สายใยแก้วนำแสง
(Fiber Optic Cable) เป็นตัวกลางของสัญญาณแสงชนิดหนึ่ง
ที่ทำมาจากแก้วซึ่งมีความบริสุทธิ์สูงมาก
สายใยแก้วนำแสงมีลักษณะเป็นเส้นยาวขนาดเล็ก มีขนาดประมาณเส้นผมของมนุษย์เรา
สายใยแก้วนำแสงที่ดีต้องสามารถนำสัญญาณแสงจากจุดหนึ่งไปยังอีกจุดหนึ่งได้
โดยมีการสูญเสียของสัญญาณแสงน้อยมาก
สายใยแก้วนำแสงสามารถแบ่งตามความสามารถในการนำแสงออกได้เป็น 2 ชนิด คือ สายใยแก้วนำแสงชนิดโหมดเดี่ยว (Single-mode Optical Fibers, SM) และชนิดหลายโหมด (Multimode Optical Fibers, MM)
สายใยแก้วนำแสงสามารถแบ่งตามความสามารถในการนำแสงออกได้เป็น 2 ชนิด คือ สายใยแก้วนำแสงชนิดโหมดเดี่ยว (Single-mode Optical Fibers, SM) และชนิดหลายโหมด (Multimode Optical Fibers, MM)
ออพติคเคเบิล
1 เส้น ประกอบด้วย
ใยแก้วนำแสงตั้งแต่ 2 core ขึ้นไป มี 2 ชนิด คือ แบบ multi-mode (MM) และแบบ single-mode
(SM) ความแตกต่างของทั้งสองชนิดนี้
คือขนาดของตัวใยแก้วใจกลางหรือที่เรียกว่า core
Multi-mode (MM)
ออพติคเคเบิลมีสีส้ม
ใยแก้วนำแสงบอกขนาด 50/125 หมายถึง ขนาด 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
Single-mode (SM)
ออพติคเคเบิลเป็นสีเหลือง
ใยแก้วนำแสงบอกขนาด 9/125 หมายถึง ขนาด 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. แต่ความเร็วจะลดลง แต่ไม่ต่ำกว่า 1,000 ล้านบิทต่อวินาที
ข้อดีของ SM อีกอันหนึ่งก็คือ มันทำงานที่ความยาวคลื่นที่ 1300
นาโนเมตร ซึ่งเป็นช่วงที่มีการลดทอนแสงน้อยที่สุด ตามรูป
ข้อดี ขสร้างจากแก้วซึ่งเป็นฉนวน คือ สนามพลังงานที่ถูก
ปล่อยออกมาจะไม่ถูกรบกวนและถูกดูดซับ แก้วเป็นวัสดุที่มีผลต่อการลดทอนน้อยมาก
และเป็นอิสระจากการมอดูเลตทางความ ถี่ เมื่อเปรียบเทียบกับเคเบิลชนิดทองแดงแล้ว
จะมีความสามารถในการรับส่งเหมือนกัน แต่ไฟเบอร์ออฟติกมีขนาดเล็กและน้ำหนักเบา
กว่ามาก และสุดยอดของออฟติกก็คือมีราคาถูกแม้ว่าจะพิจารณารวมถึงต้นทุนในการติดตั้งอุปกรณ์ต่างๆ
แล้วด้วยการพัฒนาต่อไปในอนาคตจะสามารถลดต้นทุนเครือข่ายไฟเบอร์ออฟติกได้มากกว่านี้
ไม่ว่าจะเป็นด้านการผลิต การติดตั้ง การบำรุงรักษา และที่แน่ๆ
ก็คือการใช้งานเครือข่าย การส่งข้อมูลไปบนไฟเบอร์ออฟติก
คุณจะต้องมีอุปกรณ์กำเนิดแสงที่ถูกมอดูเลต
โดยทั่วไปแล้วจะใช้เลเซอร์ไดโอดที่ทำหน้าที่ปล่อยพัลส์แสง (light pulse) เข้าไปยังไฟเบอร์
และที่ด้านตรงปลายทาง คุณก็ต้องมีอุปกรณ์ตรวนจับแสง (photo detector) ซึ่งมักจะเป็นอุปกรณ์สารกึ่งตัวนำที่ทำงานคล้ายกับโซลาร์เซลด้วยการแปลงแสง
ไปเป็นกระแสไฟฟ้าปัจจุบันไฟเบอร์ออฟติกทำงานกับแสงที่มีความยาวคลื่น ประมาณ 1µm
ซึ่งตรงกับความถี่ 3·1014 Hz หรือ 300.000
GHz สำหรับเหตุผลทางเทคนิค
อุปกรณ์ส่วนใหญ่ทำงานกับการการผสมของสัญญาณที่อาศัยความแรงของสัญญาณ (AM) ซึ่งจะส่งผลให้มีแบนด์วิดธ์เป็น 5 ถึง 10 GHz
เมื่อเปรียบเทียบกับความถี่พาหะ (carrier frequency) แล้ว จะเห็นว่าน้อยมาก มันจะถูกจำกัดโดยเทคโนโลยีที่ใช้งานได้
การลดทอนของแสงใน glass fiber ขึ้นอยู่กับความยาวคลื่น
มีค่าลดทอนต่ำสุดใน attenuation curve อยู่ในช่วง 1310
nm และ 1550 nm ระยะความกว้าง 100 nm โดย ประมาณบริเวณค่าดังกล่าวนี้ถูกเรียกว่า วินโดวส์
ซึ่งความถี่บริเวณในวินโดวส์นี้จะใช้สำกรับการส่งข้อมูล
ไฟเบอร์ในปัจจุบันนี้ครวบคลุมหลายวินโดวส์ (1300/1400/1500/1600mm)คุณ สามารถป้อนสัญญาณที่ความยาวคลื่นต่างกันในวินโดวเดียวกันเข้าไปในหนึ่งไฟ
เบอร์ และที่ด้านปลายทางสัญญาณแสงจะถูกแยกออกได้
รูปแบบดังกล่าวนี้จะเป็นหลายช่องสัญญาณต่อวินโดว์โดยใช้ไฟเบอร์อันเดียวซึ่ง
เรียกกันว่า wavelength-division multiplexing (WDM)
