จาก http://www.tice.ac.th
การสร้างระบบการสื่อสารด้วยเส้นใยแสงและการบำรุงรักษา
1. การวางเคเบิลใยแสง
(1) การวางสายเคเบิลใยแสงแบบช่วงระยะยาว (LONG SPAN)
เคเบิลใยแสงมีกรณ์ที่วางในท่อ (DUCT) ที่จัดทำเอาไว้ใต้ถนนกับกรณ์ที่แขวนกับเสาไฟฟ้าเคเบิลใยแสงที่ใช้กับ TRUNK NETWORK เพื่อต่อระหว่างชุมสายโทรศัพท์นั้น ตามหลักการแล้วจะใช้วิธีการวางเคเบิลใยแสงในท่อ เทคนิคการวางสายเคเบิล เป็นสิ่งที่ส่วนใหญ่มีแนวความคิดเบื้องต้นเหมือนกันกับเทคนิคการวางสายเคเบิลที่ทำด้วยโลหะที่ใช้กันอยู่ในปัจจุบัน แต่มีบางอย่างที่พัฒนาให้เป็นลักษณะพิเศษของเคเบิลใยแสงดังแสดงในรูป 6-5 นั่นคือทำให้เคเบิลใบแสงมีเส้นผ่านศูนย์กลางเล็ก, น้ำหนักเบา เป็นผลให้สามารถวางสายแต่ละครั้งได้เป็นระยะทางยาวมาก (LONG SPAN) อนึ่งการต่อเชื่อมเคเบิลใยแสงเมื่อเทียบกับเคเบิลที่ทำด้วยโลหะแล้ว จะใช้ เวลาในการปฏิบัติงานมากกว่า นอกจากนั้น เนื่องจากว่าไม่สามารถหลีกเลี่ยงการเพิ่มขึ้นของการสูญเสียจากการเชื่อมต่อที่เกิดขึ้นตรงจุดที่เชื่อมต่อเส้นใยแสงได้ ดังนั้นจึงจำเป็นต้องพยายามทำให้จำนวนของจุดเชื่อมต่อมีน้อยที่สุดเท่าที่จะทำได้ ด้วยเหตุนี้จึงมุ่งไปที่เทคนิคที่ทำให้สามารถวางเคเบิลเส้นใยแสงหนึ่งครั้งได้เป็นระยะทางยาวมาก (LONG SPAN) เงื่อนไขขีดจำกัดที่จะต้องคำนึงถึงในการกำหนดความยาวการวางเคเบิลใยแสง แสดงดังรูป 6-6
รูป 1. เงื่อนไขขีดจำกัดที่จะต้องคำนึงถึงในการกำหนดความยาวการวางเคเบิลใยแสง
จากรูป 1. จะเห็นได้ชัดว่า สาเหตุขีดจำกัดส่วนใหญ่คือ จำนวนคนงานที่ต้องการในการวางสายเคเบิลหนึ่งครั้ง และเวลาการใช้ถนนในระหว่างปฏิบัติงาน ดังนั้นสำหรับ NTT ได้กำหนดความยาวมาตฐานการวางสายเคเบิลสำหรับสายส่งที่ใช้เป็น TRUNK NETWORK ระหว่างชุมสายโทรศัพท์ให้มีความยาวเป็น 1 ก.ม. โดยคำนึงถึงการทำให้การออกแบบง่ายไม่ยุ่งยากซับซ้อน อนึ่งจะมีกรณ์สภาพแวดล้อมการทำงานการวางสายที่อำนวยความสะดวกทุกอย่างได้แก่ การวางสายในเส้นทาง (ROUTE) ที่เป็นเส้นตรง กับกรณีที่ต้องวางสายยาวเกินกว่า 1 ก.ม. เนื่องจากมีความยุ่งยากในการเชื่อมต่อระหว่างทางได้แก่ช่วงสะพานข้ามคลอง, แม่น้ำ
เพื่อที่จำทำให้สามารถวางเคเบิลที่มีช่วงยาว 1 กิโลเมตรได้นั้น จำเป็นต้องทำให้เคเบิลมีความแข็งแรงพอที่จะทนต่อแรงดึงในการวางสายเคเบิลที่กระทำต่อเคเบิลขณะปฏิบัติงานได้ แรงดึงในการวางสายเคเบิลนี้จะมีค่าน้อย ถ้าหากเส้นทาง (ROUTE) มีส่วนที่เป็นเส้นตรงมาก และจะมีค่ามากถ้าหากเส้นทาง (ROUTE) มีส่วนโค้งงอมาก การทำให้เคเบิลใยแสงมีความแข็งแรงต่อการดึงที่ทำให้สามารถวางสายเคเบิลได้ช่วงยาว 1 กิโลเมตรในเส้นทางทุกแบบ (เป็นเส้นตรงมาก, มีส่วนโค้งมาก) นั้นจะกลายเป็นการออกแบบที่มากเกินไปซึ่งไม่เป็นการประหยัด ดังนั้นในการออกแบบโครงสร้างของเคเบิลจะถือเอาแรงดึงที่สามารถวางสายเคเบิลระยะทาง 1 กิโลเมตรประมาณ 80% ของเส้นทาง (ROUTE) (ตรงกับน้ำหนักของเคเบิลที่ยาว 1 กิโลเมตร) เป็นแรงดึงที่ยอมให้มีได้ ดังแสดงในรูป 2.
