IE Co.,Ltd. EP.6 มหัศจรรย์เส้นใยแก้วนำแสง IE Co.,Ltd.

JavaScript seems to be disabled in your browser.
You must have JavaScript enabled in your browser to utilize the functionality of this website.

Home /
News & Articles /
EP.6 มหัศจรรย์เส้นใยแก้วนำแสง

EP.6 มหัศจรรย์เส้นใยแก้วนำแสง

| Articles

5 Aug 2022

มหัศจรรย์เส้นใยแก้วนำแสง

การสื่อสารในสายไฟเบอร์ออปติก คือ การเปลี่ยนสัญญาณไฟฟ้า (ข้อมูล) ให้เป็นคลื่นแสงก่อนจากนั้นจึงส่งออกไปเป็นพัลส์ของแสงผ่านสายไฟเบอร์ออปติกซึ่งทำมาจากแก้ว หรือพลาสติกที่สามารถส่งลำแสงให้ผ่านสายได้ทีละหลายๆ ลำแสงด้วยมุมที่ต่างกัน ลำแสงที่ส่งออกไปเป็นพัลส์นั้น จะสะท้อนกลับไปมาที่ผิวของสายชั้นในไปจนถึงปลายสาย

เส้นใยนำแสงโดยทั่วไปทำด้วยแก้วที่มีความยืดหยุ่น ซึ่งมีขนาดเส้นผ่าศูนย์กลางเล็กมากประมาณ 0.01 – 0.1 มิลลิเมตร ตัวแก้วของเส้นใยถูกล้อมรอบด้วยสารที่มีดัชนีหักเหน้อยกว่า เพื่อให้รังสีแสงภายในแก้วเกิดการสะท้อนกลับหมด เส้นใยนำแสงจำนวนนับพันเส้นจะถูกนำมามัดรวมกัน (Light pipe) เนื่องจากเส้นใยแก้วนำแสงมีขนาดเล็กมาก จึงสามารถดัดให้โค้งงอเป็นวงโดยไม่แตกหัก การนำเส้นใยนำแสงมาใช้งานอาศัยหลักการสะท้อนกลับหมดของแสง รังสีของแสงสามารถเดินทางภายในแก้วไปได้ไกลๆ เส้นใยแก้วนำแสงสามารถทำให้ยาวได้ถึง 200 กิโลเมตร

เส้นใยแก้วนำแสงสามารถนำใช้ประโยชน์ได้มากมาย ทั้งทางด้านโทรคมนาคมและทางการแพทย์ โดยเฉพาะด้านโทรคมนาคมการสื่อสาร เส้นใยแก้วนำแสงนับได้ว่ามีประสิทธิภาพมากกว่าสายเคเบิ้ลทองแดงแบบเดิมๆ เนื่องจากสายทองแดงที่ใช้ใน ADSL นั้น มีค่าการลดทอนสัญญาณที่สูง เมื่อนำมาเปรียบเทียบกับสายไฟเบอร์ออปติก ซึ่งให้ค่าลดทอนสัญญาณที่ต่ำกว่า สิ่งนี้เองเป็นสิ่งที่ทำให้ผู้ให้บริการส่วนใหญ่เลือกสายไฟเบอร์ออปติก เป็นสายเคเบิ้ลในการให้บริการ internet ความเร็วสูง เพราะค่าการลดทอน คือค่าบ่งชี้ถึงพลังงานที่สัญญาณสูญเสียไปตามช่วงคลื่นความยาวต่างๆ มีค่าต่ำมาก

ส่วนการบรรจุข้อมูลลงในสัญญาณแบนด์วิดธ์ หรือ อัตราการส่งข้อมูลผ่านตัวกลาง ซึ่งหากพิจารณาคุณสมบัติเปรียบเทียบระหว่าง สายทองแดง และสายไฟเบอร์ออปติก จะพบว่า สายไฟเบอร์ออปติก มีการสูญเสียสัญญาณในแต่ละความถี่ต่างๆ ต่ำกว่าสายทองแดงอย่างมาก

