การสื่อสารข้อมูล

บทท่ี 1 การสอ่ื สารขอ้ มูล http://www.hatyaiwit.ac.th/sysos/photo/wi-fi_flow.jpg 1.1 ประโยชน์ของการสอื่ สารข้อมูลและเครอื ขา่ ยคอมพวิ เตอร์ 1.2 ความหมายและองค์ประกอบของระบบสอื่ สารข้อมูล 1.3 สญั ญาณท่ีใชใ้ นการส่งข้อมูล 1.4 การถา่ ยโอนข้อมูลผลการเรียนรทู้ ่คี าดหวงั 1. บอกประโยชน์ทไี่ ด้รบั จากการสอื่ สารขอ้ มูลและเครอื ขา่ ยคอมพิวเตอร์ได้ 2. อธบิ ายความหมายและองคป์ ระกอบของระบบสอ่ื สารข้อมลู ได้ 3. อธบิ ายและเปรียบเทียบการถ่ายโอนขอ้ มลู แบบต่างๆ ได้ 4. อธบิ ายและเปรยี บเทียบรปู แบบการส่อื สารแบบทางเดียว(Simplex) แบบสองทางคร่ึงอตั รา (Half duplex) และแบบสองทางเต็มอตั รา(Full duplex)ได้

รายวิชา ง30102 การสื่อสารขอ มลู และเครอื ขา ยคอมพิวเตอร 2 การติดต่อสื่อสารข้อมูลสมัยใหม่น้ีมีรากฐานมาจากความพยายามในการเช่ือมต่อระหว่างคอมพิวเตอร์กับคอมพิวเตอร์ โดยอาศัยระบบส่ือสารที่มีอยู่แล้ว เช่น โทรศัพท์ ดังน้ันการสื่อสารข้อมูล จึงอยู่ในขอบเขตท่ีจํากัด ต่อมามีการใช้คอมพิวเตอร์มากข้ึน ความต้องการในการติดต่อระหว่าง เครื่องคอมพวิ เตอร์หลายเครอ่ื งในเวลาเดยี วกัน ท่เี รียก ระบบเครอื ขา่ ย (Network System) ไดร้ ับการพฒั นาให้ดีขนึ้ เปน็ ลาํ ดับ ในตอนเริ่มต้นของยุคสื่อสารเม่ือประมาณ พ.ศ. 2513 – 2515 ความต้องการใช้คอมพิวเตอร์ร่วมกันมีมากข้ึน แต่คอมพิวเตอร์ยังมีราคาสูงมาก เม่ือเทียบกับอุปกรณ์ส่ือสารที่มีอยู่แล้วบางอย่าง การสื่อสารด้วยระบบเครือข่ายในระยะนั้นจึงเน้นการใช้คอมพิวเตอร์ขนาดใหญ่ที่ศูนย์คอมพิวเตอร์เป็นผู้ใหบ้ ริการโดยผู้ใชส้ ามารถติดต่อผ่านเครื่องปลายทาง เพ่อื ประหยดั คา่ ใช้จ่ายของระบบ ต่อมาเม่ือถึงยุคสมัยของไมโครคอมพิวเตอร์ พบว่าขีดความสามารถในด้านความเร็วของการทํางานของคอมพิวเตอร์ขนาดใหญ่ มีความเร็วมากกว่าไมโครคอมพิวเตอร์ประมาณ 10 เท่า แต่ราคาแพงกว่าหลายพันเท่า ทําให้การใช้ไมโครคอมพิวเตอร์แพร่หลายและกระจายออกไป การส่ือสารจึงกลายเป็นระบบเครือข่ายท่ีเชื่อมโยงระหว่างคอมพิวเตอร์หลายๆ เคร่ืองแทนท่ีจะเป็นคอมพิวเตอร์ขนาดใหญ่กับเคร่ืองปลายทางแบบกระจาย ลักษณะของเครือข่ายจึงเร่ิมจากจุดเล็กๆ อาจจะอยู่บนแผงวงจรอิเล็กทรอนิกส์เดียวกัน ขยายตัวใหญ่ข้ึนเป็นท้ังระบบที่ทํางานร่วมกันในห้องทํางานในตึก ระหว่างตึก ระหว่างสถาบัน ระหว่างเมืองระหว่างประเทศ รูปท่ี 1 การตดิ ต่อสือ่ สารทกี่ ระจายไปท่วั โลกในยุคสารสนเทศ แหลง่ ท่ีมา http://203.154.140.4/ebook/files/image7/network1.jpg

