Paano Gumagana ang Optical Fiber? Isang Kumpletong Gabay

Ang teknolohiya ng optical fiber ay isa sa mga pinakamahalagang pagsulong sa telekomunikasyon na nagpadali sa pagkonekta at pakikipag-ugnayan sa mundo ngayon, mas mabilis, at mas maaasahan kaysa dati. Hindi tulad ng mga regular na cable, ang mga optical fiber ay gumagamit ng liwanag bilang isang daluyan para sa pagpapadala ng data, na nagpapahintulot sa mga koneksyon na gawin nang mas mahusay, kahit na mula sa malalayong distansya. 

Kaya, alam kung paano mga fiber optic cable Ang function ay mahalaga kung ikaw ay gumagawa ng isang home network o pagpapabuti ng IT architecture ng isang kumpanya. Kaya, sa blog na ito, tatalakayin natin nang detalyado ang proseso ng pagtatrabaho ng teknolohiyang fiber optic at marami pa. Kaya, sumama ka sa amin!

Figure no 1 Fiber optic working Guide

1) Mga Prinsipyo ng Light Transmission sa Optical Fiber

Upang maunawaan kung paano ang isang optical fiber gumaganap, kailangan muna nating tingnan ang prinsipyo ng kabuuang panloob na pagmuni-muni. Ito ang nagpapanatili ng mga signal ng liwanag na nasuspinde sa hibla nang walang pagpapahina ng signal. Ipagpalagay na nagsisindi ka ng flashlight patungo sa isa sa mga dulo ng napakahabang glass tube at isipin kung ang liwanag na iyon ay tumama sa mga dingding sa angkop na anggulo; tapos siguradong tatalbog at maglalakbay pasulong. Kaya, ang data ay ipapadala sa pamamagitan ng isang optical fiber sa blistering bilis sa mahabang distansya.

• Refractive Index at ang Papel Nito  

Ang dahilan kung bakit nananatiling nakapaloob ang optical light sa loob ng fiber ay resulta ng refractive index. Ito ay isang pag-aari ng isang materyal na binibilang ang kakayahan nitong yumuko ang mga sinag ng liwanag na insidente dito. Bukod dito, ang optical fiber ay gawa sa dalawang pangunahing concentric layer:

• Ang core, na siyang gitnang transparent na bahagi, ay nagpapanatili ng liwanag na signal.

• Ang cladding ay may mas mababang refractive index at pumapalibot sa core.  

Dahil mas mataas ang refractive index ng core, ang ilaw ay baluktot pabalik sa core sa halip na tumakas sa cladding. Ang pagkakaiba sa refractive index ay mahalaga para maganap ang panloob na pagmuni-muni.

Figure no 2 Proseso ng light transimaission sa fiber optic

• Snell's Law and the Angle of Incidence

Batas ni Snell ay isa sa mga batas ng pisika na tumatalakay sa kung paano nagre-refract ang liwanag habang lumilipat ito mula sa isang materyal patungo sa isa pa na may iba't ibang mga indeks ng repraktibo. Ang isang anggulo ng saklaw ay isang pagsukat kung paano lumalapit ang liwanag sa isang tiyak na ibabaw, kung ito ay lilipas o magpapakita. Kung ang anggulo ay itinuturing na matarik, kung gayon ang liwanag ay masisira. Gayunpaman, kung ito ay nasa loob ng isang tiyak na saklaw, ito ay talbog nang hindi nawawala ang signal.

Sa madaling salita, ang mga prinsipyong ito ay nagpapakita ng mga dahilan sa likod ng kahusayan ng mga optical fibers at ang paglaganap ng kanilang paggamit sa modernong mga sistema ng komunikasyon.

2) Paano gumagana ang fiber optic cable?

A fiber optic cable nagpapadala ng mga light signal sa pamamagitan ng ilang manipis na hibla ng plastik o salamin. Na nagpapaiba sa mga wire na tanso, na gumagamit ng mga signal ng kuryente. Kaya, tingnan natin kung paano gumagana ang maliit na fiber cable na ito!

