ลักษณะของสายตันและสายตีเกลียว

สายไฟฟ้า เป็นอุปกรณ์ที่ใช้ส่งพลังงานไฟฟ้าจากที่หนึ่งไปยังอีกที่หนึ่งโดยกระแสไฟฟ้าจะเป็นตัวนำพลังงานไฟฟ้าผ่านไปตามสายไฟจนถึงเครื่องใช้ไฟฟ้า สายไฟทำด้วยสารที่ยอมให้กระแสไฟฟ้าผ่านได้ เรียกว่าตัวนำไฟฟ้า และตัวนำไฟฟ้าที่ใช้ทำสายไฟเป็นโลหะที่ยอมให้กระแสไฟฟ้าผ่านได้ดี ลวดตัวนำแต่ละชนิดยอมให้กระแสไฟฟ้าผ่านได้ต่างกัน ตัวนำไฟฟ้าที่ยอมให้กระแสไฟฟ้าผ่านได้มากเรียกว่ามีความนำไฟฟ้ามากหรือมีความต้านทานไฟฟ้าน้อย ลวดตัวนำจะมีความต้านทานไฟฟ้าอยู่ด้วย โดยลวดตัวนำที่มีความต้านทานไฟฟ้ามากจะยอม ให้กระแสไฟฟ้าผ่านได้น้อย

ซึ่งสายไฟแต่ละชนิดจะได้รับการออกแบบแตกต่างกันออกไปตามโครงสร้างและคุณสมบัติการใช้งาน เช่น

• สายที่ประกอบไปด้วยตัวนำไฟฟ้าเพียงอย่างเดียว
• สายที่ประกอบด้วยฉนวนหุ้มตัวนำไฟฟ้า
• สายที่ประกอบด้วยเปลือกหุ้มหรือชั้นป้องกันเสริมเป็นส่วนประกอบอยู่ภายใน

ส่วนประกอบของสายไฟ

1. ตัวนำไฟฟ้า (Conductor)

ทำหน้าที่ส่งผ่านกระแสไฟฟ้าหรือสัญญาณไฟฟ้า ทำจากโลหะที่มีค่าความต้านทานไฟฟ้าต่ำและมีค่าความนำไฟฟ้าสูง ซึ่งโลหะที่นิยมใช้ทำเป็นตัวนำไฟฟ้าได้แก่ ทองแดง และอลูมิเนียม

2. ฉนวน (Insulation)

ฉนวน ทำหน้าที่ป้องกันไม่ให้กระแสไฟฟ้าไหลผ่านไปยังส่วนอื่นๆ ที่สามารถก่อให้เกิดอันตรายได้ เช่นไฟรั่ว หรือไฟฟ้าลัดวงจร ดังนั้น วัสดุที่ใช้ทำฉนวนส่วนใหญ่จึงมักจะผลิตจากพลาสติกโพลีเมอร์หรือยาง ซึ่งมีคุณสมบัติทนความร้อน และป้องกันของเหลวไหลผ่าน ช่วยป้องกันไม่ให้ไฟฟ้าไหลผ่านได้

3. เปลือกนอก (Sheath)

เปลือกนอก (Over Sheath) คือ พลาสติกโพลิเมอร์ที่อยู่ชั้นนอกสุดของสายไฟฟ้า ทำหน้าที่ป้องกันความเสียหายให้กับสายไฟฟ้าจากสภาพแวดล้อมต่างๆ เช่น การขูดขีด แรงกระแทกกดทับ สภาพอากาศ และการกัดกร่อนจากสภาพแวดล้อมต่างๆ

ประเภทของสายไฟ

1. สายไฟฟ้าแรงดันต่ำ (Low Voltage Power Cable)

เป็นสายไฟที่ใช้กับแรงดันไม่เกิน 750 โวลต์ เป็นสายหุ้มฉนวน ทำด้วยทองแดงหรืออะลูมิเนียม โดยทั่วไปเป็นสายทองแดงสายขนาดเล็กจะเป็นตัวนำเดี่ยว แต่สายขนาดใหญ่เป็นตัวนำตีเกลียว วัสดุฉนวนที่ใช้กับสายแรงดันต่ำคือ Polyvinyl Chloride (PVC) และ Cross-Linked Polyethylene (XLPE)

