⚉ ทดสอบ vs สอบเทียบ

 คำว่าทดสอบ (Testing) และสอบเทียบ (Calibration) หากท่านทำงานอยู่ในสายการผลิตหรือองค์กรของท่านมีการทำงานอยู่ภายใต้มาตราฐานสากลไม่ว่าจะเป็น ISO 9000 (มาตรฐานระบบบริหารงานคุณภาพ), ISO 14000 (มาตรฐานการบริหารจัดการสิ่งแวดล้อม), ISO 18000 (มาตรฐานการจัดการอาชีวอนามัยและความปลอดภัย) หรือ ISO 17025 (มาตรฐานการประเมินความสามารถทางวิชาการของ ห้องปฏิบัติการ) ท่านอาจจะได้ยินสองคำนี้อยู่อย่างแน่นอน แต่หลาย ๆ ท่านที่อาจจะไม่ได้ทำงานที่เกี่ยวข้องกับระบบมาตราฐานเหล่านี้ อาจจะไม่คุ้นเคยหรือไม่รู้จัก แต่ผมเชื่อว่าทุกท่านอาจจะเคยได้ยินคำว่าทดสอบอยู่บ้าง และอาจจะรู้ความหมายของคำ ๆ นี้อยู่แล้ว แต่สำหรับคำว่าสอบเทียบนั้นหลายท่านอาจจะยังไม่ทราบความหมายและสับสนกับคำ ๆ นี้อยู่ หรืออาจจะเป็นคำที่พึ่งเคยได้ยินเป็นครั้งแรก ในบทความนี้เราจะมาอธิบายความหมายของสองคำนี้อย่างง่าย ๆ เพื่อให้เกิดความเข้าใจที่ถูกต้องกันนะครับ

 เริ่มแรกผมขอเปรียบเทียบคำสองคำนี้คือ ทดสอบและสอบเทียบกับการที่เราซื้อรถยนต์นะครับ ซึ่งอาจจะไม่ได้ตรงกับบริบทของสองคำนี้ไปทั้งหมดแต่ก็เพื่อเป็นการเปรียบเทียบเพื่อให้ทุกท่านเห็นภาพอย่างง่าย ๆ โดยก่อนที่เราจะทำการซื้อรถยนต์มาใช้งานนั้นก็ต้องเลือกรถที่ตรงกับความต้องการของเรา เช่น ถ้าท่านต้องการซื้อรถนำมาขนของเล็ก ๆ น้อย ๆ ในธุรกิจค้าขายของเราท่านก็ต้องเลือกรถกระบะขนาด 1 ตัน หากท่านเลือกรถนั่งส่วนบุคคล 4 ประตูหรือรถสิบล้อมาก็อาจจะไม่ค่อยตรงกับบริบทของงานสักเท่าไหร เมื่อตัดสินใจได้แล้วว่าต้องการยี่ห้อนี้ รุ่นนี้ และ ออปชั่นประมาณนี้ ก็ทำการสัญญาซื้อขายกับคนขาย เมื่อทำการรับรถก็ต้องตรวจสอบว่าอุปกรณ์ สเปค (Specification) หรือการทำงานต่าง ๆ ที่ได้รับมานั้นเป็นไปตามที่ผู้ผลิตได้โฆษณาไว้หรือไม่ อันนี้เราอาจจะเรียกเป็นภาษาทางการได้ว่า “การตรวจรับ” และในส่วนของผู้ผลิตนั้นก่อนจะส่งมอบสินค้าที่ผลิตออกมาขายให้กับเรา ทางผู้ผลิตก็ต้องมีการตรวจสอบผลิตภัณฑ์ว่ามีความสามารถหรือการทำงานเป็นไปตามที่ได้โฆษณาไว้หรือไม่ หรือก็คือการควบคุมคุณภาพ (QC, Quality Control) นั้นเอง ซึ่งทั้งสองอย่างที่กล่าวมาก็คือการทดสอบ (Testing) ทั้งสิ้น

 และเมื่อเรานำรถนั้นมาใช้งานสักระยะนึงแล้วรถของเราก็ต้องสึกหรือลงไปตามการเวลา เราก็จะนำรถเข้าไปตรวจสภาพที่ศูนย์เพื่อตรวจสอบการทำงานต่าง ๆ ให้มีสภาพพร้อมใช้งานตลอดเวลาก็เปรียบได้กับการสอบเทียบ (Calibration) เช่นเดียวกับเครื่องมือวัดต่าง ๆ ก่อนซื้อเราก็ต้องตรวจสอบหรือทำการทดสอบการทำงานของเครื่องว่าเป็นไปตามที่เราต้องการหรือไม่ ทางผู้ผลิตก็ต้องมีการทดสอบด้วยเช่นกัน และเมื่อใช้งานไประยะหนึ่งก็จะต้องส่งเครื่องมือวัดนั้นเข้ามาทำการสอบเทียบเพื่อเป็นการยืนยันว่าเครื่องมือวัดนั้น ๆ ยังทำงานได้ดีและที่สำคัญคือค่าที่อ่านได้ยังมีความแม่นยำและเที่ยงตรง เพื่อเป็นการรับรองว่าค่าที่อ่านได้จากเครื่องมือวัดนั้น ๆ มีความถูกต้องใช้อ้างอิงได้และมีมาตราฐาน

 การส่งเครื่องมือเข้าทดสอบหรือสอบเทียบนั้นมิใช่ว่าจะส่งไปทำการทดสอบหรือสอบเทียบกับใครหรือที่ใดก็ได้เพราะ ถ้าคุณต้องการการตรวจสอบค่าการวัดที่เป็นสากลแล้วนั้นต้องมองหาห้องปฏิบัติการทดสอบและสอบเทียบที่ได้รับการรับรองมาตราฐานระดับสากลเพื่อเป็นการรับประกันได้ว่าจะมีการทดสอบหรือสอบเทียบที่เป็นมาตราฐาน หรือก็คือการได้รับการรับรองมาตราฐานห้องปฏิบัติการ ISO/IEC 17025