Figure no 3 Fiber Optic working flow sheet

i) Pagbuo ng Light Signals

Una sa lahat, ang mga light signal ay nilikha gamit ang isang transmitter, na maaaring isang LED o isang laser. Binabago ng bahaging ito ang electronic data tulad ng mga signal ng telepono o internet sa mga light pulse. Ang LED o laser ay lumilikha ng stream ng binary data sa pamamagitan ng pag-flash on at off nang sunud-sunod.

ii) Pagpasok ng The Light sa Fiber Core

Ang ilaw ay nakadirekta sa core ng fiber optic cable. Ang core ay may mataas na grado na salamin o plastik at natatakpan ng isang glass layer na kilala bilang cladding.

iii) Pagpapanatiling Liwanag sa Loob Gamit ang Total Internal Reflection

Ngayon, isaisip na ang liwanag ay hindi lamang dumaloy; tumalbog ito sa mga panloob na dingding ng core dahil sa kabuuang panloob na pagmuni-muni. Posible ito dahil:

• Ang core ay may mas mataas na refractive index kaysa sa cladding, kaya hindi nagagawang makatakas ang liwanag.

• Ang liwanag, kapag tumatama sa hangganan ng core-cladding sa isang partikular na anggulo, ay sumasalamin sa loob sa halip na dumaan. 

Kaya, dahil sa pagtalbog na ito, nagagawa ng liwanag na tumawid ng malalayong distansya na may kaunting pagkawala.

Figure no 4 Fiber optic na proseso ng pagtatrabaho

iv) Pagpapanatili ng Lakas ng Signal

Hindi alintana kung gaano kahusay ang paglalakbay ng liwanag, ang ilang pagkawala ng enerhiya ay nangyayari sa malalayong distansya. Kaya, upang mapanatili ang signal, ang mga optical amplifier ay nilagyan sa ruta ng cable. Pinapalakas ng mga device na ito ang light signal at hindi na kailangang i-convert ito pabalik sa kuryente. 

v) Pagtanggap at Pag-convert ng Liwanag Bumalik sa Data

Panghuli, ang isang photo-detector (receiver) sa endpoint ay kumukuha ng mga papasok na pulso ng ilaw at ibinalik ang mga ito sa mga electrical signal. Pagkatapos ay pinoproseso ang mga ito ng mga computer, telepono, o internet router upang maihatid ang data sa isang naaaksyunan na form. 

Kaya, ang lahat ng mga proseso sa itaas ay nakumpleto sa isang hindi kapani-paniwalang bilis, nagpapagana ng mabilis na Internet, malinaw na mga tawag sa telepono, at real-time na paglipat ng data sa malalaking distansya.

3) Mapanganib ba ang Fiber Optic Cable?

Talagang oo, ligtas ang mga fiber optic cable, ngunit ang maling paghawak ay maaaring magdulot ng panganib. Halimbawa, hindi tulad ng mga wire na tanso, hindi sila nagdadala ng kuryente, kaya walang panganib ng mga shocks, sunog, o mga short circuit. Gayunpaman, ang ilang mga panganib ay nangangailangan ng pangangalaga.

! Laser Light Exposure: Ang paghahatid ng data sa fiber optics ay ginagawa sa paggamit ng mga high-intensity laser. Ang ganitong liwanag ay karaniwang infrared, na ginagawang imposible para sa isang tao na makita ito, ngunit ang direktang pagtingin sa isang aktibong fiber cable ay maaaring masunog ang iyong retina. Dahil hindi masakit at permanente ang pinsala sa mata, palaging tiyaking nakadiskonekta ang cable bago suriin.

! Microscopic Glass Particle: Ang mga cable sa fiber optic ay binubuo ng manipis na mga hibla ng salamin. Kaya, kapag ang isang cable ay pinagdugtong, pinutol, o nabasag, ang maliliit na piraso ng salamin ay maaaring maging airborne. Ang mga particle na ito ay hindi nakikita at maaaring magdulot ng pangangati sa pamamagitan ng pagtusok sa iyong balat. Bukod dito, ang mga ito ay maaari ring magdulot ng matinding pinsala sa pamamagitan ng pagpasok sa iyong mga mata. Bilang karagdagan, ang mga ito ay maaaring malalanghap, na posibleng makapinsala sa iyong mga baga.

Kaya, palaging magsuot ng mga guwantes na proteksiyon at proteksyon sa mata upang maalis ang panganib kapag nakikitungo sa fiber optics at matiyak ang wastong pagtatapon ng basura ng salamin.

