Fiber Optic තාක්ෂණය - ලිපිපෙල 1
මම අද සිට ෆයිබර් ඔප්ටික් තාක්ෂණය පිලිබදව කතාකරන්නයි යන්නේ ලිපි කිහිපයකින්. මොකද මම ජාලකරණය පාඩම් මාලාව ලියාගෙන යද්දී බොහෝ දෙනෙකුට තිබුණ ගැටලුව තමයි මේ ෆයිබර් ඔප්ටික් තාක්ෂණය කියන්නේ මොකක්ද? කියන එක. මොකද මේ අලුත් තාක්ෂණයක් නිසා ජාලකරණය විෂයට නැඹුරැ අය ගොඩක් දෙනෙක් මේ පිලිබදව විමසන්නේ දැනගන්න කැමති නිසා. මම පවා මේ විෂය සම්බන්ධයෙන් අලුත්. ඉතින් මේ ලිපි පෙල ඉදිරිපත් කිරීමේදී මට මගහැරෙන තැන් වරදින තැන් තියෙනවා නම් දන්න උදවියගෙන් ඉල්ලා සිටිනවා ඒ තැන් පෙන්වා දෙන්න කියලා. ජාලකරණය ලිපිපෙලත් දිගටම ලියනවා. ඊට අමතරව මේ මාතෘකාව ඔස්සේ දැනුම හොයන අයටයි මේ ලිපිපෙල.
මෙම Fiber Optics තාක්ෂණය ගොඩක් යොදාගනු ලබන්නේ අන්තර්ජාල සේවා සපයන්න වගේම රට රටවල් අතර ගොඩ දුරක් දත්ත රැගෙන යන්න ඕනේ අවස්තාවන් හිදී. නැතිනම් ලොකු සමාගමක් නම්, බිල්ඩින් කීපයක් සම්බන්ධ කරන අවස්ථාවකදී වගේත් භාවිතයට ගනු ලබනවා. උදාහරණයක් විදියට ලංකාවේ ටෙලිකොම් , ඩයලොග් වැනි දුරකතන සමාගම් ඔවුන්ගේ සේවාව මෙම තාක්ෂණය ඔස්සේ දියත් කිරීමේ අරමුණින් Fiber Optic ජාලයක් රට තුල එලමින් සිටිනවා. මෙහි වේගය මනිනු ලබන්නෙ ගිගා බිට් (Gbps) වලිනි. කේබල් හා එහි ප්රමාණය, වර්ගය, තන්තුවේ ප්රමානය ආදිය මත වේගය වෙනස් වෙනවා. අප අනෙක් රටවල් හා සම්බන්ධ වී අන්තර්ජාලය භාවිතා කරන්නේත් මුහුදු පත්ලෙන් ඇද ඇති මෙම කේබල් හරහායි. ඒවා සමුද්රස්ථ කේබල්නැත්නම් under sea cables ලෙස හදුන්වනවා. ඉස්සරනම් මේ සදහා යොදාගත්තේ කොපර් වුනත් දැන් මේවාට යොදාගන්නේත් ෆයිබර් කේබල්මයි. ෆයිබර් කේබල්ස් flexible වන අතර end user ඒවා ලෙස හැදින්විය හැක . එනම් සාමාන්ය පාරිබෝගිකයන්ට ලබා ගැනීමේ හැකියාව අඩු වීම ඊට හේතුවයි.
Fiber Optics නැත්නම් Optical Fibers යනු මිනිස් කෙස් ගසක විශ්කම්භයට සමාන වූ විශ්කම්භයෙන් යුත් ඉතා පිරිසිදු (Pure) වීදුරුවලින් තනනලද මීටර් දහස් ගණනක් දිගුවූ කඹයකි. එනම් strand එකකි. මේ කඹය ඇතුලත optical cables නම් වූ කේබල් වර්ගය බන්ඩල් එකක් ලෙස පැක් කිරීමකට ලක් කර ටයිට් වෙන්නට ක්රමානුකූලව අසුරා ඇත. එම optical cables එකක් ගත් විට එහි දත්ත ඉතා දිගු දුරකට සම්ප්රේෂණය කරන්නේ ආලෝකය සංඥාවක් ලෙස උපයෝගී කරගෙනය. සාමාන්ය රැහැනකට වඩා වැඩි දත්ත පුමාණයක් වැඩි වේගයකින් යැවිය හැකියි. Optical Fiber එකක් ඉතා ආසන්නයෙන් බැලූවිට දිස් වෙන්නේ මේ ආකාරයෙනි. එහි එක් තන්තුවක් ගත් විට පහත කොටස් දැකිය හැක. මෙහි ඇතුලත හරියටම වීදුරුවක් වැනියි.
