สื่อกลางการส่งข้อมูล

บทที่ 7สือ่ กลางการสง่ ขอ้ มลู

7.1 สื่อกลางแบบสายสัญญาณ 1.สายโคแอกเชยี ล (Coaxial) สายโคแอกเชียล (Coaxial) เป็นตัวกลาง เช่ือมโยงที่มีลักษณะเช่นเดียวกับสายท่ีต่อ จากเสาอากาศของโทรทัศน์ สายโคแอก เชียลท่ีใช้ท่ัวไปมี 2 ชนิด คือ 50 โอห์ม ซึ่ง ใช้ส่งข้อมูลแบบดิจิตอล และ ชนิด 75 โอห์ม ซ่ึงใช้ส่งข้อมูลสัญญาณอนาล็อก สายประกอบด้วยลวดทองแดงท่ีเป็นแกน ห ลั ก ห นึ่ ง เ ส้ น ท่ี หุ้ ม ด้ ว ย ด้ ว ย ฉ น ว น อี กชั้นหน่ึงเพื่อป้องกันกระแสไฟฟ้ารั่ว จากน้ันจะหุ้มด้วยตัวนาซึ่งทาจากลวดทองแดงถักเป็นเปียเพื่อป้องกันการรวบกวนของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าและสัญญาณรวบกวนอื่นๆ ก่อนจะหุ้มช้ันนอกสุดด้วยฉนวนพลาสติก ลวดทองแดงที่ถักเป็นเปียน้ีเองเป็นส่วนที่ทาให้สวยแบบนี้มีช่วงความถ่ีสัญญาณไฟฟ้าสามารถผ่านได้สูงมากและนิยมใช้เป็นช่องส่ือสารสัญญาณอนาล็อกเชอื่ มโยงผา่ นใต้ทะเลและใตด้ ินข้อดีและขอ้ เสียของสายโคแอกเชียล

ข้อดี 1. ราคาถูก 2. มคี วามยดื หยุ่นในการใชง้ าน 3. ตดิ ตง้ั ง่าย และมีน้าหนักเบา ขอ้ เสยี 1. ถูกรบกวนจากสัญญาณภายนอกได้ง่าย 2. ระยะทางจากดั 2.สายคู่บิดเกลียว (Twisted pair) ประกอบด้วยเส้นลวดทองแดงที่หุ้มด้วยฉนวนพลาสติก 2 เส้นพันบิดเป็นเกลียว ท้ังน้ีเพ่ือลดการรบกวนจากคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าจากคู่สายข้างเคียงภายในสายเดียวกันหรือจากภายนอก เน่ืองจากสายคู่บิดเกลียวนี้ยอมให้สัญญาณไฟฟ้าความถี่สูงผ่านได้สาหรับอัตราการส่งข้อมูลผ่านสายคู่บิดเกลียวจะข้ึนอยู่กับความหนาของสายด้วย กล่าวคือสายทองแดงที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางกวา้ ง จะสามารถสง่ สญั ญาณไฟฟ้ากาลงั แรงได้ ทาให้สามารถส่งข้อมูลด้วยอัตราส่งสูง โดยทั่วไปแล้วสาหรับการส่งข้อมูลแบบดิจิทัล สัญญาณที่ส่งเป็นลักษณะคล่ืนสี่เหล่ียม สายคู่บิดเกลียวสามารถใช้ส่งข้อมูลได้ถึงร้อยเมกะบิตต่อวินาทีในระยะทางไม่เกินร้อยเมตร เน่ืองจากสายคู่บิดเกลียวมีราคาไม่แพงมาก ใช้ส่งข้อมูลได้ดีจึงมีการงานอย่างกว้างขวาง สายประเภทน้ีมดี ้วยกัน 2 ชนิดคอื

