บทที่2สื่อกลางในการส่งข้อมูล

ปัจจุบันน้ี การสื่อสารข้อมูลและเครือข่ายคอมพิวเตอร์ได้กลายเป็นปัจจัยท่ีจาเป็นตอ่ ชวี ิตประจาวนั ของมนษุ ย์เรา แต่การสื่อสารข้อมูลและเครือข่ายคอมพิวเตอร์จะไม่สามารถทางานได้เลยถ้าปราศจากสื่อกลางท่ีใช้ในการส่งข้อมูล ดังน้ันจึงต้องมีการศึกษาถึงคุณสมบัติและวิธีการใช้งานของส่ือกลางชนิดต่าง ๆ เพื่อให้สามารถเลือกส่ือกลางมาใช้งานได้อย่างเหมาะสมและมปี ระสิทธภิ าพ

ส่อื กลางในการส่งข้อมูล แบง่ ออกเปน็ 2 ประเภท คอื2.2.1 ส่อื กลางที่กาหนดเสน้ ทางได้ หรอื ระบบใชส้ าย (Wired System) 1) สายค่ตู เี กลียว (Twisted Pair) 2) สายโคแอกเชียล (Co-axial Cable) 3) สายใยแก้วนาแสง (Optic Fiber Cable)

1) สายคู่ตีเกลยี ว (Twisted Pair) ลกั ษณะของสายคู่ตเี กลียว - สายคูต่ เี กลยี วแตล่ ะคทู่ าด้วยสายทองแดง 2 เสน้ แตล่ ะเสน้ มฉี นวนหุ้ม พันกันเป็นเกลียว เพ่ือป้องกันการรบกวนจากคลน่ื แม่เหลก็ ไฟฟา้ - สายคู่ตีเกลียว 1 คู่ ใชแ้ ทน 1 ช่องทางการสื่อสาร - สามารถใชส้ ง่ สัญญาณได้ทัง้ สญั ญาณอนาลอ็ กและสญั ญาณดจิ ิตอล

ประเภทของสายคูต่ ีเกลียวสายคตู่ เี กลยี วที่นิยมใชใ้ นปจั จบุ ัน แบง่ ออกเป็น 2 ประเภท คอื- สายค่ตู เี กลยี วชนิดไม่มฉี นวนโลหะหมุ้ (Unshield Twisted Pair : UTP)- ในสายเคเบิล 1 เสน้ ประกอบดว้ ยสายคตู่ เี กลยี ว 4 คู่ (8 เส้น)- เหมาะสาหรบั การเช่อื มตอ่ อปุ กรณท์ ม่ี ีระยะห่างไม่เกิน 30 เมตร- สายคูต่ ีเกลยี วชนิดไมม่ ฉี นวนโลหะแบ่งออกเปน็ กล่มุ (Category) ตามความเรว็ ในการ รับ-สง่ ข้อมลู ดงั น้ี คอื

- สายคู่ตเี กลยี วชนิดมฉี นวนโลหะหมุ้ (Shield Twisted Pair : STP) - ในสายเคเบิล 1 เส้น ประกอบด้วยสายคู่ตเี กลยี ว 4 คู่ (8 เสน้ ) - สามารถสง่ ข้อมลู ด้วยความเรว็ 150 bps - สายค่ตู เี กลียวชนิดมีฉนวนโลหะมีคณุ ภาพการใช้งานสงู กว่าสายคูต่ เี กลียวชนิดไม่มีฉนวนโลหะ แต่มรี าคาสงู กวา่