รายวิชา ง30102 การสอื่ สารขอ มลู และเครอื ขายคอมพวิ เตอร 3 ข้อมูลในรูปของสัญญาณอิเล็กทรอนิกส์ที่เก็บในคอมพิวเตอร์สามารถส่งต่อ คัดลอก จัดพิมพ์ ทําสําเนาได้ง่าย เม่ือเทียบกับการคัดลอกด้วยมือซ่ึงต้องใช้เวลามากและเสี่ยงต่อการทําข้อมูลผิดพลาดอีกด้วยวิธีการทางด้านการส่ือสารข้อมูล กําลังได้รับการนํามาประยุกต์ใช้ในระบบสํานักงานที่เรียกว่า ระบบสํานักงานอัตโนมัติ (Office Automation) ระบบดังกล่าวนี้มักเรียกย่อกันสั้นๆ ว่า โอเอ (OA) เป็นระบบท่ีใช้โปรแกรมคอมพิวเตอร์มาช่วยในการทํางานท่ีเกี่ยวกับเอกสารทั่วไป แล้วส่งไปยังหน่วยงานต่าง ๆ ด้วยไปรษณีย์อิเล็กทรอนิกส์ เพื่อโอนย้ายแลกเปลี่ยนข้อมูลท่ีเก็บรวบรวมไว้ระหว่างแผนกซึ่งอาจต้ังอยู่ภายในอาคารเดียวกันหรือไกลกันคนละเมืองก็ได้ โดยการส่งข้อมูลข่าวสารเช่นน้ีต้องเกี่ยวข้องกับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกสห์ ลายประเภททสี่ ามารถผนวกเขา้ หากันเป็นระบบเดียวได้ อุปกรณ์เหล่านั้นอาจเป็นโทรศัพท์โทรสาร คอมพิวเตอร์ เครอื่ งพมิ พ์ หรืออุปกรณ์เครอื ขา่ ยซึ่งนกั เรยี นจะได้เรียนตอ่ ไป บทบาทที่สําคัญอีกบทบาทหนึ่ง คือการให้บริการข้อมูล หลายประเทศจัดให้มีฐานข้อมูลไว้บริการเชน่ ฐานข้อมลู เกีย่ วกับส่ิงแวดล้อม ฐานขอ้ มลู งานวิจัย ฐานข้อมูลทางเศรษฐกิจ ฐานข้อมูลของสินค้าเครื่องอุปโภคบริโภค ในมหาวิทยาลัยอาจมีข้อมูลเกี่ยวกับหนังสือและตําราวิชาการ หากผู้ใช้ต้องการข้อมูลใดก็สามารถติดต่อมายังศูนย์บริการข้อมูลนั้น การติดต่อจะผ่านเครือข่ายคอมพิวเตอร์ ทําให้การได้รับข้อมูลเป็นไปอยา่ งรวดเร็ว1.1 ประโยชน์ของการสอื่ สารข้อมลู และเครือข่ายคอมพวิ เตอร์ 1) การจดั เกบ็ ข้อมลู ได้งา่ ยและสอ่ื สารไดร้ วดเรว็ การจัดเก็บข้อมูลซึ่งอยู่ในรูปของสัญญาณอิเล็กทรอนิกส์ สามารถจัดเก็บไว้ในแผ่นบันทึกท่ีมีความหนาแน่นสูง แผ่นบันทึกแผ่นหนึ่งสามารถบันทึกข้อมูลได้มากกว่า 1 ล้านตัวอักษร สําหรับการส่ือสารข้อมูลนั้น ถ้าข้อมูลผ่านสายโทรศัพท์ได้ด้วยอัตรา 120 ตัวอักษรต่อวินาทีแล้ว จะส่งข้อมูล 200หนา้ ไดใ้ นเวลา 40 นาที โดยท่ไี