ความรู้พื้นฐาน เกี่ยวกับเส้นใยแก้วนำแสง (5)

All Articles >> Various(Hardware) >> - ความรู้พื้นฐาน เกี่ยวกับเส้นใยแก้วนำแสง (5)

สวัสดีครับมาพบกันอีกครั้งแล้วนะครับ ซึ่งในบทความนี้จะเป็นการกล่าวถึงความรู้พื้นฐานการเชื่อมต่อเส้นใยแก้วในแบบต่างๆ ซึ่งถือว่าเป็นส่วนหนึ่งของระบบการรับส่งสัญญาณผ่านเส้นใยแก้วเลยนะครับ ว่ามันมีด้วยกันกี่แบบ และในการเชื่อมต่อในแต่ละแบบนั้นมีลักษณะเป็นอย่างไร เชื่อมต่อแบบไหนที่มีการสูญเสียมากที่สุดและแบบไหนน้อยที่สุดนะครับ ต่อจากครั้งที่แล้วครับ โดยในครั้งนี้ก็จะขอกล่าวถึงความรู้เบื้องต้นของเส้นใยแก้วนำแสงเพิ่มเติมมากขึ้นไปอีกนะครับ…. เรามาเริ่มกันเลยนะครับ

พื้นฐานการเชื่อมต่อเส้นใยแก้วในแบบต่างๆ
ถ้าจะกล่าวถึงการเชื่อมต่อในที่นี้ก็คงจะหมายถึงการเชื่อมต่อสาย Fiber Optic 2 เส้นเข้าด้วยกันนะครับ โดยจะใช้ในกรณีที่ความยาวของสายที่จะใช้งานนั้นมีความยาวที่ไม่พอกับการใช้งาน ซึ่งก็ต้องทำการต่อสายให้ยาวขึ้นนั้นเองนะครับ หรืออีกสาเหตุหนึ่งก็คงจะมาจากการที่สายชำรุด จนต้องนำมาตัดต่อและเชื่อมต่อกันใหม่นะครับ…. ถ้าอย่างนั้นมาดูการเชื่อมต่อแบบแรกกันเลยนะครับ

1.) การเชื่อมต่อด้วยวิธีการเชื่อมต่อเชิง Mechanics
ลักษณะของการเชื่อมต่อเชิงกลนั้นก็คือการวางเส้น Fiber Optic ให้อยู่ในแนวแกนเดียวกัน โดยใช้อุปกรณ์ที่เหมาะสม และพยายามทำให้ปลายทั้งสองของ Fiber Optic อยู่ชิดกันมากที่สุด การเชื่อมต่อนี้ จะช่วยลดการสูญเสียแสงเนื่องจาก การติดตั้งจากการเบี่ยงเบนในแนวต่างๆ ลง เช่น การที่จะส่งสัญญาณแสงจาก Fiber Optic ไปยังอีกเส้นหนึ่งให้มีการสูญเสียน้อยที่สุด ตรงรอยต่อระหว่าง Fiber Optic ทั้งสอง อาจต้องมี Gel เชื่อมต่อด้วย (Index Matching Gel) ซึ่งเป็นของเหลวใสที่มีค่าดัชนีหักเหใกล้เคียงกับค่าดัชนีหักเหของ Fiber Optic การเชื่อมต่อด้วยวิธีนี้ อาจทำให้เกิดการสูญเสียของสัญญาณอยู่ในช่วง 0.1-0.5 dB นะครับ ดังแสดงในรูปที่ 1


รูปที่ 1 แสดงลักษณะการเชื่อมต่อด้วยวิธีการเชื่อมต่อเชิง Mechanics

โดยถ้าเป็นการเชื่อมต่อแบบ Single Mode Fiber จะมีการสูญเสียประมาณ 0.2 dB โดยมีการ Loss สูงสุดอยู่ที่ 0.5 dB จากการทดสอบสาย Single Mode จากผู้ผลิตต่างๆ จะพบว่ามีความแตกต่างกันเล็กน้อย จะอยู่ที่ 0.15 dB แต่ถ้าเป็นการสูญเสียบน Multi-Mode Fiber Optic จะอยู่ที่ 0.08 - 0.2 dB และการสูญเสียทั้งหมด จะอยู่ที่ 0.3 - 0.6 dB และผลกระทบจากอุณหภูมิ ซึ่งการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิที่อยู่ในช่วง -55 องศาเซนติเกรด ไปจนถึง +35 องศาเซนติเกรด จะทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลง ประมาณ 0.05 dB สำหรับสาย Single Mode อุณหภูมิประมาณ 25 องศา และ 80 องศา นะครับ


