આ બ્લોગ પોસ્ટમાં, આપણે ADSL થી ફાઇબર-ઓપ્ટિક ઇન્ટરનેટ સુધી ઇન્ટરનેટ ટેકનોલોજીના ઉત્ક્રાંતિ અને ફાઇબર-ઓપ્ટિક ઇન્ટરનેટની ઉચ્ચ ટ્રાન્સમિશન ગતિ પાછળના સિદ્ધાંતોનું અન્વેષણ કરીશું.
૧૯૯૫ ની આસપાસ, લોકો આજના ધોરણો અનુસાર અત્યંત ધીમી ગતિએ ઇન્ટરનેટ ઍક્સેસ કરવા માટે મોડેમને ટેલિફોન લાઇન સાથે જોડતા હતા. આ સેટઅપનો અર્થ એ થયો કે ઇન્ટરનેટનો ઉપયોગ કરતી વખતે તમે ફોન કોલ્સ કરી શકતા નથી અથવા પ્રાપ્ત કરી શકતા નથી - એક એવી પરિસ્થિતિ જેની હવે કલ્પના કરવી મુશ્કેલ છે. ૧૯૯૯ માં, ગાયક યુ સ્યુંગ-જુને એક ટીવી જાહેરાતમાં "ISDN ચાલે છે, પણ હું ADSL છું" ટેગલાઇન સાથે ADSL રજૂ કર્યું હતું. ISDN અને ADSL બંને ઇલેક્ટ્રિકલ વાયર્ડ સંચાર પદ્ધતિઓ છે જે કોપર વાયરનો ઉપયોગ કરે છે. પાછળથી, જેમ જેમ ઓપ્ટિકલ કેબલનો ઉપયોગ કરીને ફાઇબર-ઓપ્ટિક સંચાર વ્યાપક બન્યો, ડેટા ટ્રાન્સમિશન ગતિમાં નાટ્યાત્મક સુધારો થયો - ભૂતકાળની તુલનામાં અતુલનીય.
એ વાત જાણીતી છે કે પ્રકાશ ખૂબ જ ઝડપથી મુસાફરી કરે છે. ભૂતકાળના કોપર-વાયર-આધારિત સંદેશાવ્યવહારની તુલનામાં, આજના ફાઇબર-ઓપ્ટિક-આધારિત સંદેશાવ્યવહારમાં ટ્રાન્સમિશન ઝડપ ઘણી વધારે છે. ઉદાહરણ તરીકે, 1 Gbps એટલે કે પ્રતિ સેકન્ડ 1 Gbit ડેટા ટ્રાન્સમિટ કરી શકાય છે - જે ગતિ લગભગ 16 સેકન્ડમાં લગભગ 2 GB ની મૂવી ડાઉનલોડ કરવા માટે પૂરતી છે. આજે, રહેણાંક ઇન્ટરનેટ સેવાઓ પણ ગીગાબીટ રેન્જમાં ગતિ પ્રદાન કરે છે, જ્યારે ડેટા સેન્ટર્સ અને બેકબોન નેટવર્ક્સ સેંકડો Gbps થી ટેરાબીટ પ્રતિ સેકન્ડ સુધીની ટ્રાન્સમિશન તકનીકોનો ઉપયોગ કરે છે. ફાઇબર-ઓપ્ટિક સંદેશાવ્યવહારની ઉચ્ચ ટ્રાન્સમિશન ગતિને કારણે, આપણે ખૂબ જ સરળ ઇન્ટરનેટ અનુભવનો આનંદ માણી શકીએ છીએ. જેને સામાન્ય રીતે "ફાઇબર-ઓપ્ટિક બ્રોડબેન્ડ" તરીકે ઓળખવામાં આવે છે તે આ ઓપ્ટિકલ સંચાર પદ્ધતિનો ચોક્કસ ઉલ્લેખ કરે છે.
