การสื่อสารด้วยใยแก้วนำแสงทำงานอย่างไรและเหตุใดจึงใช้ในการสื่อสารความเร็วสูง

การสื่อสารด้วยใยแก้วนำแสงเป็นวิธีการสื่อสารที่มีการส่งสัญญาณในรูปแบบของแสงและใช้ใยแก้วนำแสงเป็นสื่อในการส่งสัญญาณแสงจากที่หนึ่งไปยังอีกที่หนึ่ง สัญญาณที่ส่งผ่านใยแก้วนำแสงจะถูกแปลงจากสัญญาณไฟฟ้าเป็นแสงและเมื่อสิ้นสุดการรับสัญญาณจะถูกแปลงกลับเป็นสัญญาณไฟฟ้าจากแสง ข้อมูลที่ส่งอาจอยู่ในรูปของข้อมูลเสียงวิดีโอหรือข้อมูลทางไกลที่จะส่งในระยะทางไกลหรือผ่านเครือข่ายท้องถิ่น การสื่อสารด้วยใยแก้วนำแสงมีผลดีในการถ่ายโอนข้อมูลทางไกลด้วยความเร็วสูงจึงถูกใช้เป็นแอปพลิเคชั่นเพื่อการสื่อสารที่หลากหลาย

Fiber Optic Communication ทำงานอย่างไร?

กระบวนการสื่อสารใยแก้วนำแสงส่งสัญญาณในรูปแบบของแสงซึ่งจะถูกแปลงเป็นครั้งแรกในแสงจากสัญญาณไฟฟ้าและส่งแล้วในทางกลับกันที่เกิดขึ้นในด้านการรับ

กระบวนการนี้สามารถอธิบายได้โดยใช้แผนภาพดังที่แสดงด้านล่าง:

ด้านเครื่องส่ง:

ในด้านเครื่องส่งสัญญาณก่อนอื่นหากข้อมูลเป็นแบบอะนาล็อกข้อมูลจะถูกส่งไปยังตัวเข้ารหัสหรือวงจรตัวแปลงซึ่งจะแปลงสัญญาณแอนะล็อกเป็นพัลส์ดิจิทัลที่ 0,1,0,1 … (ขึ้นอยู่กับว่าข้อมูลเป็นอย่างไร) และส่งผ่านแหล่งกำเนิดแสงวงจรเครื่องส่งสัญญาณและถ้าอินพุตเป็นดิจิตอลก็จะถูกส่งโดยตรงผ่านวงจรเครื่องส่งแหล่งกำเนิดแสงซึ่งจะแปลงสัญญาณในรูปของคลื่นแสง

สายเคเบิลใยแก้วนำแสง:

คลื่นแสงที่ได้รับจากวงจรเครื่องส่งไปยังสายเคเบิลใยแก้วนำแสงจะถูกส่งจากตำแหน่งต้นทางไปยังปลายทางและรับที่บล็อกเครื่องรับ

ด้านรับ:

ตอนนี้ตาแมวที่ด้านรับหรือที่เรียกว่าเครื่องตรวจจับแสงรับคลื่นแสงจากสายเคเบิลใยแก้วนำแสงขยายสัญญาณโดยใช้เครื่องขยายเสียงและแปลงเป็นสัญญาณดิจิทัลที่เหมาะสม ตอนนี้ถ้าแหล่งสัญญาณออกเป็นดิจิตอลสัญญาณจะไม่เปลี่ยนแปลงต่อไปและหากแหล่งสัญญาณออกต้องการสัญญาณอนาล็อกจากนั้นพัลส์ดิจิทัลจะถูกแปลงกลับเป็นสัญญาณแอนะล็อกโดยใช้วงจรถอดรหัส

กระบวนการทั้งหมดในการส่งสัญญาณไฟฟ้าจากจุดหนึ่งไปยังอีกจุดหนึ่งโดยการแปลงเป็นแสงและใช้สายไฟเบอร์ออปติกเป็นแหล่งส่งสัญญาณเรียกว่าการสื่อสารด้วยใยแก้วนำแสง

ทำไมต้องใช้ Fiber?

