สายเคเบิลโคแอกเซียล สื่อกลางที่น่าเชื่อถือสำหรับการถ่ายโอนสัญญาณ RF

การทดสอบสายสัญญาณแบบโคแอกเชียล (Coaxial cable) เป็นกระบวนการสำคัญเพื่อให้แน่ใจว่ามีประสิทธิภาพ การทำงานที่ถูกต้อง และความเหมาะสมสำหรับการใช้งาน เช่น การออกอากาศโทรทัศน์ การเชื่อมต่ออินเทอร์เน็ต การสื่อสารผ่านดาวเทียม และระบบกล้องวงจรปิด (CCTV) สายสัญญาณโคแอกเชียลประกอบด้วยตัวนำไฟฟ้าด้านใน ฉนวนกันไฟฟ้า (dielectric) ชิลด์โลหะ และชั้นนอกสุด (outer jacket) อาจพบปัญหาเช่น การสูญเสียของสัญญาณ ความต้านทานไม่ตรงกัน (impedance mismatch) สายขาด ลัดวงจร หรือสัญญาณรบกวน ซึ่งทำให้ประสิทธิภาพลดลง การทดสอบอย่างถูกต้องจะช่วยระบุปัญหาเหล่านี้ เพื่อให้สามารถซ่อมแซมหรือเปลี่ยนก่อนนำไปใช้งานหรือระหว่างแก้ไขปัญหา กระบวนการนี้ประกอบด้วยขั้นตอนและเครื่องมือหลักหลายประการ โดยแต่ละขั้นตอนมีจุดมุ่งหมายเพื่อตรวจสอบสุขภาพของสายในแง่มุมเฉพาะ ขั้นตอนแรกก่อนเริ่มทดสอบคือการตรวจสอบด้วยตาเปล่า โดยพิจารณาทั้งความยาวของสายเพื่อหาความเสียหายทางกายภาพ: ตรวจสอบรอยตัด รอยร้าว หรือรอยบุบในชั้นนอกสุด ซึ่งอาจทำให้ชิลด์สัมผัสน้ำหรือสัญญาณรบกวนได้ ตรวจสอบตัวต่อ (เช่น ตัวต่อแบบ F type, BNC, N type) ว่ามีการกัดกร่อน หมุดงอ หรือยึดไม่แน่น ซึ่งเป็นสาเหตุทั่วไปของการสูญเสียสัญญาณ ตรวจสอบให้แน่ใจว่าตัวต่อถูกบีบหรือขันแน่นดี โดยไม่มีช่องว่างระหว่างตัวต่อกับชั้นนอกของสาย ซึ่งอาจทำให้สัญญาณรั่วไหล ความเสียหายที่มองเห็นได้อาจจำเป็นต้องเปลี่ยนหรือซ่อมแซมก่อนดำเนินการทดสอบทางอิเล็กทรอนิกส์ ขั้นตอนต่อไปคือการทดสอบความต่อเนื่อง (continuity) ซึ่งตรวจสอบว่าตัวนำไฟฟ้าด้านในและชิลด์ไม่ขาด ใช้มัลติมิเตอร์ (multimeter) ตั้งโหมดความต่อเนื่องหรือความต้านทาน (resistance): แตะโพรบหนึ่งที่ตัวนำไฟฟ้าด้านในของปลายหนึ่งของสาย และอีกโพรบที่ตัวนำไฟฟ้าด้านในของอีกปลายหนึ่ง ค่าความต้านทานต่ำ (ใกล้ 0 โอห์ม) แสดงว่ามีความต่อเนื่อง ค่าความต้านทานสูง (อนันต์) แสดงว่าตัวนำไฟฟ้าด้านในขาด ทำซ้ำขั้นตอนนี้สำหรับชิลด์ โดยแตะโพรบทั้งสองที่ชิลด์ของทั้งสองปลาย การทดสอบนี้ยืนยันว่าเส้นทางไฟฟ้าสมบูรณ์ ซึ่งจำเป็นต่อการส่งสัญญาณ การทดสอบความต้านทานเชิงอิมพีแดนซ์ (impedance) มีความสำคัญ เนื่องจากสายโคแอกเชียลถูกออกแบบมาให้มีค่าอิมพีแดนซ์เฉพาะ (โดยทั่วไป 50 โอห์มสำหรับการใช้งานข้อมูลและสัญญาณความถี่วิทยุ (RF) และ 75 โอห์มสำหรับวิดีโอและ CATV) เพื่อป้องกันการสะท้อนกลับของสัญญาณและการสูญเสียสัญญาณ เครื่องวัดอิมพีแดนซ์หรือเครื่อง TDR (Time Domain Reflectometer) ใช้วัดค่าอิมพีแดนซ์ตลอดความยาวของสาย เครื่อง TDR จะส่งสัญญาณพัลส์ลงในสายและวิเคราะห์การสะท้อนกลับ: อิมพีแดนซ์ที่สม่ำเสมอจะสะท้อนสัญญาณน้อย ในขณะที่อิมพีแดนซ์ไม่ตรงกัน (เช่น จากฉนวนเสียหายหรือตัวต่อติดตั้งไม่ดี) จะทำให้เกิดการสะท้อนกลับมาก บ่งชี้ตำแหน่งและระดับความรุนแรงของปัญหา ตัวอย่างเช่น การอ่านค่า TDR แสดงว่ามีสัญญาณกระชากที่จุด 10 เมตร