SI units และ การสอบกลับได้

 เครื่องมือมาตราฐานที่นำมาทดสอบหรือสอบเทียบนั้นจะต้องสามารถสอบกลับได้ไปจนถึง SI unit (หรือก็คือหน่วยมาตราฐานทั้ง 7 ได้แก่ A, cd, K, kg, m, mol, s) สามารถอ่านรายละเอียดเพิ่มเติมได้จาก SI base units คำว่าสอบกลับได้หลานท่านอาจจะยังไม่เคยได้ยิน สอบกลับได้หรือ Traceability อธิบายง่ายๆ ก็คือการที่สามารถสืบหาเครื่องมือมาตราฐานที่นำมาทดสอบหรือสอบเทียบเครื่องมือของเรานั้นไปเลื่อยๆ เป็นทอดๆ จนสามารถอิงไปถึงหน่วยมาตราฐาน SI unit ได้นั้นเอง อ่านเพิ่มเติมได้จากสารานุกรมไทยสำหรับเยาวชนฯ สารานุกรมไทย : Traceability

แล้วเราดียังไง

 ซึ่งห้องปฏิบัติการสอบเทียบทางแสงของทาง บริษัท โทรคมนาคมแห่งชาติ จำกัด (มหาชน) นั้นได้รับการรับรอง ISO/IEC 17025 ในขอบข่ายทางด้าน Optical Power เป็นแห่งแรกในประเทศไทย และถือได้ว่ามี Accuracy และ Precision ที่สูงอยู่ในระดับต้น ๆ ของอาเซียนเลยก็ว่าได้เพราะเรามีค่า CMC (Calibration and Measurement Capability) ของ Optical Power ที่ได้รับการรับรองอยู่ที่ 0.092 dB หรือ ≈2.14% ทั้งนี้ห้องปฏิบัติการของเรามีเครื่องมือมาตราฐานที่ให้บริการตั้งแต่ระดับ Working Standard ไปจนถึง Primary Standard รองรับทั้งงานทดสอบ สอบเทียบ ปรับเทียบ และซ่อมเครื่องมือวัดทางแสง ทั้งยังครอบคลุมเกือบทุกพารามิเตอร์ของ Optical Fiber ไม่ว่าจะเป็น OTDR, Optical Power, Optical Wavelength, Passive Component, Cut-off wavelength และ Chromatic Dispersion ซึ่งด้าน Optical Power ของเรานั้นสามารถสอบกลับได้ไปจนถึง National Standard หรือเครื่องมาตราฐานระดับชาติ (สถาบันมาตราวิทยาแห่งชาติ)

บทความนี้เป็นเพียงการอธิบายและยกตัวอย่างให้เข้าใจได้อย่างง่ายๆ ถ้าท่านผู้อ่านสนใจเนื้อหาที่ละเอียดกว่านี้ก็ลองศึกษาเพิ่มเติมดูนะครับ มาตราวิทยา

---

⚉ การใช้งานใบรายงานผลการสอบเทียบ Optical Power Meter

 ลักษณะของใบรายงานผลการสอบเทียบที่ได้จากการส่งเครื่องมือมาสอบเทียบกับห้องปฏิบัติการของ nt นั้นท่านจะสามารถพบเจอลักษณะการรายงานผลตามตารางด้านล่าง นี้ ซึ่งจะขึ้นอยู่กับจำนวนหัวข้อ Applied Input ที่ท่านได้กำหนดให้ห้องปฏิบัติการทำการสอบเทียบ

 การที่จะทำให้อ่านและนำค่าต่าง ๆ ที่ปรากฏในใบรานงานผลการสอบเทียบไปใช้อย่างถูกต้องและเหมาะสมนั้นท่านจำเป็นต้องมีความรู้เบื้องต้นในการใช้งานเครื่องมือวัด การอ่านค่า และ การใช้งานใบรายงานผลการสอบเทียบ ทั้งนี้ทางเราจะขออธิบายความหมายของค่าต่าง ๆ และการนำมาใช้เบื้องต้น การรายงานผลการสอบเทียบด้าน Optical Power ค่าที่ทางห้องปฏิบัติจะรายงานให้ท่านทราบประกอบไปด้วย 4 ส่วนใหญ่ ๆ

1. Applied Input คือค่าที่อ่านจาก Standard (Standard Reading) เทียบได้เป็นค่ามาตราฐานที่วัดได้

2. UUC Reading คือค่าปริมาณที่วัดได้จาก UUC (Unit under calibration) หรือก็คือค่าที่อ่านจากเครื่องมือวัดที่ลูกค้าที่ทำการส่งมาสอบเทียบ (UUC Reading) นั้นเอง

3. Correction หรือก็คือค่าแก้ เพื่อใช้ในแก้ผลการวัดที่ผิดพลาดไป (Correction = Standard Reading - UUC Reading) ซึ่งจะทำให้ค่าที่วัดได้แล้วนำมาคำนวนกับค่าแก้จะทำให้ค่าที่ได้เสมือนอ่านได้จากเครื่องมือมาตราฐานของห้องปฏิบัติการ การใช้งานค่า Correction นั้นสมมติท่านนำเครื่องมือไป ทำการวัดค่า Optical Power ที่ Wavelength 1310nm อ่านค่า Power ได้ -0.05 dBm ให้ท่านนำค่า Correction ที่อยู่ใน range หรือย่าน 0dBm มาใช้ หากค่าที่ท่านวัด ได้อยู่ใน range -10dBm ก็ให้นำค่า Correction ที่ -10dBm มาใช้หรือท่านอาจจะนำค่า Correction ที่ได้ทั้งหมดมาหาค่าเฉลี่ย (Average) และนำมาใช้งานกับ range ทั้งหมดก็ได้ ขึ้นอยู่กับรูปแบบความต้องการใช้งานของท่าน (Correction at 0dBm, Wavelength 1310nm = +0.0043 dB) ให้นำค่าแก้ที่ได้มาคำนวนกับค่าที่วัดได้ ซึ่งจะได้ค่า Reading ที่แก้ Correction แล้วนั้นเท่ากับ -0.05dBm + 0.0043dB = -0.0457dBm นั้นเอง

