#FiberOpticsBasics
(www.transition.com မွ ရွာေဖြဘာသာျပန္သည္)
#BaJinn
Introduction
Fiber optic technology ဆိုတာက data ေတြကို transmit လုပ္ဖို႕အတြက္ Light (အလင္း)ကို အသံုးျပဳျခင္းပဲျဖစ္ပါတယ္။ Fiber optic ပံုမွန္အသံုးျပဳမႈေတြကို ၁၉၇၀ခုနွစ္ေတြအထိ မစတင္ခဲ့ေသးပါဘူး။ Corning Glass Works ဌာနက Robert Maurer က fiber ကို စီးပြါးျဖစ္သံုးနိုင္ေအာင္ အဆင့္ျမွင့္ရင္း 20 dB/km loss နဲ႕ရေအာင္ အဆင့္ျမွင့္နိုင္ခဲ့တယ္။ အဲ့ဒီကတည္းက Fiber optic အသံုးျပဳမႈက တဟုန္ထိုး တိုးတက္လာခဲ့ပါတယ္။ Fiber နည္းပညာ တိုးတက္မႈ ၊ ထုတ္လုပ္မႈ နဲ႕ တပ္ဆင္မႈ ကုန္က်စရိတ္နည္းပါးမႈေတြေၾကာင့္ Fiber ကို ကမၻာအနွံ႕အသံုးျပဳမႈအထိ ျဖစ္လာခဲ့ပါတယ္။
ဒီစာရြက္ရဲ႕ ရည္ရြယ္ခ်က္က fiber အေၾကာင္းအက်ဥ္းခ်ဳပ္နဲ႕ ၄င္းရဲ႕ တည္ေဆာက္ပံု နဲ႕ လုပ္ေဆာင္ပံုေတြကို တင္ျပေပးဖို႕ပဲျဖစ္ပါတယ္။
Fiber Optic Overview
Fiber ကိုအလြန္အမင္းသံုးတာက telecommunications industry ေတြပဲျဖစ္ပါတယ္။ Telephone ကုမၸဏီေတြက fiber ကို central office တည္ေနရာေတြၾကား high volumes of voice traffic ကို transport လုပ္ဖို႕အတြက္ စတင္အသံုးျပဳၾကပါတယ္။ ၁၉၈၀ ခုနွစ္ေတြအတြင္း telephone ကုမၸဏီေတြက သူတို႕ရဲ႕ network တစ္ေလ်ွာက္ fiber ကိုစတင္ျဖန္႕က်က္ၾကပါတယ္။ Fiber နည္းကညာက ကုမၸဏီေတြကို “future proof” network ေတြဆီ လမ္းဖြင့္ေပးခဲ့တယ္။ “Future proof” ဆိုတဲ့စာလံုးကို အသံုးျပဳရတာက fiber က သီအိုရီနည္းက်စြာ bandwidth အကန္႕အသတ္မဲ့ ပါတယ္။ Bandwidth ဆိုတာက media (fiber ကိုရည္ညႊန္း) ရဲ႕ data သယ္ေဆာင္နုိင္စြမ္းကို တိုင္းတာတဲ့ အတိုင္းအတာပဲျဖစ္ပါတယ္။ Bandwidth မ်ားေလ data (သို႕) information မ်ားမ်ားကို ပိုျပီးေတာ့ transmit လုပ္နိုင္ေလပါပဲ။ Copper ကေတာ့ ၄င္းကိုလူၾကိဳက္နည္းေစတဲ့ bandwidth ရယ္ distance ကန္႕သတ္ခ်က္ရယ္ရိွပါတယ္။
Fiber ရဲ႕ေကာင္းက်ိဳးေတြက -
• Voice , video နဲ႕ data အသံုးျပဳမႈေတြအတြက္ bandwidth ကမ်ားပါတယ္
• Optical fiber က copper ထက္ information ကို အဆေထာင္ေပါင္းမ်ားစြာ ပိုသယ္ေဆာင္နိုင္ပါတယ္။ ဥပမာ။ ။ Fiber တစ္ေခ်ာင္းက United States က telephone စကားေျပာဆိုမႈအားလံုးကို လိုင္းက်ပ္ဆံုးအခ်ိန္မွာေတာင္ သယ္ေဆာင္နိုင္ပါတယ္။
• Fiber က copper ထက္ ေပါ့ပါးပါတယ္။ Copper cable က ေပ ၁၀၀၀ မွာ ခန္႕မွန္းေခ် ေပါင္၈၀ ေလာက္ရိွျပီး fiber ကေတာ့ ေပ ၁၀၀၀ မွာ ၉ေပါင္ေလာက္ပဲရိွပါတယ္။
• Loss နည္းတယ္။Frequency မ်ားေလ copper cable မွာသံုးတဲ့ signal loss က မ်ားေလပါပဲ။ Fiber မွာဆို အလြန္ျမင့္မားတဲ့ frequency ကလြဲ၍ frequency တိုင္းမွာ signal loss ကအတူတူပါပဲ။
• ယံုၾကည္စိတ္ခ်ရမႈ ။ Fiber က copper ထက္ပိုယံုၾကည္စိတ္ခ်ရျပီး ပိုျပီးလည္း သက္တမ္းရွည္ ပါတယ္။
• လံုျခံဳမႈ ။ Fiber က electromagnetic interference မထုတ္ဘူး ျပီးေတာ့ ၾကားျဖတ္နားေထာင္ဖို႕လည္းခက္ခဲပါတယ္။
Optical Fiber Construction
Optical fiber ကို element မ်ားစြာနဲ႕ ဖြဲ႕စည္းထားပါတယ္။ Fiber optic cable တည္ေဆာက္ပံုမွာ core, cladding, coating buffer, strength member နဲ႕ outer jacket တို႕ပါ၀င္ပါတယ္။ Optic core က center မွာရိွျပီး အလင္းသယ္ေဆာင္တဲ့ အရာျဖစ္ပါတယ္။ Core ကို ပံုမွန္အားျဖင့္ silica နဲ႕ germania တို႕ေပါင္းစပ္တည္ေဆာက္ထားပါတယ္။ Core ကို၀န္းရံထားတဲ့ cladding ကိုေတာ့ pure silica နဲ႕ျပဳလုပ္ထားပါတယ္။ Cladding က core ထက္ index of refraction အနည္းငယ္ပိုနည္းပါတယ္။ Refractive index (ယိုင္ညႊန္းကိန္း) နည္းတာက core ထဲက အလင္းကို cladding မွာအလင္းယိုင္ေစျပီး (အလင္းကို) core ထဲမွာပဲတည္ရိွေစပါတယ္။
Index of refraction ဆိုတာက ေလဟာနယ္ထဲမွာရိွတဲ့ အလင္းရဲ႕အလ်ွင္နဲ႕ ျဒပ္ထုတစ္ခုထဲ မွာရိွတဲ့ အလင္းရဲ႕အလ်ွင္ကို အခ်ိဳးခ်ထားျခင္းပဲျဖစ္ပါတယ္။ ေလဟာနယ္ထဲမွာရိွတဲ့ အလင္းရဲ႕အလ်ွင္
က 300, 000, 000 meters per second ပဲျဖစ္ပါတယ္။ Index of refraction မ်ားေလေလ ျဒပ္ထုထဲမွာျဖတ္တဲ့ အလင္းရဲ႕အလ်င္က ေနွးေလေလပါပဲ။
Index of Refraction = Light velocity (vacuum) / Light velocity (material)
ဥပမာ။ ။
Air = 300, 000, 000 meters/second
IR=1
Glass = 200, 000, 000 meters/second
IR=1.5
Fiber မွာ single mode နဲ႕ multimode ဆိုျပီးရိွတယ္။ Fiber size ေတြကို နံပါတ္နွစ္ခု သံုးျပီးေဖာ္ျပၾကတယ္။ 8/125။ ပထမနံပါတ္က core size in microns ကိုရည္ညႊန္းျပီး ဒုတိယနံပါတ္ က core size နဲ႕ cladding size ကိုေပါင္းထားတာကို ရည္ညႊန္းပါတယ္။
Figure 1:
Fiber Connectors
အသံုးအမ်ားဆံုး fiber connector ကေတာ့ SC conntctor ပဲျဖစ္ပါတယ္။ Network administrators ေတြက fiber connector ေရြးခ်ယ္တဲ့အခါ low loss, footprint size, နဲ႕ locking capabilities ေတြကိုထည့္စဥ္းစား သင့္ပါတယ္။
Figure 2:
Types of Fiber
Single mode fiber မွာအလင္းကို မ်ဥ္းေျဖာင့္တစ္ခုအျဖစ္နဲ႕သြားေစတဲ့ အလြန္ေသးငယ္ ေသာ core တစ္ခုရိွျပီး ပံုမွန္အားျဖင့္ 8 or 10 microns အရြယ္အစားရိွပါတယ္။ ၄င္းမွာ transmitting equipment ေပၚမူတည္ျပီး 80 kmေက်ာ္ကို မထပ္ပဲသြားနိုင္တဲ့ အကန္႕သတ္မဲ့ bandwidth ရိွပါတယ္။ Single mode fiber က multimode fiber ထက္ အလြန္မ်ားျပားတဲ့ information capacity ရိွပါတယ္။
Multimode fiber က အလင္းလမ္းေၾကာင္းမ်ားစြာ သြားလို႕ရျပီး core size ပိုၾကီးပါတယ္။ Core size က 50 or 62.5 microns ရိွပါတယ္။ Multimode fiber မွာ အလင္းက လမ္းေၾကာင္း (modes) မ်ားစြာနဲ႕ျဖာဆင္းပါတယ္။
Multimode fiber ကိုပံုစံနွစ္မ်ိဳးနဲ႕ ထုတ္လုပ္နိုင္ပါတယ္ - step-index နဲ႕ graded index ။ Step-index fiber မွာ core ရဲ႕ index of refraction နဲ႕ cladding ရဲ႕ index of refraction ၾကား ရုတ္ခ်ည္းေျပာင္းလဲမႈတစ္ခုရိွတယ္။ Multimode step-index fibers ေတြက တျခား fiber design ေတြထက္ bandwidth ပိုနည္းပါတယ္။