วธิ ีการใช้งานของสายค่ตู เี กลียว - การนาสายคู่ตีเกลียวมาเช่ือมต่อกับอุปกรณ์ต่าง ๆ ในเครือข่าย ปลายสายแต่ละข้างจะต้องใช้คอนเนก็ เตอร์ทีม่ ลี ักษณะคล้ายกบั ใชค้ อนเนก็ เตอร์ของสายโทรศพั ท์ เรยี กว่า อาร์เจ-45 (RJ-45) - การเชื่อมตอ่ คอนเนก็ เตอร์ของสายคูต่ เี กลียวเพอื่ ใชใ้ นเครือขา่ ยคอมพวิ เตอร์ ทาได้ 2 รูปแบบ คอื - สายคู่ตเี กลยี วทใี่ ชเ้ ช่ือมระหว่างฮบั กับเครอื่ งคอมพวิ เตอร์ ปลายทง้ั สองด้านต้องตอ่ คอนเนก็ เตอร์อาร์เจ-45 ตามมาตรฐาน EIA/TIA 568B - สายคตู่ ีเกลียวที่ใช้เชือ่ มระหว่างเครอื่ งคอมพวิ เตอร์ ปลายด้านหนึ่งต้องคอนเน็กเตอร์อาร์เจ-45ตามมาตรฐาน EIA/TIA 568B ส่วนปลายอีกด้านหน่ึงต้องต่อคอนเน็กเตอร์อาร์เจ-45 ตามมาตรฐาน EIA/TIA568A

ขอ้ ดีของสายค่ตู เี กลยี ว- ราคาถูก- งา่ ยต่อการใชง้ านขอ้ เสียของสายคู่ตีเกลยี ว- ความเรว็ ในการส่งขอ้ มลู ต่า- ระยะทางในการสง่ ขอ้ มูล ใช้ได้กบั ระยะทางส้นั ๆ- งา่ ยต่อการถูกรบกวนจากสญั ญาณภายนอก

2) สายโคแอกเชยี ล (Co-axial Cable) ลักษณะของสายโคแอกเชียล - สายโคแอกเชียล 1 เส้น ประกอบดว้ ย - เสน้ ลวดทองแดงอยู่ตรงกลางเพือ่ ใชเ้ ปน็ ตัวนาสญั ญาณ (Inner Conductor) - ช้นั ที่ 1 ห้มุ ด้วยฉนวนพลาสติก - ชั้นท่ี 2 หุ้มดว้ ยฉนวนโลหะทถี่ ักทอเปน็ ตาข่าย - ชนั้ ท่ี 3 (ชนั้ นอกสุด) หุ้มดว้ ยฉนวนพลาสตกิ - มีแบนด์วิดธ์สงู ถงึ 500 MHz - สามารถใช้สง่ สญั ญาณไดท้ ้ังสญั ญาณอนาลอ็ กและสญั ญาณดิจติ อล

ประเภทของสายโคแอกเชยี ล สายโคแอกเชียลทนี่ ิยมใชใ้ นปจั จุบัน แบง่ ออกเปน็ 2 ประเภท คือ - สายโคแอกเชยี ลประเภท 50 โอห์ม ใช้สง่ ขอ้ มลู ดจิ ติ อล - สายโคแอกเชยี ลประเภท 75 โอห์ม ใชส้ ่งขอ้ มูลอนาล็อก วิธกี ารใช้งานของสายโคแอกเชียล - การนาสายโคแอกเชยี ลมาเช่ือมตอ่ กับอุปกรณต์ ่าง ๆ ในเครือข่าย ปลายสายแต่ละข้างจะต้องใช้คอนเน็กเตอร์ทมี่ ีลกั ษณะคลา้ ยกบั ใช้คอนเน็กเตอร์ของสายทวี เี รียกว่า บเี อ็นซี (Bayonet Network Connector : BNC)

ขอ้ ดีของสายโคแอกเชียล- สามารถใชง้ านได้ในระยะทางไกล- ปอ้ งกันสัญญาณรบกวนได้ดีขอ้ เสียของสายโคแอกเชียล- ราคาแพง- สายมขี นาดใหญ่- การติดตัง้ คอนเนก็ เตอร์ทาได้ยาก

