การสูญเสียของสัญญาณแสงในสาย Fiber Optic (LOSS)
การสูญเสียของสัญญาณแสงในสาย Fiber Optic เป็นส่วนสำคัญที่ทำให้เกิดความผิดพลาดของข้อมูลข่าวสาร ทำให้การเชื่อมต่อสื่อสารด้วยระยะทางไม่เป็นไปตามที่คาดหวัง (ปกติสาย Fiber Optic สามารถเชื่อมต่อได้ด้วยระยะทางที่ยาวมากๆ ตั้งแต่ 100 เมตรขึ้นไป จนถึงหลัก 100 กิโลเมตร) ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับว่า การเลือกใช้สาย Fiber Optic แบบใด? แบบ Multi mode หรือ Single mode ? รวมทั้งยังขึ้นอยู่กับโปรโตคอลของเครือข่าย
เริ่มต้นทำความเข้าใจกับ สิ่งต่างๆเหล่านี้
- ความสูญเสียพลังงาน (Power) ของ Fiber Optic นั้นขึ้นอยู่กับ ความยาวคลื่นที่ใช้ ความยาวคลื่นยิ่งมากเท่าใด อัตราการสูญเสียของแสง จะน้อยลง เช่น การสูญเสียกำลังแสง บนความยาวคลื่น 1300 nm ได้แก่ <0.5 dB/กิโลเมตร
- สำหรับ Silica Glass นั้น ความยาวคลื่นสั้นที่สุด จะมีอัตราการสูญเสียมากที่สุด
- อัตราการสูญเสีย Power ที่น้อยที่สุด ได้แก่ ความยาวคลื่น 1550 nm
- หน่วยวัดที่แสดงการสูญเสียของ Power ได้แก่ Decibel (dB) โดยมีหน่วยคิดเป็น dB ต่อกิโลเมตร (dB/km)
- ค่านี้ ถูกนำมาคำนวณ โดยเอาความยาวทั้งหมดของสาย Fiber Optic คิดเป็น Km
อย่างไร ก็ดี ปัจจัยหลักคือการสูญเสียของสัญญาณแสงในสาย ที่เกี่ยวกับการทำให้เกิดการสูญเสียของกำลังแสงในสาย มีหลายประการ ยกตัวอย่างดังนี้
- Bending Loss เนื่องจากการโค้งงอของสาย เกินค่ามาตรฐานที่ผู้ผลิตกำหนด เกิดจากปัญหาการโค้งงอของสาย เกินค่ารัศมี ความโค้งงอของสายตามปกติ (Minimum Bend Radius) อย่างไรก็ดี Bending Loss ยังสามารถเกิดขึ้นได้จากการองค์ประกอบย่อยๆ ดังนี้
- ความโค้งที่มีความแหลมบริเวณแกนของสาย
- ความไม่สมบูรณ์ของ Buffer และ Jacket โดยมีความคลาดเคลื่อนของการวางตำแหน่งระหว่างกัน ที่ห่างประมาณ 2-3 มิลลิเมตร
- การติดตั้งสายไม่ถูกวิธีหรือไม่เรียบร้อย
- ปัจจัยต่างๆเหล่านี้ เรียกว่า Micro bending สามารถเกิดขึ้นได้เมื่อความยาวของสายเพิ่มมากขึ้น
- Splice Loss สามารถเกิดขึ้น ณ ที่ใดก็ได้ที่มีการตัดต่อและเชื่อมสายเข้าด้วยกัน การสูญเสียอันเนื่องมาจากการ ทำ Splice ที่ไม่สมบูรณ์ โดยประกอบด้วย การ Loss 2 แบบ ได้แก่ Mechanical Loss และ Fusion Splicing Loss
- Mechanical Loss จะมีอัตราสูงที่สุด เมื่อเทียบกับ Fusion Splicing โดยมีอัตราการ Loss ตั้งแต่ 0.2 ไปจนถึง 1.0 dB ขึ้นไป
- Fusion Splice มีอัตราการ Loss ต่ำสุด โดยมีอัตราการ Loss ต่ำกว่า 0.1 dB และอัตราการ Loss ที่ต่ำกว่า 0.05 เป็นเรื่องที่เป็นไปได้ หากใช้เครื่องมือและอุปกรณ์ Splice ที่มีคุณภาพดี
- Connector Loss การสูญเสียที่เกิดขึ้นจาก Fiber Optic Connector สามารถมีระดับ 0.25 ไปจนถึง 1.5 dB และขึ้นอยู่กับชนิดของ Connector ที่ใช้งานอีกด้วย นอกจากนี้ยังมี Factor อื่นๆ ที่ทำให้เกิดการ Loss ของ Connector ดังนี้
- ปัญหาสกปรก หรือ Contamination บน Connector (ปัญหาที่เกิดบ่อยที่สุด)
- การติดตั้ง Connector ที่ไม่ถูกต้องไม่เรียบร้อย
- การชำรุดเสียหายที่เกิดขึ้นบนพื้นผิวของ Connector
- Loss Inherent to Fiber การสูญเสียใน Fiber ที่ไม่สามารถจะขจัดไปได้ ในระหว่างกระบวนการผลิต มีสาเหตุเกิดจาก Impurities ในกระจก รวมทั้งการดูดซึมของแสงในระดับของโมเลกุล การสูญเสียของแสงขึ้นอยู่กับ ความหนาแน่นเชิงแสง ส่วนประกอบของ Fiber Optic รวมทั้งโครงสร้างทางโมเลกุลของ Fiber ซึ่ง เรียกว่า Rayleigh Scattering เมื่อแสงมากระทบกับส่วนประกอบดังกล่าว ก็จะเกิดการ กระจายตัวของแสงไปยังทิศทางต่างๆขึ้น
- Loss จากการติดตั้ง เนื่องจากว่า สาย Fiber Optic มีส่วนมากที่ทำมาจาก Silica และกระจก ดังนั้น ถึงแกนกลางของสายจะได้รับการป้องกันจาก Jacket เปลือกนอกของสาย รวมถึงโค้งสร้างอื่นๆด้วยแล้ว แต่การติดตั้งที่ขาดความระมัดระวัง การติดตั้งที่ทำให้เกิดความเสียหายกับแก้วแกนกลางภายใน เมื่อสายได้ถูกกระทำจากแรงเหล่านี้ในการติดตั้งมากเกินไป อาทิ แรงกด แรงกระแทก แรงเหวี่ยง แรงดึง แรงบิด (กล่าวไปในขั้นตอนการทดสอบสายไฟเบอร์ติก) ก็จะทำให้เกิดค่า Loss นั่นเอง
จากสาเหตุการเกิดค่าความสูญเสียหรือค่า Loss ในระบบ เมื่อเราทำการทดสอบระบบด้วยเครื่องทดสอบ OTDR เราจะได้กราฟที่แสดงผลในระบบที่ทำการทดสอบดังตัวอย่างรูปด้านล่าง
และรูปนี้คือตัวอย่างของการที่หัว Connector เกิดความสกปรก ซึ่งก็จะทำให้เกิดค่า Loss ด้วยเช่นกัน