Graded index fiber ကို step index fiber ရဲ႕ ရိွရင္းစြဲ modal dispersion ကိုေလ်ွာ့ခ်ဖို႕ အတြက္ ဒီဇိုင္းဆြဲခဲ့ၾကတယ္။ Modal dispersion က higher and lower order modes တေလွ်ာက္ core ကိုျဖတ္ျပီး light pulses သြားေနစဥ္မွာ ျဖစ္ပြါးပါတယ္။ Graded index fiber ကို core မွာ index of refraction အျမင့္ဆံုးရိွတဲ့ layers မ်ားစြာနဲ႕ ဖြဲ႕စည္းထားပါတယ္။ Layers ေတြက center ကေန တျဖည္းျဖည္းေ၀းသြားတဲ့အတြက္ေၾကာင့္ layer တစ္ခုခ်င္းစီမွာ index of refraction တျဖည္းျဖည္း နည္းသြားပါတယ္။ High order modes ေတြက cladding ရဲ႕ outer layer အထိ၀င္ျပီး core ဆီကို အလင္းျပန္သြားၾကပါတယ္။ Multimode graded index fibers ေတြက output pulse ရဲ႕ attenuation (loss) ပိုနည္းျပီး multimode step-index fibers ေတြထက္ bandwidth ပိုမ်ားပါတယ္။
Table 1:
Single mode step-index fibers ေတြမွာ အလင္းက တစ္ေၾကာင္းတည္း သြားတဲ့ အတြက္ ေၾကာင့္modal dispersion က မသက္ေရာက္ပါဘူး။ Single mode step-index fibers ေတြက chromatic dispersion မွတစ္ဆင့္ light pulse က stretching and shrinking (ဆန္႕ျခင္း နွင့္ က်ံဳ႕ျခင္း) ကိုၾကံဳေတြ႕ရပါတယ္။ Chromatic dispersion က light pulse တစ္ခုမွာ wavelength တစ္ခုထက္ပိုပါတဲ့အခါ ျဖစ္ပြါးပါတယ္။ Wavelengths ေတြက မတူညီတဲ့ speed နဲ႕သြားျပီး အလင္းတန္းကို ပ်ံ႕နွံ႕ေစပါတယ္။ Dispersion က optical signal က core အျပင္ဘက္ cladding ထဲေရာက္တဲ့အခါမွာလည္း ျဖစ္ပြါးျပီး total pulse ကို ဆန္႕ေစပါတယ္။
Single mode shifted fiber က dispersion ကိုေလွ်ာ့ခ်ဖို႕အတြက္ core and cladding အလႊာမ်ားစြာကို အသံုးျပဳထားပါတယ္။ Dispersion shifted fibers ေတြမွာ attenuation (loss) နည္း ၊ transmission distance ပိုရွည္ျပီး bandwidth ပိုမ်ားပါတယ္။
Fiber cable အေၾကာင္းေဆြးေႏြးတဲ့အခါ ICF နဲ႕ OSP ဆိုတာကို ၾကားရလိမ့္မယ္။ IFC က intrafacility fiber cable ကိုရည္ညႊန္းပါတယ္။ ဒီလို fiber အမ်ိဳးအစားေတြက အေဆာက္အအံုတစ္ခု လိုမ်ိဳး ထိန္းခ်ဳပ္ထားတဲ့ ပတ္၀န္းက်င္တစ္ခုထဲမွာ သံုးဖို႕အတြက္ ဒီဇိုင္းဆြဲထားပါတယ္။ ဒီ Cable ေတြက အေဆာက္အအံုထဲမွာ သံုးတဲ့အတြက္ physical protection သိပ္မလိုပဲ ပိုျပီးေတာ့ flexible ျဖစ္ပါတယ္။ Outside plant cable (OSP) ကို ျပင္းထန္တဲ့ အပူခ်ိန္ ၊ မိုး နဲ႕ ေလတို႕တိုက္ရိုက္ထိေတြ႕ နိုင္တဲ့ အႏၱရာယ္မ်ားတဲ့ ပတ္၀န္းက်င္မွာ အသံုးျပဳၾကပါတယ္။ ဒီ cable ေတြက ပိုျပီးေတာ့ ဒူေပနာေပခံတယ္ ျပီးေတာ့ fiber ကိုကာကြယ္ဖို႕အတြက္ buffering နဲ႕ sheathing အပို layer ေတြရိွပါတယ္။
Fiberေတြကို standarded နဲ႕ ribbon cableတစ္မ်ိဳးမ်ိဳးအျဖစ္တပ္ဆင္ၾကပါတယ္။ Standard cables ေတြက အတူတကြ စည္းေနွာင္ထားတဲ့ individual fiber ေတြပဲျဖစ္ပါတယ္။ Ribbon cables ကို fiber ၁၂ ေခ်ာင္းအထိ အုပ္စုဖြဲ႕ တည္ေဆာက္ထားျပီး multi fiber ribbon တစ္ခု တည္ေဆာက္ဖို႕ အတြက္ plastic နဲ႕ coating လုပ္ထားပါတယ္။ Standarded နဲ႕ ribbon fiber အစည္းကို loose or tight buffering cable ထဲအတူတကြ ထုပ္ပိုးနိုင္ပါတယ္။
Table 2:
Optics
Optical communications system တိုင္းမွာ companent သံုးခုနဲ႕ဖြဲ႕စည္းထားပါတယ္။
• Transmitter
• Medium (fiber cable)
• Receiver
Transmitter က electrical signal ကေန light အျဖစ္ကူးေျပာင္းေပးျပီး ၄င္းကို fiber ထဲပို႕လႊတ္ေပးပါတယ္။ Receiver က optical signal ကိုရရိွျပီး ၄င္းကို electrical signal အျဖစ္ ျပန္ေျပာင္းေပးပါတယ္။ Transmitter နွစ္မ်ိဳးရိွပါတယ္။
• Laser diode
• LED (Light Emitting Diode)
Table 3:
Output power က specific drive current တစ္ခုမွာ ထုတ္လႊတ္တဲ့ power ပမာဏကို ရည္ညႊန္းပါတယ္။ Output power မ်ားေလ transmission distance မ်ားေလပါပဲ။ System ရဲ႕ bandwidth လိုအပ္ခ်က္ကို ျပည့္မီွဖို႕အတြက္ transmitter က switch on and off လုပ္နိုင္တဲ့ speed ကို switching speed လို႕ေခၚပါတယ္။ ပိုျမန္တဲ့ switching speed က bandwidth မ်ားမ်ားပါတဲ့ pusles ေတြကို ပိုျပီးပို႕လႊတ္နိုင္ပါတယ္။ Source ကထုတ္လႊတ္တဲ့ range of wavelength ဆိုတာ spectral width ပဲျဖစ္ပါတယ္။ က်ဥ္းေျမာင္းတဲ့ spectral width က bandwidth ပိုမ်ားပါတယ္။
Transceivers ေတြကို optical source ရဲ႕ ပတ္၀န္းက်င္အေျခအေနကို အာရံုခံနိုင္စြမ္းအေပၚ တန္ဖိုးျဖတ္ၾကပါတယ္။ Laser diode က တည္ျငိမ္တဲ့ voltage နဲ႕ temperature ကိုလိုအပ္ပါတယ္။ LEDs ေတြက ပတ္၀န္းက်င္ မျငိမ္သက္မႈကို အာရံုခံနိုင္စြမ္းပိုနည္းပါးပါတယ္။ Laser diodes ေတြက ျမင့္မားတဲ့ စြမ္းရည္လကၡဏာေတြ ၊ temperature တည္ျငိမ္ဖို႕အတြက္ အပိုပစၥည္းေတြနဲ႕ သက္တမ္းတိုမႈေတြေၾကာင့္ ကုန္က်စရိတ္ပိုမ်ားပါတယ္။ LED optical source ေတြရဲ႕ စြမ္းေဆာင္ရည္ နိမ့္မႈနဲ႕ သက္တမ္းရွည္မႈက တပ္ဆင္ဖိုပိုလြယ္ကူေစျပီး ကုန္က်စရိတ္သက္သာပါတယ္။
Transmitters ေတြကို wavelength ၃ခု (850 nanometers, 1310 nanometers, and 1550 nanometers) ထဲက ၁ခုခုနဲ႕ ထုတ္လႊတ္နိုင္ေအာင္ ဒီဇိုင္းဆြဲထားပါတယ္။ ဒီ wavelength ေတြက attenuation အလြန္နည္းတဲ့အတြက္ေၾကာင့္ fiber optic communications အတြက္ ေကာင္းမြန္တဲ့ေရြးခ်ယ္မႈပဲျဖစ္ပါတယ္။ Attenuation က optical power ဆံုးရံႈးမႈပဲျဖစ္ျပီး decibels နဲ႕တိုင္းပါတယ္။
+dB = -10log10 = output power / input power
Logarithmic measurement. Decibel number အနည္းငယ္ေျပာင္းလဲျခင္းက power မ်ားစြာေျပာင္းလဲမႈကို ကိုယ္စားျပဳတယ္။
Negative လကၡဏာက signal power ဆံုးရံႈးမႈကို ျပတယ္။