3) สายใยแกว้ นาแสง (Optic Fiber Cable) ลกั ษณะของสายใยแกว้ นาแสง - สายใยแก้วนาแสง ประกอบดว้ ย - แกนนาแสงซึ่งทาด้วยแก้ว เรียกว่าท่อใยแก้วนาแสง มีขนาดเล็กมากประมาณเท่าเส้นผม แกนนาแสง 1 อันประกอบดว้ ยท่อใยแกว้ นาแสงจานวนมาก เช่นถา้ มที อ่ ใยแก้วนาแสง 10 เส้น เรียกวา่ สายใยแก้วนาแสง 10 Core - แกว้ สาหรับห่อหมุ้ แกนนาแสง เรยี กว่า Reflective Cladding - วสั ดหุ อ่ หมุ้ ภายนอก เรยี กว่า Protection Buffer - การส่งขอ้ มูล สัญญาณของขอ้ มลู ดิจิตอล (0 และ 1) จะถกู แปลงเป็นสัญญาณแสงท่มี คี วามเข้มของแสงต่างระดบั กนั

ประเภทของสายใยแก้วนาแสง สายใยแกว้ นาแสงที่นิยมใชใ้ นปจั จุบนั แบง่ ออกเป็น 3 ประเภท คอื - Multi Mode Step Index ใช้หลักการให้แสงสะท้อนด้วยมุมต่าง ๆ จนถึงปลายทางราคาไม่แพงประสิทธภิ าพในการส่งข้อมลู ปานกลาง - Graded Index Multi Mode ใช้หลักการทาให้เกดิ จดุ รวมของการสะท้อนแสง ประสิทธิภาพในการสง่ ขอ้ มูลดกี วา่ ชนดิ Multi Mode Step Index

- Single Mode เปน็ สายใยแกว้ นาแสงท่มี ีความเร็วในการสง่ ข้อมลู มากทสี่ ดุ โดยใชห้ ลักการสง่ สัญญาณแสงออกไปเปน็ เส้นตรง ไม่มีการสะทอ้ นของแสง

วธิ ีการใชง้ านของสายใยแกว้ นาแสง การนาสายใยแก้วนาแสงมาใชง้ าน ประกอบดว้ ย 3 ข้นั ตอน คือ - การส่งข้อมูล จะต้องมีอุปกรณ์กาเนิดแสง (Light Emitting Diode : LED) เพื่อทาการแปลงกระแสไฟฟ้าให้เป็นสัญญาณแสง - ตวั กลาง หรอื แกนนาแสง ทาหน้าทีส่ ่งผา่ นสญั ญาณข้อมลู - การรับข้อมูล จะต้องมีอุปกรณ์ตรวจรับแสง (Photodiode) ทาการแปลงสัญญาณแสงให้เป็นกระแสไฟฟ้าเหมอื นเดมิ

ข้อดีของสายใยแก้วนาแสง- มขี นาดเลก็ และนา้ หนกั เบา- มคี า่ แบนดว์ ดิ ธ์สงู ซึ่งมีผลทาให้อตั ราความเรว็ การสง่ ขอ้ มลู สงู ดว้ ย- มีความทนทานต่อคลนื่ รบกวนภายนอกสงู- การสูญเสยี กาลงั ของสญั ญาณมนี ้อยกว่าสอื่ กลางชนดิ อน่ื ๆ- สามารถติดต้งั และใช้งานในที่ท่ีมีอุณหภมู ติ า่ หรือสงู มาก ๆ ได้ข้อเสยี ของสายใยแก้วนาแสง- ราคาแพง- สายใยแกว้ นาแสงมคี วามเปราะบาง แตกหักง่าย- การตดิ ตัง้ ตอ้ งใชค้ วามชานาญเป็นพิเศษ

2.2.2 สื่อกลางท่กี าหนดเส้นทางไมไ่ ด้ หรอื ระบบไรส้ าย (Wireless Syatem) 1) คลื่นไมโครเวฟ (Microwave) 2) แสงอนิ ฟราเรด (Infrared) 3) ระบบส่ือสารวทิ ยุ (Radio Link) 4) ระบบดาวเทยี ม (Satellite Link) 5) บลทู ูธ (Bluetooth)

