บทที่ 7 สื่อกลางส่งข้อมูล

บทที่ 7สือ่ กลางการสง่ ขอ้ มลู

สอื่ กลางการสง่ ขอ้ มลูการส่ือสารทุกชนิดต้องอาศัยสื่อกลางในการส่งผ่านข้อมูลเพื่อนาข้อมูลไปยังจุดหมายปลายทาง เช่น การคุยโทรศัพท์อาศัยสายโทรศัพท์เป็นสื่อกลางในการส่งสัญญาณคล่ืนเสียงไปยังผู้รับ เป็นต้น สาหรบั การตดิ ต่อสื่อสารระหว่างคอมพิวเตอรอ์ าจใช้สายเช่ือมต่อผ่านอปุ กรณเ์ ชื่อมต่อหรอื อาจใช้อุปกรณเ์ ช่อื มตอ่ แบบไร้สายเปน็ สอื่ กลางในการเชอื่ มตอ่ ก็ได้ สื่อกลางในการสื่อสารมีความสาคัญเพราะเป็นปัจจัยหนึ่งท่ีกาหนดประสิทธิภาพในการส่ือสาร เช่น ความเร็วในการส่งข้อมูล ปริมาณของข้อมูลท่ีสามารถนาไปได้ในหนึ่งหน่วยเวลา รวมถึงคุณภาพของการส่งข้อมูล เราจะกล่าวถึงสื่อกลางในการสื่อสารท้ังในแบบใชส้ ายและแบบไร้สายดงั น้ี 4.3.1 สอื่ กลางแบบใชส้ าย 1) สายค่บู ดิ เกลยี ว (twisted pair cable) สายนาสัญญาณแบบนีแ้ ต่ละคสู่ ายท่เี ป็นสายทองแดงจะถูกพันบิดเปน็ เกลียว เพ่ือลบการรบกวนของคล่ืนแม่เหล็กไฟฟ้าจากคู่สายข้างเคียงภายในสายเดียวกันหรือจากภายนอก ทาให้สามารถส่งข้อมูลด้วยความเร็วสูงสายคู่บิดเกลียวสามารถใช้ส่งข้อมูลจานวนมากเป็นระยะทางไกลได้หลายกิโลเมตรเน่ืองจากราคาไม่แพงมาก ใช้ส่งข้อมูลได้ดี น้าหนักเบา ง่ายต่อการติดตั้ง จึงนิยมใช้งานอย่างกว้างขวาง ตัวอย่างสายคู่บดิ เกลยี ว ดังรปู ที่ 4.12สายค่บู ดิ เกลียวมี 2 ชนิด คือ 1. สายค่บู ิดเกลียวแบบไมป่ อ้ งกนั สัญญาณรบกวน หรือสายยูทพี ี (Unshielded Twisted Pair :UTP) เป็นสายใช้ในระบบโทรศพั ท์ ตอ่ มาได้มกี ารรับปรุง คณุ สมบตั ใิ ห้ดขี น้ึ จนสามารถใช้กบสญั ญาณความถ่สี ูงได้ ทาให้ส่งข้อมูลไดด้ ้วย ความเรว็ สงู ข้ึน