4. Measurement Uncertainty บ่งบอกถึงค่าความไม่แน่นอนจากการวัด โดยเป็นการคำนวนเชิงสถิติ ส่วนมากแล้วจะมีระดับความเชื่อมั่นหรือ Confidence level ที่ 95%

---

⚉ การใช้งาน Uncertainty ในรูปแบบของ %

  รายงานผลการสอบเทียบด้าน Optical Power ที่ทางห้องปฏิบัติการออกให้นั้นหน่วยของ Uncertainty ส่วนมากจะอยู่ในรูปแบบของ dB (Decibel หรือก็คือ 10log(P_uuc/P_std) อย่างที่เราทราบ) เพื่อให้ลูกค้าที่นำค่าไปใช้งานสามารถใช้งานได้สะดวกมากขึ้นโดยไม่ต้องนำไปคำนวณซ้ำหรือแปลงค่าเพื่อไปใช้งานต่อ แต่ในความเป็นจริงแล้วโดยสากลการรายงานค่า Optical Power Uncertainty นั้นจะรายงานหน่วยการวัดให้อยู่ในรูปของ % ซึ่งจะต้องนำค่า % นี้ไปคำนวณแปลงเป็น dB เพื่อใช้งานต่อไป ดังนั้นในบทความนี้ผมจะมาสอนวิธีการคำนวณเพื่อแปลงค่าระหว่าง % และ dB เพื่อความเข้าใจในการนำไปใช้งานให้แก่ทุกท่านที่สนใจ โดยเราสามารถทำการคำนวณแปลงค่าจาก % เป็น dB ได้โดยใช้สูตรต่อไปนี้

dB = 10log(1+X) ; เมื่อ X มีค่าเป็น %

e.g. เมื่อได้ค่า Uncert. รายงานมาเท่ากับ 2% หากต้องการแปลงเป็น dB ก็สามารถคำนวณได้ดังนี้

dB = 10log(1+(2/100)) = 10log(1+0.02) = 10log(1.02) = 0.086
∴ 2% = 0.086 dB

ในทางกลับกันหากเราต้องการแปลงหน่วยจาก dB เป็น % ก็สามารถประยุกต์สูตรข้างต้นนี้มาคำนวณได้เช่นกันโดย

X% = [10^(dB/10) - 1] x 100

e.g. ยกตัวอย่างเดิมหากเราทราบค่า Uncert. เท่ากับ 0.086 dB โดยต้องการหาค่าเป็น % ก็สามารถคำนวณได้จาก

X% = [10^(0.086/10) - 1]x100 = [1.0199-1]x100 = 1.9999
∴ 0.086 dB ≈ 2%

ทั้งนี้เพื่อให้ง่ายต่อการใช้งาน การแปลงค่าระหว่าง dB (ที่เป็น dB scale) กับ % (linear) ทาง IEC ได้ทำการปรับปรุงเอกสาร IEC 61315:2019 ใน Annex B ว่าด้วยเรื่อง Linear to dB scale coversion of uncertainties โดยแสดงเป็นวิธีการคำนวณง่าย ๆ ดังนี้

U_dB ≈ 4.34xU_lin(%) ⇔ U_lin(%) ≈ 0.23xU_dB

บทความนี้ทางเราหวังว่าจะเป็นประโยชน์ต่อทุกท่านที่สนใจไม่มากก็น้อย ทั้งนี้ขอขอบคุณแหล่งที่มาของข้อมูลจากบทความของ Keysight ที่เป็นแหล่งอ้างอิงในการสืบค้น โดยหากท่านสนใจเข้าไปดูข้อมูลจากต้นทางสามารถเข้าไปได้ที่ How do I convert a percentage(linear) to a dB(logarithmic) value as most of the accuracy values stated in power meter data sheet are in percentage?

---

⚉ การใช้งานใบรายงานผลการสอบเทียบ OTDR

 ลักษณะของใบรายงานผลการสอบเทียบที่ได้จากการส่งเครื่องมือมาสอบเทียบกับห้องปฏิบัติการของ nt นั้นท่านจะสามารถพบเจอลักษณะการรายงานผลตามตารางด้านล่าง นี้ ซึ่งจะขึ้นอยู่กับจำนวนหัวข้อที่ท่านได้กำหนดให้ห้องปฏิบัติการทำการสอบเทียบ มาตราฐานวิธีการและหัวข้อที่ใช้ในการสอบเทียบนั้นถูกกำหนดอยู่ใน IEC 61746-1 Edition 1.0 2009-12 (Calibration of optical time-domain reflectometers (OTDR) - Part1 : OTDR for single mode fibres) และตามคำแนะนำในการสอบเทียบของ NPL measurement good practice guide : Calibration and use of OTDR โดยหัวข้อสำคัญ ๆ ที่ทาง IEC กำหนดให้มีการสอบเทียบนั้นจะมีอยู่ 6 หัวข้อหลักดังนี้

1. Dynamic Range
2. Dead Zone : Event Dead Zone
3. Dead Zone : Attenuation Dead Zone
4. Distance Calibration หรือ Distance Accuracy
5. Loss Calibration (Loss and Attenuation Calibration)
6. Reflectance Calibration (Return Loss Calibration)

