สื่อกลางในการส่งข้อมูล

จดั ทำโดย นำงสำวธิดำรัตน์ อย่แู ดนเมอื ง เลขท่ี 10 แผนกคอมพิวเตอรธ์ ุรกิจ

ส่อื กลางในการส่ือสารขอ้ มลู ตัวกลำงหรอื สำยเชื่อมโยง เปน็ ส่วนทีท่ ำให้เกดิ กำรเช่อื มตอ่ ระหว่ำงอุปกรณ์ต่ำงๆ เข้ำ ด้วยกนั และอปุ กรณ์นย้ี อมให้ขำ่ วสำรข้อมลู เดินทำงผ่ำน จำกผู้สง่ ไปสผู่ รู้ บั สื่อกลำงที่ ใช้ในกำรส่ือสำรข้อมลู มีอยู่หลำยประเภท แต่ละประเภทมควำมแตกตำ่ งกันในด้ำน ของปรมิ ำณขอ้ มลู ทีส่ ่อื กลำงนน้ั ๆ สำมำรถนำผำ่ นไปไดใ้ นเวลำขณะใดขณะหนึ่ง กำร วัดปรมิ ำณหรือควำมจใุ นกำรนำขอ้ มูลหรือ ทีเ่ รียกกนั ว่ำแบบดว์ ิดท์ (bandwidth) มี หนว่ ยเปน็ จำนวน

ส่อื กลางประเภทมสี าย สายทองแดงแบบไม่หุ้มฉนวน (Unshi eld Twisted Pair) มีรำคำถกู และนยิ มใชก้ นั มำกท่ีสุด สว่ นใหญ่มกั ใช้กับระบบ โทรศัพท์ แต่สำยแบบน้มี กั จะถูกรบกวน ไดง้ ำ่ ย และไม่ค่อยทนทำน สายทองแดงแบบหมุ้ ฉนวน (Shield Twisted Pair) มีลักษณะเปน็ สองเสน้ มแี นวแลว้ บดิ เป็นเกลยี วเขำ้ ด้วยกันเพ่อื ลดเสียงรบกวน มฉี นวนหมุ้ รอบนอก มรี ำคำถูก ติดตง้ั ง่ำย นำ้ หนกั เบำและ กำรรบกวนทำงไฟฟ้ำต่ำ สำยโทรศัพท์จัดเปน็ สำยคบู่ ิดเกลียวแบบห้มุ ฉนวน