Positive လကၡဏာက signal power ရရိွမႈကိုျပတယ္။
ဥပမာ။ ။ -30dB = 50 % power loss, power 50% ပဲက်န္
-10dB = 90% power loss, power 10% ပဲက်န္
Attenuation ရဲ႕အေၾကာင္းအရင္း
• Iron, copper or cobalt လိုမ်ိဳး fiber ထဲက အလြန္ေသးငယ္တဲ့ အညစ္အေၾကးေတြေၾကာင့္ optical energy ဆံုးရံႈးမႈ
• Microscopic imperfections ေတြနဲ႕ထိေတြ႕မႈေၾကာင့္ အလင္းတန္း ပ်ံ႕ၾကဲမႈ (Rayleigh scattering)
• Fiber ထဲက nick or dent (အပြန္းအပဲ့)ေတြေၾကာင့္ျဖစ္တဲ့ microbending က အလင္းတန္းကိုေနွာင့္ယွက္မႈ
• Fiber က၄င္းရဲ႕ minimum bend radius ထက္ေက်ာ္လြန္ျပီး ေကြးတဲ့အခါ macrobending ျဖစ္မႈ
Receiver မွာ components သံုးခုပါ၀င္တယ္။
• Detector
• Amplifier
• Demodulator
Detector က optical signal ကို electrical signal အျဖစ္ကူးေျပာင္းေပးပါတယ္။ Amplifier က signal strength ကို တိုးျမွင့္ေပးပါတယ္။ Demodulator က original electrical signal ကို extract လုပ္ပါတယ္။
Receiver ကိုေရြးခ်ယ္တဲ့အခါ sensitivity နဲ႕ dynamic range ကိုထည့္စဥ္းစားဖို႕လို တယ္။ Sensitivity က receive လုပ္နိုင္တဲ့ signal strength ပမာဏအနည္းဆံုးကိုဆိုလုိျပီး data ကို detect and decode တိတိက်က်လုပ္ဖို႕ အလင္းပမာဏဘယ္ေလာက္လိုအပ္လဲ ဆိုတာကို တိုင္းတာတဲ့အတိုင္းအတာတစ္ခုပဲျဖစ္ပါတယ္။ ၄င္းကို dBm (ယူနစ္) နဲ႕ေဖာ္ျပျပီး မ်ားေသာအားျဖင့္ အနႈတ္လကၡဏာရိွပါတယ္။ နံပါတ္ကေသးေလ receiver ကေကာင္းေလ ပါပဲ။ ( -30 dBm က -20 dBm ထက္ပိုေသးပါတယ္။)
Dynamic range က receiver ကလက္ခံနိုင္တဲ့ singal strength ရဲ႕ range ပဲျဖစ္ ပါတယ္။
ဥပမာ။ ။ Receiver က signal တစ္ခုကို -30dBm နဲ႕ -10dBm ၾကားကို လက္ခံနိုင္ရင္ ၄င္းရဲ႕ dynamic range က 20dB ျဖစ္ပါတယ္။ Receiver ကလက္ခံနိုင္တဲ့ ပမာဏထက္ေက်ာ္ျပီး (သို႕)နည္းျပီးေရာက္လာတဲ့ signal ေတြကို amplified or attenuated လုပ္ျပီးမွ လက္ခံပါတယ္။
Optical Power budgets
Receive sensitivity နဲ႕ transmitter power ကို cable အတြက္ရနိုင္တဲ့ optical power budget ကိုတြက္ဖို႕ရာ အသံုးျပဳပါတယ္။ Optical power budget ကိုတြက္ရာမွာ ပထမဆံုးအခ်က္က electronic devices ေတြအတြက္ အလင္းဘယ္ေလာက္ရနိုင္လဲဆိုတာကို ဆံုးျဖတ္ဖို႕ပဲျဖစ္ပါတယ္။ ဒါကို minimum transmit power နဲ႕ minimum receive sensibility ကိုရွာျပီး လုပ္လို႕ရပါတယ္။ ဒီအတိုင္းအတာေတြကို ပစၥည္းထုတ္လုပ္သူေတြဆီကေနရရိွနိုင္ပါတယ္။ Minimum transmit power ဆိုတာ ပစၥည္းကသတ္မွတ္ထားတဲ့ transmit power ရဲ႕အနည္းဆံုးပမာဏကိုဆိုလိုပါတယ္။ ပစၥည္းေရာင္းသူေတြက average transmit power ကိုထုတ္ေပးပါတယ္။ ဒီ average ကိုသံုးတဲ့အခါ သတိထားပါ။ ဘာေၾကာင့္လဲဆိုေတာ့ ပစၥည္းက အဲဒီ average level မွာ အလုပ္ေကာင္းေကာင္းလုပ္ နိုင္မယ္လို႕ အာမမခံလို႕ပါပဲ။
ရရိွနိုင္တဲ့ အလင္းကိုတြက္ခ်က္ဖို႕ minimum transmit power ထဲကေန minimum receive sensitivity ကိုနႈတ္ရပါတယ္။ Minimum receive sensitivity က မ်ားေသာအားျဖင့္ negative number ျဖစ္ေလ့ရိွပါတယ္ (ဥပမာ။ ။ -33 dBm)။ ဥပမာ။ ။ Device တစ္ခုက minimum transmit power က -10 dBm ရိွျပီး minimum receive sensitivity က -33 dBm ဆိုရင္ ရရိွနိုင္တဲ့ power က 23 dBm ျဖစ္လိမ့္မယ္။
Available light = minimum transmit power – minimum receive sensitivity
= -10 dBm – (-33 dBm)
= 23 dBm
Company (သို႕) product model မတူတဲ့ devices ေတြကို connect လုပ္တဲ့အခါ available power calculation ကို ႏွစ္ဖက္စလံုး (both direction) မွျပဳလုပ္ဖို႕လိုပါတယ္။ စြမ္းေဆာင္ရည္ ေကာင္းမြန္ဖို႕အတြက္ available light ပမာဏကို calculation နွစ္ခုထဲမွ ပိုငယ္တဲ့ေကာင္ကို သံုးသင့္ပါတယ္။
Available light တစ္ခါတြက္ျပီးတိုင္း loss factors အားလံုးကိုနႈတ္ဖို႕လိုပါတယ္။ Loss ေတြက cable attenuation, connector loss and cable splices ေတြကေန အစျပဳနိုင္ပါတယ္။ Cable attenuation က အသိသာဆံုး loss ျဖစ္ပါတယ္။ ဒီနံပါတ္က .22 dB ကေန .5 dB per kilometer အထိရိွပါတယ္။ ဒီနံပါတ္ကို number of kilometers နဲ႕ေျမွာက္ပါ။ .4 dB per kilometer loss နဲ႕ fiber က 40 kilometers ေက်ာ္တဲ့အခါ 16 dB ဆံုးရႈံးပါလိမ့္မယ္။
အကြာအေ၀းတစ္ခုကိုေက်ာ္တဲ့အခါ splicing လုပ္ဖို႕လိုပါလိမ့္မယ္။ ဒါ့ေၾကာင့္ splicing loss ပါထည့္တြက္ဖို႕လိုပါလိမ့္မယ္။ ပံုမွန္အားျဖင့္ splice တစ္ခုကို .1 dB ထားပါတယ္။ ဒီနံပါတ္ကို splice အေရအတြက္နဲ႕ေျမွာက္ပါ။
တြက္ခ်က္မႈမွာ connector loss ကလည္း ထည့္သြင္းစဥ္းစားရမယ့္ အခ်က္တစ္ခ်က္ပါပဲ။ Network အတြက္လိုအပ္မယ့္ connector အေရအတြက္ အတိအက်ကိုလည္း ဆံုးျဖတ္ဖို႕လိုပါမယ္။ Connector ထုတ္လုပ္သူေတြနဲ႕ တပ္ဆင္သူေတြက connector loss ေတြကိုေပးထားပါတယ္။ စုစုေပါင္း connector အေရအတြက္ကို connector တစ္ခုမွာရိွတဲ့ loss နဲ႕ေျမွာက္ပါ။
ဒီ factor တစ္ခုခ်င္းစီကို နဂို available light ထဲကနႈတ္ပါ။ တြက္ခ်က္မႈထဲမွာ safety factor ကို ပံုမွန္းၿဖင့္ ထည့္တြက္ၾကပါတယ္။ ဒီနံပါတ္က organization တစ္ခုနဲ႕တစ္ခု မတူပါဘူး။ ဒါေပမယ့္ ပံုမွန္အားျဖင့္ ခန္႕မွန္းေျခ 3 dB ခန္႕ကို အသံုးျပဳပါတယ္။
ေေေေေ ေအာက္က table မွာ optical link budget ခန္႕မွန္းတြက္ခ်က္ရာမွာသံုးတဲ့ အသံုးမ်ားေသာ နံပါတ္မ်ားပဲျဖစ္ပါတယ္။ ရနိုင္ရင္ ကိုယ့္ network နဲ႕ ပစၥည္းထုတ္လုပ္သူေတြဆီက real number ေတြကို့ အသံုးျပဳသင့္ပါတယ္။
Table 4:
Blogger_ဇီးသီးအီး_Fans
Myanmar local Telecom engineers
Featured Post
FiberOpticsBasics
#FiberOpticsBasics (www.transition.com မွ ရွာေဖြဘာသာျပန္သည္) #BaJinn Introduction Fiber optic technology ဆိုတာက data ေတြကို transmi...

