เคเบิลใต้น้ำ

ความหมาย

เคเบิลหรือสายนำสัญญาณใต้น้ำ คือ สื่อสัญญาณสำหรับการสื่อสารระยะทางไกล เปรียบเสมือนท่อส่งสัญญาณขนาดใหญ่ ที่มีการรับ-ส่งสัญญาณคุณภาพสูง โดยพัฒนาการของเคเบิลใต้น้ำ เริ่มจากชนิดแกนร่วม (Coaxial) จนมาถึงระบบใต้น้ำเคเบิลเส้นใยนำแสง (Optical Fiber) เนื่องจากเทคโนโลยีของเคเบิลชนิดแกนร่วมเป็นระบบอนาล็อก (Analog) การเพิ่มขนาดหรือขยายระบบทำได้ยาก และซับซ้อนในด้านการบำรุงรักษา เมื่อขนาดความจุของระบบใหญ่ขึ้น จะทำให้ขนาดของสายเคเบิลใหญ่ขึ้นด้วย และกรณีแถบความถี่ของระบบที่กว้างมากขึ้น จะเป็นผลให้สัญญาณ ในสายเคเบิลถูกลดทอน (Attenuation) ระยะทางการติดตั้งอุปกรณ์ทวนสัญญาณ (Repeater) จะลดลง ซึ่งเป็นผลให้มีความซับซ้อน และมูลค่าของระบบสูงขึ้นจากข้อจำกัดดังกล่าวข้างต้นจึงได้มีการพัฒนาเทคโนโลยีเฉพาะทางสำหรับระบบเคเบิลใต้น้ำเพื่อปรับปรุงระบบให้ทันสมัย มีประสิทธิภาพดีขึ้น จึงได้มีวิวัฒนาการมาเป็นระบบเคเบิลแบบดิจิทัล (Digital) เมื่อเปรียบเทียบกับระบบเคเบิลใต้น้ำชนิดแกนร่วมแล้วมีข้อดีกว่าหลายประการคือ สามารถรับ-ส่งสัญญาณได้ในแถบความถี่ที่กว้างกว่าราคาต่อวงจรต่ำกว่า มีน้ำหนักเบา นอกจากนี้ยังสามารถรับ-ส่งข้อมูลที่อัตราเร็วกว่า เนื่องจากใช้แสงที่มีความจุของช่องสัญญาณหรือแบนด์วิดท์กว้างกว่า ดังนั้นระยะทางระหว่างหน่วยทวนสัญญาณ (repeater) ของเคเบิลชนิดเส้นใยนำแสงจะมากหรือไกลกว่า

ระบบเคเบิลใต้น้ำในประเทศไทย

การสื่อสารโทรคมนาคมในประเทศไทยเริ่มนำระบบเคเบิลใต้น้ำเข้ามาใช้ตั้งแต่ปี พ.ศ. 2507 (ค.ศ.1964) จากการร่วมลงทุนกับประเทศญี่ปุ่นทำการวางสายเคเบิลใต้น้ำระหว่างประเทศไทยไปยังประเทศฟิลิปปินส์ ซึ่งประเทศไทยจะได้สิทธิใช้คู่สายเคเบิลจำนวน 10 ช่องทางโทรศัพท์ สามารถใช้ส่งโทรเลขได้พร้อมกัน 24 สาย ต่อมาประเทศญี่ปุ่น ได้สำรวจเพื่อการวางสายเคเบิลใต้น้ำ จากประเทศไทยและประเทศเวียดนามใต้เพื่อเชื่อมต่อกับประเทศฟิลิปปินส์ โดยการวางสายเคเบิลใต้น้ำในทะเลอ่าวไทย และนำสายขึ้นบกที่เขาแหลมหญ้าและเขาสาบ บ้านเพ อำเภอเมือง จังหวัดระยอง และเชื่อมโยงกับระบบถ่ายทอดวิทยุภาคพื้นดิน โดยใช้คลื่นวิทยุความถี่ไมโครเวฟจากเขาสาบมายังสัตหีบ แหลมฉบังแล้วเชื่อมโยงเข้ากรุงเทพมหานครต่อไป ต่อจากนั้นได้มีพัฒนาการ เกิดโครงการเคเบิลใต้น้ำตามมาอีกหลายโครงการทั้งของภาครัฐและภาคเอกชน

สถานีเคเบิลใต้น้ำในประเทศไทย (พ.ศ. 2526)

