ফাইবার অপটিক্যাল কমিউনিকেশন সিস্টেমের মৌলিক কাঠামো এবং শ্রেণীবিভাগ

একটি o এর মৌলিক উপাদানপিটিকাল ফাইবার যোগাযোগসিস্টেম চিত্র 1-1 এ দেখানো হয়েছে। এটি প্রধানত তিনটি অংশ নিয়ে গঠিত: ট্রান্সমিশন, রিসেপশন এবং মৌলিক অপটিক্যাল ফাইবার ট্রান্সমিশন সিস্টেম যা একটি সাধারণ চ্যানেল হিসাবে কাজ করে।

(চিত্র 1-1 একটি অপটিক্যাল ফাইবার যোগাযোগ ব্যবস্থার মৌলিক উপাদান)

একটি অপটিক্যাল ফাইবার কমিউনিকেশন সিস্টেমের মৌলিক উপাদান

△ফাইবার অপটিক যোগাযোগ ব্যবস্থার শ্রেণীবিভাগ

(1) ট্রান্সমিটিং বিভাগ: এই বিভাগে, তথ্য উত্স ব্যবহারকারীর তথ্যকে একটি কাঁচা বৈদ্যুতিক সংকেতে রূপান্তর করে, যাকে বেসব্যান্ড সংকেত বলা হয়। অপটিক্যাল ট্রান্সমিটার বেসব্যান্ড সংকেতকে চ্যানেল ট্রান্সমিশনের জন্য উপযুক্ত একটি সংকেতে রূপান্তর করে। যদি মডুলেশন প্রয়োজন হয়, আউটপুট সংকেতকে মড্যুলেটেড সংকেত বলা হয়। ট্রান্সমিশন গুণমান উন্নত করার জন্য, এই অ্যানালগ বেসব্যান্ড সংকেতটিকে সাধারণত একটি ফ্রিকোয়েন্সি-মড্যুলেটেড (এফএম), পালস-ফ্রিকোয়েন্সি মড্যুলেটেড (পিএফএম), বা পালস-প্রস্থ মডিউলেটেড (পিডব্লিউএম) সিগন্যালে রূপান্তরিত করা হয় এবং অবশেষে, এই মডুলেটেড সিগন্যালটি অপটিক্যালে ইনপুট করা হয়।

এটি একটি ডিজিটাল বা এনালগ সিস্টেমই হোক না কেন, অপটিক্যাল ট্রান্সমিটারে তথ্য ইনপুট বহনকারী বৈদ্যুতিক সংকেত মডুলেশনের মাধ্যমে একটি অপটিক্যাল সিগন্যালে রূপান্তরিত হয়।

(2) অপটিক্যাল ক্যারিয়ার ওয়েভ অপটিক্যাল ফাইবার লাইনের মাধ্যমে রিসিভিং প্রান্তে প্রেরণ করা হয়, যেখানে অপটিক্যাল রিসিভার অপটিক্যাল সিগন্যালকে বৈদ্যুতিক সংকেতে রূপান্তরিত করে। বৈদ্যুতিক রিসিভার বৈদ্যুতিক ট্রান্সমিটারের বিপরীতভাবে কাজ করে; এটি প্রাপ্ত বৈদ্যুতিক সংকেতকে একটি বেসব্যান্ড সংকেতে রূপান্তরিত করে, যা ব্যবহারকারীর তথ্য পুনরুদ্ধার করতে তথ্য সিঙ্ক দ্বারা ব্যবহৃত হয়।

সমগ্র যোগাযোগ ব্যবস্থায়, অপটিক্যাল ফাইবার যোগাযোগে ব্যবহৃত প্রযুক্তি এবং সরঞ্জামগুলি অপটিক্যাল ট্রান্সমিটারের আগে এবং অপটিক্যাল রিসিভারের পরে বৈদ্যুতিক সংকেত অংশগুলির জন্য কেবল যোগাযোগের মতোই। একমাত্র পার্থক্য হল একটি অপটিক্যাল ট্রান্সমিটার, অপটিক্যাল ফাইবার লাইন এবং একটি অপটিক্যাল রিসিভার সমন্বিত মৌলিক অপটিক্যাল ফাইবার ট্রান্সমিশন সিস্টেম কেবল ট্রান্সমিশনকে প্রতিস্থাপন করে।