Wednesday, February 7, 2018
Basics of Fibre Optic (7)
Basics of Fibre Optic (7)
Cable types ေတြကို ေဖာ္ျပေပးလိုက္ပါတယ္။ ေနာက္ရက္ေတြမွာ အမ်ိဳးအစားအလိုက္ အသံုးျပဳ ပံုကိုလည္း ေရးသားပါ့မယ္။
1.OFC: Optical fiber, conductive
2.OFN: Optical fiber, nonconductive
3.OFCG: Optical fiber, conductive, general use
4.OFNG: Optical fiber, nonconductive, general use
5.OFCP: Optical fiber, conductive, plenum
6.OFNP: Optical fiber, nonconductive, plenum
7.OFCR: Optical fiber, conductive, riser
8.OFNR: Optical fiber, nonconductive, riser
9.OPGW: Optical fiber composite overhead ground wire
10.ADSS: All-Dielectric Self-Supporting
11.OSP: Fiber optic cable, outside plant
12.MDU: Fiber optics cable, multiple dwelling unit
ေလးစားလွ်က္
TunWai @ Electronics
Cable types ေတြကို ေဖာ္ျပေပးလိုက္ပါတယ္။ ေနာက္ရက္ေတြမွာ အမ်ိဳးအစားအလိုက္ အသံုးျပဳ ပံုကိုလည္း ေရးသားပါ့မယ္။
1.OFC: Optical fiber, conductive
2.OFN: Optical fiber, nonconductive
3.OFCG: Optical fiber, conductive, general use
4.OFNG: Optical fiber, nonconductive, general use
5.OFCP: Optical fiber, conductive, plenum
6.OFNP: Optical fiber, nonconductive, plenum
7.OFCR: Optical fiber, conductive, riser
8.OFNR: Optical fiber, nonconductive, riser
9.OPGW: Optical fiber composite overhead ground wire
10.ADSS: All-Dielectric Self-Supporting
11.OSP: Fiber optic cable, outside plant
12.MDU: Fiber optics cable, multiple dwelling unit
ေလးစားလွ်က္
TunWai @ Electronics
Basics of Fibre Optic. အပိုင္း (၆)
Basics of Fibre Optic. အပိုင္း (၆)
Single-mode နဲ႔ Multi-mode ဘာေတြကြာျခားသလဲ
Fibre Material
Optical Fibre ေတြကိုထုတ္လုပ္တဲ့ေနရာမွာ အဓိကအားျဖင့္ Glass နဲ႔ Plastic အမ်ိဳးအစားေတြကို အသံုးျပဳ ၾကပါတယ္။
Glass နဲ႔ Plastic တို႔မွာ မတူညီတဲ့ Characteristic ေတြ႐ွိသလို အသံုးျပဳ မႈ နယ္ပယ္ေတြလည္းမတူၾကပါဘူး။ ေယဘုယအားျဖင့္ Plastic Fibre ေတြကို Very Short Range Communication ေတြမွာ အသံုးျပဳ ၿပီး Glass Fibre ေတြကိုေတာ့ Short and Long ႏွစ္မ်ိဳးစလံုးမွာအသံုးျပဳ ၾကပါတယ္။ အဲ့ဒီလိုအသံုးျပဳ ၾကတဲ့အခါ မွာ Modal Dispersion ဆိုတာေတြျဖစ္ေပၚလာပါတယ္။
Modal Dispersion ဆိုတာ
အ႐ွင္းဆံုးေျပာရရင္ Radio Electronic Device ေတြမွာ Noise ေတြဝင္တာ Frequency မသန္႔တာေတြကို Distortion လို႔ေျပာဆိုေလ့႐ွိၿပီး Optical Fibre ေတြမွာေတာ့ Dispersion လို႔ ေခၚဆိုျခင္းပဲ ျဖစ္ပါတယ္။
Long Range Transmission ေတြမွာ အကြာအေဝးမ်ားလြန္းတာေၾကာင့္ Dispersion ျဖစ္ႏိုင္ေျခ ပိုမိုမ်ားျပားပါတယ္။ ေနာက္တစ္ခ်က္က Plastic အမ်ိဳးအစား နဲ႔ျပဳ လုပ္ထားတဲ့ Fibre Cable ေတြဟာ Glass အမ်ိဳးအစားနဲ႔ ျပဳ လုပ္ထားတဲ့ Fibre Cable ေတြထက္ Dispersion ျဖစ္ႏိုင္မႈ အေျခအေနပိုမ်ားပါတယ္။
ဒါ့ေၾကာင့္ Plastic Fibre Cable ေတြကို Very Short Range အတြက္ပဲ အသံုးျပဳ ၾကတာ မ်ားၿပီး Glass Fibre Cable ေတြကိုေတာ့ Multi-mode ပဲ ျဖစ္ျဖစ္ Single-mode ပဲျဖစ္ျဖစ္ Long-haul transmission ေတြမွာ အသံုးျပဳ ၾကပါတယ္။
မ်ားေသာအားျဖင့္ေတာ့ ႏိုင္ငံတကာမွာ Long-haul အတြက္ Single-mode ကိုပဲ အသံုးျပဳ ၾကပါတယ္။
Multi-mode နဲ႔ Dispersion
Multi-mode မွာဆိုရင္ Light mode ေတြကို မတူညီတဲ့ Reflected Angle ေတြ မတူညီတဲ႔ Light wavelength ေတြနဲ႔ Tx ျပဳ လုပ္ပါတယ္။ အဲ့ဒီလို Tx လုပ္တဲ့အခါ မွာ Angle အက်ဥ္းဆံုး Mode မွာ Dispersion အမ်ားဆံုးျဖစ္ေပၚပါတယ္။ ဘာ့ေၾကာင့္လဲဆိုရင္ သူဟာ တစ္ျခား Light Mode ေတြထက္ Angle ေတြမ်ားစြာ လိုအပ္လို႔ပါပဲ။
ဒါ့ေၾကာင့္ ကန့္သတ္ သတ္မွတ္ထားတဲ့ Bandwidth ေတြေပၚမူတည္ၿပီးေတာ့ Light Mode ေတြကို Tx ျပဳ လုပ္ရပါတယ္။
ဥပမာ- 50um Core အတြက္ဆိုရင္ Bandwidth ကို 20Mhz/km အျဖစ္ကန္႔သတ္ထားပါတယ္။
Modal Dispersion ေတြ ေလ်ာ့က်ေအာင္ ထိေရာက္တဲ့ နည္းလမ္းမ်ိဳးစံုကို ပညာ႐ွင္ေတြက ႐ွာေဖြ အသံုးခ်ေနေပမယ့္လည္း ျပည့္စံုမႈေတာ့မ႐ွိေသးပါဘူး။ ဒါဟာလည္း သဘာဝတရားတစ္ခုပါပဲ။ Theory ေတြကို အေျခခံၿပီး စာရြက္ေပၚမွာ ခ်တြက္ထားတဲ့ Ideal state ဆိုတာ စာရြက္ထဲမွာပဲ ႐ွိေနပါတယ္။ ျပင္ပလက္ေတြ႔မွာေတာ့ လိုအပ္ခ်က္ေတြ မ်ားစြာဟာေနရာတိုင္းမွာ႐ွိေနသလို Fibre Cable Communication မွာလည္း ႐ွိေနပါတယ္။
Fibre အေၾကာင္း ေလ့လာသူတို႔အဖို႔ Modal Dispersion ကို Chromatic Dispersion နဲ႔ မေရာေထြးေစဖို႔ သတိျပဳ ရမွာပဲ ျဖစ္ပါတယ္။
Chromatic dispersion ဆိုတာကေတာ့ အလင္းတန္းေတြရဲ႕ မတူညီတဲ့ Wavelength ေတြ အလင္းအလ်င္ျခားနားမႈေတြေၾကာင့္ ျဖစ္ေပၚၿပီးေတာ့ အလင္းထုတ္လႊတ္မႈအေျခအေနတစ္ခုမွာ ႐ွိေနတဲ့ Modal Dispersion ဆိုတာကေတာ့ Monochromatic Light Source ေတြေၾကာင့္ အမ်ားဆံုးျဖစ္ေပၚပါတယ္။
Monochromatic ဆိုတာကေတာ့
ဂရိ စာလံုး ကေန ယူထားတာပါ။ Mono ဆိုတာ single ကို ဆိုလိုၿပီး Chroma ဆိုတာကေတာ့ Color ကို ဆိုလိုျခင္း ျဖစ္ပါတယ္။
Modal dispersion ရဲ႕ အထူး case တစ္ခုကေတာ့ Multi-mode ေတြမွာ အေတြ႔မ်ားတဲ့ Polarization Mode Dispersion (PMD) ပဲ ျဖစ္ပါတယ္။
ဥပမာ- Multi-mode မွာ Light Mode ႏွစ္ခုဟာ တစ္ၿပိဳင္နက္တည္းမွာ Speed တူညီစြာနဲ႔ သြားတယ္ဆိုပါစို႔။ အဲ့ဒီေနရာမွာ Light signal ေတြရဲ႕မတူညီတဲ့ Wavelength ေတြ Fibre cable ေတြသြယ္တန္းထားမႈအေျခအေန ေကြးၫြတ္မႈအေျခအေနေတြ ဆြဲဆန္႔တဲ့အခါမွာ ခံႏိုင္ရည္နဲ႔ စသျဖင့္ နည္းစနစ္က်နမႈ႐ွိခဲ့မယ္ဆိုရင္ Dispersion ျဖစ္ႏိုင္မႈအေျခအေနေတြဟာ နည္းပါးမွာပါ။
အကယ္၍ ဆန္႔က်င္ဘက္ အေျခအေနေတြ ျပဳလုပ္ခဲ့မယ္ဆိုရင္ေတာ့ Signal ေတြဟာ ပံုပ်က္ပန္းပ်က္နဲ႔ တစ္ဖက္ကို ေရာက္႐ွိသြားမွာပဲ ျဖစ္ပါတယ္။
Modal Dispersion ေတြဟာ Single-mode ေတြမွာလည္း ေတြ႔ရတတ္ပါတယ္။
ေလးစားလွ်က္
TunWai @ Electronics
ဆက္ရန္........