Core - මධ්යය ලක්ෂ්යය
ඉහත දැක්වූ ආකාරයට optical cable එකක ඉතා සිහින් වීදුරැ රේඛයේ ආලෝකය ගමන් කරන මධ්ය ලක්ෂය මෙනමින් හැදින්වේ.
(Thin glass center of the fiber where the light travels)
Cladding - ආරක්ෂක පටලය
මෙය Core එකට පිටින් තියෙන සිලිකා නම් වූ ඛනිජ වැලි විශේෂයකින් සැදි ද්රව්යමය ස්ථරයකි. එනම් Outer optical material එකකි. හැම optical cable එකකටම මෙවැනි ලේයරයක් ඇත. (optical cable එකක් යනු තනි ප්රකාශ තන්තුවක් වන අතර Fiber Optic කේබලයක් ලෙස හදුන්වන්නේ මෙවැනි තන්තු රාශියක එකතුවක් වන බව මතක තබා ගන්න). මෙමගින් සිදු කරන්නේ Core එක හරහා ගමන් කරන ආලෝක ධාරාව Cladding එකේ වදිනවාත් සමගම නැවතත් එය Core එක තුලටම පරාවර්තනය කරවීමයි. මෙමගින් ආලෝක සංඥා loss වීමකින් තොරව නියතව තබා ගැනීමේ හැකියාව ඇත.
Buffer coating - අවරෝධක වැස්ම
optical cable එක පිටතින් සිදුවන හානිවලින් හා ජල කාන්දු වලින් මෙන්ම තෙතමනයෙන් ආරක්ෂාකර ගැනීම මෙමගින් සිදුවේ. තනි optical cable එකකට ඇති ආරක්ෂාව මෙම වැස්මයි.
මෙවැනි Optical Fiber සිය ගණනක් හෝ දහස් ගණනක් පිලිවෙලින් ඇසුරෑ bundle එකක් Fiber Optic කේබල් එකක් ලෙස හදුන්වනවා. මෙම Cable bundle එක ආවරණය කිරීමට ඇති පිටත ආවරණය එනම් outer covering එක, jacket නමින් හදුන්වනු ලබනවා.
Optical fibers කොටස් දෙකකට වර්ග කල හැකියි.
1 Single-mode fibers
මෙම වර්ගයට අයත් තනි මාදිලියේ fibers වල Core එකේ කවයේ විෂ්කම්භය(diameter) 3.5 x 10-4 inches හෝ microns 9 ක් වන අතර (මයික්රෝනයක් යනු මීටරයෙන් දශලක්ෂයෙන් පංගුවකි) , තරංග ආයාමය(wavelength) nanometers 1,300 සිට 1,550 දක්වා පරාසයක් දක්වා විහිදේ. එනම් Core එක අනෙක් ෆයිබර් මාදිලින්ට වඩා කුඩා වන අතර දත්ත සම්ප්රේෂණය කරන්නේ අධෝරක්ත ලේසර් කිරණක් (infrared laser light) ලෙසිනි. මෙම Single-mode fiber කේබලයක දත්ත ගෙන යාහැකි සම්මත හා උපරිම දුර වශයෙන් 2KM දැක්විය හැක.
2 Multi-mode fibers
බහු මාදිලියට අයත් fibers වල Core එකේ කවයේ විෂ්කම්භය(diameter) 2.5 x 10-3 inches හෝ microns 62.5 ක් වන අතර (මයික්රෝනයක් යනු මීටරයෙන් දශලක්ෂයෙන් පංගුවකි) , තරංග ආයාමය(wavelength) nanometers 850 සිට 1,300 දක්වා පරාසයක් දක්වා විහිදේ. එනම් Core එක විශාල වන අතර දත්ත සම්ප්රේෂණය කරන්නේ අධෝරක්ත ලේසර් කිරණක් (infrared laser light) ලෙසිනි. මෙම Multi-mode fibers කේබලයක දත්ත ගෙන යාහැකි සම්මත හා උපරිම දුර වශයෙන් 20KM දැක්විය හැක. නමුත් ඊටත් වඩා දුරක් ගෙනයෑමට බලාපොරොත්තු වෙනවා නම් තවත් එකක් එයටම කනෙක්ට් කල හැක.
තවද සමහර optical fibers වර්ග plastic වලින් නිපදවා ඇත. මේවාට ඉහත වර්ග දෙකටම වඩා විශාල Core එකක් ඇති අතර
කවයේ විෂ්කම්භය 0.04 inches හෝ 1 mm diameter microns 9 ක් වන අතර තරංග ආයාමය 650 nanometers වේ.
අදට ඇති වගේ. මීලග ලිපියෙන් Fiber Optic කේබලයක් ක්රියාත්මක වන ආකාරය පිලිබදව විමසා බලමු.