ชนดิ ของสายต่อยูทีพี สายยูทีพีทใี่ ชเ้ ปน็ ส่ือกลางการสือ่ สารข้อมูล ประกอบด้วยลวดทองแดง 8 เส้น ต่อเขา้ กับหวั ตอ่ แบบ RJ45 ขณะท่ีในระบบโทรศพั ท์จะใช้ลวดทองแดง เพยี ง 2 หรือ 4 เส้นต่อเข้ากับหวั ตอ่ แบบ RJ11สายคบู่ ิดเกลียวแบบป้องกันสัญญาณรบกวน หรอื สายเอสทพี ี (Shielded Twisted Pair:STP) เป็นสายที่หุ้มด้วยตัวก้ันสัญญาณเพื่อป้องกันการรบกวนได้ดีย่ิงขึ้น สายเอสทีพีรองรับความถ่ขี องการสง่ ขอ้ มูลสงู กวา่ สายยทู พี ี แตม่ ีราคาแพงกว่า ในปัจจบุ นั การตดิ ตั้งสายสัญญาณภายในอาคารนยิ มใชส้ ายยูทพี ีเป็นหลักเพราะมรี าคาถกู กวา่ สายเอสทพี ี และมกี ารพัฒนามาตรฐานให้มคี ณุ ภาพสูงสามารถสง่ขอ้ มลู ความเรว็ สงู ได้ดีข้ึน 2) สายโคแอกซ์ (coaxial cable) เป็นสายนาสัญญาณท่ีเรารู้จักกนั ดี โดยใชเ้ ป็นสายนาสัญญาณท่ีตอ่ จากเสาอากาศเคร่ืองรบั โทรทศั นห์ รืสายเคเบลิ ทวี ี ตัวสายประกอบดว้ ยลวดทองแดงท่เี ป็นแกนหลกั หน่งึ เส้นหมุ้ ด้วยฉนวนเพ่ือป้องกนั กระแสไฟฟ้ารวั่ จากน้นั จะหมุ้ ดว้ ยตัวนาซ่ึงทาจากลวดทองแดงทกั เป็นรา่ งแหเพอ่ื ป้องกันการรบกวนของคลนื่แมเ่ หล็กไฟฟา้ และสญั ญาณรบกวนอื่นๆ ก่อนจะหุ้มช้ันนอกสุดด้วยฉนวนพลาสตกิ และนยิ มใช้เปน็ สายนาสัญญาณแอนะลอ็ กเพือ่ เช่ือมต่ออปุ กรณ์ภาพและเสยี ง (audio-videodevices) ต่างๆ ภายในบา้ นและสานักงาน ตัวอยา่ งสายโคแอกซ์ ดังรูปที่ 4.13 3) สายไฟเบอร์ออพตกิ (fiber-optic cable) ประกอบดว้ ยกลุ่มของเสน้ ใยทาจากแกว้ หรือพลาสติกทมี่ ขี นาดเลก็ ประมาณเส้นผม แต่ละเส้นจะมีแกนกลาง (core) ที่ถกูห่อหุ้มดว้ ยวสั ดใุ ยแกว้ อีกชนดิ หนึ่งซึ่งเรียกว่า แคลด็ ดิง (cladding) และหุ้มอีกชั้นดว้ ยฉนวนเพอื่ ปอ้ งกนั การกระแทกและฉกี ขาด ตัวอย่างสายไฟเบอร์ออพตกิ ดังรปู ที่ 4.14

