เทคโนโลยีการรับส่งข้อมูล
เทคโนโลยีการสื่อสารข้อมูล
ในปัจจุบันความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีการสื่อสาร ทำให้เราหันมาให้ความสำคัญต่อการติดต่อสื่อสารผ่านเครือข่ายคอมพิวเตอร์ ทำให้เราสามารถติดต่อเชื่อมโยงข้อมูลถึงกันได้ทั่วโลก ไม่ว่าจะอยู่ในรูปของอินเทอร์เน็ต หรือด้านการติดต่อสื่อสารโทรคมนาคมในระยะไกลต่าง ๆ ก่อให้เกิดการนำเทคโนโลยีการสื่อสารข้อมูลมาใช้ในวงการธุรกิจต่าง ๆ เป็นการนำความรู้จากข้อมูลข่าวสารที่ได้รับมาสร้างทางเลือกในการตัดสินใจในการดำเนินธุรกิจต่าง ๆ ส่งผลให้เราสามารถลดต้นทุน ลดเวลาในการติดต่อสื่อสารส่งเสริมให้เกิดการใช้งานทรัพยากรร่วมกัน ซึ่งเหมาะกับสภาพขององค์กรในปัจจุบันที่ต้องการการแข่งขันที่ค่อนข้างสูง
จากจุดเริ่มแรกทำให้มีการใช้บริการด้านการสื่อสารโทรคมนาคมเพิ่มมากขึ้น ไม่ว่าจะเป็นการใช้งานผ่านเครือข่ายอินเทอร์เน็ต และเว็บไซต์เพื่อการพาณิชย์ต่าง ๆ ส่งผลให้เกิดแรงผลักดันในการพัฒนาเทคโนโลยีสมัยใหม่เพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว เห็นได้ง่าย ๆ จากการเปลี่ยนแปลงจากการสื่อสารแบบอนาล็อกเป็นเทคโนโลยีเครือข่ายดิจิทัล ทำให้มีความเร็วในการส่งข้อมูลสูงขึ้น และส่งข้อมูลได้เป็นจำนวนมาก ลดความผิดพลาดในการส่งข้อมูล ซึ่งสามารถส่งสารสนเทศทั้งที่เป็นข้อมูลประเภท เสียง และวิดีโอ ไปพร้อม ๆ กัน อีกทั้งการใช้ดาวเทียมสื่อสารทำให้สามารถส่งข้อมูลภาพและเสียงข้ามซีกโลกได้อย่างรวดเร็ว รวมทั้งการใช้เซลลูลาห์หรือเครือข่ายไร้สายอื่น ๆ นับว่าเป็นการทำให้เกิดความสะดวกรวดเร็วในการใช้อุปกรณ์แบบพกพาแบบต่าง ๆ ทำให้เราสามารถติดต่อสื่อสารกันได้ทั่วโลก
1 ความรู้เบื้องต้นเกี่ยวกับการสื่อสารข้อมูล
1.1 องค์ประกอบพื้นฐานในการสื่อสารข้อมูล
องค์ประกอบพื้นฐานของการสื่อสารข้อมูลสามารถแบ่งออกได้เป็น 5 ส่วนแสดงดังรูปที่ 1
รูปที่ 1 องค์ประกอบการสื่อสาร
1. ผู้ส่งหรืออุปกรณ์ส่งข้อมูล (Sender) เป็นแหล่งต้นทางของการสื่อสารโดยมีหน้าที่ในการให้กำเนิดข้อมูล หรือเตรียมข้อมูล เช่น ผู้พูด คอมพิวเตอร์ต้นทาง เป็นต้น
2. ผู้รับหรืออุปกรณ์รับข้อมูล (Receiver) เป็นแหล่งปลายทางของการสื่อสาร หรือเป็นอุปกรณ์สำหรับข้อมูลที่จะนำข้อมูลนั้นไปใช้ดำเนินการต่อไป เช่น ผู้รับ คอมพิวเตอร์ปลายทาง เครื่องพิมพ์
3. ข่าวสาร (Massage) เป็นตัวเนื้อหาของข้อมูล ซึ่งมีได้หลายรูปแบบดังนี้ คือ
- ข้อความ (Text) ข้อมูลที่อยู่ในรูปอักขระ หรือเอกสาร เช่น ข้อความในหนังสือ เป็นต้น