-สายค่บู ิดเกลยี วชนดิ หุ้มฉนวน (Shielded Twisted Pair :STP) เป็นสายคู่บิดเกลียวที่หุ้มด้วยลวดถักชั้นนอกท่ีหนาอีกชั้นเพ่ือป้องกันการรบกวนของคล่ืนแม่เหล็กไฟฟ้า(นิยมนามาใช้เปน็ สายโทรศพั ท)์ -สายคู่บิดเกลียวชนิดไม่หุ้มฉนวน (Unshielded TwistedPair : UTP) เป็นสายคู่บิดเกลียวมีฉนวนช้ันนอกที่บางอีกช้ันทาให้สะดวกในการโค้งงอ แต่สามารถป้องกันการรบกวนของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าได้น้อยกว่าชนิดแรก แต่ก็มีราคาต่ากว่า จึงนิยมใช้ในการเช่ือมต่ออุปกรณ์ในเครือข่าย ตัวอย่างของสายคู่บิดเกลียวชนิดไม่หุ้มฉนวนท่ีเห็นในชีวิตประจาวัน คือสายโทรศัพทท์ ่ีใช้อยู่ในบา้ น

ข้อดี 1. ราคาถูก 2. มคี วามยืดหยุ่นในการใช้งาน 3. ติดต้งั งา่ ย และมนี ้าหนกั เบา ข้อเสีย 1. ถกู รบกวนจากสญั ญาณภายนอกไดง้ า่ ย 2. ระยะทางจากดั 3.เส้นใยนาแสง (Fiber Optic) มีแกนกลางของสายซ่ึงประกอบด้วยเส้นใยแก้วหรือพลาสติกขนาดเล็กหลายๆ เส้นอยู่รวมกัน เส้นใยแตล่ ะเสน้ มีขนาดเล็กเทา่ เสน้ ผมและภายในกลวงและเส้นใยเหล่านั้นได้รับการห่อหุ้มด้วยเส้นใยอีกชนิดหน่ึงก่อนจะหุ้มช้ันนอกสุดด้วยฉนวน การส่งข้อมูลผ่านทางสื่อกลางชนิดนี้จะแตกต่างจากชนิดอื่นๆ ซ่ึงใช้สัญญาณไฟฟ้าในการส่ง

แต่การทางานของสื่อกลางชนิดนี้จะใช้เลเซอร์ว่ิงผ่านช่องกลวงของเส้นใยแต่ละเส้นและอาศัยหลักการหักเหของแสงโดยใช้ใยแก้วช้ันนอกเป็นกระจกสะท้อนแสง การให้แสงเคล่ือนที่ไปในท่อแก้วสามารถส่งข้อมูลด้วยอัตราความหนาแน่นของสัญญาณข้อมูลสูงมาก และไม่มีการก่อกวนของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าปัจจุบัน ถ้าใช้เส้นใยนาแสงกับระบบอีเทอร์เน็ตจะใช้ได้ด้วยอัตราเร็วหลายร้อยเมกะบติ และเน่ืองจากความสามารถในการส่งข้อมูลด้วยอัตราความหนาแน่นสูง ทาให้สามารถส่งข้อมูลทั้งตัวอักษร เสียง ภาพกราฟิก หรือวดี ีทัศน์ได้ในเวลาเดียวกัน อีกท้ังยังมีความปลอดภัยในการส่งสูง แต่อย่างไรก็มีข้อเสียเน่ืองจากการบิดงอสายสัญญาณจะทาให้เส้นใยหัก จึงไม่สามารถใช้ส่ือกลางนี้ในการเดินทางตามมุมตึกได้ เส้นใยนาแสงมีลักษณะพิเศษที่ใช้สาหรับเช่ือมโยงแบบจุดไปจุด ดังน้ันจึงเหมาะที่จะใช้กับการเชื่อมโยงระหว่างอาคารกับอาคารหรือระหว่างเมืองกับเมือง เส้นใยนาแสงจึงถูกนาไปใช้เป็นสายแกนหลัก