มต่ ้องเสยี เวลานงั่ ปอ้ นข้อมูลเหล่านน้ั ซ้ําใหม่อกี 2) ความถกู ต้องของขอ้ มูล โดยปกติมีการส่งข้อมูลด้วยสัญญาณอิเล็กทรอนิกส์จากจุดหน่ึงไปยังจุดอ่ืนด้วยระบบดิจิทัล วิธีการรับส่งน้ันจะมีการตรวจสอบสภาพของข้อมูล หากข้อมูลผิดพลาดก็จะมีการรับรู้และพยายามหาวิธแี ก้ไขใหข้ อ้ มลู ทไ่ี ดร้ ับมคี วามถกู ตอ้ ง โดยอาจให้ทําการสง่ ใหม่ หรือกรณที ีผ่ ดิ พลาดไม่มากนัก ฝ่ายผู้รับอาจใช้โปรแกรมของตนแก้ไขข้อมลู ให้ถกู ตอ้ งได้ 3) ความเร็วในการทํางาน โดยปกติสัญญาณทางไฟฟ้าจะเดินทางด้วยความเร็วเท่าแสง ทําให้การใช้คอมพิวเตอร์ส่งข้อมูลจากซีกโลกหนึ่งไปยังอีกซีกโลกหน่ึงหรือค้นหาข้อมูลจากฐานข้อมูลขนาดใหญ่ สามารถทําได้รวดเร็ว ความรวดเร็วของระบบจะทําให้ผู้ใช้สะดวกสบายอย่างยิ่ง เช่น บริษัทสายการบินทุกแห่งสามารถทราบข้อมลู ของทกุ เท่ยี วบินได้อยา่ งรวดเรว็ ทําให้การจองทนี่ ่งั ของสายการบินสามารถทาํ ได้ทนั ที 4) ต้นทนุ ประหยดั การเช่ือมต่อคอมพิวเตอร์เข้าหากันเป็นเครือข่ายเพื่อส่งหรือสําเนาข้อมูลทําให้ราคาต้นทุนของการใช้ข้อมูลประหยัดขึ้น เมื่อเทียบกับการจัดส่งแบบวิธีอ่ืน เราสามารถส่งข้อมูลให้กันและกันผา่ นทางสายโทรศัพทไ์ ด้

รายวชิ า ง30102 การสอ่ื สารขอ มูลและเครอื ขา ยคอมพวิ เตอร 41.2 ความหมายและองคป์ ระกอบของระบบสื่อสารขอ้ มลูความหมายของระบบสื่อสารข้อมูล เมื่อกล่าวถึงการติดต่อส่ือสารในอดีตอาจหมายถึงการพูดคุยกันของมนุษย์ซึ่งอาจเป็นการแสดงออกด้วยท่าทาง การใช้ภาษาพูดหรือผ่านทางตัวอักษร โดยเป็นการส่ือสารในระยะใกล้ๆ ต่อมาเทคโนโลยกี ้าวหนา้ ได้มีการพัฒนาการสื่อสารเข้ากับการใช้งานอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ ทําให้สามารถสื่อสารได้ในระยะไกลข้ึนและสะดวกรวดเร็วมากข้ึน เช่น การใช้โทรเลข โทรศัพท์ โทรสาร เป็นต้น อุปกรณ์ที่ใช้ในการส่ือสารเองก็ได้รับการพัฒนาความสามารถข้ึนมาเป็นลําดับ และเข้ามามีบทบาททุกวงการ ดังน้ันยุคสารสนเทศน้ี ระบบสือ่ สารข้อมูลจงึ หมายถึง การแลกเปลี่ยนข้อมูลข่าวสารระหว่างผู้ส่งและผู้รับซ่ึงอาจอยู่ในรูปของตัวอักษร ตัวเลข รูปภาพ เสียงหรือวีดีทัศน์ระหว่างอุปกรณ์สื่อสาร โดยผ่านทางสื่อกลางในการส่ือสารซึ่งอาจเป็นสื่อกลางประเภทท่ีมีสายหรือไร้สายก็ได้ และมีกฎเกณฑ์หรือข้อกําหนดที่แน่นอนในการควบคุมการส่อื