ในเรื่องของขนาด สายเส้นใยแก้วนำแสงนับว่ามีขนาดเล็กมาก อยู่ในระดับหน่วย ไมครอน จึงทำให้มีน้ำหนักเบาดั่งเส้นผมเส้นหนึ่งเท่านั้น ซึ่งเมื่อเปรียบเทียบกับสายทองแดงแล้ว หากต้องการส่งข้อมูลที่เท่ากัน สายไฟเบอร์ออปติก จะเบากว่าสายทองแดงหลายเท่าตัวเลยทีเดียว

การนำเส้นใยแก้วนำแสงมาใช้ประโยชน์

ทางด้านการสื่อสาร

ปัจจุบันนี้ได้มีการนำเส้นใยแก้วนำแสงมาใช้ในการสื่อสาร โดยการส่งสัญญาณด้วยแสงไปในเส้นใยนำแสงแทนการส่งสัญญาณด้วยไฟฟ้าในโลหะตัวนำ ดังนั้นเส้นใยนำแสงจึงถูกนำมาใช้ประโยชน์ในด้านต่างๆของการสื่อ สารดังนี้

1. ด้านโทรศัพท์ มีการนำเส้นใยแก้วนำแสงมาใช้แทนเคเบิลทองแดงในระบบโทรศัพท์การพูดคุยทางโทรศัพท์จะถูกส่งไปตามเส้นใยแก้วนำแสง ทำให้ผู้คนมากสามารถพูดคุยโทรศัพท์ผ่านทางเส้นใยแก้วนำแสงเส้นเดียวกันในเวลาเดียวกันได้

2. ด้านคอมพิวเตอร์ เส้นใยนำแสงสามารถนำมาใช้ในการส่งข้อมูลจากคอมพิวเตอร์หนึ่งไปยังคอมพิวเตอร์เครื่องอื่นๆได้

3. ด้านโทรทัศน์ เส้นใยแสงสามารถส่งสัญญาณโทรทัศน์มากกว่า 10 ช่อง

ทางด้านการแพทย์

แพทย์ได้ใช้ Fiber Scope หรือ Endoscope ซึ่งประกอบด้วยมัดเส้นใยนำแสง 2 มัด มาช่วยตรวจอวัยวะภายใน เช่น ใช้ตรวจดูภายในกระเพาะอาหาร โดยแพทย์จะสอดมัดเส้นใยนำแสงด้านขวามือลงในกระเพาะอาหารของคนไข้ ขณะที่ให้แสงเข้ามัดเส้นใยนำแสงด้านซ้ายมือผ่านกลุ่มเส้นใยนำแสงรอบนอกของมัดแรก เมื่อแสงตกกระทบที่ผนังกระเพาะอาหารบริเวณที่ต้องการตรวจ แสงจะสะท้อนกลับออกมาทางกลุ่มเส้นใยนำแสงด้านในทำให้แพทย์มองเห็นภาพของบริเวณที่ตรวจได้ ซึ่งภาพที่มองเห็นเกิดจากเส้นใยนำแสงแต่ละเส้นนำแสงสะท้อนจากบริเวณเล็กๆ เมื่อรวมกันทั้งกลุ่มจึงเกิดเป็นภาพขึ้นได้ กลุ่มเส้นใยนำแสงนี้จึงเปรียบเสมือนตาประกอบของแมลงนั่นเอง และเมื่อต่ออุปกรณ์นี้เข้ากับกล้องถ่ายรูป ก็จะทำให้สามารถถ่ายภาพบริเวณที่ตรวจได้

สายไฟเบอร์ออปติกนับว่ามีประโยชน์มากมาย และเกิดขึ้นจากการพัฒนาเทคโนโลยีไปตามพฤติกรรมการใช้ชีวิตและการทำงานในปัจจุบัน อย่างไรก็ตาม แม้เส้นใยแก้วนำแสงจะมีประโยชน์มากมายขนาดไหน ทุกๆสิ่งย่อมมีข้อเสียหรือจุดอ่อนอยู่บ้าง ในบทความหน้า เราจะมาดูว่า คนทำงานหลายๆคนมักเจอกับปัญหาที่เกิดจากการใช้งานสายไฟเบอร์ออปติกแบบใด และเกิดจากสาเหตุใดได้บ้าง

อ้างอิง