บทที่ 7

บทท่ี 7สื่อกลางในการส่ือสารขอ้ มูล

ตวั กลางหรือสายเช่ือมโยง เป็นสว่ นท่ีทาให้เกิดการเชื่อมต่อระหวา่ งอปุ กรณ์ต่างๆ เข้าด้วยกนั และอปุ กรณ์นีย้ อมให้ข่าวสารข้อมลู เดนิ ทางผา่ น จากผ้สู ง่ ไปสผู่ ้รู ับ สอ่ื กลางท่ีใช้ในการสอ่ื สารข้อมลู มอี ย่หู ลายประเภท แตล่ ะประเภทมความแตกต่างกนั ในด้านของปริมาณข้อมลู ที่สอ่ื กลางนนั ้ ๆ สามารถนาผา่ นไปได้ในเวลาขณะใดขณะหนง่ึ การวดั ปริมาณหรือความจใุ นการนาข้อมลู หรือ ท่ีเรียกกนั วา่ แบบด์วดิ ท์ (bandwidth) มีหน่วยเป็นจานวนบติ ข้อมลู ต่อวินาที (bit per second : bps) ลกั ษณะของตวั กลางต่างๆ มีดงั ตอ่ ไปนี ้

ส่ือกลางประเภทมีสายเช่น สายโทรศพั ท์ เคเบิลใยแกว้ นาแสง เป็นตน้ ส่ือที่จดั อยใู่ นการสื่อสารแบบมีสายท่ีนิยมใชใ้ นปัจจบุ นั ดดแ้ ก่สายทองแดงแบบดม่หุม้ ฉนวน (Unshield Twisted Paiมีราคาถูกและนิยมใชก้ นั มากท่ีสุด ส่วนใหญ่มกั ใชก้ บั ระบบโทรศพั ท์ แต่สายแบบน้ีมกั จะถูกรบกวนดดง้ ่าย และดม่ค่อยทนทาน

สายทองแดงแบบหุม้ ฉนวน (Shield Twisted Pair) มีลกั ษณะเป็นสองเสน้ มีแนวแลว้ บิดเป็นเกลี่ยวเขา้ ดว้ ยกนั เพ่ือลดเสียงรบกวน มีฉนวนหุม้ รอบนอก มีราคาถูก ติดต้งัง่าย น้าหนกั เบาและ การรบกวนทางดฟฟ้าต่า สายโทรศพั ทจ์ ดั เป็นสายคูบ่ ิดเกลี่ยวแบบหุม้ ฉนวน

