เกร็ดความรู้ระบบเครือข่าย Fiber Optic คืออะไร

 

ไฟเบอร์ออฟติก (Fiber Optic) หรือสายใยแก้วนำแสง เป็นสายนำสัญญาณอินเตอร์เน็ตความเร็วสูงไปสู่ทุกบ้านทุก แต่หลายคนก็ยังไม่รู้ว่าแท้จริงแล้วระบบไฟเบอร์ออฟติก (Fiber Optic) นั้นคืออะไร ทำไมถึงได้เป็นที่นิยมในการใช้งาน ดังนั้นในบทความนี้เราจะพาผู้อ่านทุกคนไปรู้จักกับ ไฟเบอร์ออฟติก (Fiber Optic) กัน
ไฟเบอร์ออฟติก (Fiber Optic) หรือสายใยแก้วนำแสง คืออะไร
สายสัญญาณที่ใช้กับเครือข่ายคอมพิวเตอร์มักจะมีปัญหาของสายที่มีตัวนำเป็นโละ โดยปัญหาที่ว่าก็คือสัญญาณที่วิ่งอยู่ภายในสายนั้น อาจจะถูกรบกวนได้โดยเคลื่อนแม่เหล็กไฟฟ้าจากแหล่งต่างๆ ไม่ว่าจะเป็น มอเตอร์ไฟฟ้า เครื่องใช้ฟ้า เครื่องต่างๆ ที่ผลิตสนามแม่เหล็ก หรือแม้กระทั่งกับปรากฎการณ์ธรรมชาติทั่วไป เช่น ฟ้าร้อง หรือว่าฟ้าผ่า เป็นต้น และการเดินสายเป็นระยะทางมที่ค่อนข้างไกลมากๆ มักจะมีการสูญเสียของสัญญาณเกิดขึ้น ทำให้จำเป็นต้องใช้อุปกรณ์สำหรับทวนสัญญาณเป็นจำนวนมาก เพราะฉะนั้นจึงได้มีการคิดค้นและพัฒนาสายสัญญาณแบบใหม่ โดยสายสัญญาณแบบใหม่นี้ จะใช้ตัวนำซึ่งไม่ได้เป็นโลหะขึ้นมา เพื่อลบจปัญหาที่เกิดขึ้นจากสายน้ำสัญญาณที่ใช้วัตถุเป็นโลหะ ซึ่งสายสัญญาณที่ว่านี้ก็คือ สายไฟเบอร์ออฟติก (Fiber Optic) หรือสายใยแก้วนำแสงนั่นเอง โดยไฟเบอร์ออฟติก (Fiber Optic) จะใช้สัญญาณแสงในการส่งสัญญาณแทนที่จะใช้การส่งสัญญาณด้วยไฟฟ้า ทำให้ในการส่งสัญญาณแต่ละครั้งจะไม่ถูกรบกวนจากสนามแม่เหล็กไฟฟ้าต่างๆ นอกจากนั้นไฟเบอร์ออฟติก (Fiber Optic) ยังมีความคงทนต่อสภาพแวดล้อมทั่วไปอีกด้วย นอกจากนั้นสายไฟเบอร์ออฟติก (Fiber Optic) สามารถส่งสัญญาณไปได้ไกล โดยมีการสูญเสียสัญญาณที่น้อย ทั้งยังให้อัตราข้อมูล (Band Width) ที่สูงมากกว่าสายแบบโลหะหลายเท่าตัว

โครงสร้างและหลักการทำงานของ Fiber Optic Cable
Fiber Optic Cable สายใยแก้วนำแสง เป็นตัวกลางของสัญญาณแสงชนิดหนึ่ง ที่ทำมาจากแก้วซึ่งมีความบริสุทธิ์สูงมาก ใช้กับสัญญาณที่อยู่ในรูปของแสงเท่านั้นตัวแก้วนำแสงอาจทำมาจากแก้วหรือพลาสติกโครงสร้างของ Fiber Optic Cable มีด้วยกัน 3 ส่วนหลักๆ คือ

