น่าจะพอคุ้นกันบ้างว่าสายเคเบิลทองแดงแบบบิดเกลียวคู่ทั้งแบบหุ้มและไม่หุ้มฉนวนต่างมีทั้งแบบมัดลวดย่อย (Stranded) กับแบบลวดเดี่ยวเส้นใหญ่ (Solid Wire) ซึ่งมีข้อควรพิจารณาในการตัดสินใจเลือกเยอะแยกมาก ไม่ว่าจะเป็นในแง่มาตรฐาน, สภาพแวดล้อม, รูปแบบการประยุกต์ใช้, หรือแม้แต่ค่าใช้จ่าย ดังนั้นเราจึงควรมาดูความแตกต่างและสิ่งที่ต้องพิจารณาทั้งหลาย เพื่อช่วยให้สามารถตัดสินใจเลือกรูปแบบสายเคเบิลให้เหมาะกับรูปแบบการติดตั้งที่จำเพาะของคุณได้
ความแตกต่างระหว่างแบบ Stranded และ Solid Wire
ประการแรกเลยที่แตกต่างกันระหว่างสายมัดลวดย่อยกับลวดใหญ่เส้นเดี่ยวก็คือวิธีการผลิต ซึ่งนิยามของคำว่า Stranded และ Solid ต่างหมายถึงโครงสร้างจริงของลวดทองแดงตัวนำภายในสายเคเบิล
- ในสายแบบมัดลวดย่อย (Stranded) ลวดตัวนำทองแดงแต่ละเส้นในทั้ง 8 เส้นนั้นจะประกอบด้วย “มัดสาย” ของลวดเส้นเล็กๆ ที่นำมาพันเข้าด้วยกันแน่น หมุนตามแกนกลางเรื่อยๆ เหมือนเชือกควั่น ลวดแบบมัดสายมักมีตัวเลขสเปกที่เกี่ยวข้องสองตัว ได้แก่ตัวเลขที่บอกถึงจำนวนเส้นลวดย่อยที่พันเกลียวเป็นมัดสาย ส่วนอีกเลขหนึ่งคือขนาดของลวดเส้นย่อยในหน่วยของเกจ ตัวอย่างเช่น 7×32 (บางครั้งจะเขียนว่า 7/32) จะหมายถึงเป็นมัดสายที่ประกอบด้วยลวดเล็ก 7 เส้นย่อยที่แต่ละเส้นมีขนาด 32 AWG ที่มัดพันเป็นลวดตัวนำขึ้นมา
- ส่วนสายแบบลวดใหญ่เส้นเดี่ยว (Solid) ลวดตัวนำทองแดงแต่ละเส้นในทั้ง 8 เส้นนั้นจะประกอบด้วยลวดเกจขนาดใหญ่กว่าเพียงเส้นเดียว โดยระบุสเปกเป็นแค่เลขเกจเพื่อบอกขนาดของลวดตัวนำนั้นๆ เช่น ขนาด 24 AWG ไม่ว่าจะเป็นสายเคเบิลแบบคู่สายเดี่ยว สองคู่ หรือสี่คู่สายก็ตาม ก็จะระบุสเปกของลวดตัวนำที่เป็นลวดเส้นเดี่ยวด้วยขนาดเกจอย่างเดียว
ด้วยโครงสร้างนี้จึงนำมาสู่ความแตกต่างที่เห็นได้ชัดเจนที่สุดก็คือ ความยืดหยุ่น โดยสายแบบมัดลวดย่อยนั้นจะยืดหยุ่นกว่า ทนต่อการบิดโค้งงอได้มากกว่าในเชิงทฤษฎี แต่ทางปฏิบัติแล้ว ต่อให้ยืดหยุ่นแค่ไหนก็มีโอกาสที่จะแตกหักที่คลายเกลียวออกมาได้เมื่อเวลาผ่านไป ขณะที่สายเคเบิลแบบลวดเดี่ยวจะแข็งกว่า และแตกหักได้ถ้าบิดโค้งมากหรือบ่อยเกินไป แต่ลวดตัวนำเส้นเดี่ยวจะยังคงรูปร่างแม้เวลาผ่านไปนาน และคงอยู่กับที่ภายในหัวต่อที่เปลี่ยนตำแหน่งฉนวน (IDC) ไม่ว่าหัวแจ๊ค บนแผงชุมสาย หรือจุดเชื่อมต่อต่างๆ