เป็นสายชนิดที่ได้รับความนิยมสูงสุดในการนำมาใช้งานตามห้องปฏิบัติการคอมพิวเตอร์ทั่วไป รวมทั้งตามสำนักงานต่างๆ สายชนิดนี้ได้ชื่อมาจากลักษณะองค์ประกอบภายในของสาย ที่เป็นสายลวดทองแดงสองเส้นนำมาพันเกลียวเข้าด้วยกันเพื่อทำให้เกิดเป็นสนามแม่เหล็ก ซึ่งใช้เป็นเสมือนเกราะสำหรับป้องกันสัญญาณรบกวนทั่วไปได้ในตัวเอง จำนวนรอบหรือความถี่ ในการพันเกลียว เช่น พันเกลียว 10 รอบต่อความยาว 1 ฟุต นั้นมีผลโดยตรงต่อกำลังของสนามแม่เหล็กที่เกิดขึ้น ถ้าจำนวนรอบสูงก็จะทำให้สนามแม่เหล็กมีกำลังแรงขึ้น สามารถป้องกัน สัญญาณรบกวนได้ดีขึ้น แต่ก็ทำให้สิ้นเปลืองสายมากขึ้น แต่ถ้าจำนวนรอบต่ำ ก็จะเกิดสนามแม่เหล็กกำลังอ่อน ซึ่งป้องกันสัญญาณรบกวนได้น้อยลงก็ใช้สายเปลืองน้อยลงเช่นกัน โดยทั่วไปแล้วสายชนิดนี้จึงมีคุณสมบัติในการป้องกันสัญญาณรบกวนได้ดีกว่าสายที่ไม่มีการ พันเกลียวเลยบริเวณแกน (Core) ของสายคู่บิดเกลียว สายคู่บิดเกลียว ประกอบด้วยสายทองแดงจำนวนหนึ่ง หรือหลายคู่สาย ห่อหุ้มสายด้วยฉนวนบางๆ เพื่อป้องกันไม่ให้เกิดการลัดวงจร แล้วนำมาพันเกลียวเข้าด้วยกันเป็นคู่ ทุกคู่จะถูกห่อหุ้มฉนวนอีกชั้นหนึ่งรวมกันเป็นสายขนาดใหญ่เพียงสายเดียว สายคู่บิดเกลียวแบ่งออกเป็นสองประเภทคือ

1. แบบไม่มีฉนวนหุ้ม (UTP : Unshielded Twisted Pair)
2. แบบมีฉนวนหุ้ม (STP : Shielded Twisted Pair)

สายคู่บิดเกลียวแบบไม่มีฉนวนหุ้ม (UTP : Unshielded Twisted Pair)
สาย UTP เป็นสายที่พบเห็นกันมาก มักจะใช้เชื่อมโยงคอมพิวเตอร์ไปยังอุปกรณ์สื่อสารตามมาตรฐานที่กำหนด สำหรับสายประเภทนี้จะมีความยาวของสายในการเชื่อมต่อได้ไม่เกิน 100 เมตร และสาย UTP มีจำนวนสายบิดเกลียวภายใน 4 คู่ คู่สายในสายคู่ตีเกลียวไม่หุ้มฉนวนคล้ายสายโทรศัพท์ มีหลายเส้นซึ่งแต่ละเส้นก็จะมีสีแตกต่างกัน และตลอดทั้งสายนั้นจะถูกหุ้มด้วยพลาสติก (Plastic Cover) ปัจจุบันเป็นสายที่ได้รับความนิยมมากที่สุด เนื่องจากราคาถูกและติดตั้งได้ง่าย แสดงดังรูป

รูปแสดงสายคู่บิดเกลียวแบบไม่มีฉนวนหุ้ม (UTP : Unshielded Twisted Pair)

สาย UTP จะมีสายสัญญาณอยู่จำนวน 4 คู่ 8 เส้น ประกอบด้วย

• เขียว – ขาวเขียว
• ส้ม – ขาวส้ม
• น้ำเงิน – ขาวน้ำเงิน
• น้ำตาล – ขาวน้ำตาล

มาตรฐานสายสัญญาณ
สมาคมอุตสาหกรรมอิเล็กทรอนิกส์ หรือ EIA (Electronics Industries Association) และสมาคมอุตสาหกรรมโทรคมนาคม หรือ TIA (Telecommunication Industries Association) ได้ร่วมกันกำหนดมาตรฐาน EIA/TIA 568 ซึ่งเป็นมาตรฐานที่ใช้ในการผลิตสาย UTP โดยมาตรฐานนี้ได้แบ่งประเภทของสายออกเป็นหลายประเภทโดยแต่ละประเภทเรียกว่า Category N โดย N คือหมายเลขที่บอกประเภท ส่วนสถาบันมาตรฐานนานาชาติ (International Organization for Standardization) ได้กำหนดมาตรฐานนี้เช่นกัน โดยจะเรียกสายแต่ละประเภทเป็น Class A-F คุณสมบัติทั่วไปของสายแต่ละประเภทเป็นดังนี้