Core : เป็นส่วนที่อยู่ชั้นในสุดทำหน้าที่ให้แสงเดินทางผ่าน

Cladding : เป็นชั้นแรกที่ห่อหุ้ม core ส่วนนี้จะสร้างท่อนำแสง และแนวทางการเคลื่อนที่ของแสง โดยการสะท้อนภายในทั้งหมดที่พื้นผิวของ cladding

Coating : เป็นชั้นที่อยู่รอบนอกสุด ห่อหุ้ม ชั้น Cladding คอยปกป้องโครงสร้างไม่ให้เกิดความเสียหายทางกายภาพหรือ จากสิ่งแวดล้อม แต่เราสามารถปลอกออกมาได้เมื่อต้องการ เชื่อมต่อเส้นใยแก้ว

ชนิดของสาย Fiber Optic
ชนิดของสาย Fiber Optic นั้น แบ่งตามความสามารถในการนำแสงของสายซึ่งมีอยู่ด้วยกัน 2 แบบ คือ

Fiber Optic Multi Mode : เป็นการนำแสงที่มีลักษณะการกระจายแสงออกด้านข้างได้ จึงต้องมีดัชนีหักเหของแสงกับอุปกรณ์ฉาบผิวที่สัมผัสกับ Cladding ให้มีการสะท้อนกลับหมด การที่แสงเดินทางกระจัดกระจายทำให้แสงเกิดการหักล้างกันจึงมีการสูญเสียของแสงมาก ทำให้การนำแสงรูปแบบนี้ไม่สามารถใช้งานในระยะไกลมากๆ ได้

Fiber Optic Single Mode : เป็นการใช้ตัวนำแสงที่บีบลำแสงให้พุ่งตรงไปตามท่อแก้ว โดยมีการกระจายแสงออกทางด้านข้างน้อยที่สุด ทำให้การนำแสงในรูปแบบนี้มีกำลังสูญเสียทางแสงน้อย เหมาะสำหรับการใช้งานกับระยะทางไกลๆ

Fiber Optic นั้นดียังไง ?

- ส่งผ่านข้อมูลที่มี Bandwidth สูงได้ แม้ระยะทางไกล : เพราะสานไฟเบอร์ออฟติก หรือ เส้นใยแก้วนำแสงนั้นใช้ "ใยแก้วนำแสง" ในการนำสัญญาณโดยจะแตกต่างจากสายนำสัญญาณชนิดอื่นที่ใช้ "สายแลน UTP" ในการนำสัญญาณ จึงทำให้สายไฟเบอร์ออฟติกนั้นสามารถส่งผ่านข้อมูลได้ไม่ต่ำกว่า 2.5 ล้านบิท(2.5 กิกะบิต) ในระยะทางไม่เกิน 20 กิโลเมตร

- สามารถส่งสัญญาณได้ไกล: สายไฟเบอร์ออฟติกนั้นสามารถเดินได้ระยะทางสูงสุดถึง 20 กิโลเมตร โดยสามารถเดินได้ไกลกว่าสายแลนถึง 200 เท่า

- มีค่าสูญเสียของสัญญาณที่ต่ำ (ค่า loss) : สายไฟเบอร์ออฟติกนั้นมีคุณสมบัติที่สามารถให้แสงวิ่งผ่านได้จึงทำให้"ค่าลอส" ของสัญญาณที่ต่ำมากแม้จะเดินสายสัญญาณในระยะทางไกล โดยจะแตกต่างกับทองแดงซึ่งจะมีค่าลอสที่สูงขึ้นเรื่อยๆถ้าหากเดินสายสัญญาณเกิน 100เมตร

- มีความปลอดภัยจากการโจรกรรมข้อมูล : สายไฟเบอร์ออฟติกนั้นมีลักษณะการทำงานคือ ส่งผ่านข้อมูลภายในเครื่อข่ายโดยใช้แสงเป็นตัวนำ จึงยากที่จะดักจับข้อมูลระหว่างทาง (การ TAB)

- มีความปลอดภัยในชีวิตและทรัพย์สิน : สายไฟเบอร์ออฟติกนั้นทำมากจากวัสดุที่เป็นฉนวนไฟฟ้า จึงไม่มีการนำกระแสไฟฟ้าและไม่เกิดการลัดวงจร อีกทั้งสายไฟเบอร์ออฟติกยังทำมากจากวัสดุที่ไม่ลามไฟอีกด้วย