- เสียง (Voice) ข้อมูลเสียงที่แหล่งต้นทางสร้างขึ้นมา ซึ่งอาจจะเป็นเสียงที่มนุษย์หรืออุปกรณ์บางอย่างเป็นตัวสร้างก็ได้
- รูปภาพ (Image) เป็นข้อมูลที่ไม่เหมือนข้อความตัวอักษรที่เรียงติดต่อกัน แต่จะมีลักษณะเหมือนรูปภาพ เช่น การสแกนภาพเข้าคอมพิวเตอร์ เป็นต้น เมื่อเปรียบเทียบข้อมูลรูปภาพกับข้อมูลข้อความ แล้วรูปภาพจะมีขนาดใหญ่กว่า
- สื่อผสม (Multimedia) ข้อมูลที่ผสมลักษณะของทั้งรูปภาพ เสียงและข้อความเข้าด้วยกัน โดยสามารถเคลื่อนไหวได้ เช่น การเรียนผ่านระบบ VDO conference เป็นต้น โดยข้อมูลจะมีขนาดใหญ่มาก
4. สื่อกลางหรือตัวกลางในการนำส่งข้อมูล (Medium) เป็นสื่อหรือช่องทางที่ใช้ในการนำข้อมูลจากต้นทางไปยังปลายทาง ซึ่งอาจเป็นตัวกลางที่มีสายสัญญาณ เช่น สายไฟ หรือตัวกลางที่ไม่ใช้สายสัญญาณ เช่น อากาศ เป็นต้น
5. โปรโตคอล (Protocol) เป็นข้อกำหนดหรือข้อตกลงถึงกฎระเบียบและวิธีการที่ใช้ในการสื่อสารเพื่อให้ผู้ส่งและผู้รับมีความเข้าใจตรงกัน
1.2 ชนิดของการสื่อสาร
การสื่อสารข้อมูลระหว่างผู้รับกับผู้ส่งสามารถแบ่งได้เป็น 3 ประเภท
1. การสื่อสารข้อมูลทิศทางเดียว (Simplex Transmission) เป็นการติดต่อสื่อสารเพียงทิศทางเดียว คือผู้ส่งจะส่งข้อมูลเพียงฝั่งเดียวและโดยฝั่งรับไม่มีการตอบกลับ เช่น การกระจายเสียงของสถานีวิทยุ การส่ง e-mail เป็นต้น แสดงดังรูปที่ 2
รูปที่ 2 แสดงการสื่อสารข้อมูลทิศทางเดียว
2. การสื่อสารข้อมูลสองทิศทางสลับกัน (Half Duplex Transmission) เป็นการสื่อสาร 2 ทิศทางแต่คนละเวลากัน เช่น วิทยุสื่อสาร เป็นต้น แสดงดังรูปที่ 3
รูปที่ 3 แสดงการสื่อสารข้อมูลสองทิศทางสลับกัน
3. การสื่อสารข้อมูลสองทิศทางพร้อมกัน (Full Duplex Transmission) เป็นการสื่อสาร 2 ทิศทาง โดยสามารถส่งข้อมูลในเวลาเดียวกันได้ เช่น การคุยโทรศัพท์ เป็นต้น แสดงดังรูปที่ 4
รูปที่ 4 แสดงการสื่อสารข้อมูลสองทิศทางพร้อมกัน
1.3 การสื่อสารข้อมูลทางคอมพิวเตอร์
การสื่อสารข้อมูลทางคอมพิวเตอร์ หมายถึง การโอนถ่าย (Transmission) ข้อมูลหรือการแลกเปลี่ยนข้อมูลระหว่างผู้ส่งต้นทางกับผู้รับปลายทาง ทั้งข้อมูลประเภท ข้อความ รูปภาพ เสียง หรือข้อมูลสื่อผสม โดยผู้ส่งต้นทางส่งข้อมูลผ่านอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์หรือคอมพิวเตอร์ ซึ่งมีหน้าที่แปลงข้อมูลเหล่านั้นให้อยู่ในรูปสัญญาณทางไฟฟ้า (Electronic data) จากนั้นถึงส่งไปยังอุปกรณ์หรือคอมพิวเตอร์ปลายทาง
ประเภทของสัญญาณ