Single-mode နဲ႔ Multi-mode ဘာေတြကြာျခားသလဲ
Fibre Material
Optical Fibre ေတြကိုထုတ္လုပ္တဲ့ေနရာမွာ အဓိကအားျဖင့္ Glass နဲ႔ Plastic အမ်ိဳးအစားေတြကို အသံုးျပဳ ၾကပါတယ္။
Glass နဲ႔ Plastic တို႔မွာ မတူညီတဲ့ Characteristic ေတြ႐ွိသလို အသံုးျပဳ မႈ နယ္ပယ္ေတြလည္းမတူၾကပါဘူး။ ေယဘုယအားျဖင့္ Plastic Fibre ေတြကို Very Short Range Communication ေတြမွာ အသံုးျပဳ ၿပီး Glass Fibre ေတြကိုေတာ့ Short and Long ႏွစ္မ်ိဳးစလံုးမွာအသံုးျပဳ ၾကပါတယ္။ အဲ့ဒီလိုအသံုးျပဳ ၾကတဲ့အခါ မွာ Modal Dispersion ဆိုတာေတြျဖစ္ေပၚလာပါတယ္။
Modal Dispersion ဆိုတာ
အ႐ွင္းဆံုးေျပာရရင္ Radio Electronic Device ေတြမွာ Noise ေတြဝင္တာ Frequency မသန္႔တာေတြကို Distortion လို႔ေျပာဆိုေလ့႐ွိၿပီး Optical Fibre ေတြမွာေတာ့ Dispersion လို႔ ေခၚဆိုျခင္းပဲ ျဖစ္ပါတယ္။
Long Range Transmission ေတြမွာ အကြာအေဝးမ်ားလြန္းတာေၾကာင့္ Dispersion ျဖစ္ႏိုင္ေျခ ပိုမိုမ်ားျပားပါတယ္။ ေနာက္တစ္ခ်က္က Plastic အမ်ိဳးအစား နဲ႔ျပဳ လုပ္ထားတဲ့ Fibre Cable ေတြဟာ Glass အမ်ိဳးအစားနဲ႔ ျပဳ လုပ္ထားတဲ့ Fibre Cable ေတြထက္ Dispersion ျဖစ္ႏိုင္မႈ အေျခအေနပိုမ်ားပါတယ္။
ဒါ့ေၾကာင့္ Plastic Fibre Cable ေတြကို Very Short Range အတြက္ပဲ အသံုးျပဳ ၾကတာ မ်ားၿပီး Glass Fibre Cable ေတြကိုေတာ့ Multi-mode ပဲ ျဖစ္ျဖစ္ Single-mode ပဲျဖစ္ျဖစ္ Long-haul transmission ေတြမွာ အသံုးျပဳ ၾကပါတယ္။
မ်ားေသာအားျဖင့္ေတာ့ ႏိုင္ငံတကာမွာ Long-haul အတြက္ Single-mode ကိုပဲ အသံုးျပဳ ၾကပါတယ္။
Multi-mode နဲ႔ Dispersion
Multi-mode မွာဆိုရင္ Light mode ေတြကို မတူညီတဲ့ Reflected Angle ေတြ မတူညီတဲ႔ Light wavelength ေတြနဲ႔ Tx ျပဳ လုပ္ပါတယ္။ အဲ့ဒီလို Tx လုပ္တဲ့အခါ မွာ Angle အက်ဥ္းဆံုး Mode မွာ Dispersion အမ်ားဆံုးျဖစ္ေပၚပါတယ္။ ဘာ့ေၾကာင့္လဲဆိုရင္ သူဟာ တစ္ျခား Light Mode ေတြထက္ Angle ေတြမ်ားစြာ လိုအပ္လို႔ပါပဲ။
ဒါ့ေၾကာင့္ ကန့္သတ္ သတ္မွတ္ထားတဲ့ Bandwidth ေတြေပၚမူတည္ၿပီးေတာ့ Light Mode ေတြကို Tx ျပဳ လုပ္ရပါတယ္။
ဥပမာ- 50um Core အတြက္ဆိုရင္ Bandwidth ကို 20Mhz/km အျဖစ္ကန္႔သတ္ထားပါတယ္။
Modal Dispersion ေတြ ေလ်ာ့က်ေအာင္ ထိေရာက္တဲ့ နည္းလမ္းမ်ိဳးစံုကို ပညာ႐ွင္ေတြက ႐ွာေဖြ အသံုးခ်ေနေပမယ့္လည္း ျပည့္စံုမႈေတာ့မ႐ွိေသးပါဘူး။ ဒါဟာလည္း သဘာဝတရားတစ္ခုပါပဲ။ Theory ေတြကို အေျခခံၿပီး စာရြက္ေပၚမွာ ခ်တြက္ထားတဲ့ Ideal state ဆိုတာ စာရြက္ထဲမွာပဲ ႐ွိေနပါတယ္။ ျပင္ပလက္ေတြ႔မွာေတာ့ လိုအပ္ခ်က္ေတြ မ်ားစြာဟာေနရာတိုင္းမွာ႐ွိေနသလို Fibre Cable Communication မွာလည္း ႐ွိေနပါတယ္။
Fibre အေၾကာင္း ေလ့လာသူတို႔အဖို႔ Modal Dispersion ကို Chromatic Dispersion နဲ႔ မေရာေထြးေစဖို႔ သတိျပဳ ရမွာပဲ ျဖစ္ပါတယ္။
Chromatic dispersion ဆိုတာကေတာ့ အလင္းတန္းေတြရဲ႕ မတူညီတဲ့ Wavelength ေတြ အလင္းအလ်င္ျခားနားမႈေတြေၾကာင့္ ျဖစ္ေပၚၿပီးေတာ့ အလင္းထုတ္လႊတ္မႈအေျခအေနတစ္ခုမွာ ႐ွိေနတဲ့ Modal Dispersion ဆိုတာကေတာ့ Monochromatic Light Source ေတြေၾကာင့္ အမ်ားဆံုးျဖစ္ေပၚပါတယ္။
Monochromatic ဆိုတာကေတာ့
ဂရိ စာလံုး ကေန ယူထားတာပါ။ Mono ဆိုတာ single ကို ဆိုလိုၿပီး Chroma ဆိုတာကေတာ့ Color ကို ဆိုလိုျခင္း ျဖစ္ပါတယ္။
Modal dispersion ရဲ႕ အထူး case တစ္ခုကေတာ့ Multi-mode ေတြမွာ အေတြ႔မ်ားတဲ့ Polarization Mode Dispersion (PMD) ပဲ ျဖစ္ပါတယ္။
ဥပမာ- Multi-mode မွာ Light Mode ႏွစ္ခုဟာ တစ္ၿပိဳင္နက္တည္းမွာ Speed တူညီစြာနဲ႔ သြားတယ္ဆိုပါစို႔။ အဲ့ဒီေနရာမွာ Light signal ေတြရဲ႕မတူညီတဲ့ Wavelength ေတြ Fibre cable ေတြသြယ္တန္းထားမႈအေျခအေန ေကြးၫြတ္မႈအေျခအေနေတြ ဆြဲဆန္႔တဲ့အခါမွာ ခံႏိုင္ရည္နဲ႔ စသျဖင့္ နည္းစနစ္က်နမႈ႐ွိခဲ့မယ္ဆိုရင္ Dispersion ျဖစ္ႏိုင္မႈအေျခအေနေတြဟာ နည္းပါးမွာပါ။
အကယ္၍ ဆန္႔က်င္ဘက္ အေျခအေနေတြ ျပဳလုပ္ခဲ့မယ္ဆိုရင္ေတာ့ Signal ေတြဟာ ပံုပ်က္ပန္းပ်က္နဲ႔ တစ္ဖက္ကို ေရာက္႐ွိသြားမွာပဲ ျဖစ္ပါတယ္။
Modal Dispersion ေတြဟာ Single-mode ေတြမွာလည္း ေတြ႔ရတတ္ပါတယ္။
ေလးစားလွ်က္
TunWai @ Electronics
ဆက္ရန္........