ขอ้ ดี 1. สง่ ขอ้ มูลด้วยความเร็วสงู 2. ไม่มกี ารรบกวนทางแม่เหลก็ ไฟฟา้ 3. ส่งข้อมลู ไดใ้ นปรมิ าณมาก ขอ้ เสีย 1. มีราคาแพงกว่าสายส่งข้อมูลแบบสายคู่ตีเกลียวและโคแอกเชียล 2. ตอ้ งใช้ความชานาญในการติดตัง้ 3. มีค่าใช้จ่ายในการติดตั้งสูงกว่า สายคู่ตีเกลียวและโคแอกเชียล

7.2 สอ่ื กลางแบบไร้สาย ส่ือกลางแบบไร้สายสัญญาณ (Wireless Media) เป็นสื่อกลางประเภทท่ีไม่มีวัสดุใดๆในการนาสัญญาณแต่จะใช้อากาศเป็นสื่อกลาง ซ่ึงจะไม่มีการกาหนดเส้นทางให้สัญญาณเดนิ ทาง สอื่ หรอื ตวั กลางประเภทไร้สายมีดังนี้ 1. อนิ ฟราเรด (Infrared) เป็นสื่อสารท่ีใช้คลน่ื แสงท่ีไม่สามารถมองเห็นด้วยตาเปล่า สามารถส่งข้อมูลด้วยคลื่นอินฟราเรดต้องส่งในแนวเส้นตรง และไม่สามารถทะลุสิ่งกีดขวางท่ีมีความหนาได้ นิยมใช้ในการส่งถ่ายโอนข้อมูลสาหรับอุปกรณ์แบบพกพา เช่น โน้ตบุ๊กคอมพิวเตอร์ หรือเคร่ืองพีดีเอไปยงั คอมพิวเตอรส์ ว่ นบุคคล เป็นต้น ข้อดีของคล่ืนอนิ ฟราเรด: -ใชพ้ ลงั งานน้อย จงึ นยิ มใชก้ บั เครื่อง Laptops, โทรศพั ท์ -แผงวงจรควบคุมราคาต่า (Low circuitry cost) เรียบงา่ ยและสามารถเช่อื มต่อกับระบบอืน่ ได้อย่างรวดเรว็ -มคี วามปลอดภัยในการเรื่องขอ้ มูลสงู ลกั ษณะการส่งคลื่น(Directionality of the beam) จะไม่รั่วไปที่เครื่องรับตัวอ่ืนในขณะท่สี ง่ สัญญาณ -กฎข้อห้ามระหว่างประเทศของ IrDA (Infrared DataAssociation) มคี ่อนข้างนอ้ ยสาหรับนกั เดินทางทั่วโลก -คลื่นแทรกจากเคร่ืองใช้ไฟฟ้าใกล้เคียงมีน้อย (highnoise immunity)

ข้อเสียของอนิ ฟราเรด: -เคร่ืองส่ง (Transmitter) และเครื่องรับ (receiver) ต้องอย่ใู นแนวเดยี วกัน คือต้องเห็นวา่ อยใู่ นแนวเดยี วกนั -คลื่นจะถูกกันโดยวัตถุทั่วไปได้ง่ายเช่น คน กาแพง ต้นไม้ทาให้สอ่ื สารไม่ได้ -ระยะทางการสื่อสารจะน้อย ประสิทธิภาพจะตกลงถ้าระยะทางมากขึ้น -สภาพอากาศ เช่นหมอก แสงอาทิตย์แรงๆ ฝนและมลภาวะมผี ลตอ่ ประสทิ ธภิ าพการสื่อสาร -อัตราการสง่ ขอ้ มูลจะชา้ กว่าแบบใชส้ ายไฟทัว่ ไป