สายโคแอคเชียล (Coaxial) สายแบบน้ีจะประกอบดว้ ยตวั นาที่ใชใ้ นการส่งขอ้ มูลเส้นหน่ึงอยตู่ รงกลางอีกเสน้ หน่ึงเป็นสายดิน ระหวา่ งตวั นาสองเส้นน้ีจะมีฉนวนพลาสติก ก้นั สายโคแอคเชียลแบบหนาจะส่งขอ้ มูลดดด้ กลหวา่ แบบบางแต่มีราคาแพงและติดต้งั ดดย้ ากกวา่ สายเคเบิลแบบโคแอกเชียลหรือเรียกส้ัน ๆ วา่ \"สายโคแอก\" จะเป็นสายสื่อสารที่มีคุณภาพท่ีกวา่ และราคาแพงกวา่ สายเกลียวคู่ ส่วนของสายส่งขอ้ มูลจะอยตู่ รงกลางเป็นลวดทองแดงมีช้นั ของตวั เหนี่ยวนาหุม้ อยู่ 2 ช้นั ช้นั ในเป็นฟ่ันเกลียวหรือช้นั แขง็ ช้นั นอกเป็นฟ่ันเกลียว และคน่ั ระหวา่ งช้นั ดว้ ยฉนวนหนา เปลือกช้นั นอกสุดเป็นฉนวน สายโคแอกสามารถมว้ นโคง้ งอดดง้ ่าย มี 2 แบบ คือ 75 โอมห์ และ 50 โอมห์ ขนาดของสายมีต้งั แต่ 0.4 - 1.0 นิ้ว ช้นั ตวั เหนี่ยวนาทาหนา้ ท่ีป้องกนั การสูญเสียพลงั งานจากแผ่รังสี เปลือกฉนวนหนาทาใหส้ ายโคแอกมีความคงทนสามารถฝังเดินสายใตพ้ ้ืนดินดด้ นอกจากน้นั สาย โคแอกยงั ช่วยป้องกนั \"การสะทอ้ นกลบั \" (Echo) ของเสียงดดอ้ ีกดว้ ยและลดการ รบกวนจากภายนอกดดด้ ีเช่นกนั สายโคแอกสามารถส่งสัญญาณดด้ ท้งั ในช่องทางแบบเบสแบนดแ์ ละแบบบรอดแบนด์ การส่งสญั ญาณในเบสแบนดส์ ามารถทาดดเ้ พียง 1 ช่องทางและเป็นแบบคร่ึดูเพลก็ ซ์ แต่ในส่วนของการส่งสัญญาณ ในบรอดแบนดจ์ ะเป็นเช่นเดียวกบั สายเคเบิลทีวี คือสามารถส่งดดพ้ ร้อมกนั หลายช่องทาง ท้งั ขอ้ มูลแบบดิจิตอลและแบบอนาลอ็ ก สายโคแอกของเบสแบนดส์ ามารถส่งสัญญาณดดด้ กลถึง 2 กม. ในขณะที่บรอดแบนดส์ ่งดดด้ กลกวา่ ถึง 6 เท่า โดยดม่ตอ้ งเคร่ืองทบทวน หรือเคร่ืองขยายสัญญาณเลย ถา้ อาศยัหลกั การมลั ติเพลก็ ซ์สญั ญาณแบบ FDM สายโคแอกสามารถมีช่องทาง (เสียง) ดดถ้ ึง 10,000 ช่องทางในเวลาเดียวกนั อตั ราเร็วในการส่งขอ้ มูลมีดดส้ ูงถึง 50 เมกะบิตต่อวนิ าที หรือ 800 เมกะบิตต่อวนิ าที ถา้ ใชเ้ คร่ืองทบทวนสญั ญาณทุก ๆ 1.6 กม. ตวั อยา่ งการใชส้ ายโคแอกในการส่งสญั ญาณขอ้ มูลท่ีใชก้ นั มากในปัจจุบนั คือสายเคเบิลทีวี และสายโทรศพั ทท์ างดกล (อนาลอ็ ก) สายส่งขอ้ มูลในระบบเครือข่ายทอ้ งถ่ิน หรือ LAN (ดิจิตอล) หรือใชใ้ นการเชื่อมโยงส้ัน ๆ ระหวา่ งอุปกรณ์อิเลก็ ทรอนิกส์

