การออกแบบงานกล้องวงจรปิด สำหรับการเดินสายสัญญาณไกลๆ สิ่งที่ผู้ออกแบบจะนำมาใช้งานนอกจากระบบไร้สายแล้ว นั้นก็คือระบบเดินสายด้วยสายสัญญาณชนิด ใยแก้วนำแสงนั้นเอง
Fiber Optic ได้รับความนิยมเป็นอย่างสูง ให้มาตรฐานสัญญาณภาพที่ดี และเชื่อถือได้ แต่การออกแบบต้องใช้ผู้ชำนาญ และต้องใช้อุปกรณ์ในการเข้าหัวที่ยุ่งยาก หลายขั้นตอนพอสมควร
กล้องวงจรปิดกับ สายใยแก้วนำแสง
สอบถามข้อมูล สั่งซื้อ ขอใบเสนอราคา
HOT LINE : 081-700-4715, 02-888-3507-8, 081-721-5542
ชนิดของเส้นใยนำแสง
รูปที่ 1 แสดงตัวอย่างสายของเส้นใยนำแสง
ชนิดของเส้นใยนำแสงแบ่งตามความสามารถในการนำแสง (Propagation Mode) ได้เป็น 2 ชนิด คือ
เส้นใยนาแสงชนิดโหมดเดี่ยว(SingleMode Optical Fibers, SM)
รูปที่ 2 แสดงเส้นใยนำแสงชนิดโหมดเดี่ยว
เป็นการใช้ตัวนำแสงที่บีบ ลำแสงให้พุ่งตรงไปตามท่อแก้ว โดยมีการกระจายแสงออกทางด้านข้างน้อยที่สุดเหมาะสำหรับในการใช้ กับระยะทางไกลๆ การเดินสายใยแก้วนาแสงกับระยะทางที่ไกลมาก เช่น เดินทางระหว่างประเทศระหว่างเมืองมักใช้แบบ Single Mode
สอบถามข้อมูล สั่งซื้อ ขอใบเสนอราคา
HOT LINE : 081-700-4715, 02-888-3507-8, 081-721-5542
เส้นใยนาแสงชนิดหลายโหมด (Multimode Optical Fibers, MM)
ลักษณะเส้นใยนำแสงชนิดหลายโหมด มี 2 แบบได้แก่ Step Index และ Grade Index
รูปที่ 3 แสดงตัวอย่างการทำงานภายในของ Multimode Fiber แบบ Step Index
รูปที่ 4 แสดงตัวอย่างการทำงานภายในของ Grade Index Multimode
เส้นใยนำแสงชนิดหลายโหมดมีลักษณะการกระจายแสงออกด้านข้างได้ ดังนั้นจึงต้องสร้างให้มี ดัชนีหักเหของแสงกับอุปกรณ์ฉาบผิวที่สัมผัสกับ Cladding ให้สะท้อนกลับหมดหากการให้ดัชนีหักเหของ
แสงมีลักษณะทำให้แสงเลี้ยวเบนทีละน้อยเราเรียกว่าแบบเกรดอินเด็กซ์ หากให้แสงสะท้อนโดยไม่ปรับ คุณสมบัติของแท่งแก้วให้แสงค่อยเลี้ยวเบนก็เรียกว่าแบบสเต็ปอินเดกซ์
เส้นใยแก้วนำแสงที่ใช้ในเครือข่าย แลนส่วนใหญ่ใช้แบบมัลติโหมด โดยเป็นขนาด 62.5/125 ไมโครเมตร หมายถึง เส้นผ่าศูนย์กลางของ ท่อแก้ว 62.5 ไมโครเมตร และของเคลดดิงรวมท่อแก้ว 125 ไมโครเมตร
คุณสมบัติของเส้นใยแก้ว นำแสงแบบ Step Index มีการสูญเสียสูงกว่าแบบ Grad Index
รูปที่ 5 แสดงคุณสมบัติของเส้นใยแก้วนาแสงแบบ Step Index, Grad Index, Single mode
ชนิดเส้นใยนำแสงตามดัชนีการหักเหแสงแบ่งเป็น 3 ชนิด โดยให้ชื่อของเส้นใยนำแสงตาม คุณสมบัติของดัชนีการหักเหมีโครงสร้าง ดังนี้