รูป 2. แสดงความยาวการวางสายกับแรงดึงในการวางสายเคเบิลเส้นใยแสง
หรืออาจกล่าวอีกอย่างหนึ่งก็คือ จะต้องทำการออกแบบโครงสร้าง TENSION MEMBER (ตัวต้านแรงดึง) ให้มีการยืดต่ำกว่า 0.2% เมื่อได้รับแรงดึงนี้ (ถ้าการยืดมีค่าอยู่ในช่วงนี้แล้วจะไม่ทำให้เกิดผลเสียหายแก่เส้นใยแสงโดยตรง) อนึ่งสำหรับกรณีที่เส้นทาง (ROUTE) ของเคเบิลมีความงอโค้งมาก และมีรูปร่างสลับซับซ้อนนั้น แรงดึงที่ให้จะกระทำต่อปลายของเคเบิลเท่านั้น กรณีนี้แรงดึงอาจจะเกินแรงดึงที่ยอมให้มีได้ของเคเบิล (ในช่วงประมาณ 20% ของเส้นทางทั้งหมด) ดังนั้นจึงต้องใช้วิธีติดตั้งเครื่องดึงเคเบิล (CABLE TRACTOR) ระหว่างทาง หรือวิธีอื่น ๆ เข้าช่วยด้วย อนึ่งสำหรับข่ายสายผู้ใช้ SUBSCRIBER NETWORK ที่ต่อระหว่างบ้านและที่ทำงานนั้นโดยทั่วไปจะใช้ วิธีค่อย ๆ ลดจำนวนเส้นใยแสงของเคเบิลตามระยะทางที่เพิ่มขึ้นจากชุมสายโทรศัพท์ เพื่อให้เหมาะกับการกระจายบริการต่าง ๆ ที่ต้องการ ด้วยเหตุนี้ทำให้ SUBSCRIBER NETWORK แตกต่างกับกรณีของTRUNK NETWORK และเนื่องจากเกิดความจำเป็นที่ต้องตั้งจุดต่อที่ระยะสั้นมาก ทำให้ความยาวการวางสายเคเบิลเส้นใยแสงมีค่าน้อย แรงดึงที่ยอมให้มีได้ในเส้นเคเบิลใยแสงตามสภาพเช่นนี้จะมีค่าที่ตรงกับน้ำหนักเคเบิลที่ยาวเพียง 800 เมตร รูป 3. แสดงวิธีการโดยสังเขปของระบบการวางสายเคเบิลใยแสงที่มีระยะช่วงความยาว (LONG SPAN)
รูป 3. ระบบการวางสายเคเบิลเส้นใยแสงที่มีระยะช่วงยาว (LONG SPAN)
รูป 4. การวางสายเคเบิลในท่อ
สำหรับรูป 4. แสดงสภาพขณะปฏิบัติงานการวางสายจริง ๆ นอกจากนี้การวางสายเคเบิลเส้นใยแสงใต้น้ำนั้นจะทำการวางสายโดยเรือแบบพิเศษที่สร้างขึ้นมา เพื่องานการวางสายเคเบิลใต้น้ำโดยเฉพาะ ดังแสดงในรูป 5. กรณีที่ทำการวางสายเคเบิลใต้น้ำถ้าเป็นทะเลตื้น เพื่อหลีกเลี่ยงไม่ให้เคเบิลได้รับอันตรายจากการจับปลา (ประมง), การทอดสมอเรือและอื่น ๆ จะใช้วิธีฝังสายเคเบิลเอาไว้ใต้ทราย
รูป 5. การวางสายเคเบิลเส้นใยแสงใต้น้ำ
(2) ระบบการต่อเชื่อมเส้นใยแสง
ในการเชื่อมต่อเคเบิลใยแสงนั้นมี 2 วิธีคือ การเชื่อมต่อแบบใช้เปลวไฟหลอม (ELECTRIC ARC FUSION) กับแบบใช้ CONNECTOR ตามที่ได้กล่าวมาแล้ว แต่ในที่นี้จะพูดถึงระบบการต่อเชื่อมแบบใช้เปลวไฟหลอมที่ใช้กันมากในงานการสร้างระบบจริง ๆ
เส้นใยแสงแบบ GI-TYPE เนื่องจากเส้นผ่านศูนย์กลาง CORE ของมันโตมากขนาดหลายสิบเท่า um (ตามคำแนะนำของ CCITT มีค่า 50 um) แม้จะคำนึงถึงเปอร์เซนต์ความคลาดเคลื่อนของจุดศูนย์กลางในขั้นตอนการผลิต ที่มีค่าประมาณ 6% ซึ่งเป็นกรณีที่เลวที่สุดก็ตามแต่ถ้าเพียงแต่ปรับเฉพาะเส้นผ่ายศูนย์กลางของ CLAD เท่านั้น การเพิ่มขึ้นของการสูญเสียของการต่อเชื่อม อันเนื่องมาจากความคลาดเคลื่อนตามแนวแกนของ CLAD เท่านั้น ส่วนใหญ่จะมีค่าที่ไม่เป็นปัญหาแต่อย่างใดในการใช้งาน ดังนั้นการต่อเชื่อมแบบใช้เปลวไฟหลอมของเสนใยแสงแบบ GI-TYPE จะใช้วิธีการต่อ โดยนำเอาเส้นใยแสงที่ปลอกเอาวัสดุหุ้มภายนอกออกแล้ววางลงไปในร่องรูปตัววี (V-GROOVE) ซึ่งมีแนวแกนคงที่อยู่ในแนวตรงกัน จากนั้นจึงทำการปรับเฉพาะเส้นผ่านศูนย์กลางของ CLAD ให้ชนตรงกันส่วนเส้นใยแสงแบบ SM-TYPE เนื่องจากมีเส้นผ่านศูนย์กลางของ CORE เล็กมากขนาด 10 um ดังนั้นการปรับเฉพาะเส้นผ่านศูนย์กลางของ CLAD อย่างเดียวนั้น เปอร์เซนต์ความคลาดเคลื่อนของจุดศูนย์กลางที่ยอมให้มีได้ในขั้นตอนการผลิต จะมีผลอย่างมากต่อการเพิ่มขึ้นของการสูญเสียของการเชื่อมต่อ จึงใช้เป็นระบบในการเชื่อมต่อในทางปฏิบัติไม่ได้ ดังนั้นสำหรับการต่อเชื่อมเส้นใยแสงแบบ GI-TYPE จะใช้อุปกรณ์ช่วยปรับเส้นผ่านศูนย์กลางของ CLAD (V-GROOVE) เท่านั้น แต่ส่วนเส้นใยแสงแบบ SM-TYPE จะใช้อุปกรณ์ต่อเชื่อมที่มีการทำงานเพื่อปรับแกนของเส้นใยแสงให้ตรงกันได้ (นั่นคือการทำงานปรับร่องรูปตัววีให้เคลื่อนที่ไปในทิศทางแนวแกน X และแกน Y ได้ โดยการควบคุมของ MICRROPROCESSOR) ดังแสดงในรูป 6. สำหรับวิธีการปรับแกนนี้มี 2 แบบดังต่อไปนี้คือ
(1) วิธี POWER MONITOR METHOD เป็นวิธีการปรับแกนจนกระทั้งได้จุดที่ให้แสงผ่านได้มากที่สุด โดยการใช้ OPTICAL POWER METER ตรวจดูการส่งผ่านของแสงที่เดินทางในเส้นใยแสงที่มีจุดต่อเชื่อมร่วมอยู่ด้วย
(2) วิธี CORE VIEWING METHOD เป็นวิธีที่ทำการตรวจดูเส้นใยแสงตรงจุดต่อเชื่อมที่แสดงบนจอของสโคป (SCOPE) ซึ่งเป็นภาพที่ได้จากการทำ IMAGE PROCESSING เพื่อดูความคลาดเคลื่อนในแนวแกน CORE แล้วทำการปรับให้ตรงกัน
รูป 6. การปรับแนวแกนของเส้นใยแสงแบบ GI-TYPE และแบบ SM-TYPE
รูป 7. ระบบการต่อเชื่อมเส้นใยแสงแบบ SM-TYPE
ระบบการเชื่อมต่อเส้นใยแสงที่ใช้วิธี POWER MONITOR METHOD เป็นระบบที่ตรวจดูกำลังแสงโดยตรงที่ส่วนล่างของจุดเชื่อมต่อ ดังแสดงในรูป 7. (a) แล้วทำการปรับแนวแกนของ CORE ให้ตรงกันอย่างอัตโนมัติงานต่อเชื่อมวิธีนี้จะต้องปฏิบัติงาน 3 จุดด้วยกันคือที่แหล่งกำเนิดแสง, ส่วนต่อเชื่อมและส่วนรับแสง สำหรับระบบการต่อเชื่อมเส้นใยแสงที่ใช้วิธี CORE VIEWING METHOD แสดงดังรูป 7. (b) สามารถปฏิบัติงานการต่อเชื่อมเพียงจุดเดียวคือตรงจุดที่จะทำการต่อเชื่อมเท่านั้น ทำให้สามารถลดจำนวนคนปฏิบัติงานได้ แต่ทว่าเนื่องจากการต่อเชื่อมที่ใช้วิธี CORE VIEWING METHOD ต่างกับวิธี POWER MONITOR METHOD กล่าวคือไม่สามารถได้ค่าการสูญเสียที่แท้จริงของการต่อเชื่อม จากที่ที่ทำการต่อเชื่อมได้ (โปรดดูรูป 7. (b) ประกอบ) จึงใช้วิธีการคาดคะเนการสูญเสียของการเชื่อมต่อจากสภาพของ CORE ที่ถูกต่อเชื่อมอุปกรณ์ต่าง ๆ ที่ใช้ในการต่อเชื่อมเส้นใยแสงด้วยวิธี CORE VIEWING METHOD และภาพทางด้านปลายของเส้นใยแสงที่ปรากฏบนจอสโคป แสดงดังรูป 8.
