สายสัญญาณ

สายสัญญาณ 

สายโคแอ็กเชียล

สายโคแอ็กเชียล (Coaxial Cable) เป็นสายสัญญาณประเภทแรกที่ใช้ และเป็นที่นิยมมากในเครือข่ายคอมพิวเตอร์สมัย แรก ๆ แต่ในปัจจุบันสายโคแอ็กซ์ถือได้ว่าเป็นสายที่ล้าสมัยสำหรับเครือข่ายคอมพิวเตอร์ในปัจจุบัน อย่างไรก็ตามยังมีระบบ เครือข่ายบางประเภทที่ยังใช้สายประเภทนี้อยู่                สายโคแอกเชียล มีตัวนำไฟฟ้าอยู่สองส่วน คำว่า โคแอ็กซ์ มีความหมายว่า "มีแกนร่วมกัน" โครงสร้างของสาย ประกอบด้วยสายทองแดงเป็นแกนกลาง แล้วห่อหุ้มด้วยวัสดุที่เป็นฉนวน ชั้นต่อมาจะเป็นตัวนำไฟฟ้าอีกชั้นหนึ่ง ซึ่งจะเป็นแผ่น โลหะบาง ๆ หรืออาจจะเป็นใยโลหะที่ถักเปียปุ้มอีกชั้นหนึ่ง สุดท้ายก็หุ้มด้วยฉนวนและวัสดุป้องกันสายสัญญาณ

