தகவல் பரிமாற்ற ஊடகம்

தகவலைப் பரிமாறிக் கொள்ள ஊடகம் தேவை. கற்காலத்தில் தீ, ஒலி, சைகை மூலமாகத் தகவலைத் தெரிவித்துக் கொண்டனர். புறாவை அஞ்சல்காரராய்ப் பயன்படுத்தியுள்ளோம். அன்னத்தைத் தூதுவிட்ட கதையும் அறிவோம். அறிவியல் வளர்ந்தபின் தந்திக் கம்பிகளில் மின்சார மொழியில் தகவல் அனுப்பும் நுட்பம் கண்டோம். தொலைதூரங்களுக்கு இடையேயும் தொல்லையின்றித் தொலைபேசி வழியே உரையாடிக் கொள்கிறோம். இத்தகைய தகவல் தொடர்பு ஒவ்வொன்றிலும் தகவலை ஏந்திச் செல்லக் காற்று, ஒளி, கம்பி என ஒருவகை ஊடகத்தைப் பயன்படுத்தி வந்துள்ளோம்.

அதுபோலவே கணிப்பொறிப் பிணையங்களில் கணிப்பொறிகளுக்கு இடையே தகவல் பரிமாற்றம் நடைபெறவும் ஊடகம் தேவை என்பது சொல்லாமலே விளங்கும். பிணையத் தகவல் பரிமாற்றத்துக்கு மூன்று வகையான ஊடகங்கள் பயன்படுகின்றன. (1) மின்சார வடிவிலான தகவலை ஏந்திச் செல்லும் செப்புக் கம்பிகள் (Copper Wires). (2) ஒளிவடிவில் மாற்றப்பட்ட மின்தகவலை ஏந்திச் செல்லும் ஒளியிழை வடங்கள் (Optical Fibre Cables). (3) வானலை (Radio Wave), நுண்ணலை (Microwave), அகச்சிவப்புக் கதிர்கள் (Infrared Rays), லேசர் கதிர்கள் (Laser Rays) வடிவிலான தகவலை ஏந்திச் செல்லும் கம்பியில்லா ஊடகமான (Wireless Media) - காற்று. இம்மூவகை ஊடகங்கள் பற்றியும் இப்பாடப் பிரிவில் அறிந்து கொள்வோம்.

தொடக்க காலந்தொட்டு தொலைபேசித் தொடர்புக்குச் செப்புக் கம்பிகள் பயன்படுத்தப் பட்டு வருகின்றன. பத்தொன்பதாம் நூற்றாண்டில் தொலைபேசி கண்டுபிடிக்கப்பட்டது. அதன்பின் தொலைபேசித் தொழில்நுட்பத்தில் புரட்சிகர மாற்றங்கள் பல ஏற்பட்டுள்ள போதிலும் அன்றுமுதல் இன்றுவரை மாறாமல் இருப்பது தொலைபேசி இணைப்பகத்துக்கும் வீடுகளுக்கும் இடையே நிறுவப்பட்டுள்ள செப்புக் கம்பியாகும். தடையின்றி மின்சாரத்தைக் கடத்தும் அதன் ஆற்றலே இதற்குக் காரணம். அதே காரணத்துக்காகவே கணிப்பொறிப் பிணையங்களிலும் கணிப்பொறிகளைப் பிணைக்கச் செப்புக் கம்பிகளைப் பயன்படுத்துகிறோம்.

பிணையத்தில் பயன்படுத்தும் செப்புக் கம்பி வடங்கள் (Copper Wire Cables) இருவகைப்படும்: (1) இணையச்சு வடம் (Co-axial Cable). (2) முறுக்கிய இணை வடம் (Twisted Pair Cable). முறுக்கிய இணை வடங்களைவிட இணையச்சு வடங்கள் அதிவேகமாகத் தகவல் பரிமாறக் கூடியவை. அதிக தொலைவுக்கும் பயன்படக் கூடியவை. தடிமனான பாதுகாப்பு உறை தேவை. முறுக்கிய இணை வடங்களைப் பாதுகாப்பு உறை இல்லாமலும் பயன்படுத்தலாம்.