สารองค์ประกอบของระบบสื่อสารข้อมลู องค์ประกอบหลักของระบบสื่อสารข้อมูลมีอยู่ 5 อย่าง ได้แก่ ผู้ส่ง(sender) ผู้รับ(receiver)ข่าวสาร(message) ส่ือกลาง(media) และโพรโทคอล(protocol)โพรโทคอล โพรโทคอล สอื่ กลางผูรับ ผูสง ขาวสาร รูปที่ 2 องคประกอบของระบบสือ่ สารขอมูลขา่ วสาร (Message) ข่าวสารประกอบดว้ ยขอ้ มูลหรอื สารสนเทศทไ่ี ด้สง่ มอบระหวา่ งกัน ซงึ่ สามารถเปน็ ไดท้ ง้ั ขอ้ มลู ที่เปน็ ข้อความ ตวั เลข รปู ภาพ เสียง วิดโี อ หรอื มลั ตมิ ีเดียผู้สง่ (Sender) ผู้ส่งในที่น้ีหมายถงึ อุปกรณท์ ที่ าํ หน้าที่ในการจดั ส่งขอ้ มูลข่าวสาร ซ่ึงสามารถเป็นไดท้ งั้คอมพิวเตอร์ โทรศัพท์ กลอ้ งวดิ ีโอ เปน็ ตน้ผรู้ บั (Receiver) ผ้รู ับ คอื อุปกรณ์ท่ใี ช้สําหรับรบั ขา่ วสารท่ีสง่ มาจากผู้ส่ง เช่น คอมพวิ เตอร์ โทรศัพท์ วิทยุโทรทัศน์ เปน็ ตน้

รายวิชา ง30102 การส่ือสารขอ มลู และเครือขา ยคอมพิวเตอร 5ส่ือกลาง (Media) หมายถงึ สือ่ กลางส่งขอ้ มูลที่ใชใ้ นการสื่อสาร (Transmission media) ซง่ึ อาจเป็นสอ่ื กลางประเภทสาย เชน่ สายเคเบิล สายโทรศพั ท์ และสอ่ื กลางประเภทไร้สาย เช่น คลนื่ วิทยุ ซึ่งสือ่ กลางดงั กลา่ วทาํ หน้าที่ในการใหข้ อ้ มูลสามารถเดนิ ทางจากต้นทางไปยงั ปลายทางได้โปรโตคอล (Protocol) โปรโตคอล เปน็ กฎเกณฑ์หรอื ขอ้ ตกลงท่ใี ชใ้ นการสือ่ สารขอ้ มูล เพอ่ื ใหก้ ารสอื่ สารระหว่างอุปกรณ์นัน้ มคี วามเขา้ ใจในทศิ ทางเดียวกันและสามารถสอ่ื สารกนั ได้ หากไม่มีโปรโตคอลแล้วอุปกรณ์ทงั้ สองอาจจะตดิ ต่อกันได้แตไ่ ม่สามารถส่อื สารกนั ได้ เชน่ เดียวกนั กับมบี คุ คล 2 คนทต่ี อ้ งการพบปะกนั และเมือ่ ได้พบกันแลว้ แตก่ ลับสนทนากนั ไมร่ ้เู รอื่ ง เน่ืองจากคนหนึ่งพดู ภาษาไทยและอีกคนหน่งึ พดู ภาษาญี่ปนุ่ ซ่ึงทง้ั สองไดม้ ีการตดิ ต่อกนั แล้วแตไ่ มส่ ามารถสอื่ สารระหวา่ งกนั ไดอ้ ยา่ งเข้าใจ1.3 สัญญาณท่ีใชใ้ นการสง่ ขอ้ มลู สัญญาณท่ีใช้ในระบบสื่อสารแบ่งออกได้เป็น 2 ประเภท คือ สัญญาณอนาล็อก (Analog Signal)และสัญญาณดิจติ อล (Digital Signal) สัญญาณอนาล็อก(Analog Signal) หมายถึง สัญญาณท่ีเก่ียวข้องกับข้อมูลแบบต่อเนื่อง(Continuous Data) ที่มีขนาดไม่คงที่ มีลักษณะเป็นเส้นโค้งต่อเนื่องกันไป การเปล่ียนแปลงขนาดของสญั ญาณแบบค่อยเป็นค่อยไป