මම අද සිට ෆයිබර් ඔප්ටික් තාක්ෂණය පිලිබදව කතාකරන්නයි යන්නේ ලිපි කිහිපයකින්. මොකද මම ජාලකරණය පාඩම් මාලාව ලියාගෙන යද්දී බොහෝ දෙනෙකුට තිබුණ ගැටලුව තමයි මේ ෆයිබර් ඔප්ටික් තාක්ෂණය කියන්නේ මොකක්ද? කියන එක. මොකද මේ අලුත් තාක්ෂණයක් නිසා ජාලකරණය විෂයට නැඹුරැ අය ගොඩක් දෙනෙක් මේ පිලිබදව විමසන්නේ දැනගන්න කැමති නිසා. මම පවා මේ විෂය සම්බන්ධයෙන් අලුත්. ඉතින් මේ ලිපි පෙල ඉදිරිපත් කිරීමේදී මට මගහැරෙන තැන් වරදින තැන් තියෙනවා නම් දන්න උදවියගෙන් ඉල්ලා සිටිනවා ඒ තැන් පෙන්වා දෙන්න කියලා. ජාලකරණය ලිපිපෙලත් දිගටම ලියනවා. ඊට අමතරව මේ මාතෘකාව ඔස්සේ දැනුම හොයන අයටයි මේ ලිපිපෙල.
මෙම Fiber Optics තාක්ෂණය ගොඩක් යොදාගනු ලබන්නේ අන්තර්ජාල සේවා සපයන්න වගේම රට රටවල් අතර ගොඩ දුරක් දත්ත රැගෙන යන්න ඕනේ අවස්තාවන් හිදී. නැතිනම් ලොකු සමාගමක් නම්, බිල්ඩින් කීපයක් සම්බන්ධ කරන අවස්ථාවකදී වගේත් භාවිතයට ගනු ලබනවා. උදාහරණයක් විදියට ලංකාවේ ටෙලිකොම් , ඩයලොග් වැනි දුරකතන සමාගම් ඔවුන්ගේ සේවාව මෙම තාක්ෂණය ඔස්සේ දියත් කිරීමේ අරමුණින් Fiber Optic ජාලයක් රට තුල එලමින් සිටිනවා. මෙහි වේගය මනිනු ලබන්නෙ ගිගා බිට් (Gbps) වලිනි. කේබල් හා එහි ප්රමාණය, වර්ගය, තන්තුවේ ප්රමානය ආදිය මත වේගය වෙනස් වෙනවා. අප අනෙක් රටවල් හා සම්බන්ධ වී අන්තර්ජාලය භාවිතා කරන්නේත් මුහුදු පත්ලෙන් ඇද ඇති මෙම කේබල් හරහායි. ඒවා සමුද්රස්ථ කේබල්නැත්නම් under sea cables ලෙස හදුන්වනවා. ඉස්සරනම් මේ සදහා යොදාගත්තේ කොපර් වුනත් දැන් මේවාට යොදාගන්නේත් ෆයිබර් කේබල්මයි. ෆයිබර් කේබල්ස් flexible වන අතර end user ඒවා ලෙස හැදින්විය හැක . එනම් සාමාන්ය පාරිබෝගිකයන්ට ලබා ගැනීමේ හැකියාව අඩු වීම ඊට හේතුවයි.
Fiber Optics නැත්නම් Optical Fibers යනු මිනිස් කෙස් ගසක විශ්කම්භයට සමාන වූ විශ්කම්භයෙන් යුත් ඉතා පිරිසිදු (Pure) වීදුරුවලින් තනනලද මීටර් දහස් ගණනක් දිගුවූ කඹයකි. එනම් strand එකකි. මේ කඹය ඇතුලත optical cables නම් වූ කේබල් වර්ගය බන්ඩල් එකක් ලෙස පැක් කිරීමකට ලක් කර ටයිට් වෙන්නට ක්රමානුකූලව අසුරා ඇත. එම optical cables එකක් ගත් විට එහි දත්ත ඉතා දිගු දුරකට සම්ප්රේෂණය කරන්නේ ආලෝකය සංඥාවක් ලෙස උපයෝගී කරගෙනය. සාමාන්ය රැහැනකට වඩා වැඩි දත්ත පුමාණයක් වැඩි වේගයකින් යැවිය හැකියි. Optical Fiber එකක් ඉතා ආසන්නයෙන් බැලූවිට දිස් වෙන්නේ මේ ආකාරයෙනි. එහි එක් තන්තුවක් ගත් විට පහත කොටස් දැකිය හැක. මෙහි ඇතුලත හරියටම වීදුරුවක් වැනියි.
