अंतर-शहर संचरण के लिए आयताकार वेवगाइड का उपयोग क्यों नहीं किया जाता है?


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वेवगाइड्स बहुत उच्च शक्तियों को संचारित कर सकते हैं, बाहरी शोर और हस्तक्षेपों से संकेत को अलग कर सकते हैं। इसके अलावा, वेवगाइड्स को बहुत कम नुकसान होता है। ये क्षमताएं उन्हें दो शहरों के बीच सिग्नल ट्रांसमिशन के लिए एक दिलचस्प उम्मीदवार बनाती हैं। अंतर-शहर संचरण के लिए आयताकार वेवगाइड का उपयोग क्यों नहीं किया जाता है?

मुझे लगता है कि यह हो सकता है क्योंकि आयताकार waveguides में एक संकीर्ण बैंडविड्थ है, और इसलिए सिग्नल ट्रांसमिशन के लिए उनमें से कई का उपयोग करना आवश्यक है जो अव्यावहारिक है। क्या मैं सही हू?


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खैर, ऑप्टिक फाइबर आयताकार नहीं हैं, लेकिन मुझे लगता है कि वे वेवगाइड हैं
व्लादिमीर क्रैवोरो

जवाबों:


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एक वेवगाइड के अंदर का माध्यम गैस द्वारा कब्जा कर लिया जाता है। यह वैक्यूम हो सकता है, शायद कम नुकसान के साथ भी। हालाँकि, पानी में क्या नहीं होना चाहिए। मील में पानी को रोकना लगभग असंभव है और वेवगाइड के लिए आवश्यक हजारों जोड़ों में से 10 है।

ऑप्टिकल वेवगाइड्स, यानी फाइबर, ठोस होते हैं, और इसलिए पानी की घुसपैठ को तुरंत रोकते हैं, और कुछ हद तक दीर्घकालिक आधार पर भी। दी गई, ग्लास फाइबर और इसकी जैकेट पानी की 'सूक्ष्म' मात्रा को अवशोषित करेंगे, जिससे उच्च नुकसान होगा। लेकिन इसमें थोड़ी देर लगती है और प्रत्येक जोड़ पर बहुत कम मात्रा में सामग्री को रोकना आसान होता है। यह अत्यधिक प्रभावी सीलिंग भी है।

अंडरसीयर फाइबर ऑप्टिक लिंक अद्भुत हैं। हर बार अक्सर फाइबर ऑप्टिक एम्पलीफायर, फाइबर से बना होता है, जिसे श्रृंखला में लगाया जाता है। फाइबर ऑप्टिक लेज़र के लिए ऊर्जा ANOTHER लेज़र है जो अन्य महाद्वीप की सभी तरह से शूटिंग करता है। स्प्लिटर्स और कॉम्बिनर्स का उपयोग करते हुए, लेज़र फ़्रीक्वेंसी (लंबे समय तक तरंग दैर्ध्य) पावर लेजर की एक छोटी मात्रा फाइबर के एक विशेष डोप किए गए टुकड़े के माध्यम से भेजी जाती है, जिससे डोपेंट परमाणुओं को एक उत्तेजित अवस्था में रखा जाता है। स्पंदित सिग्नल लेजर के रूप में लेजर एम्पलीफायर फाइबर में जोड़ती है, यह एम्पलीफायर में अच्छी तरह से अतिरिक्त परमाणुओं से अतिरिक्त अंतिम शक्ति को चलाता है, और प्रवर्धन होता है :-)

पहेली का एक और हिस्सा समय फैलाव कहा जाता है। सभी फोटॉन फाइबर में सटीक समान पथ नहीं लेते हैं। कुछ गले लगाते हैं और दीवारों से टकराते हैं, कुछ केंद्र के नीचे जाते हैं। इसलिए सभी एक ही समय पर नहीं आते हैं, क्योंकि सूक्ष्म रूप से अलग-अलग पथ लंबाई होती है। यह फोटॉन द्वारा वितरित ऊर्जा के आयाम को फैलाने का कारण बनता है, तरंग रूप तुरंत पूर्ण आयाम पर नहीं कूदता है। यह बैंडविड्थ को लंबे फाइबर तक सीमित करता है।