สอื่ กลางประเภทมสี าย (ตอ่ ) สายโคแอคเชยี ล (Coaxial) สำยโคแอกสำมำรถสง่ สญั ญำณได้ ท้ังในช่องทำงแบบเบสแบนด์และแบบบ รอดแบนด์ กำรสง่ สญั ญำณในเบสแบนดส์ ำมำรถทำไดเ้ พียง 1 ช่องทำงและ สำยแบบน้จี ะประกอบดว้ ยตัวนำทใ่ี ช้ในกำรสง่ ขอ้ มูลเส้นหนึ่งอยู่ เปน็ แบบครึง่ ดเู พล็กซ์ แต่ในสว่ นของกำรสง่ สัญญำณ ในบรอดแบนดจ์ ะ ตรงกลำงอกี เสน้ หน่ึงเป็นสำยดนิ ระหวำ่ งตวั นำสองเส้นน้จี ะมฉี นวน เปน็ เช่นเดียวกับสำยเคเบิลทวี ี คือสำมำรถสง่ ได้พรอ้ มกนั หลำยช่องทำง ทง้ั พลำสตกิ ก้ันสำยโคแอคเชียลแบบหนำจะส่งขอ้ มูลไดไ้ กลหว่ำแบบบำงแตม่ ี ขอ้ มูลแบบดิจิตอลและแบบอนำล็อก สำยโคแอกของเบสแบนดส์ ำมำรถสง่ รำคำแพงและติดต้งั ได้ยำกกวำ่ สัญญำณได้ไกลถงึ 2 กม. ในขณะที่บรอดแบนด์สง่ ได้ไกลกว่ำถงึ 6 เทำ่ โดยไม่ตอ้ งเครื่องทบทวน หรือเครือ่ งขยำยสัญญำณเลย ถ้ำอำศัย สำยเคเบลิ แบบโคแอกเชียลหรือเรยี กสน้ั ๆ ว่ำ \"สำยโคแอก\" จะ หลักกำรมลั ติเพล็กซส์ ญั ญำณแบบ FDM สำยโคแอกสำมำรถมชี ่องทำง ( เปน็ สำยสอ่ื สำรทีม่ ีคณุ ภำพที่กว่ำและรำคำแพงกวำ่ สำยเกลียวคู่ สว่ นของ เสียง) ได้ถงึ 10,000 ชอ่ งทำงในเวลำเดยี วกัน อัตรำเร็วในกำรส่งขอ้ มูลมี สำยสง่ ขอ้ มูลจะอยู่ตรงกลำงเป็นลวดทองแดงมีช้ันของตัวเหนยี่ วนำหุม้ ไดส้ ูงถึง 50 เมกะบิตต่อวนิ ำที หรือ 800 เมกะบิตต่อวนิ ำที ถ้ำใชเ้ ครอ่ื ง อยู่ 2 ช้ัน ชัน้ ในเปน็ ฟนั่ เกลียวหรือชั้นแขง็ ชนั้ นอกเป็นฟน่ั เกลียว และ ทบทวนสญั ญำณทกุ ๆ 1.6 กม. ตวั อยำ่ งกำรใชส้ ำยโคแอกในกำรส่ง คน่ั ระหวำ่ งชั้นด้วยฉนวนหนำ เปลือกช้ันนอกสดุ เปน็ ฉนวน สำยโคแอก สญั ญำณข้อมลู ที่ใชก้ ันมำกในปัจจบุ ัน คอื สำยเคเบลิ ทีวี และสำยโทรศพั ท์ สำมำรถมว้ นโคง้ งอไดง้ ำ่ ย มี 2 แบบ คอื 75 โอมห์ และ 50 ทำงไกล (อนำลอ็ ก) สำยส่งข้อมูลในระบบเครือข่ำยท้องถนิ่ หรอื LAN ( โอมห์ ขนำดของสำยมีตง้ั แต่ 0.4 - 1.0 นว้ิ ช้ันตวั เหน่ียวนำทำหน้ำที่ ดจิ ติ อล) หรอื ใช้ในกำรเชอื่ มโยงส้นั ๆ ระหวำ่ งอุปกรณ์อเิ ลก็ ทรอนกิ ส์ ปอ้ งกนั กำรสูญเสียพลังงำนจำกแผ่รงั สี เปลือกฉนวนหนำทำให้สำยโคแอก มคี วำมคงทนสำมำรถฝังเดินสำยใต้พ้ืนดนิ ได้ นอกจำกน้ันสำย โคแอกยัง ชว่ ยป้องกนั \"กำรสะทอ้ นกลับ\" (Echo) ของเสยี งไดอ้ กี ดว้ ยและลดกำร รบกวนจำกภำยนอกไดด้ ีเชน่ กัน

