การสื่อสารผ่านใยแก้วนำแสง
ภาพที่ 1 ใยแก้วนำแสง
วิศวกรรมแสงเป็นหนึ่งในสาขาซึ่งไม่ค่อยแพร่หลายในเมืองไทย โดยเฉพาะการประยุกต์ใช้งานด้านการสื่อสารทั้ง ๆ ที่ความเป็นจริงแล้ววิศวกรรมแสงเป็นจุดกำเนิดของการสื่อสารผ่านใยแก้วนำแสง ซึ่งเป็นปัจจัยหลักที่ทำให้เกิดความเจริญก้าวหน้าทางเครือข่ายคอมพิวเตอร์และอินเทอร์เน็ตที่เป็นเทคโนโลยีสำคัญในปัจจุบันบทความนี้จะกล่าวถึงการนำองค์ความรู้เกี่ยวกับวิศวกรรมแสงที่ประยุกต์ใช้ใน งานด้านสื่อสารผ่านใยแก้วนำแสง
การสื่อสารผ่านใยแก้วนำแสง
การสื่อสารผ่านใยแก้วนำแสงเป็นระบบการสื่อสารที่ใช้แสงผสมกับข้อมูลที่ต้องการส่งในรูปแบบดิจิตอลแล้วจึงส่งผ่านตัวกลางคือใยแก้วเส้นผ่านศูนย์กลางขนาด 250 ไมครอน ซึ่งมีขนาดเล็กมากทำให้สายเคเบิล 1 เส้น สามารถรวมเอาสายสัญญาณหลายเส้น แสงจะถูกส่งผ่านไปยังตัวรับคือโฟโตดีเทคเตอร์เพื่อแปลผลค่าสัญญาณจากแสงเป็นสัญญาณไฟฟ้าและใช้ระบบอิเล็กทรอนิกส์แปผลเป็นข้อมูลอีกครั้งหนึ่ง
การสื่อสารผ่านใยแก้วนำแสงมีจุดเด่นคือสามารถส่งสัญญาณหลาย ๆช่องไปได้พร้อมๆกันโดยใช้เทคนิคการผสมสัญญาณ(multiplexing)ที่นิยมใช้คือการทำWDM(wavelength divisonmultiplexing)เป็นการส่งสัญญาณแต่ละช่องด้วยแสงที่มีความยาวคลื่นต่างกันทำให้สามารถส่งข้อมูลได้มากกว่ามหาศาลเมื่อเทียบกับการสื่อสารผ่านสายทองแดงแบบเดิม
ภาพที่ 2 ไดอะแกรมแสดงการสื่อสารผ่านใยแก้วนำแสง
ลักษณะของใยแก้วนำแสง
ใยแก้วนำแสงมีองค์ประกอบที่สำคัญ 3 ส่วน ส่วนแรกคือ คอร์ (core) เป็นแก้วทำหน้าที่เป็นแกนแงในแก้วมีหน้าที่ส่งผ่านสัญญาณแสง ส่วนที่สองคือแคลดดิ้ง (cladding) เป็นแก้วเช่นกันทำหน้าที่เป็นตัวสะท้อนกลับหมดเพื่อให้แสงไม่สามารถผ่านออกจากคอร์ของใยแก้วได้ และส่วนสุดท้ายคือเปลือกหุ้ม (jacket) ส่วนมากทำด้วยพลาสติก มีหน้าที่เป็นตัวสร้างความแข็งแรงให้แก่ใยแก้วนำแสง ลักษณะที่สำคัญที่ทำให้แสงสามารถเดินทางผ่านใยแก้วนำแสงได้คือหลักการสะท้อน กลับหมดของแสงอันเนื่องมาจากความแตกต่างของดัชนีหักเหของแก้วในส่วนที่เป็น คอร์และแคลดดิ้ง โดยที่คอร์จะต้องมีดัชนีหักเหมากกว่าแคลดดิ้ง ส่วนการออกแบบลักษณะของดัชนีหักเห (reflective indices profile) ของคอร์และแคลดดิ้งขึ้นอยู่กับความต้องการใช้งานของอุปกรณ์แต่ละประเภท โดยใช้โครงสร้างสามลักษณะใหญ่ ๆ คือ ใยแก้วมัลติโมด (Multimode- mode Step Index) ใยแก้วซิงเกิลโมด (Single-Mode Step Index) และใยแก้วมัลติโมดดัชนีหักเหเปลี่ยนแปลง (Multi-Mode Graded Index) ซึ่งสัญญาณขาออกของใยแก้วแต่ละแบบจะมีลักษณะต่างกันออกไปอันเป็นผลเนื่องจาก การผิดเพี้ยนของสัญญาณภายในใยแก้ว (dispersion, distortion)
ภาพที่ 3 โครงสร้างใยแก้วนำแสง
จุดเด่นของการสื่อสารผ่านใยแก้วนำแสง