सरल भौतिकविदों और ऑप्टिकल इंजीनियरों ने पता लगाया कि अगर एक ग्लास फाइबर में बाहरी दीवार की तुलना में केंद्र में लाइटस्पेड धीमा है, तो यह कि इस 'सुधार फाइबर' से बाहर निकलने के दौरान फोटॉन सभी को पुन: प्राप्त किया जा सकता है। चूँकि उन्होंने गति में बदलाव को महत्वपूर्ण बना दिया था, इसलिए इसमें सुधार करने के लिए हर किलोमीटर या तो फाइबर की थोड़ी मात्रा ही होती है।

अब, यह सब एक केबल असेंबली में बनाया गया, सील किया गया, और समुद्र में गिरा दिया गया। समुद्र में एक जहाज पर राख को गिराया जाता है क्योंकि वे इसे गिराते हैं, या जमीन पर खाई के किनारे एक ट्रक में। मैंने देखा है कि यह कुछ भूमि पर किया जा रहा है। गजब का। सबसे आश्चर्यजनक हिस्सा है, मिलों के हजारों के लिए पूरे केबल में कोई बिजली या इलेक्ट्रॉनिक्स नहीं है। जैसा कि ऊपर बताया गया है सभी reamplification और तरंग सुधार खुशी से चुनता है। मैं यह उल्लेख करना भूल गया कि चूंकि पावर लेजर कम तरंग दैर्ध्य और निरंतर तरंग है, इसलिए इसे फाइबर में बहुत कम नुकसान होता है, और कम से कम आधे रास्ते तक जा सकता है। वे फिर OBS महाद्वीप से मिडवे पॉइंट तक पावर लेजर इंजेक्ट कर सकते हैं ताकि सिग्नल को लक्ष्य महाद्वीप के बाकी हिस्सों को बढ़ाया जा सके।

आरएफ डोमेन में कोई भी संभव नहीं है। और जैसा कि अन्य लोगों ने कहा, बैंडवाइट पागल है। आजकल, वे माध्यम से चैनल जोड़ सकते हैं: तरंगदैर्ध्य भेदभाव, ध्रुवीकरण भेदभाव, केंद्र अक्ष के साथ ऑप्टिकल घुमाव, और फाइबर के नीचे आ सर्पिलड डो-नट आकार में सर्पिल रूप से इंजेक्शन प्रकाश। काफी कुछ अन्य लोगों का प्रयास किया जा रहा है। तो फाइबर बैंडविड्थ थोड़ी देर के लिए चढ़ाई करना जारी रखेगा, पहले से ही स्थापित फाइबर का उपयोग कर!


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अंडरसीटर फाइबर में प्रवर्धन स्थानीय विद्युत संचालित पंप लेसरों के साथ किया जाता है - किनारे आधारित लेजर से पर्याप्त शक्ति प्राप्त करने के लिए नुकसान बहुत अधिक है। एम्पलीफायर को ईडीएफए कहा जाता है - एर्बियम डॉप्ड फाइबर एम्पलीफायर। एम्पलीफायर मॉड्यूल विद्युत श्रृंखला में जुड़े हुए हैं। सभी एम्पलीफायरों को बिजली देने के लिए केबल की पूरी लंबाई में कई हजार वोल्ट लगाए जाते हैं। एम्पलीफायर मॉड्यूल में पंप लेज़र ट्रांसमिशन बैंड के बाहर बैठते हैं और उन्हें ऑप्टिकल डिप्लेक्सर्स के साथ डोपेड फाइबर में जोड़ा जाता है। हालाँकि, बिंदु यह है कि DATA ऑप्टिकल डोमेन में रहता है।
एलेक्स.फोर्निच