สื่อกลางประเภทมสี าย (ตอ่ ) ใยแก้วนาแสง (Optic Fiber) สำยไฟเบอรอ์ อปตกิ สำมำรถมีแบนด์วดิ ท์ (BW) ได้ กว้ำงถงึ 3 จิกะเฮิรตซ์ (1 จกิ ะ = 109) และมอี ัตรำเรว็ ทำจำกแกว้ หรอื พลำสติกมีลักษณะเปน็ เสน้ บำงๆ คลำ้ ย เส้นใยแกว้ จะทำตวั เปน็ ส่ือในกำรส่ง ในกำรส่งขอ้ มลู ไดถ้ ึง 1 จิกะบิต ตอ่ วนิ ำที ภำยใน ระยะทำง 100 กม. โดยไมต่ ้องกำรเคร่ืองทบทวน แสงเลเซอรท์ ม่ี คี วำมเร็วในกำรสง่ สัญญำณเทำ่ กับ ควำมเร็วของแสง สญั ญำณเลย สำยไฟเบอรอ์ อปตกิ สำมำรถมีชอ่ งทำง หลักกำรทัว่ ไปของกำรสื่อสำรในสำยไฟเบอร์ออปติกคือกำรเปลย่ี นสญั ญำณ (ขอ้ มลู ) ไฟฟำ้ ให้ ส่อื สำรไดม้ ำกถึง 20,000-60,000 ชอ่ งทำง สำหรับ กำรส่งขอ้ มลู ในระยะทำงไกล ๆ ไมเ่ กิน 10 กม. จะ เปน็ คล่นื แสงก่อน จำกนั้นจงึ สง่ ออกไปเป็นพลั ส์ ของแสง ผ่ำนสำยไฟเบอร์ออปตกิ สำยไฟเบอร์ออปติกทำ สำมำรถมชี ่องทำงได้มำกถงึ 100,000 ชอ่ งทำงทีเดยี ว จำกแกว้ หรอื พลำสตกิ สำมำรถส่งลำแสง ผำ่ นสำยไดท้ ีละหลำย ๆ ลำแสงด้วยมุมทต่ี ำ่ งกนั ลำแสงที่สง่ ออก ไปเปน็ พัลสน์ ้ันจะสะทอ้ นกลบั ไปมำที่ผวิ ของสำยช้ันในจนถึงปลำยทำง จำกสญั ญำณข้อมูลซ่ึงอำจจะเปน็ สญั ญำณอนำล็อกหรอื ดจิ ิตอล จะผ่ำนอุปกรณท์ ี่ทำหนำ้ ทม่ี อ ดูเลตสญั ญำณเสียกอ่ น จำกน้ันจะส่งสัญญำณมอดูเลต ผำ่ นตวั ไดโอดซง่ึ มี 2 ชนิดคอื LED ไดโอด (ligh t Emitting Diode) และเลเซอร์ไดโอด หรอื ILD ไดโอด (Injection Leser Diode) ไดโอดจะมีหนำ้ ที่ เปลย่ี นสญั ญำณมอดูเลตให้เป็นลำแสงเลเซอรซ์ งึ่ เปน็ คลน่ื แสงในย่ำนท่ีมองเหน็ ได้ หรือเป็นลำแสงในยำ่ น อินฟรำเรดซ่งึ ไมส่ ำมำรถมองเหน็ ได้ ควำมถ่ยี ่ำนอนิ ฟรำเรดทใ่ี ชจ้ ะอยูใ่ นช่วง 1014-1015 เฮิรตซ์ ลำแสง จะถูกสง่ ออกไปตำมสำยไฟเบอรอ์ อปตกิ เมอ่ื ถงึ ปลำยทำงกจ็ ะมีตวั โฟโต้ไดโอด (Photo Diode) ท่ที ำ หน้ำทร่ี บั ลำแสงที่ถูกส่งมำเพอ่ื เปลยี่ นสญั ญำณแสงให้กลับไปเป็นสญั ญำณมอดูเลตตำมเดิม จำกนน้ั ก็จะสง่ สญั ญำณผำ่ นเข้ำอปุ กรณด์ มี อดูเลต เพ่ือทำกำรดมี อดเู ลตสญั ญำณมอดูเลตให้เหลือแต่สัญญำณขอ้ มูลที่ ต้องกำร

ขอ้ ดีของใยแกว้ นาแสดงคอื 1. ปอ้ งกนั กำรรบกวนจำกสญั ญำณไฟฟ้ำได้มำก 2. ส่งขอ้ มูลไดร้ ะยะไกลโดยไม่ต้องมีตัวขยำยสญั ญำณ 3. กำรดกั สัญญำณทำไดย้ ำก ข้อมลู จึงมคี วำมปลอดภัยมำกกว่ำสำยส่งแบบอ่นื 4. ส่งขอ้ มลู ได้ดว้ ยควำมเร็วสงู และสำมำรถส่งไดม้ ำก ขนำดของสำยเล็กและนำ้ หนักเบำ

สอ่ื กลางประเภทไมม่ ีสาย ระบบไมโครเวฟ (Microwave System) กำรสง่ สัญญำณขอ้ มลู ไปกลบั คลน่ื ไมโครเวฟเปน็ กำรส่งสัญญำณขอ้ มลู แบบรบั ชว่ งตอ่ ๆ กันจำกหอ (สถำน)ี สง่ - รับสญั ญำณหนึ่งไปยังอกี หอหนงึ่ แตล่ ะหำจะครอบคลมุ พ้ืนทร่ี ับสญั ญำณประมำณ 30-50 กม. ระยะหำ่ งของแตล่ ะหอ คำนวณง่ำย ๆ ไดจ้ ำก สตู ร d = 7.14 (1.33h)1/2 กม. เมื่อ d = ระยะห่ำงระหว่ำงหอ h = ควำมสงู ของหอ

ส่ือกลางประเภทไมม่ สี าย (ตอ่ ) การสง่ สญั ญาณข้อมลู ไมโครเวฟมกั ใช้กนั ในกรณีท่ีการตดิ ตงั้ สายเคเบลิ ทาได้ไมส่ ะดวก เช่น ในเขต เมอื งใหญ่ ๆ หรือในเขตท่ปี ่าเขา แตล่ ะสถานีไมโครเวฟจะติดตงั้ จานสง่ -รับสญั ญาณข้อมลู ซง่ึ มี เส้นผา่ ศนู ย์กลางประมาณ 10 ฟตุ สญั ญาณไมโครเวฟเป็นคลื่นยา่ นความถ่ีสงู (2-10 จิกะเฮิรตซ์) เพอื่ ปอ้ งกนั การแทรกหรือรบกวนจากสญั ญาณอืน่ ๆ แตส่ ญั ญาณอาจจะออ่ น ลง หรือหกั เหได้ในที่มีอากาศร้อนจดั พายหุ รือฝน ดงั นนั้ การตดิ ตงั้ จาน สง่ -รับสญั ญาณจึงต้องให้หนั หน้าของจานตรงกนั และหอย่งิ สงู ยิง่ สง่ สญั ญาณได้ไกล ปัจจบุ นั มกี ารใช้การสง่ สญั ญาณข้อมลู ทางไมโครเวฟกนั อยา่ งแพร่หลาย สาหรับการสื่อสารข้อมลู ใน ระยะทางไกล ๆ หรือระหวา่ งอาคาร โดยเฉพาะในกรณีทไี่ มส่ ะดวกที่จะใช้สายไฟเบอร์ออปตกิ หรือการ ส่อื สารดาวเทียม อีกทงั้ ไมโครเวฟยงั มีราคาถกู กวา่ และติดตงั้ ได้งา่ ยกวา่ และสามารถสง่ ข้อมลู ได้คราว ละมาก ๆ ด้วย อยา่ งไรก็ตามปัจจยั สาคญั ที่ทาให้สื่อกลางไมโครเวฟเป็นทน่ี ิยม คือราคาท่ถี กู กวา่

สอ่ื กลางประเภทไมม่ สี าย (ตอ่ ) ลักษณะของกำรรบั สง่ สัญญำณข้อมูลอำจจะเป็น การสอื่ สารดว้ ยดาวเทยี ม (Satellite Transmission) แบบจดุ ตอ่ จุด (Point-to-Point) หรือแบบแพร่ ที่จรงิ ดำวเทียมกค็ อื สถำนีไมโครเวฟลอยฟ้ำนั่นเอง ซึง่ ทำ สญั ญำณ (Broadcast) สถำนดี ำวเทยี ม 1 ดวง สำมำรถมเี ครือ่ งทบทวนสัญญำณ หน้ำทขี่ ยำยและทบทวนสญั ญำณขอ้ มูล รบั และส่งสญั ญำณขอ้ มลู ดำวเทยี มได้ถึง 25 เครื่อง และสำมำรถ กบั สถำนีดำวเทยี ม ที่อย่บู นพ้ืนโลก สถำนีดำวเทยี มภำคพืน้ จะทำ ครอบคลุมพ้นื ท่ีกำรส่งสัญญำณได้ถึง 1 ใน กำรส่งสญั ญำณขอ้ มลู ไปยังดำวเทียมซ่งึ จะหมุนไปตำมกำรหมนุ ของ 3 ของพื้นผิวโลก ดังนน้ั ถำ้ จะส่งสัญญำณขอ้ มลู โลกซึง่ มีตำแหนง่ คงทเ่ี มื่อเทยี มกับ ตำแหนง่ บนพนื้ โลก ดำวเทียมจะ ให้ไดร้ อบโลกสำมำรถทำไดโ้ ดยกำรสง่ สญั ญำณ ถูกสง่ ข้ึนไปให้ลอยอยู่สูงจำกพนื้ โลกประมำณ 23,300 กม. เครือ่ ง ผ่ำนสถำนีดำวเทียมเพียง 3 ดวงเทำ่ น้ัน ทบทวนสัญญำณของดำวเทยี ม (Transponder) จะรับสญั ญำณ ขอ้ มูลจำกสถำนีภำคพน้ื ซงึ่ มีกำลังออ่ นลงมำกแล้วมำขยำย จำกน้นั จะทำกำรทบทวนสัญญำณ และตรวจสอบตำแหนง่ ของสถำนี ปลำยทำง แล้วจึงส่งสญั ญำณขอ้ มูลไปด้วยควำมถใ่ี นอีกควำมถหี่ น่ึง ลงไปยังสถำนปี ลำยทำง กำรส่งสัญญำณขอ้ มลู ข้นึ ไปยงั ดำวเทยี ม เรยี กว่ำ \"สญั ญำณอปั ลงิ ก์\" (Up-link) และกำรส่งสญั ญำณขอ้ มูลกลบั ลงมำยังพนื้ โลกเรยี กวำ่ \" สญั ญำณ ดำวน์-ลงิ ก์ (Down-link)

ระหว่ำงสถำนดี ำวเทยี ม 2 ดวง ท่ใี ช้ควำมถี่ของสัญญำณเทำ่ กนั ถำ้ อยู่ใกล้กนั เกนิ ไปอำจจะทำให้เกดิ กำรรบกวนสัญญำณ ซง่ึ กันและกัน ได้ เพื่อหลีกเลีย่ งกำรรบกวน หรอื ชนกนั ของสญั ญำณดำวเทียม จึงได้มีกำรกำหนดมำตรฐำนระยะห่ำงของสถำนีดำวเทยี ม และย่ำน ควำมถข่ี องสัญญำณดังน้ี 1.ระยะหำ่ งกนั 4 องศำ (วัดมุมเทียงกับจุดศูนยก์ ลำงของโลก) ให้ใช้ย่ำนควำมถ่ขี องสญั ญำณ 4/6 จกิ ะเฮิรตซ์ หรอื ยำ่ น C แบนดโ์ ดยมี แบนด์วดิ ทข์ องสัญญำณอัป-ลงิ กเ์ ทำ่ กับ 5.925-6.425 จิกะเฮริ ตซ์ และมีแบนดว์ ดิ ทข์ องสัญญำณดำวน-์ ลิงกเ์ ทำ่ กับ 3.7-4.2 จิกะเฮริ ตซ์ 2.ระยะหำ่ งกนั 3 องศำ ใหใ้ ชย้ ่ำนควำมถี่ของสัญญำณ 12/14 จิกะเฮริ ตซ์ หรือยำ่ น KU แบนด์ โดยมีแบนดว์ ดิ ทข์ องสัญญำณอปั -ลิงก์ เทำ่ กับ 14.0-14.5 จกิ ะเฮริ ตซ์ และมีแบนด์วิดทข์ องสัญญำณดำวน์-ลิงกเ์ ทำ่ กบั 11.7-12.2 จกิ ะเฮริ ตซ์ นอกจำกน้ีสภำพอำกำศ เช่น ฝนหรอื พำยุ กส็ ำมำรถทำใหส้ ญั ญำณผิดเพ้ียนไปไดเ้ ชน่ กัน สำหรบั กำรส่งสญั ญำณ ขอ้ มลู นน้ั ในแตล่ ะเครอ่ื งทบทวนสญั ญำณจะมีแบนดว์ ดิ ท์เท่ำกับ 36 เมกะเฮิรตซ์ และมีอัตรำเร็วกำรสง่ ข้อมูลสูงสดุ เท่ำกบั 50 เมกะบติ ต่อวนิ ำที ข้อเสยี ของกำรส่งสญั ญำณข้อมลู ทำงดำวเทยี มคอื สัญญำณขอ้ มลู สำมำรถถกู รบกวนจำกสัญญำณภำคพ้ืนอ่ืน ๆ ได้ อีกท้ังยงั มีเวลำประวิง (Delay Time) ในกำรส่งสัญญำณเนื่องจำกระยะทำงขึน้ -ลง ของสัญญำณ และท่ีสำคัญคอื มีรำคำสงู ในกำรลงทนุ ทำใหค้ ่ำบรกิ ำรสูงตำม ขึ้นมำเช่นกัน