การสื่อสารแห่งประเทศไทย(ชื่อเดิม)ได้สร้างสถานีเคเบิลใต้น้ำเพื่อให้ประโยชน์ในการให้บริการระหว่างประเทศซึ่งประเทศไทย มีสถานีเคเบิลใต้น้ำทั้งหมดสี่แห่งในปีพ.ศ. 2526 คือ
ก) สถานีชลี 1 - เพชรบุรี ตั้งอยู่ที่ ต.หาดเจ้าสำราญ อ. เมืองเพชรบุรี จ. เพชรบุรี
ข) สถานีชลี 2 - สงขลา ตั้งอยู่ที่ ต. เขารูปช้าง อ.เมืองสงขลา จ.สงขลา
ค) สถานีชลี 3 - ศรีราชา ตั้งอยู่ภายในบริเวณสถานีดาวเทียมภาคพื้นดิน ต.ทุ่งสุขลา อ.ศรีราชา จ. ชลบุรี
ง) สถานีชลี 4 – สตูล ตั้งอยู่ที่ ต.ปากน้ำ อ.เมืองสตูล จ.สตูล

ระบบเคเบิลใต้น้ำใยแก้ว

ระบบเคเบิลใต้น้ำใยแก้ว ที่ใช้งานอยู่หรือกำลังจะใช้งานปีพ.ศ. 2531-2533 ในแถบมหาสมุทรแอตแลนติก ในแถบทะเลเหนือ หรือข่ายเคเบิลใต้น้ำในแถบมหาสมุทรแปซิฟิก จะใช้เคเบิลใต้น้ำในแถบมหาสมุทรแปซิฟิค จะใช้เคเบิลใยแก้วชนิด single-mode fibre ที่ความยาวคลื่นขนาด 1.3 ไมครอน (1.3 micrometer) ซึ่งเคเบิลใยแก้วนี้ ทำจากใยแก้วซิลิคอนที่บริสุทธิ์มาก (highly-pure sillicone glass fibre) ขนาดเส้นผ่าศูนย์กลางประมาณ 0.1-0.15 มิลลิเมตร ซึ่งใยแก้วนี้จะทำหน้าที่เหมือนกับเป็นท่อนำคลื่น (waveguide) ให้กับคลื่นแสงโดยใช้หลักการสะท้อนแสงในขอบเขตของใยแก้วนั้น
ระบบเคเบิลใต้น้ำใยแก้วซึ่งเป็นระบบดิจิตอล (digital system) เมื่อเปรียบเทียบกับระบบเคเบิลใต้น้ำชนิดแกนร่วมแล้ว จะเห็นได้ว่าระบบเคเบิลใต้น้ำใยแก้วมีข้อดีกว่าหลายประการคือ สามารถรับ-ส่งสัญญาณได้ในแถบความถี่ที่กว้างกว่าราคาต่อวงจรก็ต่ำกว่าและยังมีน้ำหนักเบาอีกด้วย นอกจากนี้ยังสามารถรับ-ส่งข้อมูล ที่อัตราเร็วกว่าเคเบิลชนิดแกนร่วมแต่สิ่งสำคัญคือระยะทางระหว่างตัวทวนสัญญาณ (repeater syacing) ของเคเบิลใยแก้วก็มากกว่า
ลักษณะการทำงานของระบบเคเบิลใยแก้วสัญญาณไฟฟ้าแบบดิจิตอลจะถูก modulate เข้ากับแหล่งกำเนิดแสงที่นี้อาจเป็นเลเซอร์ไดโอกชนิด ILD(Injection Laser Diode) หรือ LED ( Light Emitting Diode) ก็ได้สัญญาณที่ออกมาจะเป็นสัญญาณแสงซึ่งจะถูกส่งผ่านไปตามเคเบิลใยแก้วระยะหนึ่งจนถึงตัวทวนสัญญาณ สัญญาณก็จะถูกเปลี่ยนกลับเป็นสัญญาณไฟฟ้า (eloctrical signal) โดยใช้โฟโต้ไกโกชนิด PIN หรือ APD (Avalanche photo diode) สัญญาณไฟฟ้านี้ก็จะถูกนำมาขยาย และกำเนิดสัญญาณไฟฟ้าใหม่ (regeneratc) แก้วจะเปลี่ยนเป็นสัญญาณแสง (optical signal) โดยถูก modulate กับแหล่งกำเนิดแสงอีกครั้งหนึ่ง และผ่านเคเบิลใยแก้วจนถึงปลายทาง (dislant terminal) กับปลายทางสัญญาณแสงก็จะถูกเปลี่ยนกลับเป็นสัญญาณไฟฟ้า เพื่อต่อเข้าชุมสายต่อไป ซึ่งลักษณะการทำงานนี้จะเป็นเช่นเดียวกันทั้งด้านรับและส่งสำหรับการจ่ายไฟเลี้ยงให้กับตัวทวนสัญญาณระบบการจ่ายไฟจะป้อนกระแสไฟตรงที่กระแสตรงที่มีค่ากระแสคงที่ผ่านตัวนำโลหะ (ทองแดง) ในสายเคเบิลและครบวงจรด้วยระบบพื้นทะเล (Ocean Ground) ที่ปลายทางทั้ง 2 ด้าน ซึ่งมีลักษณะของระบบจ่ายไฟเลี้ยงเหมือนกับระบบเคเบิลใต้น้ำแกนร่วม