รูป 8. แสดงอุปกรณ์การต่อเชื่อมที่ใช้วิธี CORE VIEWING METHOD
นอกจากนี้ในกรณีของเส้นใยแสงแบบ GI-TYPE ก็เช่นกัน สำหรับเคเบิลที่ใช้กับข่ายสายผู้ใช้ SUBSCRIBER NETWORK ที่มีความต้องการมากจะใช้เคเบิลแบบ TAPE ที่รวมเส้นใยแสง 5 เส้นเข้าด้วยกันแล้วหุ้มด้วยวัสดุหุ้มชั้นที่ 2 (SECONDARY COVER) กรณีที่ทำการต่อเชื่อมเส้นใยแสงแบบ TAPE 5 เส้นนี้จำเป็นต้องทำการต่อเชื่อมพร้อมกันโดยจัดให้ส่วนปลายของเส้นใยแสงทั้ง 5 เส้นยาวเท่ากันทั้งหมด และสภาพการให้ความร้อนโดย ARC DISCHARGE นั้นจำเป็นต้องสม่ำเสมอกันเท่ากันทั้ง 5 เส้นด้วยเหตุนี้จึงต้องใช้เครื่องต่อเชื่อมที่จัดทำเป็นพิเศษ ซึ่งมีขั้นตอนการทำงานดังแสดงในรูป 8. กล่าวคือรูป 8. (a) เป็นการดันให้ปลายของเส้นใยแสงทุกเส้นแตะกับแผ่นปรับปลายเส้นใยแสง ขั้นตอนนี้เป็นการปรับตำแหน่งของปลายเส้นใยแสงทุกเส้นให้เท่ากันหมด รูป 8. (b) แสดงการกระจายอุณหภูมิของสภาพที่กำลังปล่อยประจุไฟฟ้า DISCHARGE
รูป 8. การต่อเชื่อมเส้นใยแสงแบบเทป 5 เส้น
ในการที่จะทำให้การให้ความร้อนแก่เส้นใยแสงทั้ง 5 เส้น เป็นไปอย่างสม่ำเสมอจะต้องจัดวางเทปของเส้นใยแสงในตำแหน่งที่อยู่ห่างจากแกนศูนย์กลางของขั้วไฟฟ้า (ELECTRODE) เล็กน้อย ส่วนรูป 8. (c) แสดงเปลวไฟในขณะทำการต่อเชื่อมเส้นใยแสงพร้อมกันหลาย ๆ เส้น
2. การวัดคุณสมบัติต่าง ๆ ในการส่ง
ในระบบการสื่อสารด้วยเส้นใยแสงนั้น นอกเหนือจากความต้องการสารที่ใช้ทำเส้นใยแสงเป็นแก้วซึ่งไม่มีความนำไฟฟ้า สัญญาณที่จะทำการส่งซึ่งเป็นแสงที่มีความยาวคลื่นสั้นมาก และอุปกรณ์ที่ใช้เปลี่ยนไฟฟ้าเป็นแสงหรือเปลี่ยนแสงเป็นไฟฟ้าแล้ว การประเมินคุณสมบัติการส่งยังแตกต่างไปจากระบบการสื่อสารที่ใช้เคเบิลที่ทำด้วยโลหะ ในที่นี้จะกล่าวเกี่ยวกับวิธีการวัดการสูญเสียแสง เพื่อประเมินคุณสมบัติการส่งของส่วนประกอบแต่ละอัน ที่ประกอบกันเป็นระบบการสื่อสารด้วยเส้นใยแสงการวัดคุณสมบัติ BASE BAND FREQUENCY, การวัดคุณสมบัติของอุปกรณ์กำเนิดแสง, อุปกรณ์รับแสง และวิธีการวัดคุณสมบัติตลอดทั้งระบบ
(1) การวัดการสูญเสียแสง
การสูญเสียแสงเป็นการแสดงปริมาณการลดลง เมื่อสัญญาณแสงเดินทางในเส้นใยแสงและเป็นการแสดงค่า LOGARITHM ของอัตราส่วนกำลังของแสงที่ป้อนเข้าไปในเส้นใยแสง กับกำลังของแสงที่ออกมาจากปลายอีกด้านหนึ่งของเส้นใยแสง ดังแสดงด้วยสมการต่อไปนี้
การสูญเสียแสง (OPTICAL LOSS) = - 10 log10 [output optical power / input optical power] ------- (dB)
สำหรับเส้นใยแสงแบบ GI-TYPE นั้นเนื่องจากมี PROPAAGATION MODE อยู่จำนวนมากจะเกิดการเปลี่ยน MODE ZMODE CONVERSION) และจะมีค่าที่วัดได้แตกต่างกัน ตามสภาพการป้อนแสง ดังนั้นจึงมีความต้องการที่จะทำให้เงื่อนไขการป้อนแสงคงที่ เพื่อไม่ให้การกระจายกำลังของแสงของ PROPAAGATION MODE แต่ละอันเปลี่ยนแปลงแม้ว่าจะเดินทางในเส้นใยแสงก็ตาม เพื่อให้ได้เงื่อนไขดังกล่าวที่จะใช้เส้นใยแสงที่มีลักษณะพิเศษ ซึ่งมีจุดประสงค์ที่จะทำให้ PROPAAGATION MODE ไม่เปลี่ยนแปลง ดังแสดงในรูป 9. เส้นใยแสงพิเศษนี้เรียกว่า EXCITER หรือเส้นใยแสงที่ใช้กระตุ้นเส้นใยแสงแบบ SM-TYPE นั้นคือ PROPAAGATION MODE หนึ่งอันเท่านั้นนอกจากนี้แม้ว่าที่ด้านป้อนแสงเข้าของเส้นใยแสงแบบ SM-TYPE จะเกิด PROPAAGATION MODE ที่มีลำดับสูงขึ้น (HIGH ORDER) ก็ตาม มันจะลดลงในเวลาอันรวดเร็ว สามารถที่จะตัดทิ้งไปได้ว่าไม่มี PROPAAGATION MODE ลำดับสูงเมื่อมันเคลื่อนที่ไปได้ประมาณ 1 เมตร ด้วยเหตุนี้ในการวัดการสูญเสียเส้นใยแสงแบบ SM-TYPE เนื่องจากสภาพการป้อนแสงเข้าไม่มีปัญหาเท่าใดนักจึงใช้เส้นใยแสงแบบ SM-TYPE ยาวประมาณ 1 ถึง 2 เมตรเป็น EXCITER
รูป 9. แสดงระบบการวัดการสูญเสียแสงที่ใช้เส้นใยแสงเป็น EXCITER
(2) การวัดคุณสมบัติ BASE BAND FREQUENCY
สำหรับเส้นใยแสงแบบ SM-TYPE เนื่องจากตามทฤษฏีแล้วไม่มี MODE DISPERSION จึงมี Band Width กว้างมาก ดังนั้นในการใช้งานขีดจำกัดของ Band Width จึงไม่ค่อยมีปัญหา เพราะฉะนั้นการวัดคุณสมบัติ BASE BAND FREQUENCY จึงใช้กับเส้นใยแสงแบบ GI-TYPE เท่านั้น วิธีการวัดส่วนใหญ่จะใช้วิธี FREQUENCY SWEEP METHOD กล่าวคือ จะป้อนสัญญาณแสงที่ถูกผสมทางด้านความเข้มแสง (INTENSITY MODULATION) ด้วยคลื่นรูป SINE WAVE ให้แก่เส้นใยแสงที่จะทำการวัดและนำขนาดของสัญญาณ SINE WAVE ของสัญญาณแสงนั้นกับขนาดของสัญญาณ SINE WAVE ของสัญญาณแสงที่ออกมาหลังจากเดินทางในเส้นใยแสงไปเปลี่ยนเป็นความถี่พร้อมทั้งทำการวัดไปด้วย จากอัตราส่วนของความถี่ของสัญญาณ SINE WAVE ทั้งสองนำไปหาคุณสมบัติ BASE BAND ได้ (หรือเรียกอีกอย่างหนึ่งว่าเป็นการวัดย่านความถี่ : FREQUENCY REGION) วิธีการวัดคุณสมบัติ BASE BAND FREQUENCY ด้วย FREQUENCY SWEEP METHOD แสดงดังรูป 10.