แสดงว่ามีอิมพีแดนซ์ไม่ตรงกันที่จุดนั้น อาจเกิดจากฉนวนถูกกดแบนหรือตัวต่อติดตั้งไม่ดี การสูญเสียของสัญญาณ (signal loss) หรือการลดทอน (attenuation) วัดโดยใช้เครื่องวิเคราะห์เครือข่าย (network analyzer) หรือเครื่องกำเนิดสัญญาณ (signal generator) คู่กับเครื่องวัดกำลัง (power meter) การลดทอนจะเพิ่มขึ้นตามความยาวของสายและความถี่ ดังนั้นการทดสอบควรทำที่ความถี่ที่สายจะใช้งาน (เช่น 1 GHz สำหรับระบบเคเบิลทีวี) เชื่อมต่อเครื่องกำเนิดสัญญาณที่ปลายหนึ่งของสาย และเครื่องวัดกำลังที่อีกปลายหนึ่ง ความแตกต่างระหว่างกำลังส่งและกำลังรับแสดงถึงการลดทอนในหน่วยเดซิเบล (dB) เปรียบเทียบผลลัพธ์กับข้อมูลจำเพาะของสาย—การลดทอนมากเกินไปอาจบ่งชี้ว่าฉนวนเสียหาย น้ำเข้า (ซึ่งเพิ่มการลดทอน) หรือตัวต่อไม่ดี ตัวอย่างเช่น สาย RG 6 ยาว 100 ฟุตควรจะมีการลดทอนประมาณ 6 dB ที่ 1 GHz หากอ่านค่าได้ 12 dB แสดงว่ามีปัญหา การทดสอบการลัดวงจร (shorts) เป็นอีกขั้นตอนสำคัญ เพราะการลัดวงจรระหว่างตัวนำไฟฟ้าด้านในกับชิลด์จะทำให้สัญญาณล้มเหลว โดยใช้มัลติมิเตอร์ในโหมดความต้านทาน แตะโพรบทั้งสองที่ตัวนำไฟฟ้าด้านในและชิลด์ที่ปลายเดียวกันของสาย หากอ่านค่าความต้านทานต่ำ แสดงว่ามีการลัดวงจร ซึ่งอาจเกิดจากฉนวนเสียหายทำให้ตัวนำไฟฟ้าสัมผัสกับชิลด์ หรือตัวต่อเสียหาย นอกจากนี้ การลัดวงจรอาจเกิดที่จุดต่อ (splice) ดังนั้นหากสายมีหลายส่วน ควรทดสอบแต่ละจุดแยกกัน การทดสอบสัญญาณรบกวน (interference testing) ตรวจสอบว่ามีสัญญาณรบกวนจากสนามแม่เหล็กไฟฟ้า (EMI) หรือคลื่นความถี่วิทยุ (RFI) ที่อาจทำให้สัญญาณเสียหายหรือไม่ โดยเชื่อมต่อเครื่องวิเคราะห์สเปกตรัม (spectrum analyzer) เข้ากับสายเพื่อตรวจจับสัญญาณที่ไม่ต้องการในช่วงความถี่ที่ใช้งาน หรือในระบบใช้งานจริง ให้สังเกตว่ามีสัญญาณรบกวนทางภาพ (เช่น จุดขาวบนหน้าจอทีวี) หรือเสียงรบกวนทางเสียงหรือไม่ ซึ่งบ่งชี้ว่ามีสัญญาณรบกวน นี่เป็นเรื่องสำคัญสำหรับสายที่วางใกล้สายไฟฟ้าหรืออุปกรณ์อุตสาหกรรม เนื่องจาก EMI/RFI อาจทะลุผ่านสายที่ชิลด์ไม่ดีได้ สำหรับสายยาวหรือสายที่ติดตั้งในผนัง เครื่อง OTDR (optical time domain reflectometer) ไม่เหมาะสำหรับสายโคแอกเชียล แต่เครื่อง TDR คือเครื่องมือที่เทียบเท่ากัน ดังที่กล่าวไว้ เพื่อค้นหาความผิดปกติโดยไม่ต้องเข้าถึงทางกายภาพ เมื่อซ่อมแซมหรือติดตั้งแล้ว ควรทดสอบพารามิเตอร์ทั้งหมดซ้ำเพื่อให้แน่ใจว่าสายตรงตามมาตรฐานการทำงาน การบันทึกผลการทดสอบ รวมถึงวันที่ เครื่องมือที่ใช้ และค่าที่อ่านได้ จะช่วยเป็นข้อมูลอ้างอิงสำหรับการเปรียบเทียบในอนาคต และช่วยในการแก้ไขปัญหาที่เกิดซ้ำ สรุปแล้ว การทดสอบสายโคแอกเชียลประกอบด้วยการตรวจสอบด้วยตาเปล่า การตรวจสอบความต่อเนื่อง การวัดอิมพีแดนซ์ การทดสอบการลดทอน การตรวจจับการลัดวงจร และการวิเคราะห์สัญญาณรบกวน โดยใช้เครื่องมือเช่น มัลติมิเตอร์ เครื่อง TDR เครื่องวัดกำลัง และเครื่องวิเคราะห์สเปกตรัม เพื่อให้แน่ใจว่าการส่งสัญญาณมีความน่าเชื่อถือตามการใช้งานที่กำหนด