Figure no 5 Mga panuntunan sa kaligtasan ng fiber optic cable

! Mga Chemical Coating at Proteksiyong Layer: Ang ilang mga fiber optic cable ay nagtatampok ng mga chemical coating upang mapabuti ang lakas. Ang mga naturang coatings ay lubhang nakakalason sa mga kaso ng dermal contact o inhalation. Iyon ang dahilan kung bakit kailangan ang paghuhugas ng kamay pagkatapos humawak ng fiber optic cable upang maiwasan ang posibilidad ng paglunok.  

! Kaligtasan Laban sa Pag-leakage at Panghihimasok ng Data: Kung ihahambing sa mga wire na tanso, ang fiber optic ay mas mahirap i-tap dahil hindi sila nagpapadala ng mga de-koryenteng signal, na nagpapahirap sa pagharang ng data. Ang mga optika ay hindi rin naglalabas ng electromagnetic interference, na tinitiyak ang proteksyon para sa iba pang mga elektronikong aparato sa paligid.  

Kaya, kung pinananatili nang tama, ang mga fiber optic cable ay nag-aalok ng pambihirang kaligtasan kumpara sa iba pang mga teknolohiya sa komunikasyon at networking.

4) Nagdadala ba ng kuryente ang fiber optic cable?

Hindi, walang pagpapadaloy ng kuryente sa fiber optic cable. Ang hindi-conductive na kalikasan na ito ay ginagawang ligtas ang fiber optic mula sa mga panganib sa kuryente. 

• Bakit Hindi Gumagamit ng Kuryente ang Fiber Optics  

• Komposisyon ng Materyal: Imposible ang electric conductivity para sa mga non-metallic na materyales tulad ng salamin at plastic, kung saan binubuo ang mga fiber optic cable.  

• Paraan ng Paghahatid ng Data: Bukod dito, walang daloy ng kuryente dahil ang fiber optic ay nagpapadala ng mga light pulse na nabuo ng mga laser o LED.  

Figure no 6 Fiber optic non-conductive na kalikasan

• Mga Praktikal na Benepisyo ng Non-Conductivity  

+ Mas Ligtas na Pag-install: Una, ang mga lugar na may tubig, mga istrukturang metal, o mataas na boltahe ay ligtas din para sa mga pag-install gamit ang mga fiber optic cable dahil sa kakulangan ng mga ito sa mga panganib sa kuryente.  

+ Walang Electromagnetic Interference (EMI): Bukod pa rito, maaaring gamitin ang Fiber optics sa mga lugar kung saan naroroon ang mabibigat na kagamitan sa kuryente dahil hindi sila naaabala ng mga electromagnetic field tulad ng ginagawa ng mga metal wire.  

+ Mas mahusay na Proteksyon sa Kidlat: Ang maginoo na mga kable ng metal ay mahina sa mga tama ng kidlat, ngunit ang mga network ng fiber optic ay hindi apektado dahil hindi sila nagsasagawa ng mga electric current.

5) Ano ang mga fiber optic cable na gawa sa?

Ang dalawang pangunahing materyales na bumubuo sa fiber optic cable ay salamin at plastik. Ang mga materyales na ito ay pinili dahil sa kanilang kakayahang magpadala ng liwanag sa malalayong distansya na may kaunting pagkawala ng kalidad. Nasa ibaba ang isang breakdown ng kung paano ginawa ang mga fiber optic cable: 

i) Core

Ang liwanag ay naglalakbay sa core, na siyang gitnang bahagi ng cable. Ang core ay karaniwang gawa sa salamin o plastik: 

• Salamin: Halos lahat ng fiber optic cable ay ginawa mula sa high-purity na silica glass dahil pinapayagan nito ang liwanag na maipadala sa malalayong distansya na may napakakaunting pagkasira ng signal. Bukod pa rito, ang salamin ay kapansin-pansing matatag at nababanat, perpekto para sa paggamit sa mga imprastraktura ng telekomunikasyon at internet. 

