สื่อกลางการส่งข้อมูล

ส่อื กลางการสง่ ข้อมลู

ส่ือกลางในการส่ือสารข้อมูล เป็นสว่ นท่ีทาใหเ้ กดิ การเชอ่ื มต่อระหวา่ ง อุปกรณต์ ่าง ๆ เข้าด้วยกนั และอปุ กรณ์น้ยี อมให้ ขา่ วสารข้อมลู เดนิ ทางผา่ นจากผสู้ ่งไปยังผรู้ ับ สอ่ื กลาง ทใ่ี ชใ้ นการสื่อสารขอ้ มลู มีอยหู่ ลายประเภท แตล่ ะ ประเภทมีความแตกต่างกันในด้านของปรมิ าณขอ้ มลู ที่ สื่อกลางนั้น ๆ สามารถนาผา่ นไปไดใ้ นเวลาขณะใด ขณะหนึง่ การวดั ปรมิ าณหรอื ความจุในการนาขอ้ มลู หรือท่ีเรยี กกนั วา่ “แบนดว์ ดิ ท์” (Bandwidth) มี หน่วยเปน็ จานวนบิตข้อมลู ต่อวนิ าที (Bit Per Second : BPS) ลกั ษณะของตัวกลางตา่ งๆ มี ดังตอ่ ไปนี้

1. ส่ือกลางประเภทมีสาย (wired system) 1) สายคบู่ ดิ เกลยี ว (Twisted Pair) 2) สายโคแอกเซียล (coaxial cable) 3)สายใยแกว้ นาแสง (Optic Fiber) 2. สอื่ กลางประเภทไร้สาย 1) ไมโครเวฟ (Microwave) 2) ดาวเทียม (satellite system) 3 ) คลน่ื วทิ ยุ (radio)

1. สอ่ื กลางประเภทมีสาย (wired system) สื่อกลางประเภทมสี าย หมายถึง ส่ือกลางทีเ่ ป็นสายซง่ึ ใชใ้ นการเช่อื มโยงโดย อปุ กรณ์ต่าง ๆ เพอื่ ใชใ้ นการส่งผ่านขอ้ มูลระหวา่ งอปุ กรณ์

1) สายค่บู ิดเกลยี ว (Twisted Pair) สายค่บู ดิ เกลียว ประกอบด้วย เสน้ ลวดทองแดงท่ีหุ้มด้วยฉนวนพลาสติก 2 เส้นพนั บิดเปน็ เกลียว ทงั้ น้เี พือ่ ลดการรบกวนจากคลืน่ แมเ่ หล็กไฟฟา้ จาก คสู่ ายข้างเคยี งภายในสายเดยี วกนั หรือจากภายนอกเน่อื งจากสายคบู่ ิดเกลียวนี้ ยอมให้สญั ญาณไฟฟ้าความถส่ี งู ผ่านได้ สาหรบั อัตราการส่งข้อมูลผา่ น สายคู่ บิดเกลยี วจะขึ้นอยกู่ บั ความหนาของสายดว้ ย กล่าวคอื สายทองแดงทม่ี เี สน้ ผ่านศนู ยก์ ลางกวา้ ง จะสามารถสง่ สญั ญาณไฟฟา้ กาลงั แรงได้ ทาให้สามารถสง่ ขอ้ มูลด้วยอัตราส่งสงู โดยทว่ั ไปแล้วสาหรบั การสง่ ขอ้ มลู แบบดิจิตอล สญั ญาณที่สง่ เป็นลักษณะคลนื่ ส่ีเหลี่ยม สายคู่บิดเกลยี วสามารถใช้สง่ ขอ้ มลู ไดถ้ งึ ร้อย เมกะบิตตอ่ วนิ าที ในระยะทางไมเ่ กินร้อยเมตร เนอื่ งจากสายคู่ บิดเกลยี วมรี าคาไม่แพงมาก