 การเลือกหัวข้อที่จะทำการสอบเทียบนั้นอาจจะคำนึงถึงการทำงานในแต่ละงานเป็นสำคัญยกตัวอย่างหากท่านนำไปใช้งานในโครงข่ายเส้นใยแก้วนำแสง ท่านอาจจะให้ความสำคัญในทุก ๆ หัวข้อเพราะในโครงข่ายที่เราทำการวัดจะเจอกับการใช้งานในทุกเหตุการณ์ หรือหากนำไปใช้ในโรงงานผลิตสาย OFC อาจจะไม่ ต้องให้ความสำคัญด้าน Reflectance มากนักก็ได้ขึ้นอยู่กับการตัดสินใจของผู้ใช้งาน หรือจะทำการทดสอบในทุกหัวข้อเพื่อเป็นการตรวจสอบการทำการวัดค่า ของ OTDR ในทุก ๆ พื่นฐานการทำงานนั้นก็ทำได้เหมือนกัน

- Dynamic Range

 คือค่าที่แสดงถึงความสามารถในการวัดได้ในระยะทางที่ไกลหรือใกล้ของ OTDR หากมีค่ามากแสดงว่า OTDR นั้นสามารถวัดได้ระยะทางไกลหากค่าน้อยก็แสดงว่าสามารถวัดได้ระยะทางใกล้ ๆ เท่านั้นโดย OTDR สามารถจำแนกได้ตามประเภทดังนี้คือ Ultra Long Haul OTDR สามารถทำงานได้ระยะทางมากกว่า 200 km ขึ้นไปโดยมีค่า Dynamic range เท่ากับหรือมากกว่า 50 dB อีกประเภทหนึ่งคือ Metro OTDR ซึ่งสามารถทำงานในระดับ Metro network ที่มีการทำงานในระยะทางต่ำกว่า 200 km ลงมาและมีความสามารถในการอ่านค่า Dead zone และ Distance ที่ แม่นยำระดับของ Dynamic range จะอยู่ที่ประมาณ 38 dB ถึง 45 dB รูปแบบสุดท้ายคือ Access OTDR ที่ใช้งานในระยะทางสั้น ๆ สำหรับโครงข่าย Access network โดยมี Dynamic range จะอยู่ที่ไม่ต่ำกว่า 32 dB มีขนาดเครื่องเล็กและเหมาะสมสำหรับใช้ในการซ่อมและทดสอบระบบในการให้บริการในฝั่ง Client

โดยใบรายงานผลจะมีการแสดงค่า Dynamic range (SNR=1) ที่วัดได้ซึ่งท่านสามารถนำค่านี้ไปเปรียบเทียบกับข้อมูลในข้อมูลทางเทคนิค (Specification) จากทางผู้ผลิตได้ พร้อมทั้งรายงานค่า Uncertainty of Measurement หรือค่าความไม่แน่นอนจากการวัด

- Dead Zone

 ความหมายของ Dead zone นั้นถ้ายกตัวอย่างให้ง่ายขึ้นในการทำความเข้าใจก็เปรียบเสมือนค่าของ Rise time/Fall time ในสัญญาณไฟฟ้า เป็นค่าที่บ่งบอกถึงระยะห่างระหว่างกันที่ สั้นที่สุดในการแสดงและจำแนก Reflective event 2 เหตุการณ์ที่ OTDR สามารถตรวจวัดได้สมมติค่า Dead zone ของ OTDR เท่ากับ 3 เมตร นั้นหมายความว่าเครื่องนี้สามารถจำแนก เหตุการณ์ที่อยู๋ใกล้ชิดติดกันในระยะห่างกัน 3 เมตรนั้นเองหากเหตุการณ์ทั้งสองอยู่ห่างกันน้อยกว่า 3 เมตร OTDR จะแยกแยะเหตุการณ์ทั้ง 2 ได้อย่างชัดเจนนั้นจะทำได้ยาก ลักษณะ การวัดของค่า Dead zone สามาถแบ่งออกได้เป็น Event dead zone และ Attenuation Dead zone ทั้งสองอย่างนี้บ่งบอกถึงระยะที่เครื่องมือวัดจะจำแนกเหตุการณ์ได้อย่างชัดเจน เช่นกันแต่ก็มีรายละเอียดในการวัดและคำนวนที่แตกต่างกันเล็กน้อย ในที่นี้จะไม่ขอลงรายละเอียด

- Distance Accuracy

 หน้าที่หลัก ๆ ของ OTDR นั้นก็คือการวัดระยะทางดังนั้นการแสดงค่าระยะทางที่วัดได้อย่างเที่ยงตรงและแม่นยำนั้นจึงเป็นสิ่งสำคัญ ลองนึกภาพหากเรานำ OTDR ที่มีค่าความผิดพลาด ในการวัดระยะทางไปใช้งานจะเกิดความยุ่งยากและเสียหายแค่ไหนในการไปตรวจซ่อมโครงข่ายไฟเบอร์ออฟติก กระบวนการวัดและการคำนวนในการหา Distance Accuracy นั้นเป็นเรื่องที่ ยุ่งยากและมีความซับซ้อนเราจึงไม่อาจจะอธิบายในที่นี้ได้ หากท่านต้องการศึกษาเพิ่มเติมสามารถศึกษาได้จากเอกสารของ IEC และ Guide line ของ NPL ในใบรายงานผลการสอบเทียบ ในหัวข้อนี้ทางห้องปฏิบัติการจะรายงานค่าหลัก ๆ 3 อย่าง และมีสูตรความสัมพันธ์ ดังนี้

1. Location offset error (ΔL₀)
2. Distance scale deviation (ΔS_L)
3. Location readout uncertainty (U_Lreadout)

โดยค่า Location readout uncertainty (U_Lreadout) นั้นคือการรวมกันของ Distance sampling error และ Uncertainty Type A ของการวัดที่อยู่ในรูปแบบของค่าเบี่ยงเบนมาตราฐาน ค่าที่ได้จากการสอบเทียบเมื่อต้องการนำมาใช้งานเพื่อหาระยะทางที่ผิดพลาดหรือ The error in location (ΔL) แล้วท่านจะหาได้อย่างไรสมมติให้ค่าที่วัดได้ที่รายงานผลในใบรายงานผลการสอบเทียบ