รูป 10. การวัดคุณสมบัติ BASE BAND ด้วย FREQUENCY SWEEP METHOD
6 dB Band Width ที่เป็นมาตฐานในการออกแบบเส้นใยแสงแบบ GI-TYPE นั้น จะมีค่าประมาณหลายร้อย MHz.Km แต่ทว่าเนื่องจากเป็นที่ทราบกันแล้วว่าที่ช่วงความถี่นี้ ปริมาณการลดทอง (ATTENUATION) จะเป็นสัดส่วนกับความถี่ยกกำลัง 2 ดังนั้นโดยการทำการวัดความถี่ 3 จุด ก็จะสามารถประเมินค่า 6 dB Band Width ได้
(3) การวัดคุณสมบัติของอุปกรณ์กำเนิดแสง
คุณสมบัติของอุปกรณ์กำเนิดแสงที่เกี่ยวข้องกับการวัดระยะห่างของ REPEATER ของระบบการสื่อสารด้วยเส้นใยแสงและการวัดเกรดการสูญเสียของเส้นใยแสงที่ใช้ได้แก่คุณสมบัติที่สำคัญ 3 อย่างคือ optical output power, optical wave length และ optical spectrum
การวัดกำลังแสง (optical power) เป็นเทคนิคการวัดพื้นฐานที่สุดในกระบวนการวัดแสงทุกชนิด แสงเอาท์พุทที่ปล่อยออกมาโดยตรงจากอุปกรณ์กำเนิดแสง ซึ่งเป็นสิ่งที่ถูกวัดนั้นจะป้อนให้แก่เครื่องวัด optical output power meter และแสงนี้จะถูกอุปกรณ์ที่ทำหน้าที่เปลี่ยนแสง เป็นไฟฟ้า ซึ่งจัดเตรียมเอาไว้ในตัวเครื่องวัดทำการเปลี่ยนให้เป็นสัญญาณไฟฟ้า จากนั้นจึงทำการวัดค่าของปริมาณไฟฟ้านั้น
ด้วยเหตุนี้คุณสมบัติของอุปกรณ์รับแสงที่ใช้อุปกรณ์เปลี่ยนแสง เป็นไฟฟ้า (O/E CONVERTOR) จึงเป็นสิ่งที่สำคัญที่สุดจะต้องใช้อุปกรณ์รับแสงที่มีความไวในการรับแสงตรงตามจุดประสงค์การใช้งาน สำหรับเครื่องวัดกำลังแสง optical output power meter มีหลายชนิดตามจุดประสงค์การใช้งานสำหรับเครื่องวัดกำลังแสง ที่นิยมใช้กันทั่วไปและมีความไวในการรับแสงได้ถึง -60 dBm แสดงดังรูป 11
รูป 11. แสดงลักษณะภายนอกของเครื่องวัดกำลังแสง
อนึ่ง ความยาวคลื่นแสงและ spectrum ของแสงจะทำการวัดด้วยเครื่องมือวัด optical spectrum วิธีการวัดแสดงดังรูป 12.
รูป 12. วิธีการวัดความยาวคลื่นแสงและ spectrum ของแสงและอุปกรณ์ส่งแสงแต่ละชนิด
นั่นคือ แสงเอาท์พุทที่ออกจากอุปกรณ์กำเนิดแสงที่จะถูกวัดนั้น จะไม่ผ่านตัวกรองความยาวคลื่นซึ่งเลือกค่าได้ (WAVE LENGTH SELECTION FILTRE ทำได้โดยการหมุนแท่งแก้วปริซึมไป จากมุมที่เหมาะสมนี้ความยาวคลื่นแสงใกล้เคียงไม่ให้มากวนกัน ดังแสดงในรูป 13) จากนั้นจะทำการวัดกำลังแสงของความยาวคลื่นแสงที่ต้องการ แล้วแสดงค่าที่วัดได้ออกมาเป็นตัวเลข
รูป 13. แสดงหลักการของ FILTER เลือกความยาวคลื่นแสง
อนึ่ง ในกรณีที่ต้องการวัดแต่เฉพาะความยาวคลื่นแสงเท่านั้น จะใช้เครื่องวัดความยาวคลื่นแสง (optical wave length meter) ที่สามารถแสดงค่าความยาวคลื่นแสงที่มีกำลังแสงสูง ๆ ได้ ลักษณะภายนอกของเครื่องวัดความยาวคลื่นแสงแสดงดังรูป 14.
รูป 14. ลักษณะภายนอกของเครื่องวัดความยาวคลื่นแสง
(4) การวัดคุณสมบัติของอุปกรณ์รับแสง
คุณสมบัติของอุปกรณ์รับแสงในการก่อสร้างระบบการสื่อสารด้วยเส้นใยแสง และการบำรุงรักษาระบบได้แก่ การวัดความไวการรับแสงซึ่งเป็นองค์ประกอบสำคัญในการกำหนดระยะห่างของ REPEATER การวัดความไวการรับแสงนี้ถือเป็นสิ่งสำคัญที่สุด นั่นคือความไวการรับแสงหมายถึงว่า กำลังของสัญญาณแสงที่เข้ามายังอุปกรณ์รับแสงจะค่อย ๆ ลดทอนต่ำลง โดยทั่วไปแล้วจะทำการประเมินผลจากค่ากำลังสัญญาณแสงที่เข้ามาในตอนที่ได้อัตราการผิดพลาดของโค๊ด (CODE ERROR RATE) ที่ค่าที่ค่าหนึ่ง (หรือ TRANSMISSION QUALITY นั่นเอง) วิธีการวัดคุณสมบัติของอุปกรณ์รับแสงแสดงดังรูป 15.