กลา่ วคอื ตอ้ งแปรผนั ตามเวลา โดยการส่งสัญญาณแบบอนาลอ็ กจะถูกรบกวนให้มกี ารแปลความหมายผดิ พลาดได้ง่าย เชน่ สญั ญาณเสียงในสายโทรศพั ท์ เปน็ ต้น แตม่ ขี ้อดีคือสามารถส่งได้ในระยะไกล สัญญาณดิจิตอล(Digital Signal) หมายถึง สัญญาณท่ีเกี่ยวข้องกับข้อมูลแบบไม่ต่อเนื่อง(Discrete Data) ท่ีมีขนาดแน่นอนซ่ึงขนาดดงั กลา่ วอาจกระโดดไปมาระหวา่ งค่าสองค่า คือ สัญญาณระดับสูงสุดและสัญญาณระดับต่ําสุด เป็นค่าของเลขลงตัวซึ่งโดยปกติมักแทนด้วยระดับแรงดันที่แสดงสถานะเป็น \"0\" และ \"1\" หรืออาจจะมีหลายสถานะ มคี ่าท่ีตั้งไว้ (threshold) เป็นค่าบอกสถานะ ถ้าสูงเกินค่าที่ตั้งไว้จะมีสถานะเป็น \"1\" และถ้าต่ํากว่าค่าท่ีตั้งไว้จะมีสถานะเป็น \"0\" ซ่ึงสัญญาณดิจิตอลนี้เป็นสัญญาณที่คอมพิวเตอร์ใช้ในการทํางานและติดต่อส่ือสารกัน ข้อดีของสัญญาณดิจิตอลคือมีความน่าเชื่อถือสูง แม่นยําแตห่ ากมีการสง่ ต่อในระยะไกลออกไปแลว้ จะสง่ ผลใหส้ ัญญาณผดิ เพีย้ นไดง้ ่ายสัญญาณอนาลอ็ ก สัญญาณดิจติ อลรูปที่ 3 ตัวอย่างสัญญาณอนาลอ็ กและสัญญาณดจิ ิตอล

รายวชิ า ง30102 การส่ือสารขอ มลู และเครอื ขา ยคอมพวิ เตอร 6 รปู ท่ี 4 การแปลงสญั ญาณอนาล็อกเปน็ สญั ญาณดจิ ติ อล1.4 การถา่ ยโอนขอ้ มูลการถ่ายโอนข้อมูล คือการส่งสัญญาณออกจากเคร่ืองและรับสัญญาณเข้าไปในเคร่ือง สามารถจําแนกได้ 2 แบบคอื1) การถา่ ยโอนขอ้ มลู แบบขนานการถ่ายโอนข้อมูลแบบขนาน คือการส่งข้อมูลคร้ังละหลายๆ บิตพร้อมกันไปจากอุปกรณ์ส่งไปยังอุปกรณ์รับตัวกลางระหว่างสองเคร่ืองจึงต้องมีช่องทางให้ข้อมูลเดินทางหลายๆ ช่องทาง โดยมากจะเป็นสายนําสัญญาณหลายๆ เส้นโดยจํานวนสายส่งจะต้องเท่ากับจํานวนบิตที่ต้องการส่งแต่ละคร้ัง วิธีนี้นิยมใช้กับการส่งข้อมูลระยะทางใกล้ และปกติความยาวของสายไม่ควรยาวมากเกินไป เพราะอาจทําให้ รปู ที่ 5 สาย IDE เปน สายท่ีใชในการถายโอนเกิดปญั หาสญั ญาณสูญหายไปกับความต้านทานของสาย ขอ มูลภายในเคร่ืองคอมพิวเตอร ซึง่ เปน การถา ย รูปที่ 6 การถา ยโอนขอ มูลแบบขนาน 2) การถา่ ยโอนขอ้ มูลแบบอนกุ รม การถา่ ยโอนขอ้ มูลแบบอนุกรม เป็นการสง่ ขอ้ มูลครงั้ ละ 1 บติ ไปบนสัญญาณจนครบจาํ นวนขอ้ มลู ท่มี อี ยู่ สามารถนําไปใช้กบั สือ่ นําขอ้ มลู ทมี่ ีเพยี ง 1 ช่องสญั ญาณได้ สอ่ื นาํ ขอ้ มลู ทม่ี ี 1ช่องสัญญาณนจ้ี ะมรี าคาถูกกวา่ ส่ือนําข้อมลู ทมี่ ีหลายชอ่ งสัญญาณ และเน่อื งจากการสื่อสารแบบอนกุ รมมีการสง่ ข้อมูลไดค้ รั้งละ 1 บติ เทา่ นน้ั การส่งข้อมูลประเภทนจ้ี งึ ชา้ กว่าการสง่ ขอ้ มูลคร้ังละหลายบติ