જોકે, ફક્ત તેને ઓપ્ટિકલ કોમ્યુનિકેશન કહેવામાં આવે છે તેનો અર્થ એ નથી કે સમગ્ર પ્રક્રિયા દરમ્યાન ફક્ત પ્રકાશનો ઉપયોગ થાય છે. વીજળી પણ મહત્વપૂર્ણ ભૂમિકા ભજવે છે. ચાલો કલ્પના કરીએ કે બે લોકો ઓનલાઈન ચેટ કરી રહ્યા છે. જ્યારે કમ્પ્યુટર A પર સંદેશ લખવામાં આવે છે, ત્યારે તે સંદેશ પહેલા ઇલેક્ટ્રિકલ સિગ્નલમાં રૂપાંતરિત થાય છે. આ ઇલેક્ટ્રિકલ સિગ્નલ પછી મોકલવાના છેડે ઇલેક્ટ્રિકલ-ટુ-ઓપ્ટિકલ કન્વર્ટર દ્વારા પ્રકાશ સિગ્નલમાં રૂપાંતરિત થાય છે અને ઓપ્ટિકલ કેબલ સાથે પ્રકાશ તરીકે પ્રસારિત થાય છે. પછી તેને પ્રાપ્ત કરવાના છેડે ઓપ્ટિકલ-ટુ-ઇલેક્ટ્રિકલ કન્વર્ટર દ્વારા ઇલેક્ટ્રિકલ સિગ્નલમાં પાછું રૂપાંતરિત કરવામાં આવે છે અને કમ્પ્યુટર B પર ટેક્સ્ટ સંદેશ તરીકે પ્રદર્શિત થાય છે. જો A અને B જુદા જુદા દેશોમાં હોય, તો પણ સંદેશ લગભગ તરત જ પહોંચાડવામાં આવે છે કારણ કે સિગ્નલ ખૂબ જ ઊંચી ઝડપે - પ્રકાશની ગતિની નજીક - ઓપ્ટિકલ કેબલ સાથે મુસાફરી કરે છે.
ઓપ્ટિકલ કેબલની અંદર પ્રકાશ સંકેતો કેવી રીતે પ્રસારિત થાય છે? આ પાછળનો સિદ્ધાંત કુલ આંતરિક પ્રતિબિંબમાં રહેલો છે, જે રીફ્રેક્ટિવ ઇન્ડેક્સમાં તફાવતને કારણે થાય છે. રીફ્રેક્ટિવ ઇન્ડેક્સ એ એક મૂલ્ય છે જે દર્શાવે છે કે શૂન્યાવકાશમાં તેની ગતિની તુલનામાં ચોક્કસ માધ્યમમાં પ્રકાશ કેટલો ધીમો પ્રવાસ કરે છે. ઓપ્ટિકલ કેબલની અંદર, ઉચ્ચ રીફ્રેક્ટિવ ઇન્ડેક્સ ધરાવતો કોર હોય છે, જે નીચા રીફ્રેક્ટિવ ઇન્ડેક્સવાળા ક્લેડીંગથી ઘેરાયેલો હોય છે. કુલ આંતરિક પ્રતિબિંબ એ એક ઘટના છે જેમાં પ્રકાશ જ્યારે ઉચ્ચ રીફ્રેક્ટિવ ઇન્ડેક્સવાળા માધ્યમથી ઓછા રીફ્રેક્ટિવ ઇન્ડેક્સવાળા માધ્યમમાં પ્રવાસ કરે છે ત્યારે ઇન્ટરફેસ પર સંપૂર્ણપણે પ્રતિબિંબિત થાય છે, અને ઘટનાનો કોણ નિર્ણાયક કોણ કરતાં વધી જાય છે. પ્રકાશ કોરમાં પ્રમાણમાં ધીમો અને ક્લેડીંગમાં ઝડપી પ્રવાસ કરતો હોવાથી, કુલ આંતરિક પ્રતિબિંબ થાય છે; ઓપ્ટિકલ કેબલ્સ આ સિદ્ધાંતનો ઉપયોગ પ્રકાશ સંકેતોને બહાર જવા દીધા વિના પ્રસારિત કરવા માટે કરે છે.