รูป 15. วิธีการวัดคุณสมบัติของอุปกรณ์รับแสง
จากรูปจะเห็นว่าอันดับแรก Electric pluse ที่ผลิตขึ้นจาก Pluse Generator จะถูกเปลี่ยนให้เป็น optical pluse ด้วยอุปกรณ์เปลี่ยนไฟฟ้าเป็นแสง หลังจากนั้นจะถูกลดปริมาณแสงลงจนได้ค่าที่ต้องการด้วย Optical Variable Attenuator ต่อจากนั้นจึงป้อนให้แก่อุปกรณ์รับแสงที่ต้องการจะวัดคุณสมบัติ
อันดับต่อไปจะหาค่ากำลังแสงอินพุทที่ทำให้ได้ค่าอัตราการผิดพลาดของโค๊ดที่ต้องการ (เช่น 10-11 ) จากสัญญาณไฟฟ้าที่ออกจากอุปกรณ์รับแสงที่ทำการวัดคุณสมบัติอยู่ โดยใช้เครื่องวัด CODE ERROR RATE METER สำหรับค่ากำลังแสงอินพุทหาได้จากผลรวมของกำลังเอาท์พุทของอุปกรณ์เปลี่ยนไฟฟ้า เป็นแสงของทางด้านส่งกับจำนวนแสงที่ถูกลดลงด้วย Optical Variable Attenuator
(5) การวัดคุณสมบัติตลอดทั้งระบบสื่อสารด้วยเส้นใยแสง
เท่าที่กล่าวมาตั้งแต่ต้นจนถึงหัวข้อที่แล้วของบทนี้ เป็นเรื่องที่เกี่ยวกับวิธีการวัดคุณสมบัติต่าง ๆ ของเส้นใยแสง อุปกรณ์กำเนิดแสงและอุปกรณ์รับแสง ซึ่งเป็นอุปกรณ์สำคัญที่ประกอบกันเป็นระบบการสื่อสารด้วยเส้นใยแสง อันดับสุดท้ายนั้นต้องเป็นการวัดคุณสมบัติตลอดทั้งระบบการสื่อสาร (ในการก่อสร้างและการบำรุงรักษาจริง ๆ นั้นจะทำการวัดหัวข้อนี้มาก)
ในการที่ทราบคุณสมบัติตลอดทั้งระบบนั้น โดยทั่วไปจะเป็นการประเมินผลจากคุณสมบัติการผิดพลาดของโค๊ด วิธีการวัดเหมือนกันกับการวัดคุณสมบัติของอุปกรณ์รับแสง สำหรับรายละเอียดวิธีการวัดแสดงดังรูป 16. จากรูปจะทำการป้อนสัญญาณไฟฟ้าที่เป็น PLUSE เข้าที่ปลายด้านหนึ่งของระบบ (ทางด้านซ้ายมือของรูป) แล้วใช้เครื่องวัดความผิดพลาดของโค๊ดวัดสัญญาณไฟฟ้าที่ออกมาจากปลายอีกด้านหนึ่ง (ทางด้านขวามือของรูป) ที่ตัวเครื่องวัดความผิดพลาดของโค๊ดนี้มี PLUSE PATTERN อยู่ในตัวที่มีรูปร่างเหมือนกันกับ PATTERN ของสัญญาณอินพุทที่ส่งมาในระบบการสื่อสารด้วยเส้นใยแสง จะสามารถหาความผิดพลาดของโค๊ดได้
อนึ่ง ในตอนทำการก่อสร้างระบบ จะต้องคำนึงถึงการเสื่อมลงของคุณสมบัติในอนาคต โดยทั่วไปจะหาความสัมพันธ์ของกำลังแสงที่รับกับอัตราความผิดพลาดของโค๊ด ซึ่งถือเป็นคุณสมบัติความทนทานของตลอดทั้งระบบโดยการใช้ Optical Variable Attenuator ที่แสดงในรูป 16. ทำการลดกำลังแสงที่ออกจากอุปกรณ์ TERMINAL REPEATER EQUIPMENT จะได้ความสัมพันธ์ดังแสดงในรูป 6-23 ความสัมพันธ์นี้จะมีผลกลับมายังการบำรุงรักษาระบบในภายหลัง
รูป 17. วิธีการวัดคุณสมบัติของระบบการสื่อสารด้วยเส้นใยแสง
รูป 18. ตัวอย่างความสัมพันธ์ระหว่างกำลังแสงที่รับกับอัตราความผิดพลาดของโค๊ด
3. การบำรุงรักษาระบบการสื่อสารด้วยเส้นใยแสง
แนวความคิดการบำรุงรักษาพื้นฐานของข่ายสายการสื่อสารไฟฟ้าได้แก่ ความมั่นคงในการทำงานให้บริการที่ดีต่อเนื่องกัน และเมื่อเกิดการขัดข้องจะต้องแก้ให้กลับดีในระยะเวลาอันรวดเร็ว แนวความคิดเหล่านี้ไม่ใช่สิ่งที่แตกต่างกันตามชนิดของระบบการสื่อสาร ดังนั้น ในระบบการสื่อสารด้วยเส้นใยแสงก็เหมือนกัน ระบบการสื่อสารด้วยเส้นใยแสงมีส่วนประกอบทั่วไปดังแสดงในรูป 19.
รูป 19. ตัวอย่างส่วนประกอบของระบบการสื่อสารด้วยเส้นใยแสง
จากรูปจะเห็นว่าเพื่อให้ได้การบำรุงรักษาพื้นฐาน 2 อย่าง ตามที่กล่าวข้างต้นนั้น ไม่เฉพาะแต่การตรวจสอบสภาพการใช้งานของข่ายสาย (เช่นตรวจดูว่ามีความผิดพลาดของโค๊ดหรือไม่) ที่จุดเข้าและออก (INPUT และ OUTPUT) ของอุปกรณ์เท่านั้นแต่ต้องทำการตรวจสอบตัวอุปกรณ์เองด้วย เช่น การขัดข้องของแหล่งจ่ายไฟเป็นต้น โดยทำการตรวจสอบแบบ ON LINE
สิ่งที่เป็นลักษณะพิเศษที่สุดในการบำรุงรักษาระบบการสื่อสารด้วยเส้นใยแสงคือ ความสมบูรณ์ของการตรวจสอบใน REPEATER EQUIPMENT และการแสดงตำแหน่งที่เกิดขัดข้องได้อย่างอัตโนมัติ นั่นคือในระบบการสื่อสารแบบเก่าที่ใช้กันอยู่จนถึงขณะนี้ เนื่องจากระยะห่างของ REPEATER มีค่าประมาณ 1~2 ก.ม. ดังนั้นโดยทั่วไปแล้ว REPEATER EQUIPMENT จะติดตั้งอยู่ใน MANHOLE แต่สำหรับระบบการสื่อสารด้วยเส้นใยแสง เนื่องจากระยะห่างของ REPEATER ถูกขยายไกลออกไปมากเป็นผลให้สามารถติดตั้ง REPEATER ภายในชุมสายโทรศัพท์ ผลก็คือแต่เดิมที่ REPEATER EQUIPMENT ซึ่งมีขีดจำกัดในการตรวจสอบอันเนื่องมาจากโครงสร้างของอุปกรณ์ตามขนาดของ MANHOLE ส่วนประกอบและความยุ่งยากในการรักษาสายส่งที่ใช้ส่งข่าวสารแจ้งการขัดข้องและอื่น ๆ นั้น สามารถทำการตรวจสอบได้เหมือนกัน กับการตรวจสอบที่ TERMINAL REPEATER EQUIPMENT และแสดงช่วงระยะที่ขัดข้องแต่ทว่าในระบบการสื่อสารด้วนเส้นใยแสงนั้น จะสามารถแสดงช่วงระยะที่ขัดข้องได้อย่างอัตโนมัติดังต่อไปนี้