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इसके अलावा, फैलाव क्षतिपूर्ति फाइबर का उपयोग इतना अधिक नहीं किया जाता है। फैलाव फाइबर के नीचे विभिन्न वेगों पर प्रकाश की विभिन्न तरंग दैर्ध्य के कारण होता है, यहां तक ​​कि एकल प्रसार मोड के भीतर भी। फैलाव मुआवजा फाइबर इसके लिए सही करने का एक तरीका है। हालांकि, आधुनिक प्रणालियां डिजिटल सिग्नल प्रोसेसिंग का उपयोग फैलाव को सही करने के लिए करती हैं, जो कि अधिक प्रभावी है, खासकर जब QPSK या QAM जैसे उच्च-क्रम के मॉड्यूलेशन का उपयोग किया जाता है। OFDM जैसे अन्य मॉडुलन प्रारूप फैलाव के प्रति कम संवेदनशील हैं।
एलेक्स.फोर्निच

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कई मील के ऊपर वेवगाइड्स बेतहाशा महंगी और अस्थिर होंगी। आप महंगे सटीक-मशीनी पाइप के मील को कैसे पकड़ेंगे? यह अपने स्वयं के वजन के नीचे बोना होगा। तापमान परिवर्तन इसे डिजाइन करने के लिए चुनौतीपूर्ण बना देगा। इस तरह के वेवगाइड्स बनाने के लिए प्रति मील कच्चे माल की आवश्यकता होती है, और प्रति वर्ष प्रति मील रखरखाव होता है।

खुली हवा में प्रति मील शून्य खर्च होता है, और कभी-कभी ट्री ट्रिमिंग को छोड़कर एंडपॉइंट के बीच कोई रखरखाव नहीं होता है, इसलिए ईएम विकिरण अर्थशास्त्र प्रतियोगिता जीतता है। सभी खर्च ऐन्टेना डिजाइन और फैब्रिकेशन में चले जाते हैं, जिनमें प्रत्येक रन पॉइंट पर शॉर्ट-रन वेवगाइड्स शामिल हैं, न कि अंकों के बीच भारी मात्रा में सामग्री। राष्ट्र-स्तरीय नेटवर्क बनाते समय यह बेहतर होता है।


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वेवगाइड्स वास्तव में थोड़े समय के लिए उपयोग किए गए थे, बेल सिस्टम ने गोल भूमिगत वेवगाइड के आधार पर एक नेटवर्क विकसित किया और यहां तक ​​कि एक पायलट कारखाना भी बनाया।

यहाँ एक संक्षिप्त विवरणिका है http://long-lines.net/tech-equip/radio/WE-waveguide/WEWP-1.html और एक लेख https://archive.org/details/bstj43-4-1783

आंशिक रूप से इस निवेश के कारण, उन्हें ऑप्टिकल वेवगाइड्स में संक्रमण से कुछ साल देर हो गई, जो बहुत सस्ती हैं और बहुत अधिक बैंडविड्थ हैं।

"अ आइडिया ऑफ इंजीनियरिंग एंड साइंस इन बेल सिस्टम: ट्रांसमिशन टेक्नोलॉजी (1925-1975)" पुस्तक में बहुत सारे तकनीकी विवरण मिल सकते हैं, जो गर्टनर द्वारा "द आइडिया फैक्ट्री" में एक लोकप्रिय खाता है। दोनों महान पुस्तकें हैं।


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ऐसा नहीं होने के कई कारण हैं:

मजबूती

आरएफ का उपयोग करने का मुख्य लाभ यह है कि आप इसे अपेक्षाकृत मजबूत रूप से अंतरिक्ष के माध्यम से प्रसारित कर सकते हैं। इसे वेवगाइड में डालने से यह फायदा होता है।