Distance Scale Accuracy
The Measurement were made with the following OTDR setting:
Pulse Width : 1 μs
Distance : 80 km
Reflective Index : 1.46
Average Time : 3 min
Sampling Resolution : 10 m
Data Point : 13977

นำค่าที่ได้มาคำนวนหากท่านเข้าไปดูในใบ Specification ของเครื่องมือนั้น ๆ ทางบริษัทผู้ผลิดจะแจ้งค่า ๆ นึงที่อาจจะเรียกว่า Accuracy หรือ Distance Accuracy แล้วแต่บริษัทผู้ผลิดลักษณะค่าที่รายงานนั้นจะมีลักษณะเป็นสมการ เมื่อท่านลองเปรียบเทียบกันสมการที่ยกมาให้ดูก่อนหน้านี้จะรู้สึกมีความคล้ายคลึงกัน ท่านก็สามารถ นำค่าที่ได้จากใบรายงานผลไปเทียบกันดูก็ได้จากค่าใน Specification ลักษณะค่าที่รายงานในสเปคจะมีค่าประมาณนี้

ลองแทนค่าที่ได้เข้าในสมการ สมมติต้องการหาความผิดพลาดที่ 50 km หรือ 50,000 m

ดังนั้นเราจะทราบได้ว่าระยะทางที่ผิดพลาด ณ ระยะทาง 50 km คือ -4.00 m นั้นเอง

- Loss Accuracy

ค่าที่รายงานนั้นจะรายงานอยู่ในรูป Loss scale deviation หรือ ค่าเบี่ยงเบนที่เกินขึ้นใน Loss scale (แกน Attenuation หรือ แกน y) นั้นเองโดยมีสมการดังนี้

หากท่านไปเปิดดูในใบ Specification ของผู้ผลิตนั้นท่านสามารถดูได้จากหัวข้อ Attenuation Measurement ในข้อ Linearity การรายงานยกตัวอย่างเช่น ±0.03 dB/dB ท่านก็สามารถนำค่าที่สอบเทียบได้ไปเปรียบเทียบกับค่าที่อยู่ใน Specification ได้ ดังนั้นก็สรุปได้ว่าค่าที่รายงานผลในหัวข้อ Loss Accuracy นั้นก็คืออัตราส่วนของ UUC กับ Ref นั้นเอง การใช้งานค่าที่ได้จากรายงานผลการสอบเทียบท่านสามารถนำค่า Loss ที่ท่านวัดได้จาก OTDR มาทำการคูณค่า Loss scale deviation ค่าที่ได้ถือเป็นค่า Loss ที่ได้ทำการแก้ไขให้ใกล้เคียง ค่าจริงแล้ว

- Reflectance Accuracy

 การสอบเทียบ Reflectance Accuracy นั้นก็เพื่อประเมินค่า Reflectance deviation (ΔS_R) ระหว่างค่าที่วัดได้และค่าของ Reflectance ที่เราทราบค่า ตามความหมายของการสอบเทียบนั้นเอง โดยลักษณะของค่าที่วัดได้นั้นเกิดจากการคำนวนโดยสมการ

โดย
ΔS_R,j   คือ Reflectance deviation
R_otdr,j   คือ ค่า Avg ของ Reflectance ที่อ่านได้จาก OTDR (UUC Reading)
R_ref   คือ ค่า Reflectance ของ Standard ที่เราทราบค่า (Reference value)

หากท่านเปิดดูในใบ Specification ของผู้ผลิตนั้นท่านสามารถดูได้จากหัวข้อ Reflectance Measurement ในข้อ Reflectance accuracy ลักษณะการรายงานยกตัวอย่างเช่น ±2 dB ท่านก็สามารถนำค่าที่ได้จากใบรายงานผลไปเปรียบเทียบได้กับค่าในใบ Specification นั้นเอง

---

⚉ ความสะอาดเป็นเรื่องที่สำหรับ

การปฏิบัติงานทางด้าน Optic นั้นสิ่งที่สำคัญที่สุดคือความสะอาด ทุกท่านทราบหรือไม่ว่าปัญหาอันดับต้นๆ ของการให้บริการด้วยโครงข่ายใยแก้วนำแสงนั้นเกิดมาจากปัญหาด้านความสะอาดของจุดเชื่อมต่อต่างๆ ไม่ว่าจะมาจาก ฝุ่น, คราบน้ำ, คราบน้ำมัน ที่เกาะติดอยู่บริเวณหน้า Connector หรือ อาจจะเกิดจากการทำความสะอาดใยแก้วไม่เพียงพอหรือผิดวิธีในขั้นตอนการเชื่อมต่อใยแก้ว (Fusion Splice) ทั้งสองอย่างนี้เป็นปัญหาหลักๆ ในการให้บริการ

จากภาพจะเห็นได้ว่าบริเวณ Core ที่แสงใช้เดินทางในเส้นใยแก้วแบบ Single mode นั้นมีขนาดเล็กมาก (9µm) เมื่อเทียบกับเส้นผมของเรา (17µm-181µm) The Physics Factbook แล้วถ้าเกิดมีฝุ่นหรือสิ่งอื่นใดที่กล่าวมาแล้วข้างต้นไปบดบังการเดินทางของแสงก็จะทำให้คุณภาพในการให้บริการของเรานั้นลดต่ำลงดังนั้นผู้ปฏิบัติงานทางด้านแสงทุกท่านจึงจำเป็นต้องให้ความสำคัญกับความสะอาดเป็นอย่างยิ่งในการปฏิบัติงาน