การส่งข้อมลู ผ่านทางสื่อกลางชนิดนมี้ ีข้อแตกตา่ งจากชนิดอ่นื ๆ ซงึ้ ใช้สัญญาณไฟฟา้ ในการส่งแต่การทางานของส่ือกลางชนดิ นี้จะใชแ้ สงความเขม้ สูง เช่น แสงเลเซอร์ สง่ ผ่านไปในเสน้ ใยแต่ละเส้นและอาศยั หลักการหักเหของแสง โดยใช้แคลด็ ดงิเปน็ ตัวสะทอ้ นแสง ทาใหแ้ สงสามารถเดินทางไปจนถงึ ปลายทางไดโ้ ดยไม่ถูกรบกวนโดยคลื่นแมเ่ หล็กไฟฟ้าใดๆ และมคี วามผดิ พลาดในการสง่ ขอ้ มูลต่ามาก ทาให้สามารถส่งข้อมลู ได้ดว้ ยความเรว็ สงู ระดบั กิกะบิดต่อวินาที อีกท้งั ยังมีความปลอดภยั ในการส่งขอ้ มูลสูง มคี วามสามารถในการนาพาข้อมลู ไปไดใ้ นปรมิ าณมาก และสามารถสง่ ข้อมลู ไปไดเ้ ปน็ระยะทางไกลโดยมคี วามผดิ พลาดน้อย จงึ เหมาะท่ีจะใชก้ บั การเช่ือมโยงระหว่างอาคารระหวา่ งเมือง และถกู นาไปใชเ้ ปน็ สายแกนหลัก (backbone cable) เช่อื มโยงเครอื ข่ายหลักต่างๆเขา้ ดว้ ยกนั สอ่ื กลางแบบใชส้ ายทไ่ี ดก้ ล่าวมาทง้ั หมด มีคณู สมบตั ิและการนาไปใช้งานสรุปดงั ตารางท่ี 4.1ตารางท่ี 4.1 คูณสมบัติและการนาไปใช้งานของสื่อกลางแบบใชส้ ายชนิดต่างๆชนดิ ของ ความเรว็ สงู สดุ ระยะทางทใ่ี ช้งานได้ การนาไปใช้งานสอื่ กลางเอสทีพี 155 Mbps ไม่เกนิ 100 เมตร ปจั จุบนั ไมน่ ยิ มใชง้ านแล้วเน่อื งจากมีราคา สงูยทู พี ี 1 Gbps ไมเ่ กนิ 100 เมตร ใช้เช่ือมต่ออุปกรณห์ รอื คอมพวิ เตอร์เข้า กบั แลนท่ีใช้ในปจั จบุ ันโคแอกซ์ 10 Mbps ไม่เกนิ 500 เมตร ใช้เป็นสายแกนหลักสาหรบั แลนในยคุ แรกๆ และยงั นยิ มใชเ้ ปน็ สายนาสัญญาณ ภาพและเสยี งหรอื โทรทัศน์

ไฟเบอร์ออพ 100 Gbps มากกวา่ 2 กโิ ลเมตร ใช้เปน็ สายแกนหลกั ในระบบเครอื ข่ายตกิ หรือใช้สาหรบั เช่อื มต่อระหวา่ งเครือข่ายที่ อยหู่ า่ งไกล 4.3.2 สือ่ กลางแบบไรส้ าย การสอื่ สารแบบไรส้ ายอาศยั คลื่นแม่เหลก็ ไฟฟ้าเปน็ สอ่ื กลางนาสัญญาณ ซึง่ คลืน่ แม่เหล็กไฟฟ้าทีส่ ามารถนามาใช้ในการส่อื สารขอ้ มูลมีหลายชนิด แบง่ ตามช่วงความถท่ี ี่แตกตา่ งกนั การสอ่ื สารแบบไรสายมผี ูน้ ิยมใช้มากขึ้นเนอ่ื งจากมีความคลอ่ งตวั สูงและสะดวกสบาย มกั นยิ มใช้กนั ในพ้นื ที่ทก่ี ารติดตัง้ สานนาสญั ญาณทาได้ลาบากหรอื คา่ ใชจ้ า่ ยในการติดต้ังสูงเกนิ ไป สอ่ื กลางของการสอ่ื สารแบบนี้เชน่ อนิ ฟราเรด ( Infrared : IR ) ไมโครเวฟ ( microwave ) คล่นื วิทยุ (radio wave)และดาวเทยี มสอ่ื สาร (communications satellite ) 1.อินฟราเรด สอ่ื กลางประเภทนี้มักใชก้ บั การสื่อสารข้อมลู ทไี่ มม่ ีสงิ่ กดี ขวางระหวา่ งตวั ส่งและตัวรักสญั ญาณ เช่น การสง่ สญั ญาณจากรีโมตคอนโทรลไปยังเคร่อื งรักโทรศัพท์หรือวิทยกุ ารเชื่อมตอ่ คอมพวิ เตอรก์ ับคอมพิวเตอร์โดยผา่ นพอร์ตไออาร์ดเี อ (TheInfrared Data Association : IrDA ) :ซ่งึ เป็นการเชอ่ื มต่อเครือข่ายระยะใกล้ ดงั รปู ที่4.15 2.ไมโครเวฟ เปน็ ส่อื กลางในการสอื่ สารทม่ี คี วามเรว็ สูง ใช้สาหรับการเชอ่ื มตอ่ระยะไกลโดยการสง่ สญั ญาณคลืน่ แม่เหล็กไฟฟา้ ไปในอากาศพรอ้ มกับขอ้ มูลทต่ี อ้ งการสง่และต้องมีสถานที ท่ี าหนา้ ท่ีส่งและรับข้อมูล และเน่อื งจากสัญญาณไมโครเวฟจะเดินทางเปน็ เส้นตรงไม่สามารถเลย้ี วตามความโค้งของผิวโลกได้ จงึ ต้องมีการต้งั สถานีรักส่งข้อมลูเปน็ ระยะ และส่งขอ้ มลู ตอ่ กันระหว่างสถานี จนกวา่ จะถงึ สถานีปลายทาง และแตล่ ะสถานีจะตงั้ อย่ใู นทส่ี ูง เชน่ ดาดฟ้า ตกึ สูง หรอื ยอดเขา เพ่อื หลกี เล่ียงการชนส่งิ กีดขวางในแนวการเดินทางของสัญญาณ การส่งข้อมูลผา่ นส่อื กลางชนิดนเี้ หมาะกับการสง่ ข้อมูลในพน้ื ทห่ี า่ งไกลมากๆ และไมส่ ะดวกในการวางสายสัญญาณ ซ่ึงเสาสญั ญาณแตล่ ะเสา