ข้อมูลที่ใช้ในการสื่อสารข้อมูลทางคอมพิวเตอร์ ต้องเป็นข้อมูลที่อยู่ในรูปสัญญาณทางไฟฟ้า ซึ่งสามาถจำแนกสัญญาณได้ 2 ลักษณะ
1. สัญญาณแบบดิจิทัล(Digitals signal)
เป็นสัญญาณที่ถูกแบ่งเป็นช่วงๆ อย่างไม่ต่อเนื่อง (Discrete) โดยลักษณะของสัญญาณจะแบ่งออกเป็นสองระดับเพื่อแทนสถานะสองสถานะ คือ สถานะของบิต 0 และสถานะของบิต 1 โดยแต่ละสถานะคือ การให้แรงดันทางไฟฟ้าที่แตกต่างกัน การทำงานในคอมพิวเตอร์ใช้สัญญาณดิจิทัล แสดงดังรูปที่ 5
รูปที่ 3.5 แสดงสัญญาณแบบดิจิทัล
2. สัญญาณอนาลอก(Analog Signal)
เป็นสัญญาณคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่มีความต่อเนื่องของสัญญาณ โดยไม่เปลี่ยนแปลงแบบทันที่ทันใดเหมือนกับสัญญาณดิจิทัล เช่น เสียงพูด หรืออุณหภูมิในอากาศเมื่อเทียบกับเวลาที่เปลี่ยนแปลงอย่างต่อเนื่อง แสดงดังรูปที่ 6
รูปที่ 6 แสดงสัญญาณแบบอนาลอก
3.1.4 สื่อกลางการสื่อสาร (Transmission media)
การส่งข้อมูลจากผู้ส่งไปยังผู้รับให้ครบถ้วนและถูกต้องจำเป็นต้องอาศัยสื่อกลางในการเชื่อมต่อซึ่งสื่อกลาง (Medium) ทำหน้าที่เป็นเส้นทางเดินของข้อมูล โดยคุณภาพของสัญญาณที่ถูกส่งออกไปจะเกิดการสูญเสียความเข้มของสัญญาณระหว่างเส้นทางการสื่อสารทำให้ข้อมูลฝั่งรับเกิดข้อผิดพลาดและเป็นการลดทอนประสิทธิภาพของการสื่อสารลง ซึ่งสื่อที่ใช้ในการส่งผ่านข้อมูล (Transmission medium) จึงส่งผลต่อประสิทธิภาพในการส่งด้วย โดยสื่อกลางในการส่งแบ่งออกเป็น 2 ประเภท
1. สื่อกลางแบบมีสาย (Guide media)
เป็นสื่อซึ่งอาศัยวัสดุที่จับต้องได้เป็นตัวส่งผ่านสัญญาณ เช่น สายทองแดง สายคู่ตีเกลียว (Twisted pair)
1.1 Twisted Pair (สายคู่ตีเกลียว)
สายคู่ตีเกลียวแบ่งออกเป็นสายคู่ตีเกลียวไม่หุ้มฉนวนเรียกสั้นๆ ว่า UTP (Unshielded Twisted Pair) และสายคู่ตีเกลียวหุ้มฉนวน (Shielded Twisted Pair)
- UTP (Unshielded Twisted Pair)
คู่สายในสายคู่ตีเกลียวไม่หุ้มฉนวนคล้ายสายโทรศัพท์ มีหลายเส้น ซึ่งแต่ละเส้นก็จะมีสีแตกต่างไปและตลอดทั้งสายนั้นจะถูกหุ้มด้วยพลาสติก(Plastic Cover) ซึ่งการตีเกลียวลักษณะนี้จะช่วยให้มันมีคุณสมบัติในการป้องกันสัญญาณรบกวนจากอุปกรณ์ไฟฟ้าอื่นๆ เช่น จากเครื่องถ่ายเอกสารที่อยู่ใกล้ๆ เป็นต้น ปัจจุบันเป็นสายที่ได้รับความนิยมมากที่สุด เนื่องจากราคาถูกและติดตั้งได้ง่าย แสดงดังรูปที่ 7
รูปที่ 7 UTP (Unshielded Twisted Pair)
- STP (Shield Twisted Pair)