การส่งขอ้ มลู ดว้ ยคลนื่ 2 .คล่ืนวิทยุ(Radio Wave) เป็นการส่ือสารโดยใช้คล่ืนวิทยุจากอุปกรณ์ไร้สายต่างๆ เช่น โทรศัพท์เคลื่อนที่ หรืออุปกรณ์ที่สามารถเปิดเข้าถึงเว็บไซต์ได้ เป็นต้น ผู้ใช้บางรายใช้โทรศัพท์เคลื่อนท่ีในการเชื่อมต่อเพ่ือใช้บริการอินเทอร์เน็ตปัจจุบันมีเทคโนโลยีไร้สายที่ใช้คล่ืนวิทยุ คือ บลูทูธ(Bluetooth) ซ่ึงเป็นการส่งสัญญาณโดยใช้คลื่นวิทยุระยะส้ันเหมาะสาหรับการติดต่อส่ือสารในระยะไม่เกิน 33 ฟุต การส่งสัญญาณสามารถส่งผ่านสิ่งกีดขวางได้ ทาให้เทคโนโลยีบลูทูธ

ได้รับความนิยมสูง จึงมีการนามาบรรจุไว้ในอุปกรณ์เทคโนโลยีสมัยใหม่ เช่น โทรศัพท์เคล่ือนท่ี เคร่ืองพีดีเอ โน้ตบุ๊กเคร่ืองคอมพิวเตอร์ เคร่ืองพิมพ์ดิจิทลั เปน็ ตน้Bluetooth จะใช้สัญญาณวิทยุความถี่สูง 2.4 GHz. (ก๊ิกกะเฮิร์ซ) แต่จะแยกย่อยออกไป ตามแต่ละประเทศ อย่างในแถบยุโรปและอเมริกา จะใชช้ ่วง 2.400 ถึง 2.4835 GHz. แบ่งออกเป็น 79 ช่องสัญญาณ การส่งสญั ญาณบลทู ูธ

3 .ไมโครเวฟ (Microwave) เป็นการสื่อสารโดยใช้คลื่นวิทยุความเร็วสูงสามารถส่งสัญญาณเป็นทอดๆ จากสถานีหน่ึงไปยังอีกสถานีหน่ึงในแนวเส้นตรง ไม่สามารถโค้งหรือหักเลี้ยวได้ สามารถรับ สง่ ได้ในระยะทางใกล้ๆ นิยมใช้สาหรบั การสื่อสารระหว่างอาคารท่ีอยู่ในเมืองเดียวกัน หรือวิทยาเขตของมหาวิทยาลัย สาหรับระยะทางไกลๆ ต้องใช้สถานีรับส่งสัญญาณเป็นทอดๆโดยติดตั้งในพื้นที่สูง เช่น ยอดเขา หอคอยตกึ เปน็ ต้น โดยปกติความถี่ไมโครเวฟอยู่ในชว่ งคลืน่ อนิ ฟราเรดซง่ึ นามาใชป้ ระโยชนด์ า้ นโทรคมนาคมและการทาอาหารขอ้ ดแี ละขอ้ เสียของระบบไมโครเวฟ ขอ้ ดี 1. ใช้ในพนื้ ท่ซี ง่ึ การเดินสายกระทาไดไ้ ม่สะดวก 2. ราคาถกู กวา่ สายใยแกว้ นาแสงและดาวเทยี ม 3. ติดตั้งงา่ ยกวา่ สายใยแก้วนาแสงและดาวเทยี ม 4. อตั ราการสง่ ข้อมลู สงู ข้ อ เ สี ย สั ญ ญ า ณ จ ะ ถู ก ร บ ก ว น ไ ด้ ง่ า ย จ า ก ค ล่ื น แมเ่ หล็กไฟฟา้ จากธรรมชาติ เช่น พายุ หรอื ฟา้ ผา่

4. ดาวเทียม(Satellite) เป็นการส่ือสารโดยคล่ืนไมโครเวฟแต่เนื่องจากเป็นคลื่นที่เดินทางในแนวตรง ทาให้พืน้ ท่ีท่ีมีลักษณะภูมิประเทศเป็นภูเขาหรือตึกสูงมีผลต่อการบดบังคลื่น จึงมีการพัฒนาดาวเทียมให้เป็นสถานีไมโครเวฟที่อยู่เหนือพ้ืนผิวโลก ทาหน้าท่ีเป็นสถานีส่งและรับข้อมูล ถ้าเป็นลกั ษณะการส่งข้อมูลจากภาคพน้ื ดินไปยังดาวเทยี ม ดาวเทยี มสู่ภาคพื้นดิน เรียกว่า “การเช่ือมโยงหรือดาวน์ลิงค์ (DownLink)” ท้ังนี้มีระบบเทคโนโลยีท่ีนิยมและอาศัยการทางานของ