Basics of Fibre Optic အပိုင္း (၅)
Basics of Fibre Optic အပိုင္း (၅)
Optical Fiber and Attenuation
Fibre တစ္ေလ်ာက္ Light Tx ျပဳလုပ္တဲ့အခါမွာ အလင္းဟာ တစ္ျဖည္းျဖည္း ေလ်ာ့က်လာပါတယ္။ ဒါကို Attenuation လို႔ ေယဘုယ ေခၚဆို ႏိုင္ပါတယ္။ Attenuation ဆိုတာ အလင္းရဲ႕ Wavelength ေတြထဲက Function တစ္ခုျဖစ္ပါတယ္။ ေဖာ္ျပပါပံုမွာ ေလ့လာႏိုင္ပါတယ္။
Optical Fibre ေတြနဲ႔ပတ္သတ္လို႔ Multi-mode မွာ Wavelength ဟာ 850nm သို႔ 1300nm မွာ အသံုးျပဳ ၿပီး Single-mode မွာ 1300nm နဲ႔ 1550nm wavelength မွာ အသံုးျပဳ ပါတယ္။
ေဖာ္ျပပါ Graph မွာဆိုရင္ အလင္းသြားတဲ့အခါမွာ
1300 နဲ႔ 1550nm ေတြမွာ Peak ေတြဟာ နိမ့္က်ေနတာ ေတြ႔ရပါမယ္။ peak ေတြနိမ့္က်တာဟာ Attenuation ေလ်ာ့နည္းတာကို ကိုယ္စားျပဳ ၿပီး Peak ေတြျမင့္တက္ေနရင္ေတာ့ Attenuation မ်ားတာကိုဆိုလိုပါတယ္။
Graph အရ 850nm မွာ peak တန္ဖိုးဟာ 3dB of Attenuation ျဖစ္ၿပီး အဲ့ဒီ 3dB တန္ဖိုးဟာ အလင္း ၅၀ % ေလ်ာ့က်ေပ်ာက္ဆံုးသြားတာကို ဆိုလိုတာပါ။
Bandwidth
Optical Fibre အတြင္း Information ေတြကို သိုေလွာင္သိမ္းဆည္းသယ္ေဆာင္သြားတဲ့ေနရာမွာ အကန္႔အသတ္ေဘာင္အျဖစ္သတ္မွတ္ထားတဲ့ Mhz တန္ဖိုးကို ဆိုလိုတာပါ။
ဥပမာအားျဖင့္ ၆ လမ္းသြား လမ္းမႀကီးေတြမွာ ၂လမ္းသြားလမ္းမႀကီးေတြနဲ႔စာရင္ ယာဥ္ေတြသြားလာတဲ့အခါ မိမိသြားလိုတဲ့ေနရာကို ေခ်ာင္ေခ်ာင္လည္လည္နဲ႔ အထိအခိုက္နည္းစြာ သြားလာ ႏိုင္ၾကပါတယ္။ အဲ့ဒီလမ္းရဲ႕အက်ယ္နဲ႔ အျမန္ဆံုး ေမာင္းႏွင္ႏိုင္တဲ့ Speed ဟာ BW ပဲ ျဖစ္ပါတယ္။ BW က်ဥ္းရင္၊နည္းရင္ ေႏွာင့္ေႏွးၾကန္႔ၾကာမယ္ က်ယ္ရင္ က်ယ္သေလာက္ ျမန္ဆန္ပါတယ္ (Data သယ္ေဆာင္ႏိုင္တဲ့ Speed နဲ႔ေတာ့ဆိုင္မွာေပါ့)
Fibre မွာ 500Mhz-km ဆိုရင္ ဒါဟာ 1km ကို တစ္စကၠန္႔လွ်င္ 500Mhz နႈန္းနဲ႔ Data ေတြ Information ေတြကို သယ္ေဆာင္သြားႏိုင္တာကို ဆိုလိုတာပါ။
Single-mode Fibre Cable ေတြရဲ႕ BW တန္ဖိုးဟာ Multi-mode Fibre Cable ေတြရဲ႕ BW တန္ဖိုးထက္ မ်ားစြာ သာလြန္ပါတယ္။
ဒါ့ေၾကာင့္ မ်ားေသာအားျဖင့္ Fibre Cable သံုး Long-haul Transmission (Very long distance Tx) ေတြမွာ Single-mode Fibre ေတြကိုသာ အသံုးျပဳ ၾကပါတယ္။
ေလးစားစြာျဖင့္
TunWai @ Electronics
ဆက္ရန္.....
Optical Fiber and Attenuation
Fibre တစ္ေလ်ာက္ Light Tx ျပဳလုပ္တဲ့အခါမွာ အလင္းဟာ တစ္ျဖည္းျဖည္း ေလ်ာ့က်လာပါတယ္။ ဒါကို Attenuation လို႔ ေယဘုယ ေခၚဆို ႏိုင္ပါတယ္။ Attenuation ဆိုတာ အလင္းရဲ႕ Wavelength ေတြထဲက Function တစ္ခုျဖစ္ပါတယ္။ ေဖာ္ျပပါပံုမွာ ေလ့လာႏိုင္ပါတယ္။
Optical Fibre ေတြနဲ႔ပတ္သတ္လို႔ Multi-mode မွာ Wavelength ဟာ 850nm သို႔ 1300nm မွာ အသံုးျပဳ ၿပီး Single-mode မွာ 1300nm နဲ႔ 1550nm wavelength မွာ အသံုးျပဳ ပါတယ္။
ေဖာ္ျပပါ Graph မွာဆိုရင္ အလင္းသြားတဲ့အခါမွာ
1300 နဲ႔ 1550nm ေတြမွာ Peak ေတြဟာ နိမ့္က်ေနတာ ေတြ႔ရပါမယ္။ peak ေတြနိမ့္က်တာဟာ Attenuation ေလ်ာ့နည္းတာကို ကိုယ္စားျပဳ ၿပီး Peak ေတြျမင့္တက္ေနရင္ေတာ့ Attenuation မ်ားတာကိုဆိုလိုပါတယ္။
Graph အရ 850nm မွာ peak တန္ဖိုးဟာ 3dB of Attenuation ျဖစ္ၿပီး အဲ့ဒီ 3dB တန္ဖိုးဟာ အလင္း ၅၀ % ေလ်ာ့က်ေပ်ာက္ဆံုးသြားတာကို ဆိုလိုတာပါ။
Bandwidth
Optical Fibre အတြင္း Information ေတြကို သိုေလွာင္သိမ္းဆည္းသယ္ေဆာင္သြားတဲ့ေနရာမွာ အကန္႔အသတ္ေဘာင္အျဖစ္သတ္မွတ္ထားတဲ့ Mhz တန္ဖိုးကို ဆိုလိုတာပါ။
ဥပမာအားျဖင့္ ၆ လမ္းသြား လမ္းမႀကီးေတြမွာ ၂လမ္းသြားလမ္းမႀကီးေတြနဲ႔စာရင္ ယာဥ္ေတြသြားလာတဲ့အခါ မိမိသြားလိုတဲ့ေနရာကို ေခ်ာင္ေခ်ာင္လည္လည္နဲ႔ အထိအခိုက္နည္းစြာ သြားလာ ႏိုင္ၾကပါတယ္။ အဲ့ဒီလမ္းရဲ႕အက်ယ္နဲ႔ အျမန္ဆံုး ေမာင္းႏွင္ႏိုင္တဲ့ Speed ဟာ BW ပဲ ျဖစ္ပါတယ္။ BW က်ဥ္းရင္၊နည္းရင္ ေႏွာင့္ေႏွးၾကန္႔ၾကာမယ္ က်ယ္ရင္ က်ယ္သေလာက္ ျမန္ဆန္ပါတယ္ (Data သယ္ေဆာင္ႏိုင္တဲ့ Speed နဲ႔ေတာ့ဆိုင္မွာေပါ့)
Fibre မွာ 500Mhz-km ဆိုရင္ ဒါဟာ 1km ကို တစ္စကၠန္႔လွ်င္ 500Mhz နႈန္းနဲ႔ Data ေတြ Information ေတြကို သယ္ေဆာင္သြားႏိုင္တာကို ဆိုလိုတာပါ။
Single-mode Fibre Cable ေတြရဲ႕ BW တန္ဖိုးဟာ Multi-mode Fibre Cable ေတြရဲ႕ BW တန္ဖိုးထက္ မ်ားစြာ သာလြန္ပါတယ္။
ဒါ့ေၾကာင့္ မ်ားေသာအားျဖင့္ Fibre Cable သံုး Long-haul Transmission (Very long distance Tx) ေတြမွာ Single-mode Fibre ေတြကိုသာ အသံုးျပဳ ၾကပါတယ္။
ေလးစားစြာျဖင့္
TunWai @ Electronics
ဆက္ရန္.....