สอบถามข้อมูล สั่งซื้อ ขอใบเสนอราคา
HOT LINE : 081-700-4715, 02-888-3507-8, 081-721-5542
ซิงเกิลโหมดแบบสเตปอินเดกซ์ (Single-mode step-index fiber)หรือชนิด ซิงเกิล-โหมด (Single-Mode Fiber)
รูปที่ 6 ซิงเกิลโหมดแบบสเตปอินเดกซ์
เส้นใยแสงชนิดโมดเดียวนี้สามารถที่จะสร้างให้มี Index Profile ได้ทั้งแบบ step index และ Graded Index แต่เนื่องจากการสร้างเส้นใยแสงแบบโมดเดียวที่มี IndexProfile แบบ Graded Index มีราคาแพงและ
คุณสมบัติที่ได้จากการมี Index Profile แบบ Graded Index ก็ไม่มีประโยชน์ต่อระบบการสื่อสารด้วยเส้นใย แสง ดังนั้นในปัจจุบันเส้นใยแสงแบบโมดเดียวที่สร้างขึ้นในเชิงพาณิชย์
ก็จะมีแต่เส้นใยแสงโมดเดียวแบบ Step Index เท่านั้น ซึ่งเหมาะสมสำหรับงานที่ต้องการแบนด์วิธกว้างและระยะทางไกล (Long- Haul) โดยทั่วไปจะสร้างจากแก้วซิลิก้า
เพื่อให้มีการลดทอนสัญญาณต่ำ ถึงแม้ว่าเส้นใยแสงแบบโมดเดียวจะมีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางของ Core เล็ก เพื่อให้มีโมดที่เดินทาง เพียงโมดเดียว แต่ขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางของ Clad
ก็จะต้องมีขนาดใหญ่กว่าขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง ของ Core อย่างน้อย 10 เท่า เพื่อหลีกเลี่ยงการสูญเสียจากการเลือนหายของสนามไฟฟ้าอย่างรวดเร็ว ดังนั้น เมื่อรวมขนาดของ Buffer Coating
ด้วยแล้วขนาดโดยรวมของเส้นแบบโมดเดียวก็จะใกล้เคียงกับเส้นใยแสง ชนิดอื่นโครงสร้างโดยทั่วไปของเส้นใยแสงชนิดโมดเดียวแสดงให้ดูในรูปที่ 6
โครงสร้าง |
||
เส้นผ่านศูนย์กลางของ core | 5 ถึง 10 µm โดยปกติอยู่ที่ประมาณ 8.5 µm | |
เส้นผ่านศูนย์กลางของ clad : | โดยทั่วไปมีขนาด 125 µm | |
เส้นผ่านศูนย์กลางของเปลือกหุ้ม | 250 ถึง 1000 µm | |
Numerical Aperture | 0.08 ถึง 0.15 โดยทั่วไปมีค่าประมาณ 0.1 | |
คุณลักษณะทางประสิทธิภาพ |
||
การลดทอนสัญญาณ | 2 ถึง 5 dBkm-1 โดยที่ความยาวคลื่น 850 nm จะมีการลดทอนประมาณ 1dBkm-1 และมีการลดทอนโดยเฉลี่ย 0.35 และ 0.215 dBkm-1 ที่ความยาวคลื่น 1300 nm และ 1550 nm ตามลำดับ | |
แบนด์วิธ |
มากกว่า 500 MHz km ในทางทฤษฎีแบนด์วิธจะถูกจำกัดโดยความยาวคลื่นและ material dispersion โดยมีค่าประมาณ 40 GHz ที่ความยาวคลื่น 850 nm ในทางปฎิบัติแล้วแบนด์วิธที่มากกว่า 10 GHz จะต้องใช้ความยาวคลื่น 1300nm |
|