บทสรุป

ปัจจุบันการสื่อสาระหว่างประเทศมีระบบดาวเทียมและระบบเคเบิลใต้น้ำเป็นข่ายสื่อสัญญาณเมื่อเปรียบเทียบการใช้งานของทั้งสองระบบแล้วจะเห็นได้ว่า
1. ต้นทุนของระบบเคเบิลใต้น้ำใยแก้วมีแนวโน้มจะต่ำลงเรื่อย ๆ เพราะจะเป็นระบบที่ได้รับการพัฒนาให้มีความสูงและอายุการใช้งานยาวมาก แม้ว่า ในอนาคตระบบดาวเทียมจะมีราคาลดลง แต่จะมากเพราะมีต้นทุนคงที่ส่วนหนึ่งคือ เป็นค่าส่งดาวเทียมที่ต้องใช้เชื้อเพลิงเป็นพลังงานขับเคลื่อนจรวดอีกทั้งอายุการใช้งานดาวเทียมแต่ละดวงไม่ยาวมากเท่าเคเบิลใต้น้ำ
2. ระบบเคเบิลใต้น้ำใยแก้วขนาด 1 คู่ เส้นใยรุ่นใหม่มีความจุพอ ๆ กับระบบดาวเทียมกล่าวคือสามารถรับ-ส่งสัญญาณทราฟฟิกแบบดิจิตอลได้ถึง 1.8 Gbit/sในขณะที่ดาวเทียมดวงหนึ่งมีแถบความถี่ใช้งานได้ (Useablc band-width) ประมาณ 1000 Mllz หรือใช้งานได้ 1.8 Gbits/s ซึ่งเท่ากับระบบเคเบิลฯ 1 คู่เส้นใย แต่การวางเคเบิลใต้น้ำระบบหนึ่ง ๆ จะบรรจุเส้นใยแก้วได้หลายคู่ ดังนั้น โดยทั่ว ๆ ไประบบเคเบิลใต้น้ำใยแก้วจะสามารถแบ่งให้มีความจุมากกว่าระบบดาวเทียมได้
3. ระบบดาวเทียม ต้องมีการแบ่งสรรตำแหน่งในวงโคจรคงที่ (Geostationary orbit)ซึ่งทุกประเทศแสวงหามาใช้งาน และระบบดาวเทียมเป็นระบบวิทยุจึงมีขีดจำกัดเรื่องความถี่ ซึ่งเป็นทรัพยากรที่แต่ละประเทศต้องแบ่งกันใช้และการซ่อมดาวเทียมที่อุปกรณ์เกิดเสียหรือชำรุดทำได้ยาก ในขณะที่เคเบิลใต้น้ำใยแก้วไม่มีปัญหาในเรื่องตำแหน่งโคจร เพราะมีน่านน้ำสากลกว้างใหญ่ไพศาลให้เลือกวางเคเบิลได้และเป็นระบบที่ใช้ความถี่แสงรับ-ส่งเฉพาะในเส้นใยแก้วเท่านั้น ไม่แผ่กระจายออก จึงไม่มีปัญหาเรื่องความถี่รบกวนกันหรือการแบ่งกันใช้งาน อีกทั้งการซ่อมเคเบิลที่เสียหรือชำรุดก็ทำได้ง่ายกว่า จากข้อที่ได้เปรียบเหล่านี้ ควรคะเนได้ว่าจะมีการใช้งานระบบเคเบิลใต้น้ำใยแก้วเป็นระบบหลักของการสื่อสารระหว่างประเทศ… ในอนาคต