Basics of Fibre Optics အပိုင္း (၄)
Basics of Fibre Optics အပိုင္း (၄)
Optical Fibre Cable
Optical Fibre ေတြကို အဓိကအားျဖင့္ Centre တူ အလႊာ ၃ ခုနဲ႔ ျပဳလုပ္ထားပါတယ္။
1. Core
Silica သို႔ Doped Silica နဲ႔ ျပဳလုပ္ထားပါတယ္။ အတြင္းပိုင္းမွာ အလင္းနဲ႔အတူ Data ေတြ သယ္ေဆာင္သြားလာႏိုင္တဲ့ Optical Fibre ႐ွိပါတယ္။
2. Cladding
၎ဟာ Optical Fibre ကို ဖံုးအုပ္ထားတဲ့ ဒုတိယအလႊာျဖစ္ပါတယ္။ ၎ကိုလည္း Silica နဲ႔ပျပဳလုပ္ထားပါတယ္။ ဒါေပမယ့္ Optical Fibre နဲ႔ ျပဳလုပ္ထားပံုျခင္းေတာ့ မတူပါဘူး။ ၎ဟာ Optical waveguide အျဖစ္အလုပ္လုပ္ၿပီး အလင္းတန္းသြားလာရာမွာ ႐ိုက္ေထာင့္ေတြျဖစ္ေပၚေစၿပီး Total Internal Reflection (TIR) ကိုျဖစ္ေပၚေစပါတယ္။
3. Coating
Cladding ကို ဖံုးအုပ္ထားတဲ့ non-optical layer ပဲ ျဖစ္ပါတယ္။ စံသတ္မွတ္ခ်က္ေတြအရ Polymer နဲ႔ ျပဳလုပ္ထားပါတယ္။ ၎ဟာ အတြင္းပိုင္းက core နဲ႔ cladding ကို ဖံုးအုပ္ကာကြယ္ေပးထားပါတယ္။
Buffer
၎ဟာ အဓိကအလႊာ ၃ ခုရဲ႕ အျပင္ဘက္ပိုင္းအလႊာ တစ္ခုျဖစ္ပါတယ္။ Fibre Optic Cable အတြက္ အေရးပါတဲ့ အစိတ္အပိုင္းတစ္ခု ျဖစ္ၿပီး အထူးခိုင္ခံၿပီး ေပ်ာ့ေျပာင္းတဲ့ material နဲ႔ ျပဳလုပ္ထားပါတယ္။ cable installation ျပဳလုပ္တဲ့အခါေတြမွာ အတြင္းပိုင္းကို ထိခိုက္မႈမွ ကာကြယ္ေပးပါတယ္။
ေလးစားလွ်က္
TunWai @ Electronics
Optical Fibre Cable
Optical Fibre ေတြကို အဓိကအားျဖင့္ Centre တူ အလႊာ ၃ ခုနဲ႔ ျပဳလုပ္ထားပါတယ္။
1. Core
Silica သို႔ Doped Silica နဲ႔ ျပဳလုပ္ထားပါတယ္။ အတြင္းပိုင္းမွာ အလင္းနဲ႔အတူ Data ေတြ သယ္ေဆာင္သြားလာႏိုင္တဲ့ Optical Fibre ႐ွိပါတယ္။
2. Cladding
၎ဟာ Optical Fibre ကို ဖံုးအုပ္ထားတဲ့ ဒုတိယအလႊာျဖစ္ပါတယ္။ ၎ကိုလည္း Silica နဲ႔ပျပဳလုပ္ထားပါတယ္။ ဒါေပမယ့္ Optical Fibre နဲ႔ ျပဳလုပ္ထားပံုျခင္းေတာ့ မတူပါဘူး။ ၎ဟာ Optical waveguide အျဖစ္အလုပ္လုပ္ၿပီး အလင္းတန္းသြားလာရာမွာ ႐ိုက္ေထာင့္ေတြျဖစ္ေပၚေစၿပီး Total Internal Reflection (TIR) ကိုျဖစ္ေပၚေစပါတယ္။
3. Coating
Cladding ကို ဖံုးအုပ္ထားတဲ့ non-optical layer ပဲ ျဖစ္ပါတယ္။ စံသတ္မွတ္ခ်က္ေတြအရ Polymer နဲ႔ ျပဳလုပ္ထားပါတယ္။ ၎ဟာ အတြင္းပိုင္းက core နဲ႔ cladding ကို ဖံုးအုပ္ကာကြယ္ေပးထားပါတယ္။
Buffer
၎ဟာ အဓိကအလႊာ ၃ ခုရဲ႕ အျပင္ဘက္ပိုင္းအလႊာ တစ္ခုျဖစ္ပါတယ္။ Fibre Optic Cable အတြက္ အေရးပါတဲ့ အစိတ္အပိုင္းတစ္ခု ျဖစ္ၿပီး အထူးခိုင္ခံၿပီး ေပ်ာ့ေျပာင္းတဲ့ material နဲ႔ ျပဳလုပ္ထားပါတယ္။ cable installation ျပဳလုပ္တဲ့အခါေတြမွာ အတြင္းပိုင္းကို ထိခိုက္မႈမွ ကာကြယ္ေပးပါတယ္။
ေလးစားလွ်က္
TunWai @ Electronics
Basics of Fibre Optic အပိုင္း (၃)
Basics of Fibre Optic အပိုင္း (၃)
Multi-mode နဲ႔ Single-mode application ဆိုတာ
Multi-mode Application
Multi-mode Fibre Cable ဆိုတာ ႀကိဳးတစ္ေခ်ာင္းတည္းမွာ အလင္းတန္းမ်ားစြာရဲ႕ မတူညီတဲ့ အလင္း႐ိုက္ေထာင့္ေတြနဲ႔ Data ေတြကို သယ္ေဆာင္တဲ့စနစ္ပဲျဖစ္ပါတယ္။
စံသတ္မွတ္ခ်က္ေတြအရ Multi-mode အသံုးျပဳမယ့္ Fibre ေတြမွာ Core/Cladding diameter အခ်ိဳးဟာ 50 microns / 125 microns ၊ 62.5/125 microns တစ္ခါတစ္ရံ မွာေတာ့ အသံုးျပဳမယ့္ Mode အေရအတြက ္အေပၚမူတည္ၿပီး 100/140 microns အထိ႐ွိတတ္ပါတယ္။ (10^-6m)
Single-mode Application
Single-mode ဟာဆိုရင္ေတာ့ Fibre လမ္းေၾကာင္းတစ္ေလွ်ာက္ အလင္းဟာ အေျဖာင့္အတိုင္းသာ Data ေတြကို သယ္ေဆာင္သြားျခင္းျဖစ္ပါတယ္။
Core/Cladding ratio ကေတာ့ 9/125 ႐ွိပါတယ္။
(1micron = ၁ မီတာ၏ တစ္သန္းပံုတစ္ပံု)
ေနာက္ပိုင္းေတြဆက္႐ွင္းတဲ့အခါလည္း အထက္ပါအတိုင္းပဲ ႐ွင္းသြားမွာျဖစ္လို႔ ဒီေနရာမွာ တစ္ခုႀကိဳေျပာထားလိုတာက အလင္းတန္းေတြဟာ ေဒတာေတြကို သယ္ေဆာင္သြားတယ္ဆိုတာ ျမင္လြယ္ေအာင္ေရးလိုက္တာပါ။ အမွန္ကေတာ့ အလင္းလိႈင္းေခၚမလား အလင္းအမႈန္ေတြပဲ ေခၚမလား သူတို႔ကို ပိတ္လိုက္ဖြင့္လိုက္ ျပဳလုပ္ျခင္းျဖင့္ ဘယ္ႏွစ္ခ်က္ပိတ္ဘယ္ႏွစ္ခ်က္ဖြင့္ရင္ ဘာကိုဆိုလိုတယ္ ဆိုတဲ့သေဘာပါ။
#ဥပမာ- ဖြင့္ဖြင့္ပိတ္ဖြင့္(1101) ဆိုရင္ "ေနေကာင္းရဲ႕လား" ဆိုတဲ့အဓိပၸါယ္ေပါ့ဗ်ာ။
ႀကိဳးစားလ်က္
TunWai @ Electronics
ဆက္ရန္
Multi-mode နဲ႔ Single-mode application ဆိုတာ
Multi-mode Application
Multi-mode Fibre Cable ဆိုတာ ႀကိဳးတစ္ေခ်ာင္းတည္းမွာ အလင္းတန္းမ်ားစြာရဲ႕ မတူညီတဲ့ အလင္း႐ိုက္ေထာင့္ေတြနဲ႔ Data ေတြကို သယ္ေဆာင္တဲ့စနစ္ပဲျဖစ္ပါတယ္။
စံသတ္မွတ္ခ်က္ေတြအရ Multi-mode အသံုးျပဳမယ့္ Fibre ေတြမွာ Core/Cladding diameter အခ်ိဳးဟာ 50 microns / 125 microns ၊ 62.5/125 microns တစ္ခါတစ္ရံ မွာေတာ့ အသံုးျပဳမယ့္ Mode အေရအတြက ္အေပၚမူတည္ၿပီး 100/140 microns အထိ႐ွိတတ္ပါတယ္။ (10^-6m)
