เรื่อง Fiber Optic (เส้นใยแก้วนำแสง) จัดทำโดย นายสุทธิพร ภักดี นายวรพล คงด้วง

Fiber Optic (เส้นใยแก้วนำแสง) Fiber Optic (เส้นใยแก้วนำแสง) คือ สายสัญญาณของระบบเครือข่ายอีกชนิดหนึ่ง ที่มีความสามารถในการรับ-ส่งสัญญาณได้ไกลๆ เป็นกิโลเมตร และมีการสูญเสียของสัญญาณน้อยมาก เมื่อเทียบกับสายแลนทั่วๆ ไป Fiber Optic เรียกเป็นภาษาไทยว่า "เส้นใยแก้วนำแสง"

ประเภทของสายใยแก้วนำแสง 1. เส้นใยแก้วนำแสงชนิดโหมดเดี่ยว (Singlemode Optical Fibers, SM) มีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางของแกนและ Cladding ประมาณ 5-10 และ 125 ไมครอนตามลำดับ ซึ่งส่วนของแกนมีขนาดเล็กกว่า Fiber Optic ชนิด Multi-mode มาก และให้แสงออกมาเพียง Mode เดียว 2. เส้นใยแก้วนำแสงชนิดหลายโหมด (Multimode Optical Fibers, MM) ส่วนใหญ่มีขนาด เส้นผ่านศูนย์กลางของแกนและ Cladding โดยประมาณ 50 ไมครอน 62.5 ไมครอน โดยมี Cladding ขนาด 125 ไมครอน เนื่องจากขนาดของเส้นผ่านศูนย์กลางของแกนมีขนาดใหญ่ ดังนั้นแสงที่ตกกระทบที่ด้านปลาย Input ของสาย Fiber Optic จะมีมุมตกกระทบที่แตกต่างกันหลายค่า และจากหลักการสะท้อนแสงกลับหมดของแสงที่เกิดขึ้น ภายในส่วนของแกนทำให้มีแนวของลำแสงเกิดขึ้นหลาย Mode โดยแต่ละ Mode ใช้ระยะเวลาในการเดินทางที่แตกต่างกัน อันเป็นสาเหตุที่ทำให้เกิดการแตกกระจายของแสง (Mode Dispersion) Multimode Fiber Optic มี 2 แบบ ได้แก่ Step Index และ Grade Index

โครงสร้างของใยแก้วนำแสง 1. แกน (Core) เป็นส่วนตรงกลางของเส้นใยแก้วนำแสง และเป็นส่วนนำแสง โดยดัชนีหักเหของแสงส่วนนี้ต้องมาก กว่าส่วนของแคลดลำแสง ที่ผ่านไปในแกนจะถูกขังหรือเคลื่อนที่ไปตามแกนของเส้นใยแก้วนำแสงด้วยกระบวนการสะท้อน กลับหมดภายใน 2. ส่วนห่อหุ้ม (Cladding) เป็นส่วนที่ห่อหุ้มส่วนของแกนเอาไว้ โดยส่วนนี้จะมีดัชนีหักเหน้อยกว่าส่วนของแกน เพื่อ ให้แสงที่เดินทางภายในแกนสะท้อนอยู่ภายในแกนตามกฎของการสะท้อนด้วยการสะท้อนกลับหมด โดยใช้หลักของมุมวิกฤติ

3. ส่วนป้องกัน (Coating/Buffer) เป็นชั้นที่ต่อจากแคลดเป็นที่กันแสงจากภายนอกเข้าเส้นใยแก้วนำแสงและยังใช้เมื่อมีการเชื่อมต่อเส้นใยแก้วนำแสงโครงสร้างอาจจะประกอบไปด้วยชั้นของพลาสติกหลายๆ ชั้น นอกจากนั้นส่วนป้อง กันยังทำหน้าที่เป็นตัวป้องกันจากแรงกระทำภายนอกอีกแล้ว ตัวอย่างของค่าดัชนีหักเห เช่น แกนมีค่า ดัชนีหักเหประมาณ 1.48 ส่วนของแคลดและส่วนป้องกันซึ่งทำหน้าที่ป้องกันแสงจากแกนออกไปภายนอกและป้องกันแสงภายนอกรบกวน จะมีค่าดัชนีหักเหเป็น 1.46 และ 1.52 ตามลำดับ