இணையச்சு வடங்கள் இரு வகைப்படும்: (1) அடிக்கற்றை (Base Band). (2) அகல் கற்றை (Broad Band). இவற்றுள் அடிக்கற்றை இணையச்சு வடங்கள் கணிப்பொறிப் பிணையங்களிலும் மற்றது தொலைதூரத் தொலைபேசித் தகவல் தொடர்புக்கும் பயன்படுத்தப்பட்டன. இணையச்சு வடங்கள் முறுக்கிய இணை வடங்களைவிட விலை அதிகம். ஒளியிழை வடங்களைவிட விலை குறைவு. முறுக்கிய இணை வடங்களை 100 மீட்டர் தொலைவுக்குப் பயன்படுத்தலாம். இணையச்சு வடங்களை 500 மீட்டர்வரை பயன்படுத்தலாம்.

தற்காலத்தில் கணிப்பொறிப் பிணையங்களில் இணையச்சு வடங்கள் மிக அரிதாகவே பயன்படுத்தப்படுகின்றன. முறுக்கிய இணை வடங்களே பெருமளவு பயன்படுத்தப் படுகின்றன. முறுக்கிய இணை வடங்களில் இருவகை உள்ளன: (1) உறையிடா முறுக்கிய இணை (Unshielded Twisted Pair - UTP). (2) உரையிட்ட முறுக்கிய இணை (Shielded Twisted Pair - STP). இரண்டிரண்டு செப்புக் கம்பிகள் முறுக்கப்பட்ட நான்கு இணைகளைக் கொண்டது. உறையிடா வடங்களில் வகைப்பாடு-1, 2, 3, 4, 5, 5இ, 6 (Category-1, 2, 3, 4, 5, 5e, 6) என ஏழுவகை வடங்கள் உள்ளன. ‘கேட்-5’ (Cat-5) எனப்படும் வகைப்பாடு-5 வடங்களே இன்றைக்குக் கணிப்பொறிப் பிணையங்களில் பெருமளவு பயன்படுத்தப்படுகின்றன.

1.2.2 ஒளியிழை வடங்கள் (Optical Fiber Cables)

படம் 1.2.2 (அ) ஒளியிழை வடம்

அனுப்பு முனையில் மின்காந்தக் குறிகை (Electro-magnetic Signal) ஒளிக்கதிராக மாற்றப்பட்டுக் கண்ணாடி இழையில் செலுத்தப்படுகிறது. அவ்வாறு நுழையும் ஒளிக்கதிர் ‘முழு அகநிலைப் பிரதிபலிப்பு’ (Total Internal Reflection) மூலமாக மறுமுனையைச் சென்றடைகிறது. அங்கு ஒளிக்கதிர் மீண்டும் மின்காந்தக் குறிகையாய் மாற்றப்பட்டு மூலத் தகவல் பெறப்படுகிறது

படம் 1.2.2 (ஆ) கண்ணாடி இழையில் முழு அகநிலைப் பிரதிபலிப்பு

செப்புக் கம்பி வடங்களோடு ஒப்பிடுகையில் ஒளியிழை வடங்கள் பலவகையிலும் மேம்பட்டவை:

குறைபாடுகள் என சிலவற்றைக் குறிப்பிடலாம். தகவல் தொடர்பு வடங்களிலேயே விலை அதிகமானது. ஒளியிழை இணைப்புச் சாதனங்களின் விலை அதிகம். ஒற்றைத் திசையில் மட்டுமே தகவல் அனுப்ப முடியும் என்பதால், தகவல் தொடர்புக்கு இரண்டு இழைகள் தேவை. இவற்றைக் கையாளும் பொறியாளர்கள் அறிவுநுட்பம் மிக்கவர்களாய் இருக்க வேண்டும்.

