หัวต่อไฟเบอร์ Expanded Beam เป็นอย่างไร? และควรนำมาใช้ตอนไหน?

ในโลกของระบบโครงสร้างพื้นฐานทั้งฝั่ง Premises และในดาต้าเซ็นเตอร์นั้น พวกเราส่วนใหญ่มักคุ้นเคยกับหัวเชื่อมต่อสายไฟเบอร์อย่างเช่นหัวต่อดูเพล็กซ์แบบ LC, SC, และ ST หรือ MPO สำหรับมัลติไฟเบอร์ แต่บางคนอาจจะเคยได้ยินหัวเชื่อมต่อสายไฟเบอร์แบบขยายลำแสงหรือ Expanded Beam หรือแม้แต่เคยพบกับสถานการณ์ที่ต้องใช้เทคโนโลยีต่อสายไฟเบอร์แบบใหม่นี้แล้ว

แต่ถ้าคุณเองยังไม่คุ้นเคยกับหัวต่อไฟเบอร์เหล่านี้ หรือแม้แต่รูปแบบการนำมาใช้งาน และข้อความพิจารณาเวลาทดสอบแล้ว ครั้งนี้ทาง Fluke จะมา “Expand” ความรู้เกี่ยวกับเรื่องนี้ให้ครับ

ความแตกต่างจากการเชื่อมสายแบบอื่น
หัวต่อสายไฟเบอร์โดยทั่วไปแล้วมักอยู่ในรูปของหัวต่อที่แตะกันแบบกายภาพ หมายความว่ามีการนำมาชนต่อกันตรงๆ แล้วเชื่อมสายไฟเบอร์ทั้งสองเส้นโดยใช้เทคนิคอย่างเช่นการใช้เจลผสาน, การเชื่อมหรือ Splice, การใช้อีพ็อกซี่ เป็นต้น แต่ในทางตรงกันข้าม การเชื่อมต่อแบบ Expanded Beam จะไม่ได้สัมผัสกันจริง นั่นคือสัญญาณแสงจะวิ่งผ่านช่องว่างระหว่างหน้าตัดสายทั้งสองเส้น ซึ่งหัวต่อแบบขยายลำแสงจะเชื่อมสัญญาณได้โดยใช้เลนส์ขยายและรวมสัญญาณแสงกลับมา เป็นการขยายสัญญาณที่วิ่งมาจากคอร์ไฟเบอร์ที่เล็กกว่าให้มีเส้นผ่านศูนย์กลางใหญ่ขึ้น แล้วจึงส่งสัญญาณแสงคู่ขนานไปมาพร้อมกัน โดยลำแสงที่ถูกขยายมาสามารถใหญ่กว่าที่เคยวิ่งบนคอร์ดั้งเดิมได้มากถึง 150 เท่า ขณะที่เลนส์อันที่สองจะโฟกัสลำแสงกลับเข้าไปสู่สายไฟเบอร์เส้นถัดไป เป็นการนำสัญญาณแสงกลับมาให้วิ่งไปบนคอร์ที่เส้นผ่านศูนย์กลางเล็กลงได้

แม้วิธีนี้มักแพงกว่าปกติเนื่องจากต้องใช้เลนส์ แต่หัวต่อแบบ Expanded Beam ก็ให้ประโยชน์มากในด้านการทนต่อฝุ่นละออง คราบสกปรก รวมทั้งสิ่งปนเปื้อนอื่นๆ บนหน้าตัดสายไฟเบอร์ได้ และการที่หน้าตัดสายไฟเบอร์ทั้งสองเส้นไม่ได้แตะกัน จึงทำให้มีอายุการใช้งานนานกว่ามากโดยไม่ต้องคอยทำความสะอาดหน้าตัดบ่อยๆ รวมทั้งทนทานต่อความเสียหายที่เกิดจากการสั่นสะเทือนหรือแรงทางกลต่างๆ ด้วย รวมทั้งหัวต่อแบบนี้ยังไม่มีการแบ่งขั้วตัวผู้ตัวเมียที่ต้องคอยกังวลเวลาเอามาเชื่อมต่อเหมือนการใช้หัวต่อแบบอื่นด้วย

ควรนำมาใช้ในกรณีไหน?
หัวต่อแบบ Expanded Beam มักพบการใช้งานในสภาพแวดล้อมที่โหดร้ายอย่างเช่นในเหมืองแร่, ใช้ในการถ่ายทอดภาพและเสียงภายนอกอาคาร, พื้นที่นอกชายฝั่ง ไปจนถึงการใช้กับระบบการผลิตอัตโนมัติในโรงงานบางแห่ง เป็นต้น นอกจากนี้ยังมีใช้ทางการแพทย์ที่ต้องมีการเชื่อมเข้าเชื่อมออกหลายพันครั้ง อีกทั้งยังเป็นพื้นที่ที่เต็มไปด้วยจุลินทรีย์ ของเหลว หรือสิ่งปนเปื้อนที่มาจากขั้นตอนการรักษา