สายไฟเบอร์ได้เปลี่ยนสายทองแดงเป็นสายส่งเนื่องจากมีข้อดีมากกว่าสายไฟฟ้า

ความสามารถในการรับส่งข้อมูลขนาดใหญ่:เส้นใยซิลิกาเพียงเส้นเดียวสามารถรองรับช่องสัญญาณโทรศัพท์ได้หลายแสนช่องโดยใช้เพียงส่วนเล็ก ๆ ของความสามารถทางทฤษฎี
การสูญเสียเล็กน้อย:สัญญาณหายไปประมาณ 0.2 dB / km สำหรับเส้นใยซิลิก้าโหมดเดียวที่ทันสมัยเพื่อให้สามารถเชื่อมต่อได้หลายสิบกิโลเมตรโดยไม่ต้องขยายสัญญาณ
Easy Amplification : สามารถขยายช่องสัญญาณจำนวนมากในแอมพลิฟายเออร์ไฟเบอร์ตัวเดียวได้หากจำเป็นสำหรับระยะการส่งข้อมูลที่มาก
ต้นทุนต่ำ:เนื่องจากอัตราการส่งข้อมูลที่มากสามารถทำได้ต้นทุนต่อบิตที่ขนส่งจึงต่ำมาก
LightWeight:เมื่อเทียบกับสายไฟฟ้าแล้วสายไฟเบอร์ออปติกมีน้ำหนักเบามาก
ไม่มีการรบกวน:สายไฟเบอร์ออปติกไม่สามารถต้านทานปัญหาที่เกิดขึ้นกับสายไฟฟ้าเช่นกราวด์ลูปหรือสัญญาณรบกวนแม่เหล็กไฟฟ้า (EMI)

เหตุผลที่อธิบายอย่างชัดเจนว่าสายเคเบิลใยแก้วนำแสงดีกว่าสายโคแอกเซียลทองแดงมากและนี่คือเหตุผลที่สายไฟเบอร์ออปติกเป็นที่ต้องการมากกว่าสื่อส่งผ่านของอนุสัญญา

ทำไมแสงไม่ใช่ไฟฟ้า?

แสงหรือแสงเลเซอร์ (จะแม่นยำ) ใช้สำหรับการสื่อสารใยแก้วนำแสงเพราะเหตุผลที่ว่าแสงเลเซอร์เป็นความยาวคลื่นเดียวแหล่งกำเนิดแสงในขณะที่สัญญาณแสงอื่น ๆ เช่นแสงแดดหรือแสงจากหลอดไฟมีความยาวคลื่นแสงหลายความยาวคลื่นและด้วยเหตุนี้หากใช้เพื่อการสื่อสารพวกเขาจะสร้างลำแสงที่มีพลังน้อยกว่ามากและในทางกลับกันเลเซอร์ที่มีลำแสงเดียวจะส่งผลให้ ลำแสงที่ทรงพลังกว่าเป็นเอาต์พุต

ดังนั้นการกระจายตัวน้อยลงการส่งสัญญาณจำนวนมากขึ้นและใช้เวลาน้อยลงทำให้แสงเป็นแหล่งที่ดีสำหรับการสื่อสาร

ลักษณะของการสื่อสารด้วยไฟเบอร์ออปติก

ในการสื่อสารด้วยใยแก้วนำแสงแสงถูกใช้เป็นสัญญาณที่ส่งภายในสายเคเบิลใยแก้วนำแสง โหมดการสื่อสารนี้มีลักษณะสำคัญที่จะต้องพูดถึงและทำให้เป็นโหมดการสื่อสารที่ดี