1.2.3 கம்பியில்லா ஊடகம் (Wireless Medium)

கம்பியில்லாத் தகவல் தொடர்பு நமக்குப் புதியதல்ல. நீண்ட காலமாக நாம் வானொலியில் பாட்டுக் கேட்டு வருகிறோம். தொலைக்காட்சி பார்த்து வருகிறோம். காவல் துறையிலும், இராணுவத்திலும் வெகு காலத்துக்கு முன்பிருந்தே கம்பியில்லாச் சாதனங்களைப் பயன்படுத்தி வருகின்றனர். செயற்கைக்கோள் மூலமாகத் தொலைபேசித் தொடர்பு நடைபெற்று வருகிறது. இன்றைக்குச் செல்வாக்குப் பெற்று விளங்கும் செல்பேசி (Cell Phone) கம்பியில்லா முறையிலேயே இயங்குகிறது என்பதை நாம் நன்கறிவோம். இவ்வளவு ஏன், வீடுகளில் தொலைக்காட்சி மற்றும் பிற மின்னணு சாதனங்களுக்குப் பயன்படுத்தும் ‘தொலை இயக்கி’ (Remote Control) கம்பியில்லா ஊடகத்தில்தான் செயல்படுகிறது. காற்றே ஊடகமாகச் செயல்படுகிறது எனவும் கொள்ளலாம்.

காற்றில் பயணிக்கும் மின்காந்த அலைக்கற்றையில் (Electromagnetic Spectrum) வானலை (Radio Wave), நுண்ணலை (Microwave) மற்றும் அகச்சிவப்பு (Infra-Red), லேசர் (Laser), புறஊதா (Ultra-Violet), எக்ஸ்-ரே (X-Ray), காமா (Gamma) கதிர்கள் அடங்கியுள்ளன. இவையனைத்துமே தகவல் பரிமாற்றத்துக்கு உகந்தவையே. அலைவீச்சு (Amplitude), அலைவரிசை (Frequency), திசைமை (Phase) ஆகியவற்றில் பண்பேற்றம் (Modulation) செய்து, தகவல் பரிமாறிக் கொள்ள முடியும். இவற்றுள், புற ஊதா, எக்ஸ்-ரே மற்றும் காமா கதிர்கள் ஆகியவற்றின் பண்பேற்றம் மிகவும் கடினமாகும். மேலும் உடல்நலத்துக்கும் தீங்கு விளைவிக்கக் கூடியவை. எனவே அவற்றைத் தகவல் பரிமாற்றத்துக்குப் பயன்படுத்துவதில்லை. வானலை, நுண்ணலை, அகச்சிவப்புக் கதிர், லேசர் கதிர் ஆகியவை தகவல் பரிமாற்றத்துக்குப் பயன்படுத்தப்படுகின்றன.

(அகச்சிவப்புக் கதிர் (Infra-Red Ray):

ஓரளவு நேர்கோட்டில் பயணிக்கும். மிகக் குறைந்த தொலைவு (சில மீட்டர்கள்) தகவல் பரிமாற்றத்துக்கு ஏற்றது. ஆனால், சுவர், கண்ணாடி போன்ற தடுப்புகளை ஊடுருவிச் செல்ல இயலாது. செலவு மிகவும் குறைவு. பாதுகாப்பு மிக்கவை. எவரும் ஒட்டுக்கேட்க முடியாது. அரசு உரிமம் தேவையில்லை. ஒரே அறையில் வைத்துப் பயன்படுத்தும் கணிப்பொறிகளை கம்பியில்லா முறையில் இணைத்து மிக எளிதாகப் பிணையத்தை உருவாக்க முடியும். நாம் வீடுகளில் பயன்படுத்தும் பல்வேறு சாதனங்களின் தொலை இயக்கிகள் அகச் சிவப்புக் கதிரில் செயல்படுபவையே. அகச்சிவப்புக் கதிர் மூலமான தகவல் தொடர்புத் தரப்பாடு (Communication Standard) ‘இர்டா’ (IrDA - Infra Red ) என்று அழைக்கப்படுகிறது.