ส่วนความแตกต่างที่ชัดเจนรองลงมาคือ ด้านประสิทธิภาพ แน่นอนว่าแบบลวดใหญ่เส้นเดี่ยวจะให้การนำไฟฟ้าที่ดีกว่า ได้ประสิทธิภาพที่เสถียรกว่า ดีกว่าในการส่งสัญญาณหลายช่วงคลื่นความถี่ อีกทั้งยังแข็งแกร่ง ทนทานต่อการสั่นสะเทือนและการกัดกร่อนมากกว่าด้วย เนื่องจากมีพื้นผิวน้อยกว่าแบบมัดสายย่อย
ลวดเดี่ยวเส้นใหญ่ยังสามารถนำกระแสไฟฟ้าได้ปริมาณมากกว่าแบบมัดสายย่อย เนื่องจากลวดตัวนำที่เส้นเล็กกว่า (เลขเกจสูงกว่า) จะมีค่าการสูญเสียภายในสายมากกว่าลวดที่เส้นใหญ่กว่า (เลขเกจต่ำกว่า) โดยมัดสายย่อยนั้นมีค่าสัญญาณรบกวนภายในสาย (Attenuation) มากกว่าลวดตัวนำเส้นใหญ่แบบเดี่ยวอยู่ประมาณ 20 ถึง 50 เปอร์เซ็นต์ (20 เปอร์เซ็นต์สำหรับลวดขนาด 24 AWG และ 50 เปอร์เซ็นต์สำหรับลวดย่อยขนาด 26 AWG) ทั้งนี้เพราะหน้าตัดมัดลวดสายตัวนำนั้นไม่ใช่เนื้อทองแดงตลอดพื้นที่ ยังมีอากาศแทรกอยู่ ทำให้มีความต้านทานไฟฟ้า DC สูงกว่าลวดเดี่ยวเส้นใหญ่
ทีนี้คงเข้าใจความแตกต่างระหว่างลวดตัวนำแบบมัดสายย่อยกับแบบเส้นใหญ่เส้นเดี่ยวกันแล้ว ต่อไปมาดูข้อควรพิจารณาในการเลือกใช้สายเคเบิลแต่บะประเภทดังต่อไปนี้:
ตกลงแบบเส้นเดี่ยวหรือมัดสายย่อยดีกว่า?
เมื่อพิจารณาการลากลิงค์ถาวรที่ระยะ 90 เมตรในแนวระนาบแล้ว เราไม่มีทางเลือกอื่นนอกจากมาตรฐานทั้งของ TIA และ ISO/IEC ต่างกำหนดให้ต้องใช้สายเคเบิลแบบลวดตัวนำเส้นเดี่ยว ไม่ว่าจะเป็นสายเคเบิลบิดเกลียวคู่แบบหุ้มหรือไม่หุ้มฉนวนก็ตาม ขณะที่สายเคเบิลแบบมัดลวดสายย่อย (ทั้งแบบ 24 และ 26 AWG) ถูกจำกัดให้ใช้ในรูปสายแพ็ตช์คอร์ด และการลากสายภายในระยะ 10 เมตรที่เป็นส่วนหนึ่งบนช่องสัญญาณระยะ 100 เมตรเท่านั้น
ด้วยเหตุที่มัดสายย่อยยืดหยุ่นกว่า ทนทานต่อการบิดโค้งงอมากกว่า จึงเหมาะอย่างยิ่งที่จะเป็นแพ็ตช์คอร์ดสายสั้นๆ สำหรับเชื่อมต่อระหว่างอุปกรณ์ และใช้เชื่อมข้ามสายในจุดที่มักต้องโค้งงอหรือมีการขยับเคลื่อนที่ ซึ่งแค่ระยะ 10 เมตรภายในตลอดช่องสัญญาณนั้น ค่าการสูญเสียภายในสายและความต้านทานจะไม่ได้ส่งผลต่อประสิทธิภาพโดยรวมของทั้งแชนแนลอย่างมีนัยสำคัญ แต่ระวังว่าสายแพ็ตช์คอร์ดที่ใช้มัดสายย่อยขนาดเล็กถึง 28 AWG จะมีค่าการสูญเสียและความต้านทานสูงขึ้นมากอันเกิดจากข้อจำกัดของลวดตัวนำเส้นเล็ก โดยศึกษาเพิ่มเติมได้จาก flukenetworks.com/blog/cabling-chronicles/skinny-28-awg-patch-cords