รูปที่ 2 แสดงขนาดของเส้นใยแก้วแบบ Single Mode และ Multi-Mode

2.) การเชื่อมต่อโดยวิธีการหลอมรวม (Fusion Splicing)
ลักษณะของการเชื่อมต่อแบบหลอมรวม เป็นการเชื่อมต่อ Fiber Optic สองเส้นเข้าด้วยกัน โดยการให้ความร้อนที่ปลายของเส้น Fiber Optic จากนั้นปลายเส้น Fiber Optic จะถูกดันออกมาเชื่อมต่อกัน การเชื่อมต่อกันในลักษณะนี้ เป็นการเชื่อมต่อโดยถาวร จนทำให้ดูเหมือนรวมเป็นเส้นเดียวกัน การสูญเสียจากการเชื่อมต่อในลักษณะนี้ จะทำให้มีความสูญเสีย ประมาณ 0.01 - 0.2 dB ในขั้นตอนการเชื่อมต่อนี้ ความร้อนที่ทำให้ปลายเส้น Fiber Optic อ่อนตัวลงด้วยประกายไฟที่เกิดจากการ Arc ระหว่างขั้ว Electrode ขณะทำการ หลอมรวม ซึ่งจะยังผลให้การเชื่อมต่อของ Fiber Optic เป็นเนื้อเดียวกันนั้นเองนะครับ ดังแสดงในรูปที่ 3 และรูปที่ 4


รูปที่ 3 แสดงลักษณะของการเชื่อมต่อสาย Fiber Optic 2 เส้นด้วยวิธีการ Arc ไฟฟ้า


รูปที่ 4 แสดงลักษณะของอุปกรณ์การทำ Fusion Splicing

3.) การเชื่อมต่อด้วย Connector
ลักษณะของการเชื่อมต่อ Fiber Optic แบบ Connector ก็ถือว่าเป็นอีกวิธีหนึ่งนะครับ เพราะว่ามีความสะดวกในการถอดได้ตามความจำเป็น โดย Connector ที่ใช้สำหรับ Fiber Optic นั้นก็มีอยู่ด้วยกันหลายแบบ ดังตัวอย่างต่อไปนี้นะครับ

- FC Connector
FC Connector ได้รับการออกแบบโดย NTT ของญี่ปุ่น ที่ได้รับความนิยมมากในญี่ปุ่น รวมทั้ง สหรัฐและยุโรป ส่วนมาก Connector แบบนี้ จะถูกนำไปใช้งานทางด้านเครือข่ายโทรศัพท์ เนื่องจาก Connector แบบนี้ อาศัยการขันเกลียว เพื่อยึดติดกับหัวปรับ ข้อดีของ Connector ประเภทนี้ ได้แก่ การเชื่อมต่อที่แน่นหนา แต่ข้อเสียคือการเชื่อมต่ออาจต้องเสียเวลามาก ดังแสดงในรูปที่ 5


รูปที่ 5 แสดงลักษณะของ FC Connector

- SC Connector
ออกแบบโดย AT&T สำหรับการเชื่อมต่อ Fiber Optic ภายในอาคารสำนักงาน ซึ่งเครือข่าย LAN ชนิดนี้ เหมาะสำหรับ งานที่ต้องการถอดเปลี่ยน Connector อย่างรวดเร็ว โดยไม่สนใจความแน่นหนาของ Connector ดังแสดงในรูปที่ 6


รูปที่ 6 แสดงลักษณะของ SC Connector

- FDDI Connector
ออกแบบโดย American National Standards Institute, (ANSI) สำหรับใช้งานบนเครือข่าย FDDI โดยเฉพาะ ดังแสดงในรูปที่ 7


รูปที่ 7 แสดงลักษณะของ FDDI Connector

- Connector แบบ SMA
เป็น Connector อีกแบบหนึ่งที่ได้รับความนิยมมาก โดยเฉพาะในงานของ NATO และในกิจการทางทหารของสหรัฐ ออกแบบโดย Amphenol Corp. ดังแสดงในรูปที่ 8


รูปที่ 8 แสดงลักษณะของ SMA Connector

- ST-Connector
เป็น Connector ที่ถูกนำมาใช้งานสำหรับสาย Fiber Optic ชนิด Single Mode และ Multimode มากที่สุด โดยที่ Connector ประเภทนี้ มีอัตราการสูญเสียกำลังแสงเพียงแค่ไม่เกิน 0.5 dB เท่านั้น วอธีการเชื่อมต่อก็เพียงสอดเข้าไปที่รู Connector แล้วบิดตัวเพื่อให้เกิดการล็อคตัวขึ้น เพิ่มความทนทาน ทำให้ไม่เกิดปัญหาเนื่องจาการสั่นสะเทือน ถูกนำมาใช้กับระบบ LAN Hub หรือ Switches ดังแสดงในรูปที่ 9


รูปที่ 9 แสดงลักษณะของST-Connector และ อุปกรณ์ตัวแปลงสาย LAN

เป็นอย่างไรบ้างครับพอที่จะเข้าใจถึงความรู้พื้นฐานที่เกี่ยวกับเส้นใยแก้วมากขึ้นไปอีกแล้วนะครับ กับพื้นฐานการเชื่อมต่อเส้นใยแก้วในแบบต่างๆ ซึ่งในครั้งต่อไปก็จะมาศึกษาและทำความเข้าใจให้มากขึ้นกว่านี้ไปอีกนะครับ แล้วกลับมาเจอกันนะครับ…..