การเชื่อมต่อไฟเบอร์ออปติกคืออะไร

คำนิยาม: การต่อเส้นใยออปติคัลเป็นเทคนิคที่ใช้ในการเชื่อมต่อเส้นใยออปติคัลสองเส้นเข้าด้วยกัน ในวงการสื่อสารผ่านเส้นใยออปติคัล เทคนิคนี้ถูกนำมาใช้เพื่อสร้างทางเชื่อมออปติคัลที่ยาว เพื่อสนับสนุนการส่งสัญญาณออปติคัลที่มีประสิทธิภาพและระยะทางไกล สไปเซอร์หรือตัวต่อเป็นอุปกรณ์ที่ทำหน้าที่เชื่อมต่อระหว่างเส้นใยหรือชุดเส้นใย เมื่อทำการต่อเส้นใยออปติคัลสองเส้น เราต้องพิจารณาปัจจัยต่าง ๆ เช่น รูปร่างของเส้นใย การจัดแนวให้เหมาะสม และความแข็งแรงทางกล

เทคนิคการต่อเส้นใยออปติคัล

มีเทคนิคหลักสามวิธีสำหรับการต่อเส้นใยออปติคัล ได้แก่:

การต่อแบบฟิวชัน (Fusion Splicing)

การต่อแบบฟิวชันเป็นเทคนิคที่สร้างการเชื่อมต่อถาวร (อยู่ได้นาน) ระหว่างเส้นใยออปติคัลสองเส้น ในกระบวนการนี้ สองเส้นใยจะถูกเชื่อมต่อโดยใช้ความร้อน อุปกรณ์ไฟฟ้าซึ่งทำงานเหมือนอาร์กไฟฟ้า เป็นสิ่งจำเป็นในการสร้างการเชื่อมต่อความร้อนนี้

แรกเริ่ม สองเส้นใยจะถูกจัดแนวให้แม่นยำและวางติดกันในแท่นรองเส้นใย หลังจากจัดแนวเสร็จ อาร์กไฟฟ้าจะถูกเปิดขึ้น เมื่อเปิดแล้ว มันจะสร้างพลังงานที่ทำให้ปลายเส้นใยที่ติดกันร้อนละลาย ทำให้เส้นใยสามารถเชื่อมต่อกันได้

หลังจากเส้นใยเชื่อมต่อกันแล้ว จุดเชื่อมต่อจะได้รับการปกป้องโดยการหุ้มด้วยแจ็คเก็ตโพลีเอทิลีนหรือการเคลือบพลาสติก รูปภาพด้านล่างแสดงการต่อแบบฟิวชันของเส้นใยออปติคัล:

เมื่อใช้เทคนิคการต่อแบบฟิวชัน การสูญเสียที่เกิดขึ้นที่จุดต่อจะน้อยมาก สำหรับเส้นใยออปติคัลโหมดเดียวและหลายโหมด ค่าการสูญเสียอยู่ระหว่าง 0.05 ถึง 0.10 dB เทคนิคที่มีการสูญเสียน้อยขนาดนี้มีประโยชน์และใช้งานได้ดีมาก เพราะมีเพียงส่วนเล็กน้อยของกำลังที่ส่งผ่านที่สูญเสียไป

อย่างไรก็ตาม ในการต่อแบบฟิวชัน การจ่ายความร้อนต้องควบคุมอย่างระมัดระวัง เพราะความร้อนที่มากเกินไปอาจทำให้เกิดการเชื่อมต่อที่เปราะบางได้

การต่อแบบกลไก (Mechanical Splicing)

การต่อแบบกลไกครอบคลุมหมวดหมู่ต่อไปนี้:

การต่อแบบ V - Grooved

ในการต่อแบบนี้ ต้องเลือกฐานที่มีรูปทรง V ก่อน ปลายของเส้นใยออปติคัลสองเส้นจะถูกวางติดกันภายในร่อง หลังจากเส้นใยถูกจัดแนวให้เหมาะสมในร่องแล้ว จะใช้กาวหรือเจลที่มีดัชนีการสะท้อนแสงที่ตรงกันเพื่อเชื่อมต่อเส้นใยเหล่านั้นเข้าด้วยกัน ฐาน V สามารถทำจากพลาสติก ซิลิคอน เซรามิก หรือโลหะ รูปภาพด้านล่างแสดงเทคนิคการต่อเส้นใยออปติคัลด้วยร่อง V:

อย่างไรก็ตาม เทคนิคนี้มีการสูญเสียของเส้นใยสูงกว่าการต่อแบบฟิวชัน การสูญเสียเหล่านี้ขึ้นอยู่กับเส้นผ่านศูนย์กลางของแกนและคลาดดิ้ง รวมถึงตำแหน่งการจัดแนวของแกนเทียบกับศูนย์กลาง

ควรทราบว่า สองเส้นใยไม่ได้เชื่อมต่อเป็นเส้นที่ต่อเนื่องราบรื่นเหมือนวิธีที่กล่าวมาแล้ว และจุดต่อเป็นแบบกึ่งถาวร

การต่อแบบท่ออ่อน (Elastic-Tube Splicing)

เทคนิคนี้ใช้ท่ออ่อนสำหรับการต่อเส้นใย โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับเส้นใยออปติคัลหลายโหมด การสูญเสียของเส้นใยในเทคนิคนี้ใกล้เคียงกับการต่อแบบฟิวชัน แต่ต้องการอุปกรณ์และทักษะทางเทคนิคน้อยกว่าการต่อแบบฟิวชัน รูปภาพด้านล่างแสดงเทคนิคการต่อแบบท่ออ่อน:

วัสดุที่ยืดหยุ่นโดยทั่วไปคือยาง ที่มีรูเล็ก ๆ ที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางเล็กกว่าเส้นใยที่จะต่อ ปลายของเส้นใยทั้งสองถูกทำให้แหลมเพื่อให้สามารถใส่เข้าไปในท่อได้ง่าย เมื่อเส้นใยที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางใหญ่กว่ารูเล็กน้อยถูกใส่เข้าไป วัสดุที่ยืดหยุ่นจะออกแรงกดที่สมมาตร ขยายตัวเพื่อให้พอดีกับเส้นใย ความสมมาตรนี้ทำให้มั่นใจได้ว่าสองเส้นใยจะถูกจัดแนวอย่างแม่นยำ เทคนิคนี้อนุญาตให้ต่อเส้นใยที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางต่างกัน เนื่องจากเส้นใยจะจัดแนวเองตามแกนของท่อ

ข้อดีของการต่อเส้นใย

• สนับสนุนการส่งสัญญาณออปติคัลระยะทางไกล

• ลดการสะท้อนขณะส่งสัญญาณ

• ให้การเชื่อมต่อเส้นใยที่เกือบถาวร

ข้อเสียของการต่อเส้นใย

• การสูญเสียของเส้นใยอาจเกินขีดจำกัดที่ยอมรับได้ในบางครั้ง

• เพิ่มต้นทุนของระบบสื่อสารผ่านเส้นใยออปติคัล

• การต่อให้ผลลัพธ์เป็นการเชื่อมต่อถาวรหรือกึ่งถาวร สำหรับการเชื่อมต่อชั่วคราว จะใช้ตัวเชื่อมต่อเส้นใยออปติคัลเพื่อเชื่อมต่อสองเส้นใยชั่วคราว