แบนด์วิดท์ - การกระจายแสงเลเซอร์เดี่ยวหมายความว่าสามารถส่งสัญญาณได้ดี (ข้อมูลที่ถ่ายโอนเป็นบิต) ต่อวินาทีซึ่งส่งผลให้แบนด์วิดท์สูงในระยะทางไกล
เส้นผ่านศูนย์กลางที่เล็กกว่า - เส้นผ่านศูนย์กลางของสายเคเบิลใยแก้วนำแสงมีเส้นผ่านศูนย์กลางประมาณ 300 ไมโครเมตร
น้ำหนักเบา - สายเคเบิลใยแก้วนำแสงมีน้ำหนักเบาเมื่อเทียบกับสายทองแดง
การส่งสัญญาณทางไกล - เนื่องจากแสงเลเซอร์ไม่กระจายแสงจึงสามารถส่งได้อย่างง่ายดายในระยะทางไกล
การลดทอนต่ำ - เส้นใยทำจากแก้วและเลเซอร์กำลังเดินทางผ่านสัญญาณที่ส่งมีการสูญเสียเพียง 0.2 dB / km
ความปลอดภัยในการส่ง - การเข้ารหัสด้วยแสงและไม่มีสัญญาณแม่เหล็กไฟฟ้าทำให้ข้อมูลปลอดภัยผ่านใยแก้วนำแสง

การใช้ใยแก้วนำแสง

การสื่อสารด้วยใยแก้วนำแสงส่วนใหญ่จะใช้ในอุตสาหกรรมโทรคมนาคมซึ่งใช้ใยแก้วนำแสงสำหรับ:

การส่งสัญญาณโทรศัพท์
การสื่อสารทางอินเทอร์เน็ต
การส่งสัญญาณเคเบิลทีวี

นอกจากนี้ใยแก้วนำแสงในปัจจุบันยังใช้กันทั่วไปในบ้านอุตสาหกรรมสำนักงานในระยะทางไกลและการสื่อสารทางไกล

ผลกระทบของไฟเบอร์ออปติกต่อ IoT (Internet of Things)

การสื่อสารด้วยไฟเบอร์ออปติกจะมีผลกระทบอย่างมากต่อ IOT และสิ่งเหล่านี้จะอธิบายให้คุณทราบว่า IOT ต้องการไฟเบอร์ออปติกอย่างไร

Fast Transmission Media - อนาคตจะเป็น IOT และอุปกรณ์และทุกอย่างของเราจะเชื่อมต่อกับอินเทอร์เน็ตซึ่งต้องการการสื่อสารที่ดีและความเร็วสูง สื่อส่งข้อมูลเดียวที่รองรับข้อกำหนดดังกล่าวคือใยแก้วนำแสง อนาคตความต้องการ IOT และ IOT ต้องการใยแก้วนำแสงเพื่อการสื่อสารที่ดีที่สุดที่สามารถช่วยให้เข้าถึงข้อมูลไร้สายความเร็วสูงถึง 100 Gbps ทำให้การสื่อสารและการถ่ายโอนข้อมูลขนาดใหญ่ในไม่กี่วินาที
ความปลอดภัยของข้อมูล - ความปลอดภัยใน IoT เป็นปัญหาหลักเมื่อเราคิดถึงข้อมูลจำนวนมากที่จะถ่ายโอนระหว่างอุปกรณ์หลายพันล้านเครื่องที่เชื่อมต่อเข้าด้วยกัน การแฮ็กข้อมูลจากสื่อการสื่อสารเป็นไปได้เว้นแต่จะเป็นใยแก้วนำแสง ใยแก้วนำแสงนั้นยากมากที่จะแฮ็กและแฮ็คโดยไม่ถูกตรวจจับนั้นเป็นไปไม่ได้ อีกครั้งใยแก้วนำแสงสามารถช่วยรักษาความปลอดภัยข้อมูลและถ่ายโอนด้วยความเร็วสูงมาก
ไม่มีการสูญเสียข้อมูลเนื่องจากสัญญาณรบกวน - สามารถติดตั้งสายเคเบิลใยแก้วนำแสงได้ทุกที่ (แม้กระทั่งใต้น้ำหรือบริเวณที่มีอุณหภูมิสูง) และไม่มีสัญญาณรบกวนจากคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าทำให้ข้อมูลสูญหายเนื่องจากสัญญาณรบกวน