्‍टी-मोड फाइबर एल ई डी का उपयोग करते हैं।

सिंगल मोड फाइबर नेटवर्क अकसर Wave Division Multiplexing (WDM) टक्‍नोलॉजी का उपयोग करते हैं ताकि स्ट्रैंड में भेजे जा सकने वाले डेटा ट्रैफिक की मात्रा में वृद्धि हो सके। WDM कई अलग वेवलेंथ की लाइट को कंबाइन करता हैं और लेजर को अलग-अलग करता हैं, जो एक ही लाइट पल्‍स के माध्यम से प्रभावी रूप से एक से अधिक कम्‍यूनिकेशन चैनल ट्रांसमिट करता है।

 

Advantages of Fiber Optic Cables in Hindi:

फाइबर ऑप्टिक केबल्स के फायदे

फाइबर केबल्स पारंपरिक लंबी दूरी की कॉपर केबलिंग के मुकाबले कई फायदे प्रदान करते हैं-

फाइबर ऑप्टिक्स की उच्च क्षमता है। एक फाइबर केबल नेटवर्क बैंडविड्थ, मोटी कॉपर केबल की तुलना में अधिक हो सकती है। फाइबर केबल्स का 10 GBPS, 40 GBPS, और यहां तक ​​कि 100 GBPS स्‍टैंडर्ड रेट हैं।

चूंकि प्रकाश अपनी ताकत खोने के बिना एक फाइबर केबल से बहुत लंबी दूरी की यात्रा कर सकता है, इससे सिग्नल बूस्टर की आवश्यकता कम हो जाती है।

इंटरफेरेंस के लिए फाइबर कम संवेदनशील है। पारंपरिक नेटवर्क केबल को इलेक्ट्रोमैग्नेटिक इंटरफेरेंस से बचाने के लिए विशेष शिल्‍ड की आवश्यकता होती है। हालांकि यह शिल्‍ड मदद करता है, लेकिन हस्तक्षेप को रोकने के लिए यह पर्याप्त नहीं है जब कई केबल एक दूसरे के करीब निकटता में एक साथ घूमते हैं। ग्लास और फाइबर केबल्स के भौतिक गुण इन मुद्दों में से अधिकांश से बचते हैं।

 

Types of Fiber Optics Cables in Hindi:

आमतौर पर तीन प्रकार के फाइबर ऑप्टिक केबल होते हैं:

Types of Fiber Optics Cables in Hindi

1) Single Mode Fiber Optic Cable in Hindi:

सिंगल मोड फाइबर ऑप्टिक केबल, जिसे कभी-कभी सिंगल-मोड फाइबर केबल कहा जाता है। सिंगल और मल्टीमोड स्‍टेप-इंडेक्‍स फाइबर केबल्स फाइबर ऑप्टिक केबल्स के सिंपल टाइप हैं। सिंगल-मोड फाइबर केबल्स में 5 से 9.5 um तक के बहुत छोटे कोर व्यास होते हैं। कोर 125 um के स्‍टैंडर्ड क्‍लैडिंग व्यास से घिरा हुआ होता है।

यांत्रिक सुरक्षा प्रदान करने के लिए जैकेट को क्लैडिंग पर लगाया जाता है। जैकेट एक टाइप के पॉलिमर से बना हुआ होता हैं, जो कलर कोडिंग के लिए अलग-अलग कलर्स में होता हैं। सिंगल-मोड फाइबर में कम नुकसान के साथ लंबी दूरी के लिए सिग्नल ले जाने की क्षमता होती है, और मुख्य रूप से इसे कम्‍यूनिकेशन सिस्‍टम में उपयोग किया जाता है।

सिंगल-मोड फाइबर में उत्पन्न होने वाले मोड की संख्या लाइट के वेवलेंथ पर निर्भर करती है। जैसे वेवलेंथ बढ़ता है, फाइबर में कम मोड को कैरी करता हैं जब तक केवल एक मोड न रह जाए।

सिंगल-मोड ऑपरेशन तब शुरू होता है जब वेवलेंथ  कोर व्यास तक पहुंच जाता है। 1310 nm पर, उदाहरण के लिए, फाइबर केबल केवल एक मोड की अनुमति देता है। यह फिर एक सिंगल मोड फाइबर केबल के रूप में काम करता है।

 

2) Multimode Fiber Optic Cables in Hindi:

मल्टी-मोड केबल में थोड़ा बड़ा व्यास होता है, जिनका कॉमन डाइमिटर 50-से-100 माइक्रोन की रेंज में होता है (अमेरिका में सबसे आम आकार 62.5um है)। अधिकांश ऐप्‍लीकेशन जिनमें मल्टी-मोड फाइबर का उपयोग किया जाता है, 2 फाइबर का उपयोग किया जाता है (WDM आमतौर पर मल्टी-मोड फाइबर पर उपयोग नहीं किया जाता है)। POF एक नया प्लास्टिक आधारित केबल है जो बहुत कम रनों पर ग्लास केबल के समान प्रदर्शन का वादा करता है, लेकिन कम लागत पर।