ดาวเทียมเป็นหลัก คือ ระบบจีพีเอส(Global PositioningSystem : GPS) ท่ีช่วยตรวจสอบตาแหน่งที่อยู่บนพื้นผิวโลกเช่น การติดตั้งอุปกรณ์จีพีเอสไว้ในรถและทางานร่วมกับแผนที่ผู้ใช้สามารถขับรถไปตามระบบนาทางได้ นอกจากน้ียังได้นาอปุ กรณ์จีพีเอสมาตดิ ตง้ั ในระบบโทรศัพท์เคล่ือนท่ดี ้วยขอ้ ดีและขอ้ เสียของระบบดาวเทียม ขอ้ ดี 1. ส่งสัญญาณครอบคลมุ ไปยังทุกจุดของโลกได้ 2. ค่าใช้จ่ายในการให้บริการส่งข้อมูลของระบบดาวเทียมไมข่ น้ึ อยูก่ บั ระยะทางทห่ี า่ งกันของสถานีพนื้ ดิน ขอ้ เสยี มีเวลาหน่วง (Delay Time) ในการสง่ สญั ญาณ การส่อื สารผ่านดาวเทียม

7.3 ปัจจัยทสี่ ่งผลกระทบต่อการเลือกใช้สื่อกลาง ในการใช้งานด้านการสื่อสารข้อมูลหรือการออกแบบเครือข่าย สิ่งสาคัญอย่างหนึ่งท่ีควรพิจารณาก็คือ “การใช้ส่ือกลางท่ีเหมาะสม” เพราะหากมีการเลือกใช้สื่อกลางท่ีไม่เหมาะสมแล้ว เครือข่ายน้ันอาจไม่สมบูรณ์หรือนาไปสู่ความลม้ เหลวได้ ซง่ึ ปัจจัยต่าง ๆ ทีค่ วรพิจารณา มดี ังน้ี 1. ตน้ ทนุ – พจิ ารณาตน้ ทนุ ของตัวอุปกรณท์ ี่ใช้ – พิจารณาต้นทุนการติดตั้งอปุ กรณ์ – เปรียบเทียบราคาของอุปกรณ์ และประสิทธิภาพการใช้งาน 2. ความเรว็ – ความเร็วในการส่งผ่านสัญญาณ จานวนบิตตอ่ วินาที – ความเร็วในการแพร่สัญญาณ ข้อมูลท่ีสามารถเคลื่อนท่ีผา่ นสื่อกลางไปได้ 3. ระยะทาง – สื่อกลางแต่ละชนิดมีความสามารถในการส่งสัญญาณข้อมูลไปได้ในระยะทางต่างกัน ดังน้ันการเลือกใช้สื่อกลางแต่ละชนิดจะต้องทราบข้อจากัดด้านระยะทาง เพ่ือที่จะต้องทาการตดิ ต้งั อุปกรณท์ บทวนสัญญาณเม่อื ใช้สอื่ กลางในระยะไกล

4. สภาพแวดลอ้ ม – เป็นปัจจัยสาคัญอย่างหน่ึงในเลือกใช้ส่ือกลาง เช่นสภาพแวดล้อมที่เป็นโรงงานอุตสาหกรรมเคร่ืองจักรกล จะมีคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าต่าง ๆ ดังน้ันการเลือกใช้สื่อกลางควรเลือกสอื่ กลางทท่ี นทานตอ่ สัญญาณรบกวนได้ดี 5. ความปลอดภัยของข้อมูล หากสื่อกลางท่ีเลือกใช้ไม่สามารถป้องกันการลักลอบนาข้อมูลไปได้ ดังนั้นการสื่อสารข้อมูลจะต้องมีการเข้ารหัสข้อมูลก่อนที่จะส่งไปในส่ือกลางและผู้รับก็ต้องมีการถอดรหัสที่ใช้หลักเกณฑ์เดียวกัน จึงจะสามารถนาขอ้ มูลนั้นไปใชไ้ ด้