แล้วความไม่สะอาดที่ส่งผลต่อเครื่องมือของเราละ จะมาในรูปแบบไหนเราลองมาดูกันเลย ซึ่งเราจะลองไปสำรวจเครื่อง OTDR อันแสนราคาแพงและผ่านการทำงานมาอย่างโชคโชนเมื่อทำการใช้กล้อง Microscope ส่องดูบริเวณหน้าสัมผัส Connector ที่ไม่ได้ทำความสะอาดก่อนการวัดค่า เมื่อความสกปรกสะสมไปเลื่อยๆ สุดท้ายเครื่องมือเราก็จะอ่านค่าได้ผิดเพี้ยนแล้วใช้งานไม่ได้ ซึ่งก็ต้องส่งซ่อมซึ่งวิธีที่ทำกันโดยทั่วไปนั้นคือการตัดสาย Pigtail ภายในออกแล้วนำ Pigtail เส้นใหม่ Splice เข้าไปแทนซึ่งเป็นวิธี่ที่ยุ่งยากพอสมควร

ซึ่งทางห้องปฏิบัติการสอบเทียบเครื่องมือวัดทางแสงได้ประยุกต์วิธีการของโรงงานผลิตสาย Patch cord มาใช้ในการซ่อมแซมส่วนนี้โดยใช้วิธีการขัดหน้าสัมผัส Connector ก็จะลดความยุ่งยากในการเชื่อมต่อสายใหม่และสะดวกรวดเร็วมากกว่า สามารถสอบถ้ารายละเอียดเพิ่มเติมได้ที่ห้องปฏิบัติการสอบเทียบเครื่องมือวัดทางแสง 0-2581-6938 ครับ

---

⚉ การใช้งาน Optical Fiber Termination Kit (OFTK)

กดดูบทความเพิ่มเติมได้จาก link ด้านข้างเลยครับ > (บทความอุปกรณ์ OFTK แบบย่อ) (บทความอุปกรณ์ OFTK ฉบับเต็ม)

การติดตั้งฝั่งลูกค้าแบบเดิมนั้นจะใช้อุปกรณ์ Wall mount ในการเก็บรอยต่อระหว่างสาย Drop wire ที่ลากมาจากจุดต่อ SDP กับ ONU ที่บ้านผู้เช่าซึ่งรูปแบบเดิมนั้นมีต้นทุนที่สูงและเป็นจุดที่ก่อปัญหาในการติดตั้งได้หลายรูปแบบส่งผลให้เป็นจุดที่เกิดเหตุเสียขึ้นบ่อยครั้ง ทางส่วนบริการทดสอบและสอบเทียบ สถาบันนวัตกรรมทีโอที จึงได้ทราบเหตุอันเกิดขึ้นพร้อมทั้งได้รับคำปรึกษามากมายจากภูมิภาคจึงเกิดโปรเจก Termination kit นี้ขึ้น

ทั้งนี้ในกระบวนการทำงานแบบใหม่นี้จำเป็นต้องมีการเปลี่ยนแปลงขั้นตอนวิธีการทำงาน และอุปกรณ์ Fusion Splicer เล็กน้อยโดยจำเป็นต้องมีอุปกรณ์ที่เรียกว่า Holder สำหรับจับสาย Round Type ขนาด 3.5mm ของเครื่อง Fusion Splicer ในการทำงาน โดยทุกท่านที่สนใจสามารถชมวิธีการติดตั้งแบบใหม่นี้ได้จากวีดีโอตัวอย่างใน Youtube channal ของส่วนงานได้หรือสามารถติดต่อสอบถามรายละเอียดได้ตามช่องทางติดต่อของ ส่วนบริการทดสอบและสอบเทียบ สถาบันนวัตกรรมทีโอที

---

⚉ การใช้งาน OTDR (EXFO FTB-500) เบื่องต้น

คลิปวีดีโอการใช้งาน OTDR EXFO FTB-500 เบื่องต้น อธิบายถึงเมนูฟังก์ชั่นการทำงานต่าง ๆ ที่มีความจำเป็นต่อการใข้งานในการทำงานทั่วไปเบื่องต้น ซึ่งทางส่วนบริการทดสอบและสอบเทียบ ได้จัดทำขึ้น

---

⚉ เหตุใดคุณภาพของโครงข่ายจึงเป็นเหตุผลสำคัญต่อการให้บริการ XG-PON

อย่างที่เราทราบกันว่า การให้บริการอินเตอร์เน็ตความเร็วสูงแก่ประชาชนในปัจจุบันและอนาคตนั้นมีความสำคัญเป็นอย่างมาก เนื่องด้วยสถานะการณ์ปัจจุบันที่ เริ่มเข้าสู่ยุค Digital transforamtion ซึ่งเป็นการเปลี่ยนผ่านจากระบบอุตสาหกรรมแบบเก่าสู่การปฏิวัติอุตสาหกรรมครั้งที่ 4 (The Fourth Industrial Revolution, 4IR) หรือ Industry 4.0 จึงส่งผลให้เกิดการบริโภคทรัพยากรณ์ด้าน Digital เพิ่มขึ้นเป็นจำนวนมากจากทุกหน่วยงานและภาคส่วน การให้บริการเครือข่ายอินเตอร์เน็ตผ่านสายไฟเบอร์ออปติกในตอนนี้ (GPON Downstream 2.5Gbps) จึงเริ่มไม่เพียงพอต่อความต้องการ ISP (Internet service provider) จึงจำเป็นต้องเพิ่ม Bandwidth ในการสื่อสารเพื่อให้รองรับต่อปริมาณการใช้งานที่เกิดขึ้นดังนั้น เทคโนโลยี XG-PON (Downstream 10Gbps) จึงเริ่มเข้ามามีบทบาทสำคัญต่อการให้บริการในยุคปัจจุบันและอนาคต ทั้งนี้คุณภาพของการให้บริการก็ขึ้นอยู่กับหลายปัจจัย แต่หัวข้อนี้ขอยกตัวอย่างปัจจัยสำคัญตัวหนี่งที่ทำให้คุณภาพของการให้บริการ XG-PON นั้นลดลงนั้นก็คือคุณภาพของ OFC (Optical Fiber Cable) ไม่ว่าจะเป็นปัจจัยที่เกิดจากการติดตั้งหรือปัจจัยจากการผลิตสาย OFC เองก็ตาม