รายวิชา ง30102 การสือ่ สารขอมลู และเครือขา ยคอมพิวเตอร 7 รูปที่ 7 การถา ยโอนขอ มลู แบบอนุกรม การติดต่อแบบแบบอนุกรมแบ่งตามรูปแบบการรบั -ส่งได้ 3 แบบคอื 1) ส่ือสารทางเดียว (simplex) การส่ือสารทางเดียว (simplex) เป็นการติดต่อทางเดียว เม่ืออุปกรณ์หนึ่งส่งข้อมูลอปุ กรณ์อกี ชดุ จะต้องเปน็ ฝ่ายรับขอ้ มลู เสมอ ตวั อย่างการใชง้ านเชน่ ในระบบสนามบิน คอมพิวเตอร์แมจ่ ะทําหน้าท่ตี ิดตามเวลาข้ึนและลงของเครื่องบิน และส่งผลไปให้มอนิเตอร์ท่ีวางอยู่หลาย ๆ จุดให้ผู้โดยสารได้ทราบข่าวสาร คอมพิวเตอร์แม่ทําหน้าทเี่ ป็นผู้สง่ ขอ้ มลู มอนเิ ตอรต์ า่ ง ๆ ทาํ หนา้ ที่เปน็ ผูร้ บั ข้อมลู ไม่มกี ารเปล่ียนทิศทางของข้อมูลเป็นการส่งข้อมูลแบบทางเดียว หรือการส่งข้อมูลไปยังเคร่ืองพิมพ์ หรือการกระจายเสยี งของสถานวี ิทยุ เปน็ ต้น รปู ที่ 8 การสือ่ สารทางเดียว 2) ส่อื สารสองทางคร่งึ อตั รา (half duplex) การส่ือสารสองทางคร่ึง (half duplex) เป็นการติดต่อกึ่งสองทางมีการเปล่ียนเส้นทางในการส่งข้อมูลได้ แต่คนละเวลากล่าวคือ ข้อมูลจะไหลไปในทิศทางเดียว ณ เวลาใด ๆ ตัวอย่างการใช้งานเชน่ การติดตอ่ ระหว่าง เทอร์มินลั กับคอมพวิ เตอรแ์ ม่ ผ้ใู ช้ทเ่ี ทอร์มินลั เคาะแป้นเพอื่ สอบถามข้อมลู ไปยังคอมพิวเตอร์แม่ ต้องใช้เวลาช่ัวขณะคอมพิวเตอร์แม่จึงจะส่งข่าวสารกลับมาท่ีเทอร์มินัลนั้น ไม่ว่าจะเปน็ เทอรม์ นิ ัลหรือคอมพิวเตอรแ์ ม่ เมื่ออปุ กรณ์ใดอุปกรณ์หนงึ่ เปน็ ผ้สู ง่ ขอ้ มูล อปุ กรณ์ทเี่ หลือก็จะเปน็ ผ้รู ับข้อมูลในเวลาขณะนน้ั รูปท่ี 9 การสอ่ื สารสองทางครงึ่ อตั รา

รายวชิ า ง30102 การสื่อสารขอ มลู และเครือขา ยคอมพิวเตอร 8 3) สอ่ื สารสองทางเต็มอัตรา (full duplex) การส่ือสารสองทางเต็มอัตรา (full duplex) เป็นการติดต่อสองทาง คือเป็นผู้รับข้อมูลและผู้ส่งข้อมูลในเวลาเดียวกันได้ ตัวอย่างการใช้งานเช่น การติดต่อระหว่างเทอร์มินัลกับคอมพิวเตอร์แม่บางชนิดที่ไมต่ อ้ งใชเ้ วลารอสามารถโต้ตอบไดท้ ันที หรอื การพดู คยุ ทางโทรศัพท์ เปน็ ต้น รปู ที่ 10 การสอื่ สารสองทางเตม็ อตั รา