และจากเหตุผลความทนต่อจำนวนครั้งการเชื่อมต่อสายได้มากกว่า จึงทำให้หัวต่อแบบ Expanded Beam เป็นที่นิยมในกลุ่มทหาร ไปจนถึงการนำไปใช้แบบชั่วคราวอย่างเช่นสถานการณ์ที่รัฐต้องรับมือกับภาวะฉุกเฉิน อย่างเช่นระบบ TFOCA (tactical fiber-optic cable assemblies) ที่ออกแบบสำหรับให้ทหารนำไปใช้ในสนามรบนั้นก็มักใช้หัวต่อแบบ Expanded Beam ด้วยเหตุผลที่เชื่อมสายได้ง่าย ทนต่อทั้งอุณหภูมิที่โหดร้าย ฝุ่นละออก โดยเฉพาะทรายด้วย

สิ่งที่เราควรพิจารณา
เช่นเดียวกับหัวต่อแบบที่สัมผัสกันทางกายภาพ หัวต่อแบบขยายลำแสงก็มีแบ่งเป็นทั้งสำหรับสายไฟเบอร์ซิงเกิลโหมดและมัลติโหมด รวมทั้งรองรับสายไฟเบอร์หลายเส้น โดยทั่วไปจะพบตั้งแต่ 2 ไปจนถึง 16 เส้น มีทั้งแบบที่มีการเข้าหัวมาจากโรงงานเรียบร้อย และแบบที่ไว้เข้าหัวที่หน้างานโดยใช้เทคนิค Epoxy-Polish มาตรฐาน นอกจากนี้ยังมีรุ่นแบบไมโครที่มีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางเล็กลงอีกเพื่อประหยัดพื้นที่ แต่ถึงแม้จะใช้เวอร์ชั่นเล็กลงนี้ส่วนใหญ่ก็ต้องมีขนาดอย่างน้อยโตกว่าสองเท่าเมื่อเทียบกับหัวต่อแบบ LC เนื่องจากตัวเลนส์

ประเด็นที่ควรคำนึงถึงนั้นก็เหมือนกับระบบใยแก้วนำแสงอื่นทั้งหมด โดยปัจจัยหลักด้านประสิทธิภาพของหัวต่อแบบขยายลำแสงก็ยังเป็นเรื่องของการสูญเสียสัญญาณภายในสายที่เราจำเป็นต้องคอยทดสอบ ซึ่งกับหัวต่อแบบนี้นั้น ช่องว่างระหว่างหน้าตาสายทั้งสองข้างมักจะให้ค่าการสูญเสียพลังงานสูงกว่าปกติเล็กน้อย อย่างหัวต่อ LC แบบมัลติโหมดมาตรฐานมักมีค่าสูญเสียพลังงานอยู่ประมาณ 0.15 dB ขณะที่กับหัวต่อแบบขยายลำแสงของมัลติโหมดอาจสูงได้มากถึง 2.0 dB นอกจากนี้ เลนส์ที่นำมาใช้กับหัวต่อก็อาจจำกัดช่วงความยาวคลื่นที่รองรับได้ จึงเป็นเหตุผลว่าทำไมถึงไม่แนะนำให้ใช้กับการส่งสัญญาณแบบ Wavelength Division Multiplexing (WDM)

การทดสอบลิงค์ไฟเบอร์ที่ใช้หัวต่อแบบพิเศษนี้จำเป็นต้องใช้อินเทอร์เฟซหัวต่อแบบ Expanded Beam เหมือนกันด้วย ดังนั้น คุณจึงจำเป็นต้องใช้ชุดทดสอบค่าการสูญเสียแบบขยายลำแสง หรือไม่ก็ใช้สายทดสอบอ้างอิงแบบขยายลำแสง (เช่น ที่แปลงจาก SC มาเป็นแบบ Expended Beam) เพื่อเอามาใช้กับ Fluke CertiFiber® Pro Optical Loss Test Set หรือ OptiFiber Pro OTDR สำหรับสายทดสอบอ้างอิงนั้นหาได้จากผู้ผลิตหัวต่อแบบขยายลำแสงบางราย

แม้ข้อจำกัดข้างต้นทำให้เราไม่พบการนำหัวต่อแบบขยายลำแสงมาใช้งานในดาต้าเซ็นเตอร์ความเร็วสูงระดับ 40 หรือ 100G (40GBASE-SR4/100GBASE-SR4) ที่ยอมรับค่าการสูญเสียตลอดแชนแนลมากสุดอยู่ที่ 1.9 dB แต่ในกรณีการใช้งานที่ไม่ได้กังวลถึงประสิทธิภาพค่าการสูญเสียพลังงานภายในสายเป็นหลัก (เช่น ในระยะทางใกล้กว่า หรือใช้ความเร็วรับส่งสัญญาณต่ำ) จุดเด่นด้านการรองรับวัฏจักรการเชื่อมต่อสายที่มากกว่า และความทนทานต่อสภาพแวดล้อมที่รุนแรงกว่าได้นั้นก็อาจมาทดแทนเรื่อง Insertion Loss ที่สูงกว่าได้

ที่มา : https://www.flukenetworks.com/blog/cabling-chronicles/whats-expanded-beam-fiber-connector

from:https://www.enterpriseitpro.net/expanded-beam-fiber-connector/