ใช้สง่ ข้อมูลได้ดี จงึ มีการใชง้ านอย่างกว้างขวาง ตัวอยา่ งเช่น ก. สายคบู่ ดิ เกลียวชนดิ หมุ้ ฉนวน (Shielded Twisted Pair : STP) เปน็ สายคบู่ ิดเกลียวท่หี ้มุ ดว้ ยลวดถกั ชนั้ นอกท่หี นาอกี ชน้ั เพือ่ ปอ้ งกนั การรบกวนของคลื่น แมเ่ หลก็ ไฟฟ้า ข. สายคเู่ กลยี วชนดิ ไมห่ ุม้ ฉนวน (Unshielded Twisted Pair : UTP) เป็นสายคู่บดิ เกลยี วมีฉนวนชั้นนอกที่บางอีกชัน้ ทาใหส้ ะดวกในการโคง้ งอ แต่สามารถ ป้องกนั การรบกวนของคลื่นแม่เหล็กไฟฟา้ ไดน้ อ้ ยกวา่ ชนดิ แรก แต่กม็ รี าคาตา่ กว่าจงึ นิยมใช้ในการ เชอื่ มต่ออุปกรณใ์ นเครอื ขา่ ย ตัวอยา่ งของสายคบู่ ิดเกลียวชนิดไม่ห้มุ ฉนวน ทเ่ี หน็ ในชวี ิตประจาวันคอื สายโทรศพั ท์ทีใ่ ชอ้ ยใู่ นบา้ น

2) สายโคแอกเซยี ล (coaxial cable) สายโคแอกเซยี ลมลี ักษณะเชน่ เดยี วกบั สายท่ีต่อจากแผงรับสัญญาณมายงั โทรทศั น์ มอี ยู่ 2 ชนดิ คือ 50 โอห์ม ใชส้ ่งข้อมุลประเภทดจิ ทิ ลั และชนิด 75 โอห์ม ใชส้ ง่ ขอ้ มูลประเภทแอนะลอ็ ก สายโคแอกเซยี ลจะมีลวดทองแดงพนั เป็นเกลยี วอยู่ถดั จากชน้ั ฉนวนพลาสติดนอกสดุ เพอ่ื ป้องกนั การ รบกวนของคล่นื แมเ่ หล็กไฟฟ้า และสัญญาณรบกวนอ่นื ๆ สายโคแอกเซยี ลสามารถใหค้ วามถี่ สัญญาณไฟฟา้ ไดก้ วา้ งถึง 500 MHz จึงเหมาะสาหรบั ใช้เช่อื มโยงผา่ นใตท้ ะเลและใต้ดิน

3)สายใยแกว้ นาแสง (Optic Fiber) ทาจากแก้วหรือพลาสติกมีลักษณะเป็นเสน้ บางๆ คล้าย เสน้ ใยแกว้ จะทาตวั เปน็ ส่อื ในการสง่ แสงเลเซอรท์ ่ีมี ความเร็วในการสง่ สญั ญาณเท่ากับ ความเร็วของแสง หลักการ ทั่วไปของการส่ือสารในสายไฟเบอรอ์ อปตกิ คอื การเปลย่ี น สัญญาณ (ข้อมลู ) ไฟฟ้าให้เป็นคล่นื แสงก่อน จากน้นั จงึ ส่งออกไปเปน็ พัลส์ ของแสง ผ่านสายไฟเบอรอ์ อปตกิ สายไฟ เบอร์ออปตกิ ทาจากแก้วหรือพลาสตกิ สามารถส่งลาแสง ผ่าน สายได้ทลี ะหลาย ๆ ลาแสงดว้ ยมุมท่ีตา่ งกนั ลาแสงทีส่ ่งออกไปเป็นพัลสน์ ั้นจะสะทอ้ นกลบั ไปมาที่ผิวของสายช้นั ในจนถงึ ปลายทาง จากสญั ญาณ ขอ้ มลู ซึ่งอาจจะเป็นสญั ญาณอนาล็อกหรือดจิ ติ อล จะผ่านอปุ กรณ์ที่ทาหนา้ ทีม่ อดูเลตสัญญาณเสยี กอ่ น

