ความแตกต่างของ สายใยแก้วนำแสง ในงานสื่อสารข้อมูล และ สื่อสารโทรคมนาคม

จากประสบการณ์ในการขายสินค้าสำหรับงานโทรคมนาคมของเรา มีสินค้ามากมายที่ตอบสนองความต้องการของทุกกลุ่มลูกค้าตั้งแต่ องค์กร บริษัท หรือ ภาครัฐ ทำให้เราสามารถเป็นที่ปรึกษาให้กับคุณได้หากต้องการคำแนะนำหรือสินค้าต่างๆ และในบทความนี้เราอยากนำเสนอเรื่องของสินค้าประเภทหนึ่งที่เปรียบเสมือนตัวเชื่อมต่อของสัญญาณต่างๆ นั้นก็คือ สายใยแก้วนำแสง หรือ สายไฟเบอร์ออฟติก (Fiber Optic) นั่นเอง

คุณคงเคยได้ยินและคุ้นเคยกับชนิดของสายใยแก้วนำแสงซึ่งมีหลักอยู่หลักๆ 2 ประเภท ได้แก่ 1. Multimode และ 2. Singlemode แต่บางครั้งเราจะได้ยินหรือได้อ่านผ่านตามาว่า มีชนิดของ Fiber หรือสายใยแก้วนำแสงแบบ OM1, OM2, OM3, OM4 บ้าง หรือ OS1, OS2 บ้าง  มันคืออะไร และแตกต่างกันอย่างไร

สายใยแก้วนำแสงถูกนำมาใช้ในงานทางด้านสื่อสารโทรคมนาคม อย่างกว้างขวาง ทั้งสายชนิด Multimode และ Singlemode ซึ่งสายใยแก้วนำแสงชนิด Multimode จะนิยมใช้คำว่า OM ส่วนสายใยแก้วนำแสงชนิด Singlemode จะนิยมใช้คำว่า OS โดยที่ตามมาตรฐานของ ISO/IEC 11801 และ EIA/TIA จะกำหนดสายใยแก้วนำแสงชนิด Multimode ไว้ 4 แบบ ได้แก่ OM1, OM2, OM3 และ OM4 ส่วนสายใยแก้วนำแสงชนิด Singlemode จะกำหนดไว้ 2 แบบ ได้แก่ OS1 และ OS2

สายใยแก้วนำแสงชนิด Multimode (OM) จะมีขนาดเส้นผ่าศูนย์กลางในส่วนของ Fiber Core อยู่ 2 ขนาด ได้แก่ ขนาด 62.5 ไมครอน และขนาด 50 ไมครอน (ปัจจุบันจะนิยมใช้ชนิด 50 ไมครอน) ด้วยสายใยแก้วนำแสงที่มีขนาดของ Core ที่ใหญ่ จึงใช้วิธีการรับส่งสัญญาณแสงแบบ Light-Emitting Diodes (LEDs) และแบบ Vertical-Cavity Surface-Emitting Lasers (VCSELs) ที่มีช่วงความยาวคลื่น 850 นาโนเมตร และ 1300 นาโนเมตร โดยตัวอุปกรณ์ส่งสัญญาณแสงแบบนี้จะมีราคาที่ไม่แพง ในช่วงแรกๆ การผลิตสาย จะเป็นชนิด OM1 (62.5 ไมครอน) ซึ่งมีข้อจำกัดของความเร็วในการส่งสัญญาณ จึงได้พัฒนามาเป็นแบบ OM2 (50 ไมครอน) สามารถส่งข้อมูลความเร็วเป็นแบบ Gigabit Ethernet (1 Gbit/s) แต่ในช่วงหลังความต้องการในการรับส่งสัญญาณความเร็วสูงมีมากขึ้นไปอีก จึงทำให้มีการพัฒนาสายใยแก้วนำแสง Multimode แบบ OM3 และ OM4 (ทั้ง 2 แบบมีขนาด 50 ไมครอน) เพื่อรองรับการใช้งานที่สามารถส่งข้อมูลได้ถึง 10-100 Gigabit Ethernet ส่วนระยะทางที่สามารถส่งสัญญาณได้ของสายใยแก้วนำแสงแบบ OM จะแสดงอยู่ในตารางที่ 1 และ 2 โดยในทางปฏิบัติค่า Bandwidth ที่สามารถส่งได้จะขึ้นอยู่กับการออกแบบ Network และการเลือกใช้ Hardware ด้วย

Table 1 – Bandwidth and attenuation comparison between different OM fiber optic cables

Table 2 – Maximum channel length comparison between different OM fiber optic cables

ส่วนสายใยแก้วนำแสงชนิด Singlemode (OS) จะมีขนาดเส้นผ่าศูนย์กลางในส่วนของ Fiber Core ขนาด 9 ไมครอน ด้วยสายใยแก้วนำแสงที่มีขนาดของ Core ที่เล็กมาก จึงต้องใช้วิธีการรับส่งแสงแบบ Laser  ที่มีช่วงความยาวคลื่น 1310 นาโนเมตร ถึง 1600 นาโนเมตร โดยตัวอุปกรณ์ส่งสัญญาณแสงแบบนี้จะมีราคาที่สูง  ส่วนความแตกต่างของสายใยแก้วนำแสงแบบ OS1 และ OS2 โดยหลักแล้วจะแตกต่างกันที่โครงสร้างของสาย ซึ่งสายใยแก้วนำแสงแบบ OS1 จะใช้โครงสร้างสายแบบ Tight Buffer ขณะที่ OS2 จะใช้โครงสร้างสายแบบ Loose Tube ซึ่งสายใยแก้วนำแสงแบบ OS1 จะถูกออกแบบมาใช้งานกับระยะทางสูงสุดที่ 2000 เมตร เพื่อส่งสัญญาณที่ความเร็วตั้งแต่ 1 ถึง 10 Gigabit Ethernet ส่วนสายใยแก้วนำแสงแบบ OS2 จะออกแบบมาใช้งานกับการส่งสัญญาณในระยะไกลในช่วง 5000 ถึง 10000 เมตร เพื่อส่งสัญญาณที่ความเร็วตั้งแต่ 1 ถึง 10 Gigabit Ethernet  ซึ่งในตารางที่ 3 จะแสดงค่า Attenuation ของสายใยแก้วนำแสงแบบ OS1 และแบบ OS2 โดยอ้างอิงกับมาตรฐาน ISO/IEC และมาตรฐาน EN โดยสายทั้ง 2 ประเภทนั้นจะถูกต่อเข้ากับอุปกรณ์อีกส่วนหนึ่งที่ถูกเรียกว่า Connector ซึ่งก็มีหลากหลายแบบขึ้นอยู่กับความต้องการและการใช้งานนั่นเองครับ

Table 3 – Attenuation comparison between different OS fiber optic cables