நுண்ணலை (Microwave):

நேர்கோட்டில் பயணிக்கும். அதிகத் தொலைவுத் (80 கி.மீ. வரை) தகவல் பரிமாற்றத்துக்கு ஏற்றது. ஆனால், மலைமுகடு, கட்டடங்களை ஊடுருவிச் செல்ல இயலாது. மேலும் வான்வெளியில் பயணிக்கும்போது தம் திறனை இழக்கின்றன. உயரமான கோபுரங்களில் அலைவாங்கிகளை (Antennas) நிறுவி, திறனை மேம்படுத்தி மீண்டும் பயணிக்கச் செய்ய முடியும். காற்று மண்டலத்தின் அடுக்குகளில் பயணிக்கும்போது, ‘பல்வழித் தேய்வு’ (Multi Path Fading) என்னும் குறைபாடு காரணமாக திறனிழப்பு ஏற்படும். நுண்ணலைக் கற்றையில் குறிப்பிட்ட அலைவரிசையை மழை ஈர்க்கும். மழை காலங்களில் தகவல் தொடர்பில் இடையூறு ஏற்படும். செலவு அதிகம்.

லேசர் (Laser) கதிர்:

குறைந்த தொலைவு (சில நூறு மீட்டர்கள்) தகவல் பரிமாற்றத்துக்குப் பயன்படுத்தலாம். செலவு ஓரளவு அதிகம். இரண்டு கட்டடங்களில் செயல்படும் இருவேறு பிணையங்களுக்கு இடையேயான தகவல் பரிமாற்றத்துக்குப் பயன்படுத்தலாம். நேர்கோட்டில் பயணிக்கும். ஒருதிசையிலேயே பயணிக்கும். இருதிசைத் தகவல் பரிமாற்றத்துக்குத் இருவேறு தனித்தனிக் கருவித் தொகுதிகள் தேவை. அரசின் உரிமம் தேவையில்லை. அடர்த்தியான பனிப்பொழிவு மற்றும் மழையால் பாதிக்கப்படும்.

வானலை (Radio Wave):

குறைந்த தொலைவு, நெடுந்தொலைவு (1000 கி.மீ.வரை) ஆகிய இருவகைத் தகவல் பரிமாற்றத்துக்கும் ஏற்றது. செலவு குறைவு. அலைவரிசையைப் பொறுத்துப் பண்பியல்பு மாறுபடும். குறைந்த அலைவரிசை தடைகளை ஊடுருவிப் பயணிக்கும். தொலைவைப் பொறுத்துத் திறன் குறையும். உயர்ந்த அலைவரிசை நேர்கோட்டில் பயணிக்கும். தடைகளின் மீது பட்டுப் பிரதிபலிக்கும். மழையால் ஈர்க்கப்படுவதுமுண்டு. மோட்டார் போன்ற பிற மின்சார சாதனங்களினால் இடையூறு ஏற்படும். அரசின் உரிமம் பெறவேண்டும். சில அலைவரிசைகளுக்கு விதிவிலக்குண்டு.

‘புளூடூத்’ (Bluetooth) தொழில்நுட்பம்:

வானலையின் குறிப்பிட்ட அலைவரிசையை (2.45 GHz) கணிப்பொறிப் பிணையம் மற்றும் பிற மின்னணு சாதனங்களில் பயன்படுத்துவதற்கான தரப்பாட்டினை சீமென்ஸ், இன்டெல், டொஷீபா, மோட்டோரோலோ போன்ற நிறுவனங்கள் சேர்ந்து உருவாக்கின. அதனைப் ‘புளூடூத் தொழில்நுட்பம்’ என அழைக்கின்றனர். அகச்சிவப்புக் கதிர்வழியான தகவல் பரிமாற்றத்தில் இருந்த குறைபாடுகளை நீக்குவதற்கே ‘புளூடூத்’ உருவாக்கப்பட்டது. இத்தொழில்நுட்பம் கணிப்பொறிப் பிணையம் மற்றும் செல்பேசிச் சாதனங்களில் இன்றைக்குப் பெருமளவு பயன்படுத்தப்படுகிறது.