मल्टीमोड फाइबर आपको मध्यम गति से उच्च गति (10 से 100 एमबीएस – गीगाबिट 275 मीटर से 2 किमी) पर उच्च बैंडविड्थ देता है। लाइट वेव कई पथों, या मोड में फैली हुई होती हैं, क्योंकि वे केबल के कोर के माध्यम से आमतौर पर 850 या 1300 nm ट्रैवल करते हैं। विशिष्ट मल्टीमोड फाइबर कोर व्यास 50, 62.5, और 100 माइक्रोमीटर हैं।

हालांकि, लंबे केबल चलाने में (3000 फीट से अधिक [914.4 मीटर), प्रकाश के कई पथ प्राप्त होने वाले सिग्नल डिस्टॉरशन का कारण बन सकते हैं, जिसके परिणामस्वरूप एक अस्पष्ट और अपूर्ण डेटा ट्रांसमिशन होता है। इसलिए डिजाइनर अब गीगाबिट का उपयोग करके नए ऐप्‍लीकेशन में सिंगल मोड फाइबर का उपयोग कर रहे हैं।

 

Who Invented Fiber Optics in Hindi:

फाइबर ऑप्टिक्स का आविष्कार किसने किया:

1840 के शुरुआती दशक से फ्रांसीसी आविष्कारक डैनियल कोलाडन और जैक्स बाबिनेट ने अपवर्तन से दूरी पर लाइट ट्रांसमिशन के मार्गदर्शन का प्रदर्शन किया, तब से लाइट ट्रांसमिशन की अवधारणा अस्तित्व में है।

लगभग दस साल बाद 1850 के मध्य में आयरिश आविष्कारक जॉन टिंडल ने पानी के फव्वारे का उपयोग करके एक समान प्रदर्शन किया। इन शुरुआती प्रयोगों ने टेलीविज़न के विकास को जन्म दिया जब स्कॉटिश के आविष्कारक जॉन लॉगी बेयर ने 1925 में लंदन संस्थान में मूविंग इमेजेज के ट्रांसमिशन का प्रदर्शन किया।

1952 में, ब्रिटेन स्थित भौतिक विज्ञानी नरिंदर सिंह कपनी ने तीन दशक पहले जॉन टिंडल के प्रयोगों के आधार पर पहली वास्तविक फाइबर ऑप्टिकल केबल का आविष्कार किया था। तेरह साल बाद 1965 में दो ब्रिटिश शोध वैज्ञानिकों, चार्ल्स काओ और जॉर्ज होकमैन ने स्‍टैंडर्ड टेलीफोन और केबल्स के साथ काम किया, और पाया कि फाइबर ऑप्टिक्स की क्षीणता विनिर्माण में अशुद्धियों के कारण हुआ था।

अगर क्षीणता को पर्याप्त रूप से कम किया जा सकता है, तो वे थियोरिज्ड फाइबर ऑप्टिक्स का कम्‍यूनिकेशन के व्यावहारिक साधन के रूप में उपयोग किया जा सकता है।

1970 में कॉर्निंग ग्लास वर्क्स (अब कॉर्निंग इंक), रॉबर्ट मूरर, डोनाल्ड केक, पीटर शल्ट्ज़ और फ्रैंक ज़िमर के लिए काम कर रहे चार शोध वैज्ञानिकों द्वारा क्षीणता की बाधा टूट गई थी।

 

Uses of Fiber Optics in Hindi:

फाइबर ऑप्टिक्स का सबसे आम उपयोग कम्‍यूनिकेशन के क्षेत्र में है। केबल टीवी, फोन और इंटरनेट जैसे विभिन्न उद्योगों के लिए फाइबर ऑप्टिक केबल्स के नेटवर्क पर भारी मात्रा में डेटा भेजा और प्राप्त किया जाता है।

चूंकि ये केबल मोड़ने में सक्षम हैं, इसलिए डॉक्टर शरीर के कुछ हिस्सों के अंदर लाइट चमकाने के लिए सर्जरी के दौरान उनका उपयोग करते हैं, जो पहुंचने में मुश्किल होती है।

फाइबर ऑप्टिक स्कॉप्स का उपयोग इंजीनियरों और मैकेनिक्स द्वारा मशीनों के कुछ हिस्सों पर प्रकाश को फेंकने के लिए भी किया जाता है, जिनमें कई मोड़ और झुकाव होते हैं जहां प्रकाश आसानी से यात्रा नहीं कर सकता है।

यह इमेजिंग के लिए भी क्षेत्रों या स्थानों तक पहुंचने में कठोर परिस्थितियों जैसे समुद्र के नीचे या शरीर के अंदर गहरे भूमिगत क्षेत्रों तक पहुंचने के लिए उपयोग किया जाता है।

 

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