จากนนั้ จะสง่ สัญญาณมอดเู ลต ผ่านตวั ไดโอดซ่ึงมี 2 ชนดิ คือ LED ไดโอด (light Emitting Diode) และเลเซอรไ์ ดโอด หรอื ILD ไดโอด (Injection Leser Diode) ไดโอดจะมีหนา้ ท่ี เปลี่ยนสญั ญาณมอดเู ลตใหเ้ ปน็ ลาแสงเลเซอรซ์ งึ่ เปน็ คล่ืนแสงในยา่ นที่มองเห็นไดห้ รอื เป็นลาแสงใน ย่านอนิ ฟราเรดซ่งึ ไม่สามารถมองเห็นได้ ความถี่ย่านอินฟราเรดทีใ่ ชจ้ ะอย่ใู นช่วง 1014-1015 เฮิรตซ์ ลาแสงจะถูกสง่ ออกไปตามสายไฟเบอร์ออปตกิ เม่อื ถงึ ปลายทางกจ็ ะมีตัวโฟโต้ไดโอด (Photo Diode)ทีท่ าหนา้ ทีร่ ับลาแสงท่ีถูกส่งมาเพอ่ื เปลยี่ นสญั ญาณแสงใหก้ ลบั ไปเปน็ สญั ญาณมอดูเลต ตามเดิม จากน้นั กจ็ ะส่งสัญญาณผา่ นเข้าอุปกรณด์ ีมอดเู ลต เพอื่ ทาการดีมอดเู ลตสญั ญาณมอดเู ลตให้ เหลือแต่สญั ญาณขอ้ มลู ทตี่ ้องการ สายไฟเบอร์ออปติกสามารถมีแบนดว์ ดิ ท์ (BW) ไดก้ ว้างถึง 3 จิกะ เฮิรตซ์ (1 จกิ ะ = 109) และมีอตั ราเรว็ ในการส่งข้อมูลไดถ้ งึ 1 จิกะบิต ตอ่ วนิ าที ภายในระยะทาง 100 กม. โดยไมต่ อ้ งการเครื่องทบทวนสญั ญาณเลย สายไฟเบอรอ์ อปติกสามารถมชี ่องทางสือ่ สาร ได้มากถึง 20,000-60,000 ชอ่ งทาง สาหรบั การส่งขอ้ มลู ในระยะทางไกล ๆ ไมเ่ กนิ 10 กม. จะ สามารถมชี อ่ งทางได้มากถงึ 100,000 ชอ่ งทางทเี ดียว

2. สอื่ กลางประเภทไรส้ าย 1) ไมโครเวฟ (Microwave) สญั ญาณไมโครเวฟเปน็ สอ่ื กลางในการส่อื สารท่มี ีความเร็วสูงส่งขอ้ มูลโดยอาศยั สัญญาณ ไมโครเวฟ ซง่ึ เปน็ สญั ญาณคลน่ื แม่เหล็กไฟฟ้าไปในอากาศพร้อมกับขอ้ มูลท่ตี ้องการส่ง และจะตอ้ งมี สถานที ท่ี าหนา้ ทสี่ ่งและรบั ข้อมลู และเน่อื งจากสัญญาณไมโครเวฟจะเดนิ ทางเป็นเส้นตรงไมส่ ามารถ เลย้ี วหรอื โค้งตามขอบโลกที่มีความโค้งได้ จงึ ต้องมกี ารตงั้ สถานรี บั -สง่ ขอ้ มูลเป็นระยะ ๆ และส่งขอ้ มูล ตอ่ กนั เป็นทอด ๆ ระหว่างสถานตี อ่ สถานจี นกวา่ จะถึงสถานีปลายทาง แต่ละสถานจี ะตั้งอยู่ในที่สูง เชน่ ดาดฟา้ ตึกสงู หรอื ยอดดอย เพ่ือหลกี เลยี่ งการชนหากมสี ิ่งกดี ขวาง เนอ่ื งจากแนวการเดินทางที่เป็น เส้นตรงของสัญญาณดงั ท่กี ล่าวมาแล้วการส่งขอ้ มลู ด้วยสื่อกลางชนิดนเ้ี หมาะกับการสง่ ข้อมลู ในพ้ืนท่ี หา่ งไกลมากๆและทรุ กนั ดาร