Core - මධ්යය ලක්ෂ්යය
ඉහත දැක්වූ ආකාරයට optical cable එකක ඉතා සිහින් වීදුරැ රේඛයේ ආලෝකය ගමන් කරන මධ්ය ලක්ෂය මෙනමින් හැදින්වේ.
(Thin glass center of the fiber where the light travels)
Cladding - ආරක්ෂක පටලය
මෙය Core එකට පිටින් තියෙන සිලිකා නම් වූ ඛනිජ වැලි විශේෂයකින් සැදි ද්රව්යමය ස්ථරයකි. එනම් Outer optical material එකකි. හැම optical cable එකකටම මෙවැනි ලේයරයක් ඇත. (optical cable එකක් යනු තනි ප්රකාශ තන්තුවක් වන අතර Fiber Optic කේබලයක් ලෙස හදුන්වන්නේ මෙවැනි තන්තු රාශියක එකතුවක් වන බව මතක තබා ගන්න). මෙමගින් සිදු කරන්නේ Core එක හරහා ගමන් කරන ආලෝක ධාරාව Cladding එකේ වදිනවාත් සමගම නැවතත් එය Core එක තුලටම පරාවර්තනය කරවීමයි. මෙමගින් ආලෝක සංඥා loss වීමකින් තොරව නියතව තබා ගැනීමේ හැකියාව ඇත.
Buffer coating - අවරෝධක වැස්ම
optical cable එක පිටතින් සිදුවන හානිවලින් හා ජල කාන්දු වලින් මෙන්ම තෙතමනයෙන් ආරක්ෂාකර ගැනීම මෙමගින් සිදුවේ. තනි optical cable එකකට ඇති ආරක්ෂාව මෙම වැස්මයි.
මෙවැනි Optical Fiber සිය ගණනක් හෝ දහස් ගණනක් පිලිවෙලින් ඇසුරෑ bundle එකක් Fiber Optic කේබල් එකක් ලෙස හදුන්වනවා. මෙම Cable bundle එක ආවරණය කිරීමට ඇති පිටත ආවරණය එනම් outer covering එක, jacket නමින් හදුන්වනු ලබනවා.
Optical fibers කොටස් දෙකකට වර්ග කල හැකියි.
1 Single-mode fibers
මෙම වර්ගයට අයත් තනි මාදිලියේ fibers වල Core එකේ කවයේ විෂ්කම්භය(diameter) 3.5 x 10-4 inches හෝ microns 9 ක් වන අතර (මයික්රෝනයක් යනු මීටරයෙන් දශලක්ෂයෙන් පංගුවකි) , තරංග ආයාමය(wavelength) nanometers 1,300 සිට 1,550 දක්වා පරාසයක් දක්වා විහිදේ. එනම් Core එක අනෙක් ෆයිබර් මාදිලින්ට වඩා කුඩා වන අතර දත්ත සම්ප්රේෂණය කරන්නේ අධෝරක්ත ලේසර් කිරණක් (infrared laser light) ලෙසිනි. මෙම Single-mode fiber කේබලයක දත්ත ගෙන යාහැකි සම්මත හා උපරිම දුර වශයෙන් 2KM දැක්විය හැක.
2 Multi-mode fibers
බහු මාදිලියට අයත් fibers වල Core එකේ කවයේ විෂ්කම්භය(diameter) 2.5 x 10-3 inches හෝ microns 62.5 ක් වන අතර (මයික්රෝනයක් යනු මීටරයෙන් දශලක්ෂයෙන් පංගුවකි) , තරංග ආයාමය(wavelength) nanometers 850 සිට 1,300 දක්වා පරාසයක් දක්වා විහිදේ. එනම් Core එක විශාල වන අතර දත්ත සම්ප්රේෂණය කරන්නේ අධෝරක්ත ලේසර් කිරණක් (infrared laser light) ලෙසිනි. මෙම Multi-mode fibers කේබලයක දත්ත ගෙන යාහැකි සම්මත හා උපරිම දුර වශයෙන් 20KM දැක්විය හැක. නමුත් ඊටත් වඩා දුරක් ගෙනයෑමට බලාපොරොත්තු වෙනවා නම් තවත් එකක් එයටම කනෙක්ට් කල හැක.
තවද සමහර optical fibers වර්ග plastic වලින් නිපදවා ඇත. මේවාට ඉහත වර්ග දෙකටම වඩා විශාල Core එකක් ඇති අතර
කවයේ විෂ්කම්භය 0.04 inches හෝ 1 mm diameter microns 9 ක් වන අතර තරංග ආයාමය 650 nanometers වේ.
අදට ඇති වගේ. මීලග ලිපියෙන් Fiber Optic කේබලයක් ක්රියාත්මක වන ආකාරය පිලිබදව විමසා බලමු.