1) คลนื่ ไมโครเวฟ (Microwave) ลกั ษณะของคล่นื ไมโครเวฟ - การรบั -ส่ง สญั ญาณข้อมลู ของคลื่นไมโครเวฟ ใชจ้ านสะทอ้ นรูปพาลาโบลา - การส่งสัญญาณขอ้ มูลจะทาการสง่ ต่อ ๆ กนั ไป จากสถานีหน่ึงไปยังอีกสถานีหน่ึง ซ่ึงการส่งสัญญาณข้อมูลระหว่างสถานีสัญญาณข้อมูลจะเดนิ ทางเป็นเส้นตรง - สถานีหน่ึง ๆ ครอบคลุมพน้ื ทีใ่ นการรบั สญั ญาณได้ 30 – 50 กโิ ลเมตร - ใช้ความถใ่ี นการส่งสญั ญาณขอ้ มลู ในชว่ ง 2-40 GHz โดยท่ีความถี่ในชว่ ง 2.400-2.484 GHz ไมต่ อ้ งเสียคา่ ใช้จ่าย

ขอ้ ดีของคลื่นไมโครเวฟ- เป็นระบบไร้สายจึงไม่ตอ้ งเสยี ค่าใชจ้ ่ายในการตดิ ตั้งสาย- ไม่มปี ญั หาเรื่องสายขาด- มคี ่าแบนดว์ ดิ ธ์สูง ซงึ่ มผี ลทาให้อตั ราความเร็วการส่งข้อมลู สูงด้วยข้อเสียของคลืน่ ไมโครเวฟ- เปน็ ส่ือกลางที่ถกู รบกวนจากสญั ญาณภายนอกได้งา่ ย เช่น พายุ ฟา้ ผา่- คา่ ติดตัง้ จานและเสาสง่ มรี าคาแพง- การใช้งานต้องขอใช้ความถ่ีจากองคก์ รควบคุมการสอื่ สาร

2) แสงอินฟราเรด (Infrared) ลักษณะของแสงอนิ ฟราเรด - ใชใ้ นการสอื่ สารขอ้ มลู ระยะใกล้ ๆ เท่านั้น เช่น การสอ่ื สารในบริเวณหอ้ งเดียวกนั - นยิ มใชใ้ นการสอื่ สารขอ้ มูลระหว่างสองอุปกรณเ์ ทา่ นัน้ - มอี ัตราความเร็วในการสง่ ข้อมูลไมส่ ูง ประมาณ 4 Mbps

ขอ้ ดขี องแสงอินฟราเรด- ราคาถูก- สามารถใชง้ านไดโ้ ดยไมต่ อ้ งขอใชค้ วามถจ่ี ากองคก์ รควบคมุ การสื่อสารขอ้ เสียของแสงอินฟราเรด- แสงอินฟราเรดไมส่ ามารถผ่านวัตถุทึบแสงได้- แสงอนิ ฟราเรดถูกรบกวนดว้ ยแสงอาทติ ยไ์ ด้ง่าย

3) ระบบสื่อสารวิทยุ (Radio Link) ลักษณะของระบบสอื่ สารวิทยุ - ระบบสื่อสารวิทยุ 1 ช่องสญั ญาณ สามารถใช้ไดก้ ับหลายสถานี โดยมีการควบคุมการส่งสัญญาณข้อมูลไม่ให้ชนกนั โดยวิธี CSMA (Carrier Sense Multiple Access) - ใชค้ วามถ่ีในการสง่ สัญญาณขอ้ มลู ในชว่ ง 400- 900 MHz

ข้อดีของระบบส่ือสารวทิ ยุ- สามารถใชง้ านได้โดยไม่ตอ้ งขอใชค้ วามถี่จากองค์กรควบคมุ การสอื่ สาร- สามารถสง่ สญั ญาณขอ้ มูลกบั สถานีเคลอ่ื นทไ่ี ด้ จึงสามารถสร้างเครือข่ายทีม่ ีอาณาเขตกว้างไกล- มีค่าแบนดว์ ิดธ์สงู ซึ่งมผี ลทาใหอ้ ตั ราความเรว็ การส่งข้อมลู สงู ดว้ ยขอ้ เสียของระบบสื่อสารวิทยุ- เปน็ สื่อกลางทถ่ี กู รบกวนจากสญั ญาณภายนอกไดง้ ่าย- ระบบสื่อสารวทิ ยเุ ปน็ การส่งสัญญาณข้อมลู แบบแพรก่ ระจาย ดงั นัน้ ความปลอดภัย ของข้อมลู จงึ ตา่

4) ระบบดาวเทยี ม (Satellite Link) ลักษณะของระบบดาวเทยี ม - การทางานของระบบดาวเทยี มคล้ายกับคลืน่ ไมโครเวฟ - การสง่ สญั ญาณข้อมูลจากภาคพืน้ ดินไปยังดาวเทียม เรียกว่า สญั ญาณอัปลงิ ค์ (Uplink) - การสง่ สญั ญาณขอ้ มูลจากระบบดาวเทียมมายังพืน้ ดนิ เรียกว่า สัญญาณดาวน์ลิงค์ (Downlink) - การสือ่ สารข้อมลู โดยใชร้ ะบบดาวเทียม มอี ุปกรณ์ เรยี กวา่ Transponder ทาหน้าท่ี รบั -สง่ สัญญาณ และขยายสัญญาณระหว่างพื้นโลกและดาวเทียม

ขอ้ ดขี องระบบดาวเทยี ม - สามารถสง่ สัญญาณข้อมูลได้ในระยะไกล และมอี ัตราความเร็วในการส่งสญั ญาณขอ้ มลู สูง - เป็นระบบไรส้ าย จงึ ไมม่ ีปญั หาเรอ่ื งสายชาต - คา่ ใช้จา่ ยในการติดต้งั ไม่ขึ้นกับระยะทาง ขอ้ เสยี ของระบบดาวเทยี ม - การส่ือสารดว้ ยระบบดาวเทียม จะเกดิ ความลา่ ชา้ ของสัญญาณขอ้ มูล ซ่งึ เวลานเี้ รียกวา่ ความหนว่ งในการแพรส่ ัญญาณ (Propagation Delay) - อปุ กรณใ์ นการติดตง้ั มีราคาแพง - เปน็ สอ่ื กลางท่ีถกู รบกวนจากสญั ญาณภายนอกได้งา่ ย เชน่ พายุ ฟ้าผ่า - ระบบดาวเทยี มเป็นการส่งสัญญาณขอ้ มูลแบบแพร่กระจาย ดังน้นั ความปลอดภยั ของขอ้ มูลจึงตา่

5) บลูทธู (Bluetooth) ลกั ษณะของบลทู ธู - เปน็ เทคโนโลยสี มัยใหม่ เกดิ ข้นึ ประมาณปี ค.ศ. 1998 - ใชค้ วามถใี่ นการสง่ สญั ญาณขอ้ มลู 2.5 GHz - ปจั จบุ นั สามารถสอ่ื สารไดใ้ นระยะทางไม่เกิน 10 เมตร - สามารถส่อื สารผ่านวตั ถทุ บึ แสงได้ - สามารถสื่อสารระหว่างอปุ กรณ์หลาย ๆ อุปกรณ์ได้

ข้อดขี องบลทู ูธ - เป็นระบบการสื่อสารทม่ี มี าตรฐาน สามารถนาไปใชง้ านไดท้ ่วั โลก - เป็นระบบการสอื่ สารที่ใช้งานไดท้ ั้งขอ้ มลู เสียง และมัลติมเี ดยี ข้อเสยี ของบลูทธู - เน่ืองจากเป็นระบบท่ีสามารถส่ือสารระหว่างอุปกรณ์หลาย ๆ อุปกรณ์จงึ มีปญั หาเรอื่ งการชนกันของข้อมูล

ในการใช้งานด้านการสื่อสารข้อมูล หรือการออกแบบเครือข่าย สิ่งสาคัญอย่างหน่ึงท่ีควรพจิ ารณาก็คอื การเลอื กใชส้ ื่อกลางทเี่ หมาะสม เพราะหากมกี ารเลือกใช้สือ่ กลางที่ไม่เหมาะสมการใชง้ านเครอื ข่ายนน้ั อาจไมส่ มบรู ณห์ รืออาจนาไปสูค่ วามล้มเหลวได้ ซ่ึงปจั จัยตา่ ง ๆ ที่ควรพิจารณาในการเลอื กใช้สื่อกลาง มดี ังนี้ คือ 1) ตน้ ทุน 2) ความเร็ว 3) ระยะทาง 4) สภาพแวดล้อม 5) ความปลอดภยั ของขอ้ มลู

1) ตน้ ทนุ (Cost) การพิจารณาตน้ ทุนของสื่อกลาง ควรพจิ ารณาในส่งิ ตอ่ ไปน้ี คือ 1) พิจารณาต้นทุนของตวั อุปกรณท์ ใ่ี ช้ 2) พิจารณาตน้ ทุนการตดิ ตั้งอุปกรณ์ 3) เปรยี บเทียบราคาของอปุ กรณ์

2) ความเรว็ (Speed) การพิจารณาความเร็วของส่ือกลาง ควรพจิ ารณาในสง่ิ ตอ่ ไปน้ี คือ 1) ความเร็วในการส่งผ่านสัญญาณข้อมูล (Data Transmission Speed) หมายถึง ความเร็วในการส่งผ่านสญั ญาณข้อมูล คานวณไดจ้ ากจานวนบติ ต่อวินาที ซงึ่ ความเรว็ น้ีขน้ึ อยูก่ บั แบนด์วดิ ธ์ของสื่อกลางนั้น ๆ 2) ความเร็วในการแพร่สญั ญาณขอ้ มลู (Propagation Speed) หมายถงึ ความเร็วทีส่ ญั ญาณข้อมลู สามารถเคลอื่ นท่ผี า่ นสอ่ื กลางไปได้

3) ระยะทาง (Distance) ส่ือกลางแต่ละชนิดมีความสามารถในการส่งสัญญาณข้อมูลไปไดใ้ นระยะทางต่างกนั ดังนนั้ การเลอื กใช้สื่อกลางแต่ละชนิด จะต้องทราบข้อจากัดทางด้านระยะทาง เพื่อท่ีจะต้องทาการติดตั้งอุปกรณ์ ทบทวนสญั ญาณเมือ่ ใชส้ ือ่ กลางน้นั ในระยะทางไกล ๆ

4) สภาพแวดล้อม (Environment) สภาพแวดลอ้ มถอื เป็นปจั จัยสาคญั อย่างหน่ึงในการเลือกใช้ส่ือกลาง ตัวอย่างเช่น สภาพแวดล้อมเป็นโรงงานอตุ สาหกรรมเครือ่ งจกั รกล ซึ่งมีคล่ืนแม่เหล็กไฟฟ้าและรังสีต่าง ๆ ดังนั้นการเลือกใช้สื่อกลาง ควรเลอื กส่ือกลางที่ทนทานตอ่ สญั ญาณรบกวนไดอ้ ยา่ งดี

6) ความปลอดภัยของขอ้ มลู การเลอื กใชส้ ือ่ กลางต้องคานึงถึงความปลอดภัยของข้อมูล หากสื่อกลางที่เลือกใช้ไม่สามารถป้องกันการลักลอบนาเข้าข้อมูลไปได้ ดังนั้นในการสื่อสารข้อมูลจึงจาเป็นต้องมีการเข้ารหัสข้อมูลก่อนท่ีจะส่งไปในสือ่ กลาง และผู้รบั ก็ตอ้ งมกี ารถอดรหสั ท่ใี ชห้ ลักเกณฑเ์ ดียวกนั จึงสามารถนาข้อมูลน้นั ไปใชง้ านไดจ้ รงิ

“ขอบคณุ ”Thank You.

“จบหน่วยท่ี 2”