การเชื่อมการสื่อสารและชนิดของสือกลาง

สื่อกลางที่ใช้ในการนำส่งข้อมูลจากต้นทางไปปลายทางแบ่งออกเป็นประเภทใหญ่ คือ สื่อกลางแบบกำหนดเส้นทางได้ ( Guided Media ) และสื่อกลางแบบไม่กำหนดเส้นทาง (UnguidedMedia) โดยมีรายละเอียดดังต่อไปนี้

รูปแบบการเชื่อมโยงการสื่อสารข้อมูล
- การเชื่อมโยงแบบจุดต่อจุด
- การเชื่อมโยงแบบหลายจุด
- การเชื่อมโยงแบบเครือข่ายสวิตซ์ชิ่ง
ชนิดของสื่อกลางในการสื่อสารข้อมูล
- สายเกลียวคู่
- สายโคแอกเชียล
- สายไฟเบอร์ออปติก
- ไมโครเวฟ
- ดาวเทียม

รูปแบบการเชื่อมโยงการสื่อสารข้อมูล
การเชื่อมโยงแบบจุดต่อจุด ( Point - to - Point )




รูปการเชื่อมโยงแบบจุดต่อจุด


เป็นการเชื่อมโยงระหว่างเครื่องเทอร์มินอล หรือ คอมพิวเตอร์เพียง 2 เครื่อง โดยผ่านทางสายสื่อสารเพียงสายเดียวและความยาวของสายไม