1.ใช้ส่งข้อมูลข้ามทวีป ผ่านเคเบิลใยแก้วใต้น้ำ เนื่องจากมีการสูญเสียสัญญาณต่ำกว่าสัญญาณไฟฟ้า ทำให้ใช้ตัวทวนสัญญาณน้อย ส่งสัญญาณได้ระยะทางไกล ความคุ้มค่าสูง
2.ส่งข้อมูลได้มหาศาลในเวลา เดียวกันเมื่อเทียบกับการสื่อสารผ่านสายทองแดง เนื่องจากเทคโนโลยีการสื่อสารแสงมีความผิดเพี้ยนของสัญญาณต่ำเมื่อทำการรวม กันของข้อมูลหลาย ๆ ช่องสัญญาณ
3.ไม่มีผลกระทบจากคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า สามารถติดตั้งได้ในบริเวณที่มีไฟฟ้าแรงสูง หรือฟ้าผ่าเกิดขึ้นบ่อยครั้ง
4.ข้อมูลรั่วไหลได้ยาก การลักลอบขโมยสัญญาณจากระบบใยแก้วนำแสงทำได้ยาก
การสื่อสารผ่านใยแก้วนำแสงของประเทศไทยในปัจจุบัน ประเทศไทยมีบริษัทเอกชนที่รับผลิตอุปกรณ์สื่อสารใยแก้วนำแสงเพื่อการส่งออก ไปยังส่วนต่างๆของโลก โดยเฉพาะเป็นผู้ผลิตรายใหญ่ที่ส่งอุปกรณ์เข้าสู่ประเทศจีนในช่วงปี 2549-2250 เพื่อใช้ในในงานกีฬาโอลิมปิกที่ปักกิ่งเมื่อปี 2551 นอกจากนี้ประเทศไทยยังมีสถานีเชื่อมต่อเครือข่ายใยแก้วนำแสงใต้น้ำเพื่อ เชื่อมต่อข้อมูลระหว่างทวีป เข้าสู่เครือข่ายภายในประเทศ โดยมีสถานีดูแลเคเบิลใต้น้ำใยแก้วนำแสง 4 สถานี เป็นผู้ดูแลคือ ชลี1-เพชรบุรี ชลี2-สงขลา ชลี3-ศรีราชา และชลี4-ปากบารา สตูล สำหรับการใช้งานการสื่อสารภายในประเทศก็เริ่มปรับเปลี่ยนจุดเชื่อมต่อเป็น ระบบใยแก้วนำแสงทั้งหมดแล้วเช่นกัน
1.ใช้ส่งข้อมูลข้ามทวีป ผ่านเคเบิลใยแก้วใต้น้ำ เนื่องจากมีการสูญเสียสัญญาณต่ำกว่าสัญญาณไฟฟ้า ทำให้ใช้ตัวทวนสัญญาณน้อย ส่งสัญญาณได้ระยะทางไกล ความคุ้มค่าสูง
2.ส่งข้อมูลได้มหาศาลในเวลา เดียวกันเมื่อเทียบกับการสื่อสารผ่านสายทองแดง เนื่องจากเทคโนโลยีการสื่อสารแสงมีความผิดเพี้ยนของสัญญาณต่ำเมื่อทำการรวม กันของข้อมูลหลาย ๆ ช่องสัญญาณ
3.ไม่มีผลกระทบจากคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า สามารถติดตั้งได้ในบริเวณที่มีไฟฟ้าแรงสูง หรือฟ้าผ่าเกิดขึ้นบ่อยครั้ง
4.ข้อมูลรั่วไหลได้ยาก การลักลอบขโมยสัญญาณจากระบบใยแก้วนำแสงทำได้ยาก
การสื่อสารผ่านใยแก้วนำแสงของประเทศไทยในปัจจุบัน ประเทศไทยมีบริษัทเอกชนที่รับผลิตอุปกรณ์สื่อสารใยแก้วนำแสงเพื่อการส่งออก ไปยังส่วนต่างๆของโลก โดยเฉพาะเป็นผู้ผลิตรายใหญ่ที่ส่งอุปกรณ์เข้าสู่ประเทศจีนในช่วงปี 2549-2250 เพื่อใช้ในในงานกีฬาโอลิมปิกที่ปักกิ่งเมื่อปี 2551 นอกจากนี้ประเทศไทยยังมีสถานีเชื่อมต่อเครือข่ายใยแก้วนำแสงใต้น้ำเพื่อ เชื่อมต่อข้อมูลระหว่างทวีป เข้าสู่เครือข่ายภายในประเทศ โดยมีสถานีดูแลเคเบิลใต้น้ำใยแก้วนำแสง 4 สถานี เป็นผู้ดูแลคือ ชลี1-เพชรบุรี ชลี2-สงขลา ชลี3-ศรีราชา และชลี4-ปากบารา สตูล สำหรับการใช้งานการสื่อสารภายในประเทศก็เริ่มปรับเปลี่ยนจุดเชื่อมต่อเป็น ระบบใยแก้วนำแสงทั้งหมดแล้วเช่นกัน
ไม่มีความคิดเห็น:
แสดงความคิดเห็น