(3) বেসিক ফাইবার অপটিক ট্রান্সমিশন সিস্টেম চিত্র 1-1 অনুসারে, মৌলিক ফাইবার অপটিক ট্রান্সমিশন সিস্টেমকে তিনটি ভাগে ভাগ করা যেতে পারে: অপটিক্যাল ট্রান্সমিটার, ফাইবার অপটিক লাইন এবং অপটিক্যাল রিসিভার। অপটিক্যাল ট্রান্সমিটারের কাজ হল ট্রান্সমিটিং বিভাগ থেকে বৈদ্যুতিক সংকেত ইনপুটকে একটি অপটিক্যাল সিগন্যালে রূপান্তর করা এবং অপটিক্যাল সিগন্যালকে ফাইবার অপটিক লাইনে সর্বোচ্চ পরিমাণে ইনজেক্ট করার জন্য সমন্বয় প্রযুক্তি ব্যবহার করা। অপটিক্যাল ট্রান্সমিটারের মূল সরঞ্জাম হল আলোর উৎস, ড্রাইভার এবং মডুলেটর সহ। অপটিক্যাল ট্রান্সমিটারের কর্মক্ষমতা মূলত আলোর উৎসের বৈশিষ্ট্যের উপর নির্ভর করে। আলোর উত্সের জন্য প্রয়োজনীয়তাগুলি হল: পর্যাপ্ত উচ্চ আউটপুট অপটিক্যাল শক্তি, যথেষ্ট উচ্চ মডুলেশন ফ্রিকোয়েন্সি, যতটা সম্ভব ছোট একটি বর্ণালী লাইনউইথ এবং মরীচি ডাইভারজেন্স কোণ, স্থিতিশীল আউটপুট শক্তি এবং তরঙ্গদৈর্ঘ্য এবং দীর্ঘ ডিভাইসের আয়ু। বর্তমানে, ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত আলোর উৎসগুলির মধ্যে রয়েছে সেমিকন্ডাক্টর লাইট-এমিটিং ডায়োড (এলইডি) এবং সেমিকন্ডাক্টর লেজার ডায়োড (বা লেজার, এলডি), সেইসাথে ডায়নামিক সিঙ্গেল{{10}মোড ডিস্ট্রিবিউটেড ফিডব্যাক (ডিএফবি) লেজারগুলি খুবই ছোট বর্ণালী লাইনউইথের সাথে। সলিড-স্টেট লেজারগুলিও কিছু ক্ষেত্রে ব্যবহার করা হয়। ফাইবার অপটিক লাইনের কাজ হল অপটিক্যাল ট্রান্সমিটার থেকে অপটিক্যাল সংকেতকে অপটিক্যাল রিসিভারে ন্যূনতম সম্ভাব্য বিকৃতি এবং ক্ষয় দিয়ে প্রেরণ করা। ফাইবার অপটিক লাইনে অপটিক্যাল ফাইবার, ফাইবার অপটিক সংযোগকারী এবং ফাইবার অপটিক প্লাগ থাকে। অপটিক্যাল ফাইবার হল ফাইবার অপটিক লাইনের প্রধান অংশ, এবং সংযোগকারী এবং প্লাগগুলি অপরিহার্য উপাদান। ব্যবহারিক প্রকৌশলে, একাধিক অপটিক্যাল ফাইবার ধারণ করে এমন অপটিক্যাল কেবল ব্যবহার করা হয়। অপটিক্যাল ফাইবার কমিউনিকেশন সিস্টেমগুলি প্রায়-ইনফ্রারেড তরঙ্গদৈর্ঘ্যে কাজ করে, এবং অপটিক্যাল ফাইবার কমিউনিকেশনের জন্য ট্রান্সমিশন মাধ্যম হল কোয়ার্টজ, যা এক ধরনের ডাইইলেক্ট্রিক ওয়েভগাইড, একটি নলাকার বডি, যার কোর এবং ক্ল্যাডিং রিফ্র্যাক্টিভ ইনডেক্স n₁ এবং ক্ল্যাডিং ₂n₁n, এবং ক্ল্যাডিং রিফ্র্যাক্টিভ ইনডেক্স। যখন পূর্ণ প্রতিফলন অবস্থা সন্তুষ্ট হয়, তখন আলোকে কেন্দ্রের মধ্যে সীমাবদ্ধ এবং প্রেরণ করা যেতে পারে। অপটিক্যাল ফাইবারের প্রধান বৈশিষ্ট্য হল টেনশন এবং রঙের বিচ্ছুরণ। মনোযোগকে dB/কিমি এককে প্রকাশ করা হয় এবং অপটিক্যাল ফাইবারে তিনটি কম-ক্ষতির জানালা থাকে, যার তরঙ্গদৈর্ঘ্য থাকে:

λ₀=0.85 μm (সংক্ষিপ্ত তরঙ্গদৈর্ঘ্য ব্যান্ড) λ₀=1.31 μm (দীর্ঘ তরঙ্গদৈর্ঘ্য ব্যান্ড)
λ₀=1.55 μm (দীর্ঘ তরঙ্গদৈর্ঘ্য ব্যান্ড)

অপটিক্যাল ফাইবারের রঙের বিচ্ছুরণ এই কারণে ঘটে যে অপটিক্যাল ফাইবারের বিভিন্ন ফ্রিকোয়েন্সি সহ উপাদানগুলি একই গতিতে প্রচার করে না, যার ফলে সংক্রমণের সময় পালস প্রসারিত হয়। রঙের বিচ্ছুরণ ps/(km · nm) এককে প্রকাশ করা হয়। সিগন্যাল নম্বরের পারস্পরিক, অর্থাৎ, সর্বাধিক বিট রেট-দূরত্বের পণ্য যা রঙের বিচ্ছুরণ সহ্য করতে পারে।

অপটিক্যাল রিসিভারের কাজ হল অপটিক্যাল ফাইবার সিগন্যালকে পর্যাপ্ত উচ্চ সিগন্যাল-থেকে-শব্দ অনুপাত সহ বৈদ্যুতিক সংকেতে রূপান্তর করা। রিসিভারের প্রধান উপাদান হল ফটোডিটেক্টর, এবং এছাড়াও অ্যামপ্লিফায়ার, ফিল্টার এবং সম্পর্কিত সার্কিট রয়েছে। ফটোডিটেক্টরের মূল হল আলো-গ্রহনকারী উপাদান। ফটোডিটেক্টরের জন্য প্রয়োজন একটি উচ্চ প্রতিক্রিয়া হার, কম অন্ধকার কারেন্ট এবং উচ্চ প্রতিক্রিয়া গতি। বর্তমানে, অপটিক্যাল ফাইবার কমিউনিকেশনে সাধারণত ব্যবহৃত ফটোডিটেক্টর হল সেমিকন্ডাক্টর PN জংশন-ভিত্তিক PIN ফটোডিওডস (PIN-PD) এবং avalanche photodiodes (APD)।

একটি অপটিক্যাল রিসিভারের সবচেয়ে গুরুত্বপূর্ণ বৈশিষ্ট্যগত পরামিতি হল এর সংবেদনশীলতা। সংবেদনশীলতা একটি অপটিক্যাল রিসিভারের গুণমানের একটি ব্যাপক সূচক; এটি তার সর্বোত্তম অবস্থার সাথে সামঞ্জস্য করার সময় দুর্বল অপটিক্যাল সংকেত গ্রহণ করার জন্য রিসিভারের ক্ষমতা প্রতিফলিত করে। সংবেদনশীলতা প্রাথমিকভাবে ফটোডিওড এবং অ্যামপ্লিফায়ারগুলির শব্দের উপর নির্ভর করে যা অপটিক্যাল রিসিভার তৈরি করে এবং এটি ট্রান্সমিশন রেট, অপটিক্যাল ট্রান্সমিটারের প্যারামিটার এবং ফাইবার অপটিক লাইনের বিচ্ছুরণের দ্বারাও প্রভাবিত হয়। এটি সিস্টেমের প্রয়োজনীয় বিট ত্রুটির হার বা সংকেত-থেকে-শব্দ অনুপাতের সাথেও ঘনিষ্ঠভাবে সম্পর্কিত। অতএব, সংবেদনশীলতাও একটি অপটিক্যাল ফাইবার যোগাযোগ ব্যবস্থার মানের একটি গুরুত্বপূর্ণ সূচক।