การนำไปใช้งานของ Fiber Optic ตึกสูงๆ ที่ต้องการเชื่อมต่อระบบเครือข่าย ทำเป็น Backbone (สายรับส่งสัญญาณข้อมูลหลัก) ระบบการรับส่งสัญญาณภาพ วีดีโอ ตามพื้นที่ต่างๆ การเชื่อมต่อสัญญาณระยะไกล และอื่นๆ อีกมากมาย

ความสามารถในการรับส่งข้อมูลข่าวสาร เส้นใยแก้วนำแสงที่เป็นแท่งแก้วขนเหล็ก มีการโค้งงอได้ ขนาดเส้นผ่าศูนย์กลางที่ใช้กันมากคือ 62.5/125 ไมโครเมตร เส้นใยแก้วนำแสงขนาดนี้เป็นสายที่นำมาใช้ภายในอาคารทั่วไป เมื่อใช้กับคลื่นแสงความยาวคลื่น 850 นาโนเมตร จะส่งสัญญาณได้มากกว่า 160 เมกะเฮิรตซ์ ที่ความยาว 1 กิโลเมตร แล้วถ้าใช้ความยาวคลื่น 1300 นาโนเมตร จะส่งสัญญาณได้กว่า 500 นาโนเมตร ที่ความยาว 1 กิโลเมตร และถ้าลดความยาวเหลือ 100 เมตร จะใช้กับความถี่สัญญาณมากกว่า 1 กิกะเฮิรตซ์ ดังนั้นจึงดีกว่าสายยูทีพีแบบแคต 5 ที่ใช้กับสัญญาณได้ 100 เมกะเฮิรตซ์

การดูแลรักษาสาย Fiber Optic 1. Minimum Bend Radius สาย Fiber Optic ถูกกำหนดให้มี Minimum Bend Radius จากผู้ผลิต เพื่อเป็นเงื่อนไขของ Load ที่มีต่อสาย เช่นช่วงที่มีการดึงสาย และในช่วงที่สาย อยู่ในสภาวะที่ไม่ได้ Load เช่น ช่วงที่มีการติดตั้งสายเรียบร้อยแล้ว โดยสาย Fiber จะต้องไม่เกิดภาวะ Minimum Bend Radius ในท่อเกินไปกว่าที่กำหนดขึ้นโดยผู้ผลิต (สายที่อยู่ในท่อจะต้องไม่มีการงอไปงอมาเป็นงูเลื้อยมากเกินกว่าค่า Minimum Bend Radius) 2. สาย Fiber และ Patch Cord ปกติจะมีค่า Minimum Bending ระหว่าง 2-3 ซ.ม และค่าของ Minimum Bending นี้ยัง ขึ้นอยู่กับ Operating Wavelength ของสายที่ใช้ และค่า Minimum Bending จะมากขึ้น มากขึ้น ตามขนาดความยาวคลื่นที่ใช้ 3. การโค้งงอของสายที่มากเกินไป จะส่งผลให้เกิดความเสียหายแก่สาย Fiber ตรงที่ทำให้เกิด Attenuation เพิ่มขึ้นเป็น อย่างมากเกินค่าที่ผู้ผลิตตั้งไว้ นอกจากนี้ จะทำให้สายเกิดความเสียหายอีกด้วย

ข้อดีข้อเสียของสายใยแก้วนำแสง ข้อดี 1. ส่งข้อมูลด้วยความเร็วสูง 2. ไม่มีการรบกวนทางแม่เหล็กไฟฟ้า 3. ส่งข้อมูลได้ในปริมาณมาก ข้อเสีย 1. มีราคาแพงกว่าสายส่งข้อมูลแบบสายคู่ตีเกลียวและโคแอกเชียล 2. ต้องใช้ความชำนาญในการติดตั้ง 3. มีค่าใช้จ่ายในการติดตั้งสูงกว่า สายคู่ตีเกลียวและโคแอกเชียล

จบการนำเสนอ