ระบบไฟฟ้า-สื่อสาร

                      หลักการทำงานของ Fiber optic

หลักการของสายไฟเบอร์ออฟติก

      อธิบายโดยใช้หลักการของแสง

         ให้จุดกำเนิดแสงอยู่ที่ S จะมีแสงออกจากจุด S นี้ไปยังจุดต่าง ๆ ของผิวแก้ว ดังรูป ที่จุด A แสงจะพุออกจากแก้วไปยังอากาศโดยไม่มีการหักเห ที่จุด B จะมีการหักเหเล็กน้อย และมีบางส่วนสะท้อนกลับมาในแก้ว ที่จุด C จะมีการหักเหมากขึ้นเล็กน้อย และมีบางส่วนสะท้อนกลับมาในแก้ว ที่จุด D จะไม่มีการหักเห แสงจากจุด S ทั้งหมดจะสะท้อนกลับมาในแก้ว ณ. จุดนี้จะเรียกมุมว่า มุมวิกฤต (Critical angle) ทำให้เกิดปรากฏการณ์ การสะท้อนกลับหมด (Total reflection) หาค่ามุม ได้จากสมการ

       เมื่อแสงผ่านเข้ามาในสายไฟเบอร์ออพติก(เส้นใยแก้วนำแสง)ที่ทำจากแก้ว จะเกิดการสะท้อนกลับหมดที่ผิวแก้ว (บริเวณที่เป็นรอยต่อของแก้วกับอากาศ) แสงที่สะท้อนนี้จะกลับเข้ามาในสายไฟเบอร์ออพติก(เส้นใยแก้วนำแสง) และเกิดการสะท้อนที่ผิวแก้วอีกด้านหนึ่ง การสะท้อนนี้จะเกิดภายในแก้ว โดยไม่มีการทะลุผ่านผิวแก้วออกไปยังอากาศ ทำให้สายไฟเบอร์ออพติก(เส้นใยแก้วนำแสง) สามารถนำแสงจากจุด A ไปยังจุด B ได้ โดยเส้นทางของ AB เป็นเส้นโค้ง จากสมบัติข้อนี้จึงได้มีการสร้างเครื่องมือตรวจดูอวัยวะภายในร่างกายมนุษย์โดยการนำแสงจากภายนอกผ่านสายไฟเบอร์ออพติก(เส้นใยแก้วนำแสง) ไปยังกระเพาะอาหาร และนำภาพกระเพาะอาหารกลับมายังภายนอกให้ผู้ทำการตรวจได้มองเห็น

ส่วนประกอบหลักของการสื่อสารผ่าน fiber optic

    1. ตัวก าเนิดแสง (Light Source) โดยทั่วไปจะเป็น LED ท าหน้าที่เปลี่ยนสัญญาณไฟฟ้าเป็นสัญญาณ แสง หรือOpticalTransmitter

    2. สายนำสัญญาณไฟเบอร์ออฟติก (Optic Fiber) ซึ่งทำจากแก้วหรือพลาสติกคุณภาพสูงทาหน้าที่เป็น สื่อกลางในการนำสัญญาณ หรือ Channel

   3. ตัวแยกสัญญาณแสง (Light Detector) เป็นอุปกรณ์ปลายทาง ซึ่งจะมีอุปกรณ์ประเภท PIN Diode ท าหน้าที่เป็นตัวแยกสัญญาณหรือถอดรหัส เปลี่ยนสัญญาณแสงเป็นสัญญาณไฟฟ้า หรือ Optical Receiver 

แบบการเข้าหัวสายไฟเบอร์ออฟติก

KAP-MCSM4G-20B Media Converter สายแบบ Single Mode Single

Fiber 1550nm/1310nm (ใช้สาย Fiber เส้นเดียว) หัวต่อ FC, 4 Port RJ45

ความเร็ว Gigabit ระยะ 20Km

เครื่องต่อสายไฟเบอร์ออฟติก

การต่อสายแบบ Fusoin splic

คุณสมบัติของสาย Fiber Optic  

 ออพติคเคเบิล 1 เส้น ประกอบด้วย ใยแก้วนำแสงตั้งแต่ 2 core ขึ้นไป มี 2 ชนิด คือ แบบ multi-mode (MM)และแบบ single-mod(SM)ความแตกต่างของทั้งสองชนิดนี้ คือขนาดของตัวใยแก้วใจกลางหรือที่เรียกว่า core

       1. Single Mode (SM) ออพติคเคเบิลเป็นสีเหลืองมีเส้นผ่าศูนย์กลางของ Core และ Cladding 9/125 um ตามลำดับ เนื่องจากขนาด core เส้นผ่าศูนย์กลาง 9 ไมครอน ขนาดเปลือกหุ้มเส้นผ่าศูนย์กลาง 125 ไมครอน เมื่อ core มีขนาดเล็กมาก ทำให้แสงเดินทางเป็นระเบียบขึ้น ทำให้เกิดการสูญเสียน้อยลง ความเร็วในการรับส่งข้อมูลสูงสุดประมาณ 2,500 ล้านบิทต่อวินาทีต่อหนึ่งความยาวคลื่นแสงที่ 1300 นาโนเมตร ด้วยระยะทางไม่เกิน 20 กม. ระยะทางในการใช้งานจริง ได้ถึง 100 กม. และความเร็วจะลดลง แต่ไม่ต่ำกว่า 1,000 ล้านบิทต่อวินาที ข้อดีของ SM อีกอันหนึ่งก็คือ มันทำงานที่ความยาวคลื่นที่ 1300 นาโนเมตร ซึ่งเป็นช่วงที่มีการลดทอนแสงน้อยที่สุดซึ่งส่วนของแกนแก้วจะมีขนาดเล็กมากและจะให้แสงออกมาเพียง Mode เดียว แสงที่ใช้จะต้องเป็น เส้นตรง ข้อดีทำให้ส่งสัญญาณได้ไกล ตามรูป

     2. Multi Mode (MM) ออพติคเคเบิลมีสีส้ม จะมีขนาดเส้นผ่าศูนย์กลางของ Core และ Cladding 62/125 um และ   50/125 um ตามลำดับ เนื่องจากขนาดเส้นผ่าศูนย์กลางของแกนมีขนาดใหญ่ขนาด core เส้นผ่าศูนย์กลาง 50 ไมครอน ขนาดเปลือกหุ้มเส้นผ่าศูนย์กลาง 125 ไมครอน เนื่องจากมีขนาด core ใหญ่ ทำให้แสงที่เดินทางกระจัดกระจาย ทำให้แสงเกิดการหักล้างกัน จึงมีการสูญเสียของแสงมาก จึงส่งข้อมูลได้ไม่ไกลเกิน 200 เมตร ความเร็วก็ไม่เกิน 100 ล้านบิทต่อวินาที ที่ความยาวคลื่น 850 นาโนเมตร เหมาะสำหรับใช้ภายในอาคารเท่านั้น แต่มีข้อดีก็คือ ราคาถูก เพราะ core มีขนาดใหญ่ สามารถผลิตได้ง่ายกว่า