• Category 1/Class A : เป็นสายที่ใช้ในระบบโทรศัพท์อย่างเดียว โดยสายนี้ไม่สามารถใช้ในการส่ง ข้อมูลแบบดิจิตอลได้
• Category 2/Class B : เป็นสายที่รองรับแบนด์วิธได้ถึง 4 MHz ซึ่งทำให้สามารถส่งข้อมูลแบบดิจิตอล ได้ถึง 4 MHz ซึ่งจะประกอบด้วยสายคู่บิดเกลียวอยู่ 4 คู่
• Category 3/Class C : เป็นสายที่สามารถส่งข้อมูลได้ถึง 16 Mbps และมีสายคู่บิดเกลียวอยู่ 4 คู่
• Category 4 : ส่งข้อมูลได้ถึง 20 Mbps และมีสายคู่บิดเกลียวอยู่ 4 คู่
• Category 5/Class D : ส่งข้อมูลได้ถึง 100 Mbps และมีสายคู่บิดเกลียวอยู่ 4 คู่
• Category 5 Enhanced (5e) : มีคุณสมบัติเช่นเดียวกับ Cat 5 แต่มีคุณภาพของสายที่ดีกว่า เพื่อรองรับการส่งข้อมูลแบบฟูลล์ดูเพล็กซ์ที่ 1,000 Mbps ซึ่งใช้4 คู่สาย
• Category 6/Class E : ส่งข้อมูลได้ถึง 10,000 Mbps รองรับแบนด์วิธได้ถึง 250 MHz
• Category 7/Class F : รองรบแบนด์วิธได้ถึง 600 MHz และกำลังอยู่ในระหว่างการวิจัย

สาย UTP CAT3 นิยมใช้กับเครือข่าย LAN ตามมาตรฐาน IEEE 802.3 ทำงานที่ความเร็ว 10 Mbps โดยในการใช้งานจริง จะใช้เพียงสองคู่เท่านั้น ได้แก่คู่สีส้มและสีเขียว มาตรฐาน CAT3 ไม่สามารถรองรับการใช้งานกับเครือข่าย Fast Ethernet ความเร็ว 100 Mbps ได้ ดังนั้นในมาตรฐานนี้จึงต้องใช้สาย UTP CAT5 แทน สำหรับมาตรฐาน Fast Ethernet จะมีการใช้งานเพียงสองคู่เช่นเดียวกับ CAT3 เมื่อมาตรฐานความเร็วของเครือข่าย LAN เพิ่มขึ้นเป็น 1000 Mbps นั้น สาย UTP CAT5 ธรรมดา ไม่เหมาะสมที่จะรองรับการใช้งานที่ความเร็วขนาดนี้ โดยคงระยะสายประมาณ 100 เมตรได้ จึงต้องใช้สาย UTP CAT5e ซึ่งมีการป้องกันสัญญาณรบกวนได้ดีกว่า ทำให้สามารถรองรับการส่งข้อมูลที่ความเร็ว 1000 Mbps ที่ความยาว 100 เมตรได้ แต่ในมาตรฐาน 1000 Mbps นั้น การรับส่งข้อมูลภายในสายสัญญาณ จะใช้ครบทั้งสี่คู่

ปัจจัยที่ใช้กำหนดคุณภาพของสายสัญญาณ

ผู้ผลิตสาย UTP แต่ละ Category ต้องผลิตสายสัญญาณให้ได้คุณภาพขั้นต่ำตามที่กำหนดไว้ในมาตรฐาน ANSI/EIA/TIA-568-B (568-B.2 (Category 5e) และ 568.B.2-1 (category 6)) ซึ่งกำหนดค่าต่าง ๆ ในสาย UTP ดังนี้

สายคู่ตีเกลียวมีลักษณะเป็นอย่างไร

ข้อใดคือลักษณะของสายคู่บิดเกลียวแบบ UTP

สายคู่บิดเกลียว ใช้กับอะไร

สายสัญญาณตีเกลียวมีกี่เส้น