ทั้งนี้ขอทำการยกตัวอย่างว่า Bandwidth ของสาย OFC นั้นก็ปรียบเสมือนถนนที่กว้างขวางเส้นหนึ่ง รถที่วิ่งก็เปรียบได้กับ Spectrum ของแสงที่จะนำพาข้อมูลหรือก็คือ สิ่งของไปยังจุดหมายปลายทาง อย่างที่เราทราบกัน Bandwidth ของ GPON และ XG-PON คือ 2.5Gbps และ 10Gbps ตามลำดับ เปรียบได้กับถนนที่มีความหนาแน่นของรถ ที่วิ่งรับส่งของมากน้อยต่างกัน ดังนั้น XG-PON ดูเหมือนจะมีปริมาณรถ (Spectrum) ที่วิ่งขนส่งของ (Data) นั้นหนาแน่นกว่าแบบ GPON นั้นเอง

หากเช่นนั้นแล้วถนนที่รถเหล่านี้วิ่งอยู่เกิดมีสภาพไม่ค่อยดีนัก เป็นหลุมเป็นบ่อหรือทางไม่เรียบเสมอกัน (การติดตั้งเส้นใยแก้วนำแสงมี Loss และ Reflection ในระบบที่สูงเป็นการติดตั้งที่ไม่ได้คุณภาพ) หากลองนึกภาพ XG-PON ที่มีรถบรรทุก (Spectrum) ที่หนาแน่นเบียดเสียดวิ่งขนข้อมูลไปยังลูกค้าระหว่าง ทางนั้นมีหลุมมีบ่อมากมายเกิดหักหลบจะไม่ทำให้ชนกับรถคันที่วิ่งมาข้าง ๆ หรือคันหลังบ้างเลยหรือ คงเกิดเป็นโศกนาฏกรรมทางข้อมูลที่ดูไม่ได้เลยทีเดียว ดังนั้นในปัจจุบันหรือสมัยก่อนที่เรายังคงใช้เทคโนโลยีการรับส่งข้อมูลผ่านเส้นใยแก้วนำแสงแบบ GPON อยู่นั้นปริมาณข้อมูลหรือปริมาณรถบรรทุกยังไม่ค่อยเยอะหรือหนาแน่นเท่า ไม่จำเป็นต้องขับใกล้กันมาก หลุมบ่อทั้งหลายก็ยังสามารถหักหลบหรือรูดหลุมที่อยู่บนท้องถนนได้ ถึงแม้รถจะเสียหลักไปบ้างแต่ก็ไม่ชนกับรถคันอื่นที่วื่งมาข้าง ๆ เราจึงยังสามารถใช้งาน GPON ในถนน (OFC) ที่มีสภาพย่ำแย่แบบนี้ได้อย่างไม่เป็นกังวลมากนัก แต่พอออเดอร์ข้อมูลที่เพิ่มมากขึ้นต้องการการจัดส่งที่รวดเร็วและครั้งละมาก ๆ เราจึงหันมาพึ่งพาใช้บริการขนส่งแบบ XG-PON คราวนี้แหละถนนที่มีสภาพดูไม่ได้อันนี้ก็คงจะแสดงอาการออกมาให้ปวดหัวเป็นแน่ ต้องมานั่งซ่อมนั่งสร้างใหม่เสียทั้งเงินและเวลามหาศาล คงได้แต่ยกข้อคิดสุดคลาสสิกขึ้นมาพูดว่า "ทำวันนี้ให้ดีที่สุด" คือทำให้ดีซะตั้งแต่ทีแรกจะได้ไม่ต้องมาเหนื่อยในภายหลัง

---

⚉ ระบบ CWDM และ DWDM

เขียนเมื่อ 9 มิถุนายน 2565 บทความโดย

จะเห็นได้ว่าในปัจจุบันความต้องการบริโภคข่าวสารข้อมูลทางอินเตอร์เน็ตนั้นเพิ่มขึ้นอย่างมหาศาลไม่ว่าจากทั้ง ภาพ เสียง ข้อความ หรือในอนาคตอาจจะรวมไปถึงระบบ Virual Reality แม้กระทั้งโลก Metaverse การตอบสนองต่อความต้องการที่ดูเหมือนว่าจะไม่มีท่าทีที่จะลดลงเลย จึงมีความเป็นความท้าทายอย่างมากในการพัฒนาระบบการสื่อสารเพื่อรองรับสิ่งเหล่านี้ นักวิทยาศาสตร์และวิศวกรจำนวนมากจึงต้องคิดและค้นหาเทคโนโลยีใหม่ ๆ เพื่อนำมาตอบสนองต่อความต้องการเหล่านี้ ส่วนหนึ่งจึงเกิดขึ้นมาเป็นระบบ WDM หรือ Wavelength Division Multiplexing ที่มีบทบาทเป็นอย่างมากในปัจจุบันและอนาคตอันใกล้นี้

หากเราต้องการเพิ่มปริมาณข้อมูลที่เราจะส่งไปในเส้นใยแก้วนำแสงนั้นสามารถทำได้โดยการมัลติเพล็กแสงหรือการนำสัญญาณแสงที่มีความยาวคลื่นต่าง ๆ กันนำมารวมกันและส่งเข้าไปในเส้น Fiber Optic เส้นเดียวกันโดยเป็นเทคโนโลยีหลักที่พัฒนาขึ้นบนพื้นฐานของการแบ่งความยาวคลื่น Wavelength Division Multiplexing (WDM) เพื่อเป็นวิธีการเพิ่มประสิทธิภาพและแก้ปัญหาความต้องการความจุแบนด์วิธที่เพิ่มขึ้นทั้งนี้ WDM ก็มีรูปแบบและการประยุกต์ใช้ความยาวคลื่นที่แตกต่างกันเป็น 2 ประเภทหลัก ๆ คือ การมัลติเพล็กของความยาวคลื่นแสงต่าง ๆ กันแบบหยาบ หรือ CWDM (Coarse Wavelength Division Multiplexing) และอีกแบบหนึ่งคือ การมัลติเพล็กของความยาวคลื่นแสงต่าง ๆ กันแบบหนาแน่น หรือ DWDM (Dense Wavelength Division Multiplexing)