આનાથી એક પ્રશ્ન ઊભો થઈ શકે છે: ભલે બધો પ્રકાશ સંપૂર્ણ આંતરિક પ્રતિબિંબ દ્વારા પ્રતિબિંબિત થાય, શું તેમાંથી કેટલાક ખરેખર શોષાઈ જતા નથી, જેના કારણે સિગ્નલ નબળો પડી જાય છે? જેમ સમુદ્રમાં ઊંડાઈ વધે છે તેમ પ્રકાશ નબળો પડે છે, તેમ અંતર વધતાં ઓપ્ટિકલ ફાઇબરમાં પ્રકાશની તીવ્રતા ધીમે ધીમે ઘટતી જાય છે. તેથી, ઓપ્ટિકલ ફાઇબરનું પ્રદર્શન આપેલ અંતર પર સિગ્નલ કેટલું ઓછું થાય છે તેના પરથી મૂલ્યાંકન થાય છે. ફાઇબર-ઓપ્ટિક ટેકનોલોજીના શરૂઆતના દિવસોમાં, સિગ્નલો માત્ર થોડાક સો મીટર પછી નોંધપાત્ર રીતે નબળા પડી જતા હતા; જો કે, આજે, અત્યંત ઓછા નુકસાનવાળા ઓપ્ટિકલ ફાઇબરનું વ્યાપારીકરણ કરવામાં આવ્યું છે, જે દસ કિલોમીટર કે તેથી વધુ અંતર પર કાર્યક્ષમ ટ્રાન્સમિશનને સક્ષમ બનાવે છે. વધુમાં, લાંબા અંતરના સંદેશાવ્યવહારમાં, નબળા સિગ્નલોને વિસ્તૃત કરવા માટે ઓપ્ટિકલ એમ્પ્લીફાયર સ્થાપિત કરવામાં આવે છે, જે ખંડો અને સમુદ્રતળમાં સ્થિર આંતરરાષ્ટ્રીય સંદેશાવ્યવહાર સુનિશ્ચિત કરે છે.
૧૯૯૦ ના દાયકાના અંતમાં, કોપર વાયરનો ઉપયોગ કરીને ઇલેક્ટ્રિકલ વાયર્ડ કોમ્યુનિકેશન પદ્ધતિઓનો ઉપયોગ મુખ્યત્વે થતો હતો - જેમ કે મોડેમ, ISDN અને ADSL -. આજે, ફાઇબર-ઓપ્ટિક કેબલનો ઉપયોગ કરીને ઓપ્ટિકલ કોમ્યુનિકેશન ઇન્ટરનેટની મુખ્ય ટેકનોલોજી બની ગઈ છે, અને ટ્રાન્સમિશન ગતિ અને સ્થિરતા બંને ભૂતકાળની તુલનામાં નોંધપાત્ર રીતે સુધર્યા છે. ઓપ્ટિકલ કોમ્યુનિકેશન આટલું ઉચ્ચ પ્રદર્શન આપે છે તેનું કારણ એ છે કે ઓપ્ટિકલ કેબલ દ્વારા પ્રકાશના સ્વરૂપમાં સિગ્નલો પ્રસારિત થાય છે, અને લાંબા અંતર પર પણ સિગ્નલ નુકશાન ઘટાડવા માટે સંપૂર્ણ આંતરિક પ્રતિબિંબનો સિદ્ધાંતનો ઉપયોગ થાય છે. ઓપ્ટિકલ કોમ્યુનિકેશન ટેકનોલોજી આગળ વધી રહી છે, અને તે ભવિષ્યમાં વધુ ઝડપી અને વધુ સ્થિર ઇન્ટરનેટ વાતાવરણ પ્રદાન કરે તેવી અપેક્ષા છે.