Single-mode Application
Single-mode ဟာဆိုရင္ေတာ့ Fibre လမ္းေၾကာင္းတစ္ေလွ်ာက္ အလင္းဟာ အေျဖာင့္အတိုင္းသာ Data ေတြကို သယ္ေဆာင္သြားျခင္းျဖစ္ပါတယ္။
Core/Cladding ratio ကေတာ့ 9/125 ႐ွိပါတယ္။
(1micron = ၁ မီတာ၏ တစ္သန္းပံုတစ္ပံု)
ေနာက္ပိုင္းေတြဆက္႐ွင္းတဲ့အခါလည္း အထက္ပါအတိုင္းပဲ ႐ွင္းသြားမွာျဖစ္လို႔ ဒီေနရာမွာ တစ္ခုႀကိဳေျပာထားလိုတာက အလင္းတန္းေတြဟာ ေဒတာေတြကို သယ္ေဆာင္သြားတယ္ဆိုတာ ျမင္လြယ္ေအာင္ေရးလိုက္တာပါ။ အမွန္ကေတာ့ အလင္းလိႈင္းေခၚမလား အလင္းအမႈန္ေတြပဲ ေခၚမလား သူတို႔ကို ပိတ္လိုက္ဖြင့္လိုက္ ျပဳလုပ္ျခင္းျဖင့္ ဘယ္ႏွစ္ခ်က္ပိတ္ဘယ္ႏွစ္ခ်က္ဖြင့္ရင္ ဘာကိုဆိုလိုတယ္ ဆိုတဲ့သေဘာပါ။
#ဥပမာ- ဖြင့္ဖြင့္ပိတ္ဖြင့္(1101) ဆိုရင္ "ေနေကာင္းရဲ႕လား" ဆိုတဲ့အဓိပၸါယ္ေပါ့ဗ်ာ။
ႀကိဳးစားလ်က္
TunWai @ Electronics
ဆက္ရန္
Basics of Fibre Optics အပိုင္း (၂)
Basics of Fibre Optics အပိုင္း (၂)
Fibre Optic link ေတြမွာ ဘာေတြပါသလဲ
အဓိကအားျဖင့္ေတာ့ အစိတ္အပိုင္း (၄) ပိုင္းပါဝင္ပါတယ္။
1. Optical Transmitter
2. Optical Fibre Cable
3. Connectors
4. Optical Receiver
Figure.1 မွာ ေလ့လာႏိုင္ပါတယ္။
Transmitter
Transmitter မွာဆိုရင္ Electrical signal ကေန Optical ကို ေျပာင္းလဲေပးတဲ့ စနစ္ပါဝင္ပါတယ္။ Light source အေနနဲ႔ကေတာ့ ....
1.Light Emitting Diode (LED) ,
2.Light Amplification by Stimulated
Emission of Radiation (Laser) diode, နဲ႔
3.VCSEL လို႔ေခၚတဲ့ Vertical Cavity Surface
Emitting Laser
အဲ့ဒီ ၃ မ်ိဳးထဲက တစ္မ်ိဳးမ်ိဳး ပါဝင္ပါတယ္။
#LED ကိုေတာ့ Multimode Application ေတြမွာ အသံုးျပဳပါတယ္။ ၎မွာ ႀကီးမားတဲ့ Spectral width ႐ွိၿပီး bandwidth ကေတာ့ က်ဥ္းေျမာင္းပါတယ္။
#VCSEL ကိုလည္း Multimode ေတြမွာပဲ အသံုးျပဳပါတယ္။ ၎ကေတာ့ LED မွာထက္ ေလ်ာ့နည္းတဲ့ Spectral Width ႐ွိၿပီး Bandwidth အေနနဲ႔ကေတာ့ ပိုမို က်ယ္ျပန္႔ပါတယ္။
#LASER မွာေတာ့ အေသးငယ္ဆံုး Spectral Width ႐ွိၿပီး အႀကီးမားဆံုး Bandwidth ႐ွိပါတယ္။ ဒါ့ေၾကာင့္ ၎ကို Single-mode Application ေတြမွာ အသံုးျပဳ ၾကပါတယ္။
အဲ့ဒီ source ေတြမွာ တိက်တဲ့ Wavelength ေတြ႐ွိၿပီး ဘယ္ Material အမ်ိဳးအစားနဲ႔ ထုတ္လုပ္ထားသလဲ အေပၚမွာလည္း မ်ားစြာမူတည္ပါတယ္။
မ်ားေသာအားျဖင့္ Fibre Optic Source ေတြဟာ Infrared Band အတြင္းမွာ ႐ွိတဲ့ Wavelength ေတြကိုပဲ အသံုးျပဳ ၾကပါတယ္။
သတ္သတ္မွတ္မွတ္ေျပာရရင္ .....
850nm, 1300nm နဲ႔ 1550nm ေတြမွာ အသံုးျပဳ ၾကပါတယ္။ ( 1nm= 10^-9 )
Figure.2 မွာ ဆိုရင္ေတာ့ Electromagnetic Spectrum ကို ေဖာ္ျပေပးထားပါတယ္။
ဆက္ရန္....
ႀကိဳးစားလ်က္
TunWai @ Electronics
Fibre Optic link ေတြမွာ ဘာေတြပါသလဲ
အဓိကအားျဖင့္ေတာ့ အစိတ္အပိုင္း (၄) ပိုင္းပါဝင္ပါတယ္။
1. Optical Transmitter
2. Optical Fibre Cable
3. Connectors
4. Optical Receiver
Figure.1 မွာ ေလ့လာႏိုင္ပါတယ္။
Transmitter
Transmitter မွာဆိုရင္ Electrical signal ကေန Optical ကို ေျပာင္းလဲေပးတဲ့ စနစ္ပါဝင္ပါတယ္။ Light source အေနနဲ႔ကေတာ့ ....
1.Light Emitting Diode (LED) ,
2.Light Amplification by Stimulated
Emission of Radiation (Laser) diode, နဲ႔
3.VCSEL လို႔ေခၚတဲ့ Vertical Cavity Surface
Emitting Laser
အဲ့ဒီ ၃ မ်ိဳးထဲက တစ္မ်ိဳးမ်ိဳး ပါဝင္ပါတယ္။
#LED ကိုေတာ့ Multimode Application ေတြမွာ အသံုးျပဳပါတယ္။ ၎မွာ ႀကီးမားတဲ့ Spectral width ႐ွိၿပီး bandwidth ကေတာ့ က်ဥ္းေျမာင္းပါတယ္။
#VCSEL ကိုလည္း Multimode ေတြမွာပဲ အသံုးျပဳပါတယ္။ ၎ကေတာ့ LED မွာထက္ ေလ်ာ့နည္းတဲ့ Spectral Width ႐ွိၿပီး Bandwidth အေနနဲ႔ကေတာ့ ပိုမို က်ယ္ျပန္႔ပါတယ္။
#LASER မွာေတာ့ အေသးငယ္ဆံုး Spectral Width ႐ွိၿပီး အႀကီးမားဆံုး Bandwidth ႐ွိပါတယ္။ ဒါ့ေၾကာင့္ ၎ကို Single-mode Application ေတြမွာ အသံုးျပဳ ၾကပါတယ္။
အဲ့ဒီ source ေတြမွာ တိက်တဲ့ Wavelength ေတြ႐ွိၿပီး ဘယ္ Material အမ်ိဳးအစားနဲ႔ ထုတ္လုပ္ထားသလဲ အေပၚမွာလည္း မ်ားစြာမူတည္ပါတယ္။
မ်ားေသာအားျဖင့္ Fibre Optic Source ေတြဟာ Infrared Band အတြင္းမွာ ႐ွိတဲ့ Wavelength ေတြကိုပဲ အသံုးျပဳ ၾကပါတယ္။
သတ္သတ္မွတ္မွတ္ေျပာရရင္ .....
850nm, 1300nm နဲ႔ 1550nm ေတြမွာ အသံုးျပဳ ၾကပါတယ္။ ( 1nm= 10^-9 )
Figure.2 မွာ ဆိုရင္ေတာ့ Electromagnetic Spectrum ကို ေဖာ္ျပေပးထားပါတယ္။
ဆက္ရန္....
ႀကိဳးစားလ်က္
TunWai @ Electronics
Subscribe to:
Posts (Atom)