สามารถวางหา่ งไกลได้ถึง 80 กโิ ลเมตร ตวั อยา่ งการสง่ สัญญาณผา่ นไมโครเวฟภาคพื้นดินดังรปู 4.16 3.คล่ืนวทิ ยุ เป็นส่อื กลางท่ใี ชส้ ง่ สัญญาณไปในอากาศ โดยสามารถสง่ ในระยะทางไดท้ ง้ั ใกล้และไกล โดยมีตัวกระจายสัญญาณ (broadcast) สง่ ไปยังตัวรบัสัญญาณ และใชค้ ลน่ื วทิ ยุในช่วงความถตี่ า่ งๆ กนั ในการสง่ ข้อมูล เชน่ การสอ่ื สารระยะไกลในการกระจายเสียงวิทยุระบบเอเอ็ม (Amplitude Modulation : AM ) และเอฟเอม็ (Frequency Modulation : FM) หรือการสือ่ สารระยะใกล้ โดยใชไ้ วไฟ ( Wi-Fi ) และบลทู ูท (bluetooth) ดงั รูปที่ 4.17การส่อื สารโดยใช้โทรศัพทเ์ คลื่อนที่ การสอ่ื สารโดยใชโ้ ทรศพั ท์เคลื่อนที่ (mobile phone communication )ใช้คล่นื วิทยุความถี่สูงสง่ สัญญาณส่อื สารกันระหวา่ งเคร่ืองโทรศัพท์และเสารกั ส่งสญั ญาณ (tower) ที่อยู่มนรศั มีการตดิ ต่อสื่อสาร ซง่ึ เรียกบรเิ วณท่แี ตล่ ะเสาสญั ญาณครอบคลมุ วา่ เซล (cell) สัญญาณการสือ่ สารระหว่างโทรศัพทใ์ นแตล่ ะเซล จะถกูสง่ ตอ่ จากเสารบั สง่ สญั ญาณเข้าสู่เครือขา่ ยระบบโทรศัพทท์ ี่เชอื่ มต่อเสาสัญญาณทง้ั หมดเขา้ ดว้ ยกนั โดยสายส่อื สาร ซง่ึ เมอื่ ผใู้ ช้งานโทรศัพท์มีการเคล่ือนทอ่ี อกหา่ งจากเซลหน่งึ ไปในเซลอนื่ สัญญาณการเช่ือมต่อของโทรศัพทจ์ ะถกู ส่งตอ่ ไปยังเสารบั ส่งสญั ญาณของเซลตอ่ ไปเร่ือยๆ โดยทัว่ ไปเซลหน่งึ ๆ สามารถครอบคลุมรัศมีได้ไกลหลายกิโลเมตร