7.4 ปัจจัยทสี่ ่งผลกระทบต่อการขนส่งขอ้ มูล 1. แ บ น ด์ วิ ด ธ์ ( Bandwidth) คื อ ย่ า น ค ว า ม ถี่ ข อ งช่องสัญญาณ หากมีช่องสัญญาณขนาดใหญ่ จะ ส่งผลให้ในหนึ่งหน่วยเวลา สามารถเคล่ือนย้ายปริมาณข้อมูลได้จานวนมากข้ึน 2. จานวนโหนดที่เชื่อมต่อ (Number of Receivers)ส่ือกลางส่งข้อมูลแบบใช้สาย สามารถนามาเชื่อมต่อเครือข่ายในรปู แบบ จดุ ต่อจดุ หรอื แบบหลายจุด เพอ่ื แชร์การใชง้ านสายส่งข้อมูลร่วมกัน สาหรับ เครือข่ายท่ีใช้สายส่งข้อมูลร่วมกัน จะมีข้อจากัดด้านระยะทางและความเร็วท่ีจากัด ดังน้ัน หากเครือข่ายมีโหนดและอุปกรณ์เชื่อมต่อเป็นจานวนมาก ย่อมส่งผลให้ ความเร็วลดลง 3. ค ว า ม สู ญ เ สี ย ต่ อ ก า ร ส่ ง ผ่ า น ( TransmissionImpairments) คือ การอ่อนตัวของสัญญาณ ซึ่งจะเก่ียวข้องกับระยะทางในการส่งผ่าน ข้อมูล หากระยะทางย่ิงไกลสญั ญาณก็ยง่ิ เบาบางลง ไมม่ กี าลังส่ง เช่น สายค่บู ิต เกลียวจะมีความสูญเสียต่อการส่งผ่านข้อมูลภายในสายมากกว่าสายโคแอกเชียล ดังน้ัน การเลือกใช้สายโคแอกเชียลก็จะสามารถเชื่อมโยงได้ไกลกว่า และหากใช้สายไฟเบอร์ออปติกจะมีความสูญเสียต่อการส่งผ่านข้อมูลภายใน สายน้อยกว่าสายประเภทอื่นๆ ดังนั้นสายไฟเบอร์ออปติกจึงเป็นสายสื่อสารท่ีสามารถ

เชื่อมโยงระยะทางได้ไกลที่สุด โดยสามารถลากสายได้ยาวหลายกิโลเมตรโดยไมต่ อ้ งใช้ อุปกรณท์ วนสญั ญาณชว่ ย 4. การรบกวนของสญั ญาณ (Interference) การรบกวนของสญั ญาณท่คี าบเก่ยี วกนั ในยา่ นความถ่ี อาจทาให้ เกดิ การบิดเบือนสัญญาณได้ โดยไม่ว่าจะเปน็ สอ่ื กลางแบบมสี าย หรอืแบบ ไรส้ าย เชน่ การรบกวนกนั ของคล่ืนวทิ ยุ สัญญาณครอสทอรก์ ท่ีเกดิ ขน้ึ ใน สายคบู่ ิตเกลียวชนดิ ไม่มีฉนวน ท่ีภายในประกอบดว้ ยสายทองแดงหลายคู่ มัดอยู่รวมกนั วิธแี ก้ไขคอืเลอื กใชส้ ายคบู่ ติ เกลยี วชนิดที่มีฉนวนหรอี ชลี ด์ เพือ่ ป้องกันสญั ญาณรบกวน

จัดทาโดยนางสาวณฐั พร กลิ่นบหุ งา เลขท่ี 14ปวส.2 คอมพวิ เตอร์ธุรกิจ 1