2) ดาวเทยี ม (satellite system) ในปัจจุบันมีการสง่ สัญญาณผ่านดาวเทยี มกันอย่างแพรห่ ลายทัง้ ในการสง่ ข้อมูลคอมพิวเตอร์ งานบริการด้านโทรศัพท์ การส่งสัญญาณโทรทศั น์ ระบบ สารสนเทศทางภูมิศาสตร์ งานด้านการทหาร งานประชุมทางไกล รวมท้ังระบบ เครือขา่ ยอินเทอร์เน็ต หลกั การทางานของระบบดาวเทยี มจะคลา้ ยกับระบบ ไมโครเวฟ ซ่งึ จะทาการสง่ สัญญาณจากแตล่ ะสถานตี ่อกันไปจนถึงจุดหมาย ปลายทางทตี่ อ้ งการโดยสถานตี ้นทางจะส่งสัญญาณขึ้นไปยงั ดาวเทียมทล่ี อยอยู่ เหนอื ตาแหน่งพ้ืนทข่ี องตนเอง เรียกวา่ สญั ญาณเชื่อมตอ่ ขาขึ้น และดาวเทยี มจะ ตรวจสอบตาแหน่งของสถานีปลายทาง แต่หากอยใู่ นขอบเขตพ้นื ท่ที ค่ี รอบคลุมอยู่ กบั จะส่งสัญญาณไปยังสถานปี ลายทางทันที เรยี กว่า สญั ญาณเชื่อมต่อขาลง

แตห่ ากสถานีปลายทางอย่นู อกเขตพื้นทที่ ่ีดาวเทยี มรบั สญั ญาณครอบคลุมอยู่ ก็จะส่งสัญญาณ ไปยังดาวเทียมดวงอนื่ ท่คี รอบคลุมสถานีปลายทางตอ่ ไป การส่งสญั ญาณผา่ นดาวเทียมเปน็ การส่ง แบบกระจายไปทุกที่ ทกุ ๆ สถานีภาคพ้นื ดนิ ที่อยใู่ นรศั มีของลาคลื่นจะสามารถรบั สัญญาณไดท้ ง้ั หมด ดังนน้ั ขอ้ มูลท่ีสง่ ผา่ นดาวเทยี มจึงมกี ารเขา้ รหสั ข้อมูลเพอื่ ความปลอดภัยของขอ้ มลู

3 ) คลื่นวทิ ยุ (radio) เปน็ การแพร่สญั ญาณคล่นื แมเ่ หล็กไฟฟ้าในคลืน่ ความถต่ี ัง้ แต่ 30 เมกกะเฮติ รซ์ (MHz) จนถึง1 กกิ ะเฮติ รซ์ (GHz) เหมาะสาหรับการกระจายเสียง เนอื่ งจากคลน่ื วิทยุไมส่ ะท้อนทีช่ ้นั บรรยากาศ จึงไม่เกดิ การรบกวนของคลน่ื วิทยทุ ีต่ วั เครอื่ งรบั แมจ้ ะอยู่ในระยะทางไกล แต่คล่ืนวิทยจุ ะ แพรก่ ระจายไปทัว้ ทุกทศิ ทาง จงึ มีความปลอดภยั ของขอ้ มลู น้อย คลนื่ วิทยุถกู นามาใช้เป็นระบบวิทยุ สื่อสารในงานด้านการขนสง่ หรือการสอ่ื สารในรถแทก็ ซ่ี หรืองานดา้ นการทหารและตารวจ เปน็ ต้น