 ใยแกว้ นาแสง (Optic Fiber) ทาจากแกว้ หรือพลาสติกมีลกั ษณะเป็นเสน้ บางๆ คลา้ ย เสน้ ใยแกว้ จะทาตวั เป็นส่ือในการส่งแสงเลเซอร์ท่ีมีความเร็วในการส่งสัญญาณเท่ากบั ความเร็วของแสง หลกั การทวั่ ดปของการส่ือสารในสายดฟเบอร์ออปติกคือการเปลี่ยนสญั ญาณ (ขอ้ มูล) ดฟฟ้าใหเ้ ป็นคลื่นแสงก่อน จากน้นั จึงส่งออกดปเป็นพลั ส์ ของแสง ผา่ นสายดฟเบอร์ออปติกสายดฟเบอร์ออปติกทาจากแกว้ หรือพลาสติกสามารถส่งลาแสง ผา่ นสายดดท้ ีละหลาย ๆ ลาแสงดว้ ยมุมที่ต่างกนั ลาแสงที่ส่งออกดปเป็นพลั ส์น้นั จะสะทอ้ นกลบั ดปมาที่ผวิ ของสายช้นั ในจนถึงปลายทาง จากสญั ญาณขอ้ มูลซ่ึงอาจจะเป็นสญั ญาณอนาลอ็ กหรือดิจิตอล จะผา่ นอุปกรณ์ที่ทาหนา้ ที่มอดูเลตสัญญาณเสียก่อน จากน้นั จะส่งสญั ญาณมอดูเลต ผา่ นตวั ดดโอดซ่ึงมี 2 ชนิดคือ LEDดดโอด (light Emitting Diode) และเลเซอร์ดดโอด หรือ ILD ดดโอด (Injection Leser Diode) ดดโอดจะมีหนา้ ท่ีเปลี่ยนสญั ญาณมอดูเลตใหเ้ ป็นลาแสงเลเซอร์ซ่ึงเป็นคล่ืนแสงในยา่ นท่ีมองเห็นดด้ หรือเป็นลาแสงในยา่ นอินฟราเรดซ่ึงดม่สามารถมองเห็นดด้ ความถ่ียา่ นอินฟราเรดที่ใชจ้ ะอยใู่ นช่วง 1014-1015 เฮิรตซ์ ลาแสงจะถูกส่งออกดปตามสายดฟเบอร์ออปติก เม่ือถึงปลายทางกจ็ ะมีตวั โฟโตด้ ดโอด (Photo Diode) ที่ทาหนา้ ที่รับลาแสงท่ีถูกส่งมาเพ่ือเปล่ียนสัญญาณแสงใหก้ ลบั ดปเป็นสัญญาณมอดูเลตตามเดิม จากน้นั กจ็ ะส่งสญั ญาณผา่ นเขา้ อุปกรณ์ดีมอดูเลต เพือ่ ทาการดีมอดูเลตสัญญาณมอดูเลตใหเ้ หลือแต่สญั ญาณขอ้ มูลที่ตอ้ งการ สายดฟเบอร์ออปติกสามารถมีแบนดว์ ดิ ท์ (BW) ดดก้ วา้ งถึง 3 จิกะเฮิรตซ์ (1 จิกะ = 109) และมีอตั ราเร็วในการส่งขอ้ มูลดดถ้ ึง 1 จิกะบิต ต่อวนิ าที ภายในระยะทาง 100 กม. โดยดม่ตอ้ งการเคร่ืองทบทวนสัญญาณเลย สายดฟเบอร์ออปติกสามารถมีช่องทางส่ือสารดดม้ ากถึง 20,000-60,000 ช่องทาง สาหรับการส่งขอ้ มูลในระยะทางดกล ๆ ดม่เกิน 10 กม. จะสามารถมีช่องทางดดม้ ากถึง 100,000 ช่องทางทีเดียว ขอ้ ดีของใยแกว้ นำแสดงคือ 1. ป้องกนั กำรรบกวนจำกสญั ญำณไฟฟำ้ ได้ มำก 2. สง่ ขอ้ มูลไดร้ ะยะไกลโดยไมต่ อ้ งมีตวั ขยำย สญั ญำณ 3. กำรดกั สญั ญำณทำไดย้ ำก ขอ้ มูลจึงมี ควำมปลอดภยั มำกกวำ่ สำยสง่ แบบอ่ืน 4. สง่ ขอ้ มูลไดด้ ว้ ยควำมเร็วสูงและสำมำรถ สง่ ไดม้ ำก ขนำดของสำยเล็กและน้ำหนัก

ส่ือกลางประเภทดม่มีสายระบบดมโครเวฟ (Microwave System) การส่งสญั ญาณขอ้ มูลดปกลบั คล่ืนดมโครเวฟเป็นการส่งสญั ญาณขอ้ มูลแบบรับช่วงต่อๆ กนั จากหอ (สถานี) ส่ง-รับสญั ญาณหน่ึงดปยงั อีกหอหน่ึง แต่ละหาจะครอบคลุมพ้ืนท่ีรับสญั ญาณประมาณ 30-50 กม. ระยะห่างของแต่ละหอคานวณง่าย ๆ ดดจ้ ากสูตร d = 7.14 (1.33h)1/2 กม. เมื่อ d = ระยะห่างระหวา่ งหอ h = ความสูงของหอ

การส่งสญั ญาณขอ้ มูลดมโครเวฟมกั ใชก้ นั ในกรณีที่การติดต้งั สายเคเบิลทาดดด้ ม่สะดวก เช่น ในเขตเมืองใหญ่ ๆ หรือในเขตท่ีป่ าเขา แต่ละสถานีดมโครเวฟจะติดต้งั จานส่ง-รับสญั ญาณขอ้ มูล ซ่ึงมีเสน้ ผา่ ศูนยก์ ลางประมาณ 10 ฟุต สญั ญาณดมโครเวฟเป็นคลื่นยา่ นความถี่สูง(2-10 จิกะเฮิรตซ์) เพ่ือป้องกนั การแทรกหรือรบกวนจากสญั ญาณอ่ืน ๆ แต่สญั ญาณอาจจะอ่อนลง หรือหกั เหดดใ้ นที่มีอากาศร้อนจดั พายหุ รือฝน ดงั น้นั การติดต้งั จาน ส่ง-รับสญั ญาณจึงตอ้ งใหห้ นั หนา้ ของจานตรงกนั และหอยง่ิ สูงยงิ่ ส่งสญั ญาณดด้ดกล ปัจจุบนั มีการใชก้ ารส่งสญั ญาณขอ้ มูลทางดมโครเวฟกนั อยา่ งแพร่หลาย สาหรับการสื่อสารขอ้ มูลในระยะทางดกล ๆ หรือระหวา่ งอาคาร โดยเฉพาะในกรณีที่ดม่สะดวกท่ีจะใชส้ ายดฟเบอร์ออปติก หรือการสื่อสารดาวเทียม อีกท้งั ดมโครเวฟยงั มีราคาถูกกวา่ และติดต้งั ดดง้ ่ายกวา่ และสามารถส่งขอ้ มูลดดค้ ราวละมาก ๆ ดว้ ย อยา่ งดรกต็ ามปัจจยั สาคญั ท่ีทาใหส้ ่ือกลางดมโครเวฟเป็นท่ีนิยม คือราคาท่ีถูกกวา่

การส่ือสารดว้ ยดาวเทียม (Satellite Transmission)ท่ีจริงดาวเทียมกค็ ือสถานีดมโครเวฟลอยฟ้านนั่ เอง ซ่ึงทาหนา้ ท่ีขยายและทบทวนสญั ญาณขอ้ มูล รับและส่งสญั ญาณขอ้ มูลกบั สถานีดาวเทียม ที่อยบู่ นพ้ืนโลก สถานีดาวเทียมภาคพ้ืนจะทาการส่งสญั ญาณขอ้ มูล ดปยงั ดาวเทียมซ่ึงจะหมุนดปตามการหมุนของโลกซ่ึงมีตาแหน่งคงที่เมื่อเทียมกบั ตาแหน่งบนพ้ืนโลก ดาวเทียมจะถูกส่งข้ึนดปใหล้ อยอยสู่ ูงจากพ้นื โลกประมาณ 23,300 กม. เคร่ืองทบทวนสญั ญาณของดาวเทียม (Transponder) จะรับสญั ญาณขอ้ มูลจากสถานีภาคพ้ืนซ่ึงมีกาลงั อ่อนลงมากแลว้ มาขยาย จากน้นั จะทาการทบทวนสญั ญาณ และตรวจสอบตาแหน่งของสถานีปลายทาง แลว้ จึงส่งสญั ญาณขอ้ มูลดปดว้ ยความถี่ในอีกความถ่ีหน่ึงลงดปยงั สถานีปลายทาง การส่งสญั ญาณขอ้ มูลข้ึนดปยงั ดาวเทียมเรียกวา่ \"สญั ญาณอปั ลิงก\"์(Up-link) และการส่งสญั ญาณขอ้ มูลกลบั ลงมายงั พ้ืนโลกเรียกวา่ \"สญั ญาณ ดาวน์-ลิงก์ (Down-link) ลกั ษณะของการรับส่งสญั ญาณขอ้ มูลอาจจะเป็นแบบจุดต่อจุด (Point-to-Point) หรือแบบแพร่สญั ญาณ (Broadcast) สถานีดาวเทียม1 ดวง สามารถมีเครื่องทบทวนสญั ญาณดาวเทียมดดถ้ ึง 25 เคร่ือง และสามารถครอบคลุมพ้ืนที่การส่งสญั ญาณดดถ้ ึง 1 ใน 3 ของพ้ืนผวิ โลก ดงั น้นั ถา้ จะส่งสญั ญาณขอ้ มูลใหด้ ดร้ อบโลกสามารถทาดดโ้ ดยการส่งสญั ญาณผา่ นสถานีดาวเทียมเพียง 3 ดวงเท่าน้นั

ระหวา่ งสถานีดาวเทียม 2 ดวง ที่ใชค้ วามถี่ของสญั ญาณเท่ากนั ถา้ อยใู่ กลก้ นั เกินดปอาจจะทาใหเ้ กิดการรบกวนสญั ญาณ ซ่ึงกนั และกนั ดด้ เพ่ือหลีกเลี่ยงการรบกวน หรือชนกนั ของสญั ญาณดาวเทียม จึงดดม้ ีการกาหนดมาตรฐานระยะห่างของสถานีดาวเทียม และยา่ นความถี่ของสญั ญาณดงั น้ี1.ระยะห่างกนั 4 องศา (วดั มุมเทียงกบั จุดศูนยก์ ลางของโลก) ใหใ้ ชย้ า่ นความถ่ีของสญั ญาณ 4/6 จิกะเฮิรตซ์ หรือยา่ น C แบนดโ์ ดยมีแบนดว์ ดิ ท์ของสญั ญาณอปั -ลิงกเ์ ท่ากบั 5.925-6.425 จิกะเฮิรตซ์ และมีแบนดว์ ดิ ทข์ องสญั ญาณดาวน์-ลิงกเ์ ท่ากบั 3.7-4.2 จิกะเฮิรตซ์2.ระยะห่างกนั 3 องศา ใหใ้ ชย้ า่ นความถ่ีของสญั ญาณ 12/14 จิกะเฮิรตซ์ หรือยา่ น KU แบนด์ โดยมีแบนดว์ ิดทข์ องสญั ญาณอปั -ลิงกเ์ ท่ากบั14.0-14.5 จิกะเฮิรตซ์ และมีแบนดว์ ิดทข์ องสญั ญาณดาวน์-ลิงกเ์ ท่ากบั 11.7-12.2 จิกะเฮิรตซ์ นอกจากน้ีสภาพอากาศ เช่น ฝนหรือพายุ กส็ ามารถทาใหส้ ญั ญาณผดิ เพ้ียนดปดดเ้ ช่นกนั สาหรับการส่งสญั ญาณขอ้ มูลน้นั ในแต่ละเคร่ืองทบทวนสญั ญาณจะมีแบนดว์ ดิ ทเ์ ท่ากบั 36 เมกะเฮิรตซ์ และมีอตั ราเร็วการส่งขอ้ มูลสูงสุดเท่ากบั 50 เมกะบิตต่อวนิ าที ขอ้ เสีย ของการส่งสญั ญาณขอ้ มูลทางดาวเทียมคือ สญั ญาณขอ้ มูลสามารถถูกรบกวนจากสญั ญาณภาคพ้ืนอื่น ๆ ดด้ อีกท้งั ยงั มีเวลประวิง(Delay Time) ในการส่งสญั ญาณเน่ืองจากระยะทางข้ึน-ลง ของสญั ญาณ และที่สาคญั คือ มีราคาสูงในการลงทุนทาใหค้ า่ บริการสูงตามข้ึนมาเช่นกนั

จดั ทาโดย นางสาวกญั ญาณฐั สายชลปวส.2 คอมพิวเตอร์ธรุ กิจ ห้อง 1 เลขท่ี 3