वेवगाइड्स धातु से बने होते हैं और बहुत लंबे, सटीक वेवगाइड्स का निर्माण करते हैं और फिर उन्हें जमीन में स्थापित करते हैं या उन्हें डंडे पर लटकाते हैं। उसके शीर्ष पर, आरएफ सामान्य रूप से (एक वेवगाइड या मुक्त स्थान में) कम से कम 100 गीगाहर्ट्ज़ बैंडविड्थ के नीचे तक सीमित होता है।

लागत

दूसरी ओर, ऑप्टिकल फाइबर सिर्फ ग्लास है और इसलिए काफी सस्ता है। ऑप्टिकल फाइबर भी सबसे कम नुकसान सामग्री में से एक है - अच्छे ट्रांसमिशन ग्रेड फाइबर से लगभग 0.2 डीबी प्रति किमी का नुकसान हो सकता है। हां, जब आप 100 किमी फाइबर से गुजरते हैं, तो आप केवल 20 डीबी खो देते हैं, और नियमित अंतराल पर फाइबर एम्पलीफायरों के साथ इसे बढ़ावा देना बहुत आसान है।

बैंडविड्थ

फाइबर भी एक बहुत बड़ा बैंडविड्थ प्रदान करता है और यह बाहरी ईएम हस्तक्षेप के लिए प्रतिरक्षा है। यह तुच्छ है (हालांकि इतना सस्ता नहीं) 100 गीगाहर्ट्ज़ या 50 गीगाहर्ट्ज़ केंद्रों पर एक ही फाइबर के माध्यम से 100 या अधिक सिग्नल डालना और कई टीबीपीएस को स्थानांतरित करना।

लेजर लाइट पर एनालॉग आरएफ को नियंत्रित करना (बैंडविड्थ के कई गीगाहर्ट्ज के साथ) संभव है और एक फाइबर नीचे संचारित होता है, संभवतः समानांतर में इन चैनलों में से कई के साथ भी। इसे RF ओवर फाइबर कहा जाता है, और इसका उपयोग कभी-कभी प्रसारण स्टेशनों को ट्रांसमीटरों से जोड़ने जैसी चीजों के लिए किया जाता है।

एक फाइबर के माध्यम से बैंडविड्थ बिल्कुल विशाल है क्योंकि केंद्र आवृत्ति 100 वें THz में है। आरएफ के पास कहीं भी नहीं मिलता है।


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बीटी ट्रंकड वेवगाइड परीक्षण टेलीफोन ट्रंक मार्गों पर उच्च क्षमता वाले वेवगाइड (300,000 वॉयस कॉल) का उपयोग करने का प्रयास था - यह अपने दिन में अत्याधुनिक तकनीक था। वेवगाइड वास्तव में गोलाकार था, ट्यूब बनाने के लिए तांबे के तार को एक खराद पर रखा गया था। आयताकार वेवगाइड की तुलना में बनाना शायद आसान था, लेकिन अभी भी महंगा था - तांबा, स्थापित करने के लिए महंगा - सीधी रेखाओं के पास ट्रेंचिंग, और बनाए रखने के लिए महंगा - इसे बाहर रखने के लिए नमी रखने के लिए दबाव डालना, (एक अन्य कारण आयताकार क्रॉस सेक्शन को प्राथमिकता नहीं दी जाती है)।

फिर फाइबर ऑप्टिक्स साथ आए और ट्रेंक वेवगाइड को बेमानी बना दिया। स्थापित तांबा इतना मूल्यवान था कि यह स्क्रैप के लिए ट्रायल वेवगाइड को चीरने के लिए आर्थिक रूप से व्यवहार्य था।

यूके में टेलीकम्यूनिकेशन ट्रांसमिशन के लघु इतिहास में यहां अधिक : pp37

इस परियोजना के रद्द होने के कुछ साल बाद मैं बीटी रिसर्च लैब्स में पहुंचा। यह अभी भी सबूत के रूप में बात की गई थी कि आपको विभिन्न तकनीकों पर शोध करने में निवेश क्यों करना है ... उनमें से एक सब कुछ अप्रचलित कर सकता है।

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