การพัฒนาระบบโทรศัพท์มอื ถือ ได้แบ่งออกเป็นยุคต่างๆ ดงั น้ียุคของ ความเรว็ ใน คุณสมบตั ิ ตัวอย่างของระบบท่ีโทรศัพทเ์ คลื่อนท่ี การรบั ส่ง ใช้งาน ข้อมลู1G ตา่ มาก รบั สง่ ขอ้ มลู แบบแอ AMPS นะลอ็ ก และสง่ ไดแ้ ต่ ข้อมูลเสียงเท่านั้น ไม่ มีการรักษาความ ปลอดภัยของขอ้ มูล2G 10- รบั ส่งข้อมลู แบบ GSM 14 kbps ดิจทิ ัล แต่ยงั รองรับ การใช้งานส่งข้อมลู เสยี งเปน็ หลัก สามารถใชใ้ นการ สือ่ สารขอ้ มูลได้ด้วย ความเรว็ ตา่2.5G 50-144 มกี ารพัฒนาให้ SMS, GPRS, EDGE kbps รองรับการส่ือสาร ขอ้ มลู ไดด้ ว้ ย ความเร็วสูงขึ้น เปน็ การพฒั นาเพ่ือให้ ระบบ โทรศพั ทเ์ คลือ่ นทีใ่ น ยุค 2Gสามารถใช้ ส่ือสารขอ้ มลู ไดด้ ขี ้นึ

เพื่อรอการพัฒนาที่จะมาถึงในยคุ 3G3G 144 kbps- รองรับการสง่ ขอ้ มูลวี CDMA2 Mbps ดที ศั น์ และมลั ตมิ ีเดียสามารถใช้งานเชือ่ มต่อเขา้ กบัอนิ เทอร์เนต็ ไดด้ ี มีความเร็วในการสง่ขอ้ มลู สูง4G 100 คาดหวังใหเ้ ป็น WiMax, WiBro,Mbps ถึง เทคโนโลยกี าร Uitra Mobile1 Gpbs ส่ือสารทเ่ี ช่อื มต่อ Broadband (UMB)เครอื ขา่ ย อปุ กรณ์และผใู้ ชเ้ ขา้ ดว้ ยกนัอยา่ งกวา้ งขวาง เพื่อรองรับขอ้ มูลทุกรูปแบบ และมีการทางานในลักษณะท่ีเปน็ ดจิ ทิ ัลทัง้ หมด 4) ดาวเทยี มสือ่ สาร พฒั นาข้ึนมาเพ่อื หลีกเล่ยี งขอ้ จากดั ของสถานรี กั ส่งไมโครเวฟบนผิวโลกโดนเปน็ สถานรี บั สง่ สัญญาณไมโครเวฟบนอวกาศ ในการสง่ สญั ญาณต้องมีสถานภี าคพน้ื ดนิ คอยทาหนา้ ที่รบั และสง่ สัญญาณข้ึนไปบนดาวเทียมที่โคจรอย่สู งูจากพ้ืนโลกประมาณ 35,600 กโิ ลเมตร ดังรปู ท่ี 4.18 โดนดาวเทียมเหล่านัน้ จะเคลอ่ื นที่ด้วยคามเร็วทเี่ ทา่ กับการหมนุ ของโลก จึงเสมือนกับดาวเทียมนน้ั อยนู่ ง่ิ กับทีข่ ณะท่ีโลกหมุนรอบตัวเอง ทาใหก้ ารสง่ สญั ญาณไมโครเวฟจากสถานีหน่งึ ขึน้ ไปบนดาวเทียม และ

การกระจายสัญญาณจากดาวเทียมลงมายงั สถานตี ามจุดต่างๆ บนผวิ โลก เปน็ ไปอยา่ งแมน่ ยา นอกจากนย้ี ังมกี ารใชง้ านดาวเทียมในการระบตุ าแหน่งบนพื้นโลกเรยี กวา่ ระบบจีพเี อส โดยบอกพกิ ดั เสน้ รุ้งและเสน้ แวงของผ้ใู ช้งานเพื่อใช้ในการนาทาง

จดั ทำโดยนำยสำละวิน บรรจงธุระกำร