ส่วนในสภาพแวดล้อมแบบสำนักงานทั่วไปนั้น ถือเป็นสถานการณ์พิเศษที่มักจะพบกับการโยกย้ายตำแหน่งอุปกรณ์ ที่ต้องการระบบสายเคเบิลที่ยืดหยุ่นเป็นพิเศษด้วย ดังนั้นมาตรฐานในการติดตั้งจึงอนุญาตให้ใช้สายแพ็ตช์คอร์ดแบบมัดสายย่อยในการลากสายไกลกว่า 10 เมตรต่อแชนแนลได้ อย่างไรก็ตาม ถ้าคุณเลือกใช้สายเคเบิลแบบมัดลวดสายย่อยในการลากสายเกิน 10 เมตรในแชนแนลแล้ว มาตรฐานอุตสาหกรรมก็กำหนดให้ต้องลดลิมิต (De-rating) ความยาวตลอดแชนแนลลงมาด้วยเพื่อรองรับกับค่าการสูญเสียและความต้านทานที่เพิ่มขึ้น
ในการปรับลดสเปกความยาวสูงสุดของการใช้สายเคเบิลแบบมัดสายย่อยตามมาตรฐานที่เกี่ยวข้องนั้น ปัจจัยสำคัญคือขนาดลวดตัวนำหรือเกจโดยรวม สายที่ค่าเกจมากกว่า (เส้นเล็กกว่า) ก็จะมีตัวคูณในการลดความยาวมากกว่า อย่างค่า De-rating ของมัดสายขนาด 26 AWG เท่ากับ 0.5 ขณะที่ลวดขนาด 24 AWG จะใช้เป็น 0.2 และถ้าเป็นลวดใหญ่ขนาด 22 AWG ก็ไม่ต้องทำ De-rating แล้ว
สูตรการคำนวณหาระยะสูงสุดตลอดช่องสัญญาณที่ทำได้ โดยที่ H คือความยาวสายเคเบิลแนวระนาบ, D คือค่าตัวแปร De-rating, C คือความยาวสายเคเบิลแบบมัดสายย่อยทั้งหมด, และ T คือความยาวตลอดแชนแนลทั้งหมด จะได้ว่า
ตัวอย่างเช่น ถ้าใช้สายเคเบิลแบบ Category 6A แบบลวดเส้นเดี่ยวลากในแนวระนาบ 60 เมตร และอีก 40 เมตรเป็นสายแพ็ตช์แบบ Category 6A เช่นกัน แต่เป็นแบบมัดสายย่อยที่เส้นลวดขนาด 24 AWG ซึ่งใช้ค่าตัวคูณดีเรตติ้งที่ 0.2 จะทำให้ได้ความยาวทั้งหมดตลอดแชนแนลที่ถูกจำกัดลงมาเหลืออยู่ที่ 97.5 เมตร (ถ้าเอาแทนในสูตรให้เห็นการคำนวณ จะได้ว่า ความยาวสายเคเบิลแบบมัดสายย่อยทั้งหมด = [105-60]/[1 + 0.2] = 37.5 เมตร และทำให้ความยาวตลอดแชนแนล = 60+37.5 = 97.5) แต่ถ้าเปลี่ยนมาใช้สายเคเบิลแบบมัดสายย่อยที่ขนาดลวดตัวนำเล็กลงมาอยู่ที่ 26 AWG ที่ใช้ค่าดีเรตติ้งที่ 0.5 แล้ว ก็จะทำให้ความยาวตลอดแชนแนลต้องลดลงมาเหลือ 90 เมตรด้วย เป็นต้น
PoE ทำให้สายแพ็ตช์คอร์ดแบบมัดสายย่อยเป็นที่ต้องการมากขึ้น