การใช้งาน | เหมาะกับระบบที่ต้องการแบนด์วิธสูงและระยะทางไกลมาก โดยจะใช้ LD เป็นอุปกรณ์กำเนิดสัญญาณแสง |
ตารางที่ 1 แสดงคุณลักษณะของเส้นใยแสงชนิด Single Mode
สอบถามข้อมูล สั่งซื้อ ขอใบเสนอราคา
HOT LINE : 081-700-4715, 02-888-3507-8, 081-721-5542
มัลติโหมดแบบสเตปอินเดกซ์ ( Multimode Step-Index Fiber ) หรือชนิด สเตปอิน-เดกซ์ (Step-Index Fiber)
รูปที่ 7 โครงสร้างโดยทั่วไปของเส้นใยแสงชนิด Multi Mode Step Index
เส้นใยแสงชนิดนี้อาจจะสร้างจากแก้วหลายๆชนิดปนกันหรือแก้วซิลิก้าก็ได้ โดยจะมีเส้นผ่าน ศูนย์กลาง และ NA ขนาดใหญ่เพื่อประสิทธิภาพในการคัปปลิงสัญญาณกับแหล่งกาเนิดแสง
แบบ Incoherentเช่นLED คุณลักษณะทางประสทิธิภาพของเส้นใยแสงชนิดนี้จะมีค่าเปลี่ยนแปลงโดยขึ้นอยู่กับสารที่ใช้สร้างและกระบวนการในการเตรียมสาร ซึ่งโครงสร้างโดยทั่วไปของเส้นใยแสงชนิดนี้แสดงให้ดู ดังรูปที่ 7
โครงสร้าง |
||
เส้นผ่านศูนย์กลางของ core | 50 ถึง 400 µm | |
เส้นผ่านศูนย์กลางของ clad : | 125 ถึง 500 µm | |
เส้นผ่านศูนย์กลางของเปลือกหุ้ม | 250 ถึง 1000 µm | |
Numerical Aperture | 0.16 ถึง 0. 5 | |
คุณลักษณะทางประสิทธิภาพ |
||
การลดทอนสัญญาณ | 2.6 ถึง 50 dBkm-1 ที่ความยาวคลื่น 850 nm ถูกจำกัดโดยการดูดกลืนและการกระจาย ส่วนการลดทอนที่ความยาวคลื่นอื่นแสดงให้ดูดังรูปที่ 2.26 | |
แบนด์วิธ | 6 ถึง 50 MHz km | |
การใช้งาน | เหมาะที่สุดสำหรับใช้ในโครงข่ายแบบ short-haul ที่มีแบนด์วิธจำกัด และใช้กับงานที่ราคาไม่สูง |
ตารางที่ 2 แสดงคุณลักษณะของเส้นใยแสงชนิด Mulit mode step index
(a) เส้นใยแสงที่สร้างจากแก้วหลายชนิด (b) เส้นใยแสงที่สร้างจากแก้วซิลิก้า รูปที่ 11 สเปคตรัมการลดทอนสัญญาณของเส้นใยแสงชนิด Multi mode step index
มัลติโหมดแบบเกรดอินเดกซ์ (Multimode Graded-Index Fiber )หรือชนิด เกรดอินเดกซ์ (Graded-Index Fiber)
รูปที่ 8 โครงสร้างโดยทั่วไปของเส้นใยแสงชนิด Multi mode Graded Index
เส้นใยแสงชนิดนี้สร้างจากแก้วหลายชนิดปนกันหรือแก้วซิลิก้าก็ได้เช่น เดียวกับเส้นใยแสงชนิด Multi mode step index แต่จะแตกต่างกันตรงที่สารที่นำมาใช้ จะต้องมีความบริสุทธิ์มากกว่า
เพื่อลดการ สูญเสียที่จะเกิดขึ้น ดังนั้นจึงทำให้เส้นใยแสงชนิดนี้มีประสิทธิภาพดีกว่าเส้นใยแสงชนิด Multi mode step index โครงสร้างโดยทั่วไปของเส้นใยแสงชนิดนี้แสดงให้ดูดังรูปที่ 8
โครงสร้าง |
||
เส้นผ่านศูนย์กลางของ core | 30 ถึง100 µm | |