• plastik: Pinapalitan ng ilang short-range o budget cable ang salamin ng mga plastic core. Kahit na mas mura, ang mga ito ay may makabuluhang downside sa anyo ng signal attenuation. Nangangahulugan ito na mas maraming ilaw ang nawawala sa kanila kaysa sa mga glass fiber. 

ii) Cladding 

Ang cladding layer ay nakapaloob sa core. Karaniwan din itong gawa sa salamin o plastik ngunit may mas mababang refractive index kaysa sa core. Ang cladding ay nagsisilbi ng isang pantay na mahalagang layunin sa pamamagitan ng pagtiyak na ang liwanag ay mananatili sa loob ng core sa pamamagitan ng pagpapakita nito upang ang mga signal ng liwanag ay maipadala sa malalayong distansya sa pamamagitan ng kabuuang panloob na pagmuni-muni.

Figure no 7 Mga komposisyon ng fiber optic na materyales

iii) Patong

Ang isang proteksiyon na takip ay madalas na inilalapat sa core at cladding upang maiwasan ang pinsala at epekto sa kapaligiran sa mga hibla. Ang ganitong proteksiyon na layer ay karaniwang gawa sa isang polimer (isang plastic constituent).

Pinoprotektahan din ng coating ang fiber at nagbibigay ng kinakailangang lakas at flexibility para hindi madaling masira o masira.

iv) Mga Miyembro ng Lakas

Ang mga miyembro ng lakas ay isinama din upang mabigyan ang cable ng suporta sa istruktura at maiwasan ito mula sa pag-unat. Ang mga incorporate na ito ay gawa sa bakal o Kevlar fibers. Ang Kevlar, isang magaan, matibay na materyal na karaniwang ginagamit sa mga bulletproof na vest, ay nagdaragdag ng lakas at katatagan sa cable.

v) Panlabas na Jacket

Pinoprotektahan ng panlabas na jacket ang cable mula sa kahalumigmigan, pisikal na pinsala, at mga kondisyon sa kapaligiran habang nagbibigay ng iba pang mga kadahilanan ng proteksyon. Ang panlabas na jacket ay gawa sa mga plastik tulad ng PVC at Teflon na kilala sa kanilang lakas laban sa mga kemikal, UV light, at mga pagkakaiba-iba ng temperatura.

Sa kabuuan, ang mga pangunahing bahagi ng panlabas at panloob na cladding ng Fiber optic cable ay salamin at plastik habang ang pagprotekta sa mga layer at mga miyembro ng lakas ay ginagamit para sa karagdagang pagiging maaasahan sa mas malawak na hanay ng mga aplikasyon.

6) Naglalabas ba ng radiation ang mga fiber optic cable?

Ang mga fiber optic cable ay hindi naglalabas ng anumang radiation tulad ng X-ray o microwave. Sa halip, nagdadala sila ng mga light signal, na bumubuo ng isang anyo ng electromagnetic energy, na infrared light. Ang infrared na ilaw ay hindi nakakapinsala at may mas mahabang wavelength kaysa sa ultraviolet o X-ray radiation. 

Bukod dito, ang mga laser at LED ay ginagamit bilang mga ilaw na pinagmumulan sa fiber optics, at habang ang mga ito ay maaaring maging napakalakas, ang ilaw ay ipinapadala lamang sa kahabaan ng hibla at hindi lumalabas sa system. Higit pa rito, salungat sa mga kable ng kuryente, ang fiber optic ay immune sa electromagnetic interference (EMI). Nangangahulugan ito na hindi sila nakakasagabal sa mga electronic device na nakalagay sa malapit. 

Ang kawalan ng naturang radiation ay isang dahilan kung bakit mas pinipili ang mga fiber optic na ito sa mga lugar kung saan ang mga interference sa mga electronic signal ay maaaring magdulot ng mahihirap na problema, tulad ng mga ospital at pasilidad ng militar.

7) Mga Pangwakas na Salita

Sa madaling salita, ang teknolohiya ng mga optical fiber ay ang pinakamabilis, pinakapinagkakatiwalaan, at pinakaligtas na paraan para sa pagpapadala ng data sa isang light signal. Kapansin-pansing nahihigitan nito ang mga tradisyunal na copper cable sa halos lahat ng sukatan, lalo na ang distansya at mataas na bilis. Kung gusto mong bumili ng mga de-kalidad na fiber optic cable, ang Dekam Fiber ay isang mahusay na opsyon. Ang aming mga produkto ay maaasahan at matibay, na ginagarantiyahan ang pambihirang halaga na iniayon sa iyong mga kinakailangan sa networking. Kaya, makipag-ugnayan sa amin ngayon!