फाइबर प्रकाश से डेटा कैसे पहुँचाता है

फाइबर पूर्ण आंतरिक परावर्तन के कारण काम करता है। कोर का काँच क्लैडिंग के काँच की तुलना में प्रकाश को अधिक मोड़ता है, इसलिए जब प्रकाश सीमा पर कम कोण से पड़ता है, तो बाहर निकलने के बजाय पूरी तरह वापस कोर में परावर्तित हो जाता है। प्रकाश की स्पंद फाइबर में आगे उछलती रहती है और हल्के मोड़ों का भी अनुसरण करती है। प्रकाश को इस तरह सीमित रखना ही वह मूल सिद्धांत है, जिसकी वजह से फाइबर कई किलोमीटर तक सिग्नल खोए बिना डेटा ले जा पाता है।

तांबे में विद्युत सिग्नल की तुलना में काँच में प्रकाश बहुत धीमी गति से ऊर्जा खोता है। इसका अर्थ है कि फाइबर को सिग्नल बढ़ाने की आवश्यकता पड़ने से पहले अधिक बैंडविड्थ और बहुत लंबी दूरी — 100 मीटर की तांबे वाली सीमा के बजाय कई किलोमीटर — तक चल सकता है। फाइबर अत्यंत तेज़ डेटा दरें भी संभालता है, क्योंकि प्रकाश को बहुत तेज़ी से चमकाया जा सकता है। इन्हीं विशेषताओं के कारण फाइबर इंटरनेट और डेटा केंद्रों की रीढ़ है।

फाइबर का एक बड़ा लाभ यह है कि यह विद्युतचुंबकीय हस्तक्षेप से अप्रभावित रहता है। इसमें बिजली के बजाय प्रकाश चलता है, इसलिए पास के मोटर, बिजली की लाइनें और रेडियो शोर सिग्नल को खराब नहीं कर सकते। इससे फाइबर विद्युत शोर वाले औद्योगिक स्थलों और इमारतों के बीच के उन केबल-मार्गों के लिए आदर्श बन जाता है, जहाँ बिजली गिरने या ग्राउंड के अंतर से तांबे को नुकसान पहुँच सकता है। यह सिग्नल का विकिरण भी नहीं करता, इसलिए इसे छिपकर पकड़ना अधिक कठिन होता है।

उपकरण विद्युत Ethernet के माध्यम से संचार करते हैं, इसलिए फाइबर लिंक में ट्रांसीवर की आवश्यकता होती है — यह ऐसा मॉड्यूल है जो भेजने के लिए विद्युत सिग्नल को प्रकाश में और प्राप्त करने के लिए प्रकाश को वापस विद्युत सिग्नल में बदलता है। सामान्य प्लग-इन ट्रांसीवर को SFP (Small Form-factor Pluggable) और अधिक गति के लिए SFP+ कहा जाता है। ये स्विच पोर्ट में लगाए जाते हैं और आपको हर लिंक के लिए सही फाइबर प्रकार तथा दूरी चुनने देते हैं।

फाइबर शक्तिशाली है, लेकिन इसके कुछ नुकसान भी हैं:

• लाभ — अधिक गति, लंबी दूरी, EMI से प्रतिरोध, सुरक्षा।
• हानियाँ — केबल और ट्रांसीवर अधिक महँगे, काँच नाज़ुक, जोड़ना और सिरा लगाना कठिन।

यदि काँच के कोर को बहुत अधिक मोड़ा जाए, तो वह टूट सकता है। फाइबर जोड़ने के लिए सटीक उपकरणों की आवश्यकता होती है, इसलिए तांबे की तुलना में स्थापना-कौशल अधिक महत्वपूर्ण है।

फाइबर को सावधानी से संभालना आवश्यक है। इसे उसकी न्यूनतम मोड़-त्रिज्या से अधिक कभी न मोड़ें, वरना प्रकाश बाहर निकल सकता है और काँच टूट सकता है। कनेक्टर के सिरों को साफ रखें — धूल का एक छोटा कण भी इतना प्रकाश रोक सकता है कि लिंक बाधित हो जाए। सक्रिय फाइबर या ट्रांसीवर में सीधे कभी न देखें, क्योंकि अवरक्त लेज़र प्रकाश दिखाई नहीं देता, लेकिन आपकी आँखों को नुकसान पहुँचा सकता है। ये सुरक्षा-बिंदु परीक्षा में पूछे जा सकते हैं।

जहाँ गति और दूरी सबसे अधिक महत्वपूर्ण होती हैं, वहाँ फाइबर का प्रभुत्व है:

• शहरों और महासागरों तक फैले इंटरनेट बैकबोन।
• उच्च-गति वाले स्विचों को जोड़ने वाले डेटा केंद्र के कोर।
• कैंपस में इमारत से इमारत तक के केबल-मार्ग।
• तेज़ ब्रॉडबैंड के लिए घर तक फाइबर।

डेस्कटॉप पर कम लागत के कारण तांबा अब भी अक्सर बेहतर विकल्प होता है, लेकिन पर्दे के पीछे भारी ट्रैफ़िक फाइबर ही ले जाता है।

क्योंकि एक फाइबर रेशा सामान्यतः प्रकाश को एक ही दिशा में ले जाता है, इसलिए लिंक में अक्सर दो रेशों का उपयोग होता है — एक भेजने के लिए और दूसरा प्राप्त करने के लिए — ताकि पूर्ण डुप्लेक्स संचार हो सके। इसी कारण फाइबर पैच केबल अक्सर आपस में जुड़ी हुई जोड़ी के रूप में मिलते हैं। कुछ उन्नत एकल-रेशा प्रणालियाँ एक ही फाइबर पर अलग-अलग प्रकाश तरंगदैर्ध्यों में भेजने और प्राप्त करने का काम करती हैं, लेकिन सामान्य स्थिति में एक भेजने वाला फाइबर और एक प्राप्त करने वाला फाइबर होता है।

एक लंबी, दर्पणों से ढकी सुरंग की कल्पना कीजिए, जिसमें कोई व्यक्ति मोर्स कोड में टॉर्च चमकाकर संदेश भेज रहा है। दीवारें प्रकाश को परावर्तित करती हैं, इसलिए वह बिना मंद हुए दूर तक जाता है और संदेश दूसरे सिरे पर सही-सलामत पहुँचता है। फाइबर काँच से बनी ऐसी ही सुरंग है और चमकती हुई रोशनियाँ आपका डेटा हैं। सुरंग में बिजली नहीं चलती, इसलिए बाहर का विद्युत शोर संदेश को प्रभावित नहीं कर सकता।

आपने सीखा कि फाइबर काँच के कोर में प्रकाश की स्पंदों के रूप में डेटा ले जाता है, जिसके चारों ओर क्लैडिंग होती है। प्रकाश को सीमित रखने के लिए इसमें पूर्ण आंतरिक परावर्तन का उपयोग होता है। इससे फाइबर को अधिक बैंडविड्थ, लंबी दूरी और विद्युतचुंबकीय हस्तक्षेप से प्रतिरोध मिलता है। SFP जैसे ट्रांसीवर विद्युत और प्रकाश सिग्नल के बीच रूपांतरण करते हैं। फाइबर अधिक महँगा और नाज़ुक होता है, इसलिए कनेक्टर साफ रखना तथा मोड़-त्रिज्या और आँखों की सुरक्षा का ध्यान रखना आवश्यक है। यह इंटरनेट बैकबोन, डेटा केंद्रों और कैंपस लिंक को संचालित करता है।