สมมติว่าระบบเกิดขัดข้องเนื่องจากเคเบิลขาด, สัญญาณ INFROMATION ที่แจ้งการขัดข้อง ซึ่งตรวจพบได้ด้วยอุปกรณ์จะส่งผ่านอุปกรณ์ตรวจสอบที่อยู่ในชุมสายเดียวกัน และส่งไปยังอุปกรณ์ตรวจสอบและควบคุมโดยสายที่ใช้สำหรับถ่ายทอดข่าวสาร (INFROMATION TRANSFER LINE) ที่อุปกรณ์ตรวจสอบและควบคุม (MONITOR AND CONTROL EQUIPMENT) จะทำการรวบรวมข่าวสารจากอุปกรณ์ตรวจสอบต่าง ๆ แล้วทำการวิเคราะห์หาตำแหน่งที่ขัดข้อง กล่าวโดยสรุปก็คือจากข่าวสารแจ้งการขัดข้องจะนำมาแสดงช่วงระยะที่ขัดข้องและระบบที่ขัดข้อง (บอกทิศทาง) ได้อย่างอัตโนมัติ จากผลนี้เมื่อเทียบกับระบบเดิมที่ใช้อยู่จะเห็นว่าได้ผลถูกต้องแน่นอนกว่า นอกจากนั้นยังสามารถแสดงตำแหน่งที่ขัดข้องได้อย่างรวดเร็วมาก อนึ่งในรูป 19. จะเห็นว่าอุปกรณ์ CONVERTOR กับ TERMINAL REPEATER EQUIPMENT จะมีอุปกรณ์ SWITCHING EQUIPMENT ติดตั้งอยู่ อุปกรณ์ SWITCHING EQUIPMENT นี้จะทำหน้าที่สับเปลี่ยนระบบที่ขัดข้องไปยังระบบที่ปกติอย่างอัตโนมัติ เมื่อเวลาเกิดขัดข้องขึ้นมาในระบบ
4 การบำรุงรักษาเคเบิลเส้นใยแสง
ในการบำรุงรักษาเคเบิลเส้นใยแสงก็เช่นกัน โดยหลักการพื้นฐานแล้วจะเหมือนกันกับการบำรุงรักษาเคเบิลที่ทำด้วยโลหะ (METALIC CABLE) กล่าวคือสายส่งจะต้องดีพร้อมทั้งมีความมั่นคงในการทำงานต่อเนื่องกัน และในกรณีที่เกิดการขัดข้องอย่างใดอย่างหนึ่งจะต้องหาสาเหตุให้พบอย่างรวดเร็ว และแก้ไขให้กลับดีเหมือนเดิมในเวลาอันรวดเร็ว เนื่องจากเส้นใยแสงมีจุดอ่อนอยู่ 2 อย่างที่ควรหลีกเลี่ยงคือแรงที่มากระทำด้านข้างและการแช่อยู่ในน้ำเป็นเวลานาน ดังนั้นจึงจำเป็นต้องระมัดระวังป้องกันจุดอ่อนเหล่านี้ การป้องกันไม่ให้น้ำเข้าไปในเคเบิลใยแสงก็คือ ระบบการป้อนอากาศแห้งที่มีแรงดันสูงกว่าบรรยากาศเข้าไปในเคเบิลใยแสง (Gas Maintenance System) กับระบบการอัดสารประกอบ (compound) เข้าไปในเคเบิล (Non - Gas Maintenance System) ระบบ Gas Maintenance System นั้นโครงสร้างของเคเบิลไม่ยุ่งยากแต่ต้องการอุปกรณ์ที่ป้อนอากาศแห้งเข้าไปในเคเบิล ส่วนระบบ Non - Gas Maintenance System นั้นไม่ต้องการอุปกรณ์ที่จะป้อนอากาศแห้งเข้าไปในเคเบิล แต่ตรงกันข้ามมีโครงสร้างซับซ้อน และมีราคาสูงนอกจากนั้นเวลาทำการต่อเชื่อมจำเป็นต้องเอาสารประกอบ (compound) ออก
ในระบบ Gas Maintenance System สามารถหาตำแหน่งที่แก๊สได้โดยการวัดการกระจายของแก๊ส ไปตามความยาวของเคเบิลดังนั้นจึงมีข้อดีที่สามารถรู้การชำรุดเสียหายของวัสดุหุ้มภายนอก (COVER) ก่อนที่เคเบิลจะเกิดขัดข้อง ข้อดีนี้เรียกว่า PREVENTIVE MAINTENANCE เขียนย่อว่า PM สำหรับ NTT นั้น ในเคเบิลเส้นใยแสงส่วนใหญ่ใช้ระบบ Gas Maintenance System
อันดับต่อไปจะพิจารณาเกี่ยวกับวิธีค้นหาตำแหน่งเส้นใยแสงขาด ในกรณีที่เส้นใยแสงถูกทำให้ขาดอันเนื่องมาจากแรงข้างนอกมากระทำ ด้วยสาเหตุอย่างใดอย่างหนึ่ง ถ้าเป็นกรณีของเคเบิลที่ทำด้วยโลหะ (METALIC CABLE) วิธีการหาตำแหน่งขาดของสายจะใช้ PLUSE TEST สำหรับกรณีของเส้นใยแสงก็เหมือนกันใช้ Optical Pluse Test กล่าวคือจะป้อน Optical Pluse เข้าไปในเส้นใยแสงแล้วให้เดินทางไปในเส้นใยแสง จะมีแสงส่วนหนึ่งของแสงที่เกิด Rayleigh Scatter อันเนื่องมาจากการเปลี่ยนแปลงของดัชนีการหักเหเล็กน้อยภายใน CORE กลับคืนมาที่ปลายที่ป้อนแสงเข้าไป แสงนี้เรียกว่าแสงกระจายกลับมาด้านหลัง (BACK DIRECTION SCATTERING LIGHT) นอกจากนั้นที่จุดที่เส้นใยแสงขาด เนื่องจากมีการเปลี่ยนแปลงของดัชนีการหักเหอย่างกระทันหัน จะเกิดแสงสะท้อนกลับอย่างมาก (เรียกว่า FRESNEL REFLECTING LIGHT) แสงที่กระจายกลับมาด้านหลังและแสง FRESNEL REFLECTING LIGHT จะกลับมาที่ปลายป้อนแสงเข้าไป หลังจากที่มันใช้เวลาในการเดินทางที่เป็นสัดส่วนกับระยะทางจากจุดสะท้อบกลับ โดยการนำแสงที่กลับคืนมานี้แยกออกด้วย Optical Deflector ในระบบการจัดที่แสดงในรูป 20. จากนั้นนำไปเปลี่ยนเป็นสัญญาณไฟฟ้าจะได้รูปคลื่นดังแสดงในรูป 21.
รูป 20. ส่วนประกอบพื้นฐานของ PLUSE TEST
รูป 21. หลักการวัดระยะทางของจุดที่เส้นใยแสงขาดของ PLUSE TEST
แกนในแนวนอนแสดงเวลาการเดินทางไปและกลับจากปลายที่ป้อนแสงเข้าไป ถ้าหากว่าดัชนีการหักเหของเส้นใยแสงมีค่าเท่ากันตลอดทิศทางที่แสงเดินทางแล้วละก็ ปริมาณการกระจายกลับมาด้านหลังของแสงที่เดินทางในแต่ละจุดในเส้นใยแสง จะเท่ากับกำลังแสงที่เดินทางกลับจากจุดที่อยู่ไกลนั้นจะมีขนาดต่ำลง เนื่องจากส่วนของการสูญเสียในเส้นใยแสงเท่านั้นเอง (ดังแสดงด้วยความชันของระยะ AB ในรูป 21.) อนึ่ง ถ้าหากระหว่างทางเกิดมีจุดขาดของเส้นใยแสง จะมองเห็นแสงสะท้อนกลับอันเนื่องมาจาก FRESNEL REFLECTION มีค่าสูง โดยการเปลี่ยนระยะเวลาที่ใช้ในการเดินทางจากจุดเริ่มต้นจนถึงจุดที่เส้นใยแสงขาด ให้เป็นระยะทางจะทำให้สามารถหาตำแหน่งของจุดที่เส้นใยแสงขาดได้ เนื่องจากในอุปกรณ์ Optical Pluse Tester จริง ๆ นั้นเขาจะแบ่งแกนนอนเป็นสเกลระยะทาง จึงทำให้สามารถอ่านระยะทางของตำแหน่งจุดที่เส้นใยแสงขาดได้โดยตรงเลย
เคเบิลใต้น้ำ (Submarine cable)
เป็นสื่ออีกอย่างหนึ่งที่มีการใช้ในการสื่อสาร โทรคมนาคมระหว่างประเทศ มีการรับส่งสัญญาณทุกชนิดได้อย่างมีประสิทธิภาพ ได้มาการพัฒนาเทคโนโลยีเรื่อยๆมาเป็นลำดับตั้งแต่ ยุคของเคเบิลใต้น้ำชนิดแกน ( Coaxial cable) มาจนถึง สายเคเบิลชนิดใยแก้ว( Optial fiber cable) ซึ่งมีใช้แพร่หลาย ทั่วโลกเพราะเหมาะกับสภาวะการณ์ปัจจุบัน และมีการพัฒนาความสามารถให้ทันสมัย โครงข่ายเคเบิลใต้น้ำ ( Submarine cable networks) มีประวัติที่น่าสนใจ นับตั้งแต่ พ.ศ.2393 มีการวางสายเคเบิลใต้น้ำที่ช่องแคบอังกฤษ ในขณะที่สายเคเบิลโทรเลขทางทราสแอตแลนติค เส้นแรกวางใน พ.ศ. 2410 ปัจจุบันสายเคเบิลใต้น้ำสามารถวางได้เร็วกว่าในอดีตเนื่องจาก ความก้าวหน้าของเทคโนโลยี ทำให้มีการวางสายเคเบิลใต้น้ำในภูมิภาคเอเชีย-แปซิฟิค นานกว่า 10 ปีแล้ว และมีปริมาณทราฟฟิกโทรศัพท์ระหว่างประเทศเพิ่มขึ้นถึง 10 เท่าตัว ประมาณกันว่า สิ้นปี 2539 นี้ ทั่วโลกจะมีการลงทุนทางด้านเคเบิลใต้น้ำใยแก้วมากกว่า 15 พันล้านเหรียญสหรัฐ ใน จำนวนหนึ่งกว่าครึ่งเป็นของภูมิภาคเอเชีย-แปซิฟิคเนื่องจากมีความเจริญเติบโตทางด้านเศรษฐกิจ ทำให้ความต้องการเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว
ภาพตัดของสายใยแก้ว
ข้อดีของเคเบิลใต้น้ำใยแก้ว
1. หากเป็นระบบดาวเทียมที่มีระยะทางในการสื่อสารสัญญาณไป-กลับมากกว่า 72,000 กิโลเมตรแล้ว จะมีการหน่วงเวลา (Propagation delay) ราว 0.5 วินาที นอกจากนี้สภาพภูมิอากาศยังมีผลต่อการทำงาน ที่เกิดการลดทอนสัญญาณได้ด้วย แต่ระบบเคเบิลใต้น้ำใยแก้วมีการหน่วงของเวลาค่อนข้างน้อย ระบบดาวเทียมมีข้อดีคือ ส่งข้อมูลข่าวสารได้มาก และการรับสัญญาณตามพื้นที่ต่างของโลกทำได้ง่ายแต่ ก็ขาดความปลอดภัย ถ้าไม่มีการเข้ารหัสป้องกัน
2. ความก้าวหน้าของเทคโนโลยีทำให้ลดค่ายใช้จ่ายในการก่อสร้างและบำรุงรักษาระบบเคเบิลใยแก้วได้มาก ถึงแม้ดาวเทียมจะมีการสื่อสารแบบหลายๆจุด(Multi point) ซึ่งค่อนข้างประหยัดก็ตามแต่ระบบเคเบิลใยแก้ว ยังได้เปรียบด้านค่าใช้จ่ายระหว่างจุดต่อจุด และยังสามารถรับส่งสัญญาณได้เป็นจำนวนมากอีกด้วย
3. จากการใช้ DS-3 ทำให้ช่วยร่นเวลาในการนำ unactivated capacity ในระบบเคเบิลใต้น้ำมาใช้เป็นผล ให้มีการพัฒนาบริการในระบบดิจิตอลใหม่ๆ เช่น การสื่อสารข้อมูลด้วยความเร็วสูง video-audio conference ซึ่งต้องการระบบที่มี capacity มากๆ และการสื่อสารที่มีคุณภาพสูง
ลักษณะของเคเบิลใต้น้ำ
ระบบเคเบิลใต้น้ำ เป็นระบบที่ใช้ในการรับ-ส่งสัญญาณ โทรคมนาคมผ่านสายเคเบิลที่ทอดตัวอยู่ใต้ทะเล หรือมหาสมุทรเป็นระยะทางไกล เชื่อมโยงระหว่างสถานีเคเบิลใต้น้ำ 2 สถานี อาจเป็นระหว่างจุดต่อจุด หรือระหว่างประเทศต่อประเทศ เนื่องจากระยะทางที่ค่อนข้างไกล จำเป็นต้องมีอุปกรณ์ทวนสัญญาณหรือ รีพีตเตอร์ (repeater) เพื่อช่วยขยายช่องสัญญาณและทำให้คุณภาพของสัญญาณไม่เปลี่ยนแปลง สายเคเบิลใต้น้ำ ทั่วไปออกแบบให้มีอายุการใช้งาน 25 ปีขึ้นไป อุปกรณ์ทวนสัญญาณ ถ้าเป็นระบบเคเบิลใต้น้ำชนิดแกนร่วม แต่ละตัวห่างกันประมาณ 15 กิโลเมตร เนื่องจากอัตราการสูญเสียของสัญญาณสูง ส่วนเคเบิลใต้น้ำชนิดใยแก้ว แต่ละตัวห่างกันประมาณ 100 กิโลเมตร หรือมากกว่านั้น ระบบเคเบิลใต้น้ำเป็นระบบที่ได้รับความนิยมทั่วโลก ที่ผ่านมาในอดีตเป็นสายเคเบิลชนิดแกนร่วม ซึ่งตอนนี้ความจุไม่เพียงพอ ปัจจุบันและอนาคตจึงมีการพัฒนาเป็นสายเคเบิลใยแก้ว ทำให้สามารถสื่อสารในระบบดิจิตอล รับส่งสัญญาณด้วยแถบความถี่ที่กว้างกว่า รับส่งด้วยอัตราที่เร็วกว่าแลัรองรับการสื่อสารโทรคมนาคมได้ทุกรูปแบบ
การพัฒนาของเคเบิลใต้น้ำ
ระบบเคเบิลใต้น้ำยุคแรกใช้สายเคเบิลใยแก้วขนาดความยาวคลื่น (wave length) 1.4 um ที่มีอัตราความเร็ว 295.6 Mbit/s อัตรารับส่งสัญญาณ 280 Mbit/s ทำให้ได้ช่องสัญญาณ 3,780 ช่อง ( 64 Kbit/s ต่อช่องสัญญาณ ในยุคที่ 2 ใช้สายเคเบิลใยแก้วขนาดความยาวคลื่น (wave length) 1.55 um ที่มีอัตราความเร็ว 560 Mbit/s ทำให้ได้วงจรเสียงพูด ( voice channel) เพิ่มขึ้นถึง 40,000 วงจรคู่ หมายความว่ามันต้องการใช้อุปกรณ์ทวนสัญญาณ จำนวนน้อย สายเคเบิลใต้น้ำจะมีสายใยแก้วเพียง 2 คู่ โดยอีกคู่ใช้เป็นคู่สายสำรอง ซึ่งสามารถรองรับ ทราฟฟริค เท่ากับวงจรโทรทัศน์ถึงกว่า 30,000 วงจร ระบบเคเบิลทั่วๆไปมักถูกออกแบบมาให้ใช้งานราว 25 ปี และต้องมีการทดสอบความไว้วางใจเพิ่มเติม และมีการใช้เรื่ออกสำรวจซ่อมแซมราว 2-3 ครั้งตลอดการใช้งานของมัน ระบบเคเบิลยุคที่ 3 มีการนำ optical fiber amplifiers เข้ามาเกี่ยวข้องด้วย ระบบดังกล่าวสัญญาณจะ ถูกรีพีตโดยตรงโดยไม่มีการแปลงสัญญาณไฟฟ้าในรีพีตเตอร์แต่อย่างใด นอกจากนี้การพัฒนาทางเทคโนโลยีก้าวหน้าขึ้น ความร่วมมือระหว่าง KDD(ญี่ปุ่น) กับ AT&T ( สหรัฐอเมริกา) ในการพัฒนาระบบเคเบิลใต้น้ำใยแก้ว สามารถส่งสัญญาณได้ที่ความเร็ว 100 Gbit/s ได้ในราวปี 2543 ซึ่งรองรับการสื่อสารโทรศัพท์ได้ถึง 1.2 ล้านช่อง นอกเหนือจากการส่งสัญญาณโทรทัศน์อีก 2,000 ช่อง
โครงข่ายเคเบิลใต้น้ำ
โครงข่ายเคเบิลใต้น้ำในเอเชีย-แปซิฟิค
- TCP-3/HAW-4
- NPC
- TPC-4
- HAW-5
- PacRim East
- PacRim West
- TASMAN-2
- TPC-5
- JASAURAUS
- Indonesia-USA
โครงข่ายเคเบิลใต้น้ำย่านตะวันออกไกล
- C-J (China-Japan)
- R-J-K (Russia-Japan-Korea)
- C-KC (China-Korea Cable)
โครงข่ายเคเบิลใต้น้ำในย่านเอเชียตะวันออกเฉียงใต้
- G-P-T/HONAL-2/H-J-K
- APC
- V-T-H
- APC-N
โครงข่ายเคเบิลใต้น้ำ
- AOFSCN
- B-S
- SEA-ME-WE-2
- SEA-ME-WE-3
โครงข่ายเคเบิลใต้น้ำ FLAG ( Fibre optic Link Around the Globe)
เป็นโครงการเคเบิลใต้น้ำที่มีขนาดใหญ่ที่สุดและยาวที่สุดในโลก ริเริ่มขึ้นโดยบริษัท ไนเน็กซ์ ซิเต็ม (Nynex System) คาดว่าจะแล้วเสร็จสมบูรณ์กลางปี 2540 เชื่อมต่อการสื่อสารข้ามทวีปรวม 16 ประเทศเช่น สหราชอาณาจักร เวียดนาม ฮ่องกง อินโดนีเซีย ฟิลิปปินส์ มาเลเซีย ไทย และจีน โดยเริ่มต้นที่ สหราชอาณาจักร ผ่านทะเลเมดิเตอร์เรเนียน คลองสุเอซ มหาสมุทรอินเดีย ช่องแคบมะละกา และทะเลจีนใต้สินสุดที่ประเทศญี่ปุ่น คิดเป็นความยาว 28,000 กิโลเมตร มูลค่าราว 1 หมื่นล้านเหรียญสหรัฐ โยงการสื่อสารให้กับประชากรโลกกว่า 75 เปอร์เซ็นต์ เป็นระบบที่สื่อสัญญาณด้วยเคเบิลที่มีความจุ จำนวน 120,000 วงจร สามารถรองรับการสนทนาทางโทรศัพท์ได้พร้อมกันถึง 600,000 ราย ส่งสัญญาณด้วยความเร็วสูงถึง 5 กิกะไบต์ต่อวินาที และจะพัฒนาความเร็วให้สูงขึ้นเป็น 20 -40 กิกะไบต์ต่อวินาที สิ่งที่ถือเป็นจุดเด่นของโครงการคือ 1. เป็นการลงทุนโครงข่ายใต้น้ำที่มีขนาดใหญ่ครังแรกและมากที่สุดเท่าที่เคยมีมา การจัดสรรเงินทุนที่ยุ่งยากซับซ้อนที่สุด 2. ได้รับการประกันภัยทางการเมืองจาก Exin สหรัฐอเมริกา และ MITI ประเทศญี่ปุ่นอีกด้วย 3. แสดงถึงความร่วมมือขององค์กรต่างทั้งภาครัฐและเอกชนของที่จะสร้างระบบเคเบิลใยแก้วใต้น้ำที่ยาวที่สุดในโลก เพื่อให้เหล่ามวลมนุษย์ชาติไว้ติดต่อสื่อสารกัน อันจะนำมาซึ่งสันติภาพและความสุขร่วมกัน ในส่วนประเทศไทยลงทุนโดย กสท. และบริษัทเทเลคอม เอเชีย
ระบบเคเบิลใต้น้ำในประเทศไทย
ปัจจุบัน การสื่อสารแห่งประเทศไทยมีระบบเคเบิลใต้น้ำเชื่อโยงกับกลุ่มประเทศอาเซียน ประเทศในแถบเอเชียตะวันออกไกล ทวีปอเมริกาเหนือ ทวีปออสเตรียใต้ และทวีปยุโรป โดยมีสถานีโทรคมนาคมใต้น้ำ 3 แห่ง คือ
1. สถานีชลี 1 - เพชรบุรี ตั้งอยู่ที่ ต.หาดเจ้าสำราญ อ. เมือง จ. เพชรบุรี
2. สถานีชลี 2 - สงขลา ตั้งอยู่ที่ ต. เขารูปข้าง อ.เมือง จ.สงขลา
3. สถานีชลี 3 - ศรีราชา ตั้งอยู่ภายในบริเวณสถานีดาวเทียมภาคพื้นดิน ต.ทุ่งสุขลา อ.ศรีราชา จ. ชลบุรี
.jpg)
---------------------------------------------------------------------------------------------------------------
ที่มา http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/d/db/Submarine_cable_cross-section.png
.png)
