ระบบสื่อสารเส้นใยแก้วนำแสง

     การสื่อสารด้วยแสงได้มีการคิดค้นและพัฒนาขึ้นมาเป็นระยะเวลายาวนาน ซึ่งในการสื่อสารโดยใช้ใยแก้วนำแสงนั้น เป็นผลมาจากพัฒนาการของอุปกรณ์นำแสง และอุปกรณ์รับแสงจากสารประเภทกึ่งตัวนำ (Semiconductor Light Source) ทำให้ปัจจุบันการสื่อสารทางแสงเป็นที่ยอมรับและมีการใช้งานทั่วไป โดยเฉพาะในระบบสื่อสารโทรคมนาคม (LONG HAUL COMMUNICATIONS) ที่เห็นได้ชัดเจน คือการติดต่อสื่อสารระหว่างประเทศทั่วโลก เช่น โครงการ Fiber Link Around the Globe (FLAG) ซึ่งเป็นโครงการที่มีเครือข่ายของเส้นใยนำแสงเชื่อมทุกทวีปในโลกเข้าด้วยกัน

     เนื่องจากคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่มีความถี่สูงสามารถเดินทางได้ไกลและสามารถนำสัญญาณเสียงหรือสัญญาณอื่นๆ เช่น ภาพ หรือข้อมูล จากจุดหนึ่งไปยังอีกจุดหนึ่งที่อยู่ไกลกันมากตามความต้องการได้ แต่มิใช่มีแต่คลื่นวิทยุเท่านั้นคลื่นแสงหรือพลังงานแสงซึ่งจัดเป็นคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าก็สามารถนำมาประยุกต์ในการนำสัญญาณจากจุดหนึ่งไปยังอีกจุดหนึ่งที่อยู่ห่างไกลได้เช่นกัน ในกรณีของคลื่นแสงสัญญาณต่างๆที่ต้องการส่งในลักษณะสัญญาณไฟฟ้าจะถูกแปลงเป็นสัญญาณคลื่นแสงส่งผ่านไปตามตัวกลางตลอดเส้นทางจากจุดส่งไปจนถึงจุดรับที่ซึ่งสัญญาณแสงจะถูกแปลงเป็นสัญญาณไฟฟ้าที่เป็นสัดส่วนกับความเข้มของสัญญาณแสงเพื่อดำเนินการตามที่ต้องการต่อไป โดยตัวกลางที่นิยมใช้ในการให้คลื่นแสงเดินทางเพื่อการสื่อสารดังกล่าวได้แก่ สายใยแก้วนำแสง (Optical Fiber) โดยหลักการทั่วไปของการสื่อสารในสายไฟเบอร์ออฟติก คือ การเปลี่ยนสัญญาณไฟฟ้า (ข้อมูล) ให้เป็นคลื่นแสงก่อนจากนั้นจึงส่งออกไปเป็นพัลส์ของแสงผ่านสายไฟเบอร์ออฟติกซึ่งทำมาจากแก้ว หรือพลาสติกที่สามารถส่งลำแสงให้ผ่านสายได้ทีละหลาย ๆ ลำแสงด้วยมุมที่ต่างกัน ลำแสงที่ส่งออกไปเป็นพัลส์นั้น จะสะท้อนกลับไปมาที่ผิวของสายชั้นในไปจนถึงปลายสาย

การแบ่งชนิดของเส้นใยแก้วนำแสงตามจำนวน Propagation Mode

สามารถแบ่งออกได้เป็น 2 ชนิด คือ

• Single Mode optic fiber (SM fiber) เส้นใยแก้วนำแสงแบบ SM fiber นี้มีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางของ Cord ประมาณ 5-10 ไมครอน และขนาดของเส้นผ่านศูนย์กลางของ Cladding ประมาณ 125 ไมครอน ซึ่งส่วนของ Core ที่มีขนาดเล็กมากนี้เองมีผลทำให้แสงเดินทางออกมาเพียงโหมดเดียว มีการแตกกระจายของสัญญาณเกิดขึ้นได้ยากทำให้มี Bandwidth ที่กว้าง

• Multi Mode optic fiber (MM fiber) เส้นใยแก้วนำแสงแบบ MM fiber นี้ มีขนาดของ Core ประมาณ 50 และ 65 ไมครอน และมีขนาดของ Cladding ประมาณ 125 ไมครอน ซึ่งจะเห็นว่าขนาดของ Core มีขนาดใหญ่กว่าเส้นใยแก้วนำแสงแบบ SM fiber มาก มีผลทำให้แสงที่ตกกระทบที่ปลายอินพุตของเส้นใยแก้วนำแสงมีมุมตกกระทบที่แตกต่างกันหลายค่า ทำให้มีแนวลำแสงเกิดขึ้นหลายโหมดซึ่งทำให้เกิดการแตกกระจายของโหมดแสง

หัวต่อ (Connectors)

หัวต่อมีหน้าที่เชื่อมต่อระหว่างเส้นใยนำแสงสองเส้น หรือระหว่างเส้นใยนำแสงกับแหล่งกำเนิดแสง หรือระหว่างเส้นใยนำแสงกับดีเท็กเตอร์ ทำหน้าที่ต่อ หรือปลดสายออกจากกัน ซึ่งส่วนใหญ่ใช้กับสายที่ออกจากเครื่องมือ สายที่เดินในจุดแยกสาย เมื่อมีหัวต่อในวงจรจะเกิดการสูญเสียในแต่ละจุดที่ใช้หัวต่อ แต่จำนวนหัวต่อที่ต้องใช้นั้นอย่างน้อยที่สุดก็ต้องมีสองจุด คือที่เครื่องส่ง 1 ตัว และเครื่องรับ1 ตัว และถ้ามีความจำเป็นถ้าใช้สายเชื่อมต่อหรือเดินในแผงจำนวนหัวต่อก็จะเพิ่มขึ้นอีก ดังนั้นการลดจำนวนหัวต่อให้น้อยที่สุดก็จะช่วยลดการสูญเสียพลังงานของแสงได้อย่างมีประสิทธิภาพ หัวต่อส่วนใหญ่จะมีค่าสูญเสียอยู่ระหว่าง 0.1 ถึง 0.7 dB ทั้งนั้นขึ้นอยู่กับชนิด และขนาดของเส้นใยนำแสงที่ใช้ และวิธีการต่อ

(แหล่งที่มาของข้อมูล http://ee.swu.ac.th/E-learning%20Fiber%20Optic/images/theory%20fiber%20optic/ระบบสื่อสารเส้นใยแก้วนำแสง.pdf)