เป็นสายคู่ลักษณะคล้ายกันกับสาย UTP แต่มีฉนวนป้องกันสัญญาณรบกวน สายคู่ตีเกลียวหุ้มฉนวนที่เป็นโลหะถักเป็นร่างแหโลหะหรือฟอยส์ ซึ่งร่างแหนี้จะมีคุณสมบัติเป็นเกราะในการป้องกันสัญญาณรบกวนต่างๆ ภาษาเทคนิคเรียกเกราะนี้ว่า ชิลด์ (Shield) จะใช้ในกรณีที่เชื่อมต่อเป็นระยะทางไกลเกินกว่าระยะทางที่จะใช้สาย UTP แสดงดังรูปที่ 8
รูปที่ 8 สายคู่ตีเกลียวหุ้มฉนวน (Shielded Twisted Pair)
1.2 สายโคแอกเชียล (Coaxial Cable)
ลักษณะแกนกลางของสายโคแอกเชียลเป็นทองแดงแล้วหุ้มด้วยพลาสติกส่วนชั้นนอกหุ้มด้วยโลหะหรือฟอยล์ที่ถักเป็นร่างแหเพื่อป้องกันสัญญาณรบกวน สายโคแอกเชียลมี 2 แบบ คือ แบบหนา (thick) และแบบบาง (thin) ส่วนใหญ่ใช้กับระบบเครือข่ายแบบ Ethernet แบบเดิม ซึ่งใช้เชื่อมต่อระหว่างเครื่องคอมพิวเตอร์โดยตรงไม่ต้องใช้อุปกรณ์รวมสาย (Hub) แต่ในปัจจุบันมีการใช้น้อยลงเนื่องจากถูกแทนที่ด้วยสาย UTP ที่มีราคาถูกกว่าและสามารถติดตั้งได้ง่ายกว่า แสดงดังรูปที่ 9
รูปที่ 9 สายโคแอกเชียล
1.3 ใยแก้วนำแสง (Fiber-Optic)
ลักษณะใยแก้วนำแสงจะส่งสัญญาณแสงวิ่งผ่านท่อแก้วหรือท่อพลาสติกเล็กๆซึ่งท่อแก้วนี้จะถูกหุ้มด้วยเจลหรือพลาสติก เพื่อป้องกันความเสียหายและการสูญเสียของสัญญาณ มีข้อดีตรงที่ส่งสัญญาณได้ระยะทางไกลโดยไม่มีสัญญาณรบกวน แสดงดังรูปที่ 10
รูปที่ 10 ใยแก้วนำแสง
2. สายกลางแบบไร้สาย (Unguided media)
เป็นสื่อกลางประเภทที่ไม่ใช้วัสดุใดๆ ในการนำสัญญาณ ซึ่งจะไม่มีการกำหนดเส้นทางให้สัญญาณเดินทาง เช่น คลื่นไมโครเวฟ คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า
2.1 ระบบคลื่นไมโครเวฟ
ระบบสื่อสารด้วยคลื่นไมโครเวฟ มักใช้ในการเชื่อมต่อเครือข่ายที่อยู่ในพื้นที่ที่เชื่อมต่อด้วยสื่อประเภทอื่นลำบาก เช่น มีแม่น้ำขวางกั้นอยู่ หรือการสื่อสารข้ามอาคาร เป็นต้น การส่งสัญญาณข้อมูลไปกับคลื่นไมโครเวฟเป็นการส่งสัญญาณข้อมูลแบบรับช่วงต่อๆ กันจากสถานีรับส่งสัญญาณหนึ่งไปยังอีกสถานีหนึ่ง โดยสามารถเกิดสัญญาณรบกวน ซึ่งสภาพดินฟ้าอากาศมีผลต่อการส่งคลื่นไมโครเวฟพอสมควร เช่นถ้าสภาพอากาศมีฝนหรือควันมาก สัญญาณไมโครเวฟจะถูกรบกวนได้ ด้วยเหตุนี้ทำให้เครื่องส่งรับไมโครเวฟส่วนใหญ่จะถูกออกแบบมาให้ทำงานในสภาพอากาศต่างๆ ที่แตกต่างกัน แสดงดังรูปที่ 11
รูปที่ 11 ระบบคลื่นไมโครเวฟ
2.2 ระบบดาวเทียม
การสื่อสารผ่านดาวเทียมเป็นการสื่อสารที่สถานีรับ-ส่งที่อยู่บนพื้นดิน ส่งตรงไปยังดาวเทียมแล้วส่งกลับมายังตัวรับปลายทางที่พื้นดินอีกครั้งหนึ่ง ลักษณะการสื่อสารระบบดาวเทียมเหมาะสำหรับการติดต่อสื่อสารระยะไกลที่ระบบสื่อสารอื่นๆ เข้าถึงลำบาก เช่น เดินเรืออยู่กลางทะเล แสดงดังรูปที่ 12