เส้นผ่านศูนย์กลางของ clad : | 100 ถึง 150 µm | |
เส้นผ่านศูนย์กลางของเปลือกหุ้ม | 250 ถึง 1000 µm | |
Numerical Aperture | 0.2 ถึง 0. 3 | |
คุณลักษณะทางประสิทธิภาพ | ||
การลดทอนสัญญาณ | 2 ถึง 10 dBkm-1 ที่ความยาวคลื่น 850 nm ถูกจำกัดโดยการดูดกลืนและการกระจาย ส่วนการลดทอนสัญญาณโดยเฉลี่ยที่ความยาวคลื่น 1300 nm มีค่าเท่ากับ 0.4 และ 0.25 dBkm-1 ตามลำดับ | |
แบนด์วิธ | 300 MHz km ถึง 3 MHz km | |
การใช้งาน | เหมาะที่สุดสำหรับใช้ในโครงข่ายแบบ medium – haul ที่มีแบนด์วิธปานกลางถึงสูง ซึ่งใช้ LED หรือ LD เป็นอุปกรณ์กำเนิดสัญญาณแสง |
ตารางที่ 3 แสดงคุณลักษณะของเส้นใยแสงชนิด Multi Mode Graded Index
สอบถามข้อมูล สั่งซื้อ ขอใบเสนอราคา
HOT LINE : 081-700-4715, 02-888-3507-8, 081-721-5542
เส้นใยแสงชนิดนี้สามารถที่จะจัดเป็นกลุ่มหลักๆได้ตามขนาดของเส้นผ่านศูนย์กลางของ Core-Clad ดังนี้
- เส้นใยแสงที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางของ core-clad เท่ากับ 50 μm /125 μm ซึ่งมีค่า NA โดยปกติ ระหว่าง0.20และ0.24เส้นใยแสงชนิดนี้พัฒนาและกำหนดเป็นมาตรฐาน
โดยCCITT (Recommendation G.651) ใช้สำหรับงานด้านโทรคมนาคมที่ความยาวคลื่น 850 nm และ 1300 nm แต่ในปัจจุบันนิยมนำไปใช้ ในงานด้านการสื่อสารข้อมูลและระบบ LAN - เส้นใยแสงที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางของ core – clad เท่ากับ 62.5 μm /125 μm ซึ่งมีค่า NA โดยปกติระหว่าง 0.26 และ 0.29 ถึงแม้ว่าเส้นใยแสงชนิดนี้จะพัฒนามา
เพื่อการใช้งานใน subscriberloop ที่มี ระยะทางไกลที่ความยาวคลื่น 850 nm แต่ในปัจจุบันการใช้งานส่วนใหญ่จะนาใช้กับระบบ LAN - เส้นใยแสงที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางของ core-clad เท่ากับ 85 μm ซึ่งมีค่า NA โดยปกติระหว่าง 0.26 และ 0.30 เส้นใยแสงชนิดนี้พัฒนามาเพื่อการใช้งานที่ความยาวคลื่น 850 nm 130 nm ในระบบ Short- Haul และ LAN
- เส้นใยแสงที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางของ core-clad เท่ากับ100μm/125μm ซึ่งมีค่า NAโดยปกติ ระหว่าง 0.29 เส้นใยแสงชนิดนี้พัฒนาให้มีประสิทธิภาพในการคัปปลิงสัญญาณกับ LED
ที่ความยาวคลื่น 850 nm เพื่อการใช้งานในระบบที่มีราคาถูกและระยะทางสั้น
Related link :Fujiko CCTV คลินิกทันตกรรมเดนทัลดีไลท์
สอบถามข้อมูล สั่งซื้อ ขอใบเสนอราคา