CWDM

ระบบ CWDM นั้นสามารถรองรับความยาวคลื่นแสง 4, 8, 12 และ 16 channel ได้โดยมีระยะห่างระหว่างความยาวคลื่นแสงแต่ละความยาวคลื่นหรือ Channel spacing ที่ 20 nm (ตามมาตราฐาน ITU-T G.654.2-Spectral grids for WDM application: CWDM wavelength grid) ได้รับการออกแบบเพื่อการสื่อสารในระยะทางไม่ไกลมากนัก มีระยะการทำงานได้ถึงประมาณ 90km ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับจำนวนความยาวคลื่นแสงที่เราต้องการใช้งาน (จำนวน Channel) และยังขึ้นอยู่กับรูปแบบการรับส่ง (Unidirectional/Bidirectional) ในเส้นใยแก้วนำแสงแบบ Single Mode Fiber (SMF) โดยสามารถรองรับปริมาณข้อมูลต่อความยาวคลื่นแสงหรือ Bandwidth per wavelength อยู่ที่ 2.5 Gbit/s

DWDM

ระบบ DWDM มีจำนวนช่องมัลติเพล็กซ์มีความหนาแน่นหรือช่องว่างของความยาวคลื่นแต่ละความยาวคลื่นที่แคบหรือหนาแน่น (Narrower channel spacing) มากกว่า CWDM เพราะในระบบ DWDM เราต้องการให้มีปริมาณของช่องสัญญาณแสงที่มากขึ้นกว่าเดิมเพื่อให้สามารถรองรับปริมาณข้อมูลที่มากกว่าบนเส้นใยแก้วเส้นเดียว โดย DWDM นั้นสามารถรองรับจำนวนความยาวคลื่นแสงที่เราใช้งาน (Channel) ตั้งแต่ 40, 80, 96 จนถึง 160 wavelength โดยมีระยะห่างระหว่าง Channel หรือ Channel spacing ตั้งแต่ 12.5GHz จนถึง 100GHz ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับความต้องการใช่งาน ยกตัวอย่าง เช่น หากต้องการใช้งานที่ Channel spacing 0.4nm/0.8nm ก็สามารถเขียนอยู่ในรูปแบบของความถี่ได้ 50GHz/100GHz โดยระบบนี้จะทำงานอยู่ในช่วงความยาวคลื่น 1525nm-1565nm (C-Band) และ 1570nm-1610nm (L-band) เพราะเหตุนี้ระบบ DWDM จึงสามารถส่งข้อมูลจำนวนมหาศาลผ่านการเชื่อมต่อไฟเบอร์เดียวได้ ทั้งนี้ DWDM ยังเป็นตัวเลือกที่ดีที่สำหรับการสื่อสารระยะไกล ๆ เนื่องจากเราสามารถใช้ประโยชน์จากการขยายสัญญาณแสงจาก Erbium Doped-Fiber Amplifiers (EDFAs) ซึ่งสามารถขยายสเปกตรัม 1550 nm หรือ C-band ที่ใช้กันทั่วไปในการใช้งาน DWDM ได้อย่างมีประสิทธิภาพและคุ้มค่า ระบบ DWDM จึงมีความสามารถในการนำพาข้อมูลจำนวนมากผ่านระยะทางที่ไกล ๆ ร้อยหรือหลายพันกิโลเมตรได้

ข้อสรุป

CWDM และ DWDM เป็นประเภทของการแบ่งความยาวคลื่นแสง เป็นวิธีการที่มีประสิทธิภาพในการแก้ปัญหาความต้องการความจุแบนด์วิธที่เพิ่มขึ้นซึ่งได้รับการออกแบบเพื่อตอบสนองความต้องการเครือข่ายที่แตกต่างกัน ด้วยการเติบโตเป็นอย่างมากของแอพพลิเคชั่นต่าง ๆ เช่น Cloud computing, อุปกรณ์เคลื่อนที่ และ ความจำเป็นที่ผู้บริโภคต้องการเข้าถึงข้อมูลและแอพพลิเคชั่นที่มีปริมาณของข้อมูลมหาศาลอย่างต่อเนื่อง โครงข่ายออปติคอล CWDM และ DWDM จึงมีความสำคัญและเริ่มมีการใช้งานเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว

รายละเอียด	CWDM	DWDM
ช่องสัญญาณต่อเส้นใยแก้ว	8-16 Channel ขึ้นอยู่กับระยะทาง	40,80,96 ไปจนถึง 160 Channel
ช่องว่างสัญญาณ	20 nm (ประมาณ 15 GHz)	0.1nm - 0.8nm (ตั้งแต่ 12.5GHz ถึง 100GHz)
ความยาวคลื่นในทางปฏิบัติ	1470 nm ถึง 1610 nm	C-band : 1525 nm - 1565 nm L-band : 1570 nm - 1610 nm
ระยะทาง	80 km หรือน้อยกว่า	ถึง 120 km (การใข้งานในระยะทางไกล ๆ ด้วย EDFA)
รองรับแบนด์วิดท์	10 Gbps	10/40/100 Gbps
จุดเด่น	ต้นทุนต่ำ	แบนด์วิดท์สูง, ทำงานได้ระยะทางไกล
จุดด้อย	แบนด์วิดท์ต่ำกว่า, ราคาถูกกว่า	ค่าใช้จ่ายสูงกว่า CWDM