ขณะที่สายเคเบิลแบบมัดสายย่อยกลายเป็นเหมือนมาตรฐานสำหรับใช้เป็นสายแพ็ตช์คอร์ดในห้องชุมสาย (TR) และพื้นที่ปฏิบัติงาน (ที่อาจลากไกลกว่า 10 เมตรในพื้นที่สำนักงานแบบเปิด) แต่ก็มีรูปแบบการใช้งานในวงแลนปัจจุบันที่เป็นตัวบังคับให้ต้องใช้สายแพ็ตช์คอร์ดแบบลวดเส้นเดี่ยวแทนอยู่ด้วย ได้แก่ การใช้ Power over Ethernet (PoE) ซึ่งเวลาส่งกระแสไฟเข้าสายด้วยแบบ PoE บนสายเคเบิลทองแดงบิดเกลียวคู่นั้น ย่อมมีพลังงานไฟฟ้าบางส่วนที่สูญเสียออกมาเป็นความร้อน ความร้อนนี้เองที่ทำให้อุณหภูมิของสายเคเบิลสูงขึ้นเรื่อยๆ ยิ่งถ้าสายดังกล่าวมีค่าการสูญเสียสัญญาณและความต้านทานกระแส DC สูงด้วยอย่างสายแพ็ตช์คอร์ดที่ใช้ลวดตัวนำแบบมัดสายย่อย ก็จะส่งผลกระทบต่อประสิทธิภาพการส่งต่อสัญญาณที่อุณหภูมิสูงขึ้นตามไปด้วย
แต่ถึงเรื่อง PoE จะไม่ค่อยมีปัญหาในพื้นที่ที่ควบคุมสภาพแวดล้อมอย่างในห้อง TR แต่สายแพ็ตช์คอร์ดแบบมัดสายย่อยก็อาจเป็นปัญหาได้เมื่อคุณเริ่มใช้เชื่อมต่ออุปกรณ์บนเพดาน อย่างเช่นแอคเซสพอยต์ กล้องวงจรปิด ไฟ LED เป็นต้น ซึ่งในทางปฏิบัติแล้ว ถ้าพื้นที่ดังกล่าวไม่ได้มีการควบคุมอุณหภูมิ และสายไม่ได้ต้องบิดโค้งงออะไรมากแล้ว ก็ควรใช้สายแบบลวดเส้นเดี่ยว แต่ถ้าจำเป็นต้องใช้สายแพ็ตช์คอร์ดแบบมัดสายย่อยในสภาพแวดล้อมที่ไม่ได้ควบคุม ก็ควรลากให้สั้นที่สุด (ประมาณ 5 เมตรหรือสั้นกว่า) และถ้าเป็นพื้นที่ที่มีอุณหภูมิสูง มาตรฐานอุตสาหกรรมก็จำเป็นต้องดีเรตติ้งความยาวสูงสุดของแชนแนลลงมาด้วย โดยยิ่งมีสายเคเบิลในมัดสายมากเท่าไร ก็จะสร้างความร้อนออกมามากเท่านั้น ทำให้อาจต้องดีเรตติ้งขึ้นไปอีก (แต่ก็มีข้อยกเว้นบางประการอยู่)
การรักษาสมดุลระหว่างการใช้สายทั้งสองประเภท เพื่อให้คุ้มค่าใช้จ่ายมากที่สุด
แม้การที่มีสายย่อยในมัดสายตัวนำมากเท่าไรก็ยิ่งทำให้สายยืดหยุ่นมากขึ้นเท่านั้น แต่การที่มีจำนวนสายมากก็มาซึ่งราคาที่สูงขึ้นด้วย ดังนั้นเพื่อประหยัดค่าใช้จ่าย สายเคเบิลแบบ Category 6 และ 6A จึงถูกออกแบบมาให้มีความสมดุล โดยให้มีสายย่อยมากพอที่รักษาความยืดหยุ่น แต่ไม่มากเกินไปจนราคาแพงเกิน และคุณไม่จำเป็นต้องยอมลดประสิทธิภาพ (หรือมาตรฐานที่ต้องปฏิบัติ) ด้วยการเลือกสายเคเบิลแบบมัดสายย่อยแทนสายเดี่ยวในสภาพแวดล้อมหรือรูปแบบการใช้งานที่ไม่เหมาะสมด้วย เลือกใช้สายแบบมัดสายย่อยในพื้นที่ที่มีการควบคุมสภาพแวดล้อมและต้องการความยืดหยุ่น และใช้สายแบบลวดเดี่ยวในจุดที่ต้องการประสิทธิภาพสูง (และมีการโค้งงอน้อย)
ไม่ว่าจะเป็นสายแพ็ตช์คอร์ด ลิงค์ถาวร หรือช่องสัญญาณก็ตาม คุณก็สามารถใช้เครื่องมือ Fluke Networks Versiv™ ในการตรวจเทียบมาตรฐานประสิทธิภาพสายได้
ที่มา : Fluke Networks