รูปที่ 28 สายโคแอกเชียล

ส่วนแกนเป็นส่วนที่นำสัญญาณข้อมูล ส่วนชั้นใยข่ายเป็นชั้นที่ใช้ป้องกันสัญญาณรบกวนจากภายนอกและเป็นสายดิน ในตัว ดังนั้นสองส่วนนี้ต้องไม่เชื่อมต่อกันมิฉะนั้นอาจเกิดไฟช็อตได้ ถึงแม้ว่าส่วนใหญ่โคแอ็กซ์จะมีลักษณะคล้ายกัน แต่ก็ สามารถแบ่งสายโคแอ็กซ์แบ่งออกเป็น 2 ประเภท คือ                1. สายโคแอ็กซ์แบบบาง (Thin Coaxial Cable) สายโคแอ็กซ์แบบบาง (Thin Coaxial Cable หรือ Thinnet Cable) เป็น สายที่มีขนาดเล็ก เส้นผ่านศูนย์กลางประมาณ 0.64 cm เนื่องจากสายประเภทนี้มีขนาดเล็กและมีความยืดหยุ่นสูงจึงสามารถใช้ได้ กับการติดตั้งเครือข่ายเกือบทุกประเภท สายประเภทนี้สามารถนำสัญญาณได้ไกลถึง 185 เมตร ก่อนที่สัญญาณจะเริ่มอ่อนกำลัง ลง บริษัทผู้ผลิตสายโคแอ็กซ์ได้ลงความเห็นร่วมกันในการแบ่งประเภทของสายโคแอ็กซ์ สายโคแอ็กซ์แบบบางได้ถูกรวมไว้ใน สายประเภท RG-58 ซึ่งสายประเภทนี้จะมีความต้านทาน (Impedance) ที่ 50 โอห์ม สายประเภทนี้จะมีแกนกลางอยู่ 2 ลักษณะคือ แบบที่เป็นสายทองแดงเส้นเดียวและแบบที่เป็นใยโลหะหลายเส้น                2. สายโคแอ็กซ์แบบหนา (Thick Coaxial Cable) สายโคแอ็กซ์แบบหนา (Thicknet Cable) เป็นสายโคแอ็กซ์ที่ค่อนข้าง แข็ง และขนาดใหญ่กว่าสายโคแอ็กซ์แบบบาง โดยมีเส้นผ่านศูนย์กลางประมาณ 1.27 cm สายโคแอ็กซ์แบบหนานี้เป็นสาย สัญญาณประเภทแรกที่ใช้กับเครือข่ายแบบอีเธอร์เน็ต ส่วนแกนกลางที่เป็นสายทองแดงของสายโคแอ็กซ์แบบหนาจะมีขนาดใหญ่กว่า ดังนั้นสายโคแอ็กซ์แบบหนานี้จึงสามารถนำ สัญญาณ ได้ไกลกว่าแบบบาง โดยสามารถนำสัญญาณได้ไกลถึง 500 เมตร ด้วยความสามารถนี้สายโคแอ็กซ์แบบหนาจึงนิยมใช้ ในการเชื่อมต่อเส้นทางหลักของข้อมูล หรือ แบ็คโบน (Backbone) ของเครือข่ายสมัยแรก ๆ แต่ปัจจุบันได้เลิกใช้สายโคแอ็กซ์ แล้ว โดยสายที่นิยมใช้ทำเป็นแบ็คโบน คือ สายใยแก้วนำแสง ซึ่งจะได้กล่าวในรายละเอียดในส่วนต่อไป หัวเชื่อมต่อที่ใช้กับสายโคแอ็กเชียล                ทั้งสายแบบบางและแบบหนา จะใช้หัวเชื่อมต่อชนิดเดียวกัน ที่เรียกว่าหัว BNC ซึ่งใช้ในการเชื่อมต่อระหว่างสายสัญ ญาณและเน็ตเวิร์คการ์ด หัวเชื่อมต่อแบบ BNC นี้มีหลายแบบได้แก่ หัวเชื่อมสาย BNC หัวเชื่อมสายรูปตัว T หัวเชื่อมสายแบบ Barrel และตัวสิ้นสุดสัญญาณ สายคู่บิดเกลียว   สายคู่บิดเกลียว (Twisted Pairs) เมื่อก่อนเป็นสายสัญญาณที่ใช้ในระบบโทรศัพท์ แต่ปัจจุบันได้กลายเป็นมาตรฐานสาย สัญญาณที่เชื่อมต่อในเครือข่ายท้องถิ่น (LAN) สายคู่บิดเกลียวหนึ่งคู่ประกอบด้วยสายทองแดงขนาดเล็ก เส้นผ่านศูนย์กลาง ประมาณ 0.016-0.035 นิ้ว หุ้มด้วยฉนวนแล้วบิดเป็นเกลียวเป็นคู่ การบิดเป็นเกลียวของสายแต่ละคู่มีจุดประสงค์เพื่อช่วยลด คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่รบกวนซึ่งกันและกัน สายคู่บิดเกลียวที่ใช้ในเครือข่ายแบ่งออกได้เป็น 2 ประเภทคือ                1. Shielded Twisted Pairs (STP)                  สายคู่บิดเกลียวแบบมีส่วนป้องกันสัญญาณรบกวน หรือสายคู่บิดเกลียวหุ้มฉนวน (Shielded Twisted Pairs) มีส่วนที่ เพิ่มขึ้นมาคือ ส่วนที่ป้องกันสัญญาณรบกวนจากภายนอก ซึ่งชั้นป้องกันนี้อาจเป็นแผ่นโลหะบาง ๆ หรือใยโลหะที่ถักเปียเป็น ตาข่าย ซึ่งชี้นป้องกันนี้จะห่อหุ้มสายคู่บิดเกลียวทั้งหมด ซึ่งจุดประสงค์ของการเพิ่มขั้นห่อหุ้มนี้เพื่อป้องกันการรบกวนจาก คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า เช่น คลื่นวิทยุจากแหล่งต่าง ๆ รูปที่ 30 สาย STP                2. Unshielded Twisted Pairs (UTP)                สายคู่บิดเกลียวแบบไม่มีส่วนป้องกันสัญญารรบกวนหรือ UTP (Unshielded Twisted Pairs) เป็นสายสัญญาณที่นิยม เรียกสั้น ๆ ว่าสาย UTP เป็นสายสัญญาณที่นิยมใช้กันมากที่สุดในระบบเครือข่ายคอมพิวเตอร์ปัจจุบัน ซึ่งการใช้สายนี้ความยาว ต้องไม่เกิน 100 เมตร รูปที่ 31 สาย UTP สายใยแก้วนำแสง            โครงสร้างของใยแก้วนำแสง                 ส่วนประกอบของใยแก้วนำแสงประกอบด้วยส่วนสำคัญคือ ส่วนที่เป็นแกน (Core) ซึ่งจะอยู่ตรงกลางหรือชั้นในแล้ว หุ้มด้วยส่วนห่อหุ้ม (Cladding) แล้วถูกหุ้มด้วยส่วนป้องกัน (Coating) อีกชั้นหนึ่ง โดยที่แต่ละส่วนนั้นทำด้วยวัสดุที่มีค่าดัชนี หักเหของแสงต่างกัน ทั้งนี้ก็เพราะต้องคำนึงถึงหลักการหักเหและสะท้อนกลับหมดของแสง ส่วนที่เหลือก็จะเป็นส่วนที่ช่วยใน การติดตั้งสายสัญญาณได้ง่ายขึ้น เช่น Strengthening Fiberก็เป็นส่วนที่ป้องกันไม่ให้สายไฟเบอร์ขาดเมื่อมีการดึงสายในตอนที่ ติดตั้งสายสัญญาณ                1. แกน (Core) เป็นส่วนตรงกลางของเส้นใยแก้วนำแสง และเป็นส่วนนำแสง โดยดัชนีหักเหของแสงส่วนนี้ต้องมาก กว่าส่วนของแคลดลำแสง ที่ผ่านไปในแกนจะถูกขังหรือเคลื่อนที่ไปตามแกนของเส้นใยแก้วนำแสงด้วยกระบวนการสะท้อน กลับหมดภายใน                2. ส่วนห่อหุ้ม (Cladding) เป็นส่วนที่ห่อหุ้มส่วนของแกนเอาไว้ โดยส่วนนี้จะมีดัชนีหักเหน้อยกว่าส่วนของแกน เพื่อ ให้แสงที่เดินทางภายในแกนสะท้อนอยู่ภายในแกนตามกฎของการสะท้อนด้วยการสะท้อนกลับหมด โดยใช้หลักของมุมวิกฤติ                3. ส่วนป้องกัน (Coating/Buffer) เป็นชั้นที่ต่อจากแคลดเป็นที่กันแสงจากภายนอกเข้าเส้นใยแก้วนำแสงและยังใช้ ์เมื่อมีการเชื่อมต่อเส้นใยแก้วนำแสงโครงสร้างอาจจะประกอบไปด้วยชั้นของพลาสติกหลายๆ ชั้น นอกจากนั้นส่วนป้อง กันยังทำหน้าที่เป็นตัวป้องกันจากแรงกระทำภายนอกอีกแล้ว ตัวอย่างของค่าดัชนีหักเห เช่น แกนมีค่า ดัชนีหักเหประมาณ 1.48 ส่วนของแคลดและส่วนป้องกันซึ่งทำหน้าที่ป้องกันแสงจากแกนออกไปภายนอกและป้องกันแสงภายนอกรบกวน จะมีค่าดัชนี หักเหเป็น 1.46 และ 1.52 ตามลำดับ รูปที่ 33 แสดงโครงสร้างภายในของ Fiber Optic ประเภทของสายใยแก้วนำแสง                 ภายใน Fiber Optic นั้น จำนวนของลำแสงที่เดินทางหรือเกิดขึ้นจะเป็นตัวบอก Mode ของแสงที่เดินทางภายใน Fiber Optic นั้นๆ กล่าวคือ ถ้ามีแนวของลำแสงอยู่ในแนวเดียว เรียกว่า Single Mode Fiber Optic (SMF) แต่ถ้าหากภายใน Fiber Optic นั้น มีแนวของลำแสงอยู่เป็นจำนวนมาก เราเรียกว่า Multi-Mode Fiber Optic (MMF)                1. Single Mode Fiber Optic มีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางของแกนและ Cladding ประมาณ 5-10 และ 125 ไมครอน ตามลำดับ ซึ่งส่วนของแกนมีขนาดเล็กกว่า Fiber Optic ชนิด Multi-mode มาก และให้แสงออกมาเพียง Mode เดียว                2. Multimode Fiber Optic ส่วนใหญ่มีขนาด เส้นผ่านศูนย์กลางของแกนและ Cladding โดยประมาณ 50 ไมครอน 62.5 ไมครอน โดยมี Cladding ขนาด 125 ไมครอน เนื่องจากขนาดของเส้นผ่านศูนย์กลางของแกนมีขนาดใหญ่ ดังนั้นแสงที่ ตกกระทบที่ด้านปลาย Input ของสาย Fiber Optic จะมีมุมตกกระทบที่แตกต่างกันหลายค่า และจากหลักการสะท้อนแสงกลับ หมดของแสงที่เกิดขึ้น ภายในส่วนของแกนทำให้มีแนวของลำแสงเกิดขึ้นหลาย Mode โดยแต่ละ Mode ใช้ระยะเวลาในการ เดินทางที่แตกต่างกัน อันเป็นสาเหตุที่ทำให้เกิดการแตกกระจายของแสง (Mode Dispersion) Multimode Fiber Optic มี 2 แบบ ได้แก่ Step Index และ Grade Index