รูปที่ 12 ระบบดาวเทียม
สัญญาณรบกวนและสภาพดินฟ้าอากาศก็นับว่ามีผลต่อการส่งข้อมูลจากสถานีพื้นโลกกับดาวเทียมอยู่พอสมควร เพราะว่าสภาพอากาศที่แปรปรวนจะรบกวนสัญญาณให้ผิดเพี้ยนไปได้ โดยส่วนใหญ่ดาวเทียมจะถูกออกแบบมาให้ชดเชยการรบกวนของสภาพอากาศที่แปรปรวนเหล่านั้นเช่น ฝน หรือหมอก เป็นต้น
1.5 อุปกรณ์สำหรับการสื่อสาร
การสื่อสารข้อมูลด้วยคอมพิวเตอร์จำเป็นต้องอาศัยอุปกรณ์ทางอิเล็คโทรนิกค์ช่วยในการส่งข้อมูล จากผู้ส่งไปยังผู้รับ ไม่ว่าจะเป็นการแปลงข้อมูล เช่น ข้อความในกระดาษ รูปภาพ ที่ไม่อยู่ในรูปสัญญาณทางไฟฟ้าให้เปลี่ยนอยู่ในรูปสัญญาณไฟฟ้าหรือสัญญาณดิจิทัล อุปกรณ์ในการสื่อสารยังรวมถึงอุปกรณ์ที่ช่วยในการแก้ปัญหาสัญญาณอ่อนกำลัง ปัญหาสัญญาณรบกวนเมื่อมีการส่งสัญญาณ ดังนั้นระบบการสื่อสารข้อมูลจึงต้องมีอุปกรณ์การสื่อสารมาช่วยในการจัดการปัญหาต่างๆ เหล่านี้เพื่อให้สามารถส่งข้อมูลได้อย่างถูกต้องและมีประสิทธิภาพ โดยในหัวข้อนี้จะขอยกตัวอย่างอุปกรณ์ที่มีการใช้กับมากในระบบการสื่อสารข้อมูล
1. เครื่องเทอร์มินอล (Terminal)
เป็นเครื่องคอมพิวเตอร์ต้นทางหรือปลายทางที่ทำหน้าที่ในการส่งและรับข้อมูล ได้แก่ เครื่องคอมพิวเตอร์ส่วนบุคคลทั่วๆไป (Personal Computer)
2. โมเด็ม (Modem)
เมื่อต้องการเชื่อมต่อเครื่องคอมพิวเตอร์ตัวหนึ่งที่ไม่ได้เชื่อมต่อกับระบบเครือข่าย ไปยังระบบอินเทอร์เน็ต(Internet) ต้องอาศัยอุปกรณ์ที่เรียกว่า โมเด็ม ซึ่งทำหน้าที่แปลงสัญญาณจากสัญญาณดิจิทัลเป็นสัญญาณอนาล็อกแล้วส่งผ่านไปตามระบบโทรศัพท์
3. เครื่องทวนสัญญาณ (Repeater)
เป็นอุปกรณ์ทบทวนสัญญาณ และป้องกันการขาดหายของสัญญาณ เนื่องจาก การสื่อสารข้อมูลต้องใช้สัญญาณไฟฟ้าในการรับส่งข้อมูล โดยตามปรกติเมื่อสัญญาณทางไฟฟ้าเดินทางจากจุดๆหนึ่งไปยังปลายทางจะเกิดการสูญเสียแรงดันทางไฟฟ้า และส่งผลให้สัญญาณเกิดออ่อนกำลัง ดังนั้น จึงจำเป็นต้องมีรีพีตเตอร์มาช่วยในการรับส่งข้อมูล โดยรีพีตเตอร์ทำหน้าที่ทบทวนสัญญาณไฟฟ้าขึ้นใหม่ให้เหมือนสัญญาณเดิมที่ถูกส่ง
4. เครื่องขยายสัญญาณ (Amplifier)
เป็นอุปกรณ์ขยายสัญญาณ โดยมีหน้าที่การทำงานเหมือนกับรีพีตเตอร์ แต่จะใช้กับสัญญาณอนาล็อก โดยเมื่อสัญญาณอนาล็อกอ่อนกำลังเครื่องขยายสัญญาณจะทำการขยายสัญญาณที่อ่อนกำลังให้มีค่าเพิ่มขึ้นใกล้เคียงหรือมีค่าเท่ากับสัญญาณเดิม แต่ของเสียของเครื่องขยายสัญญาณคือ มันจะขยายสัญญาณรบกวนที่ผสมมากับสัญญาณข้อมูลด้วย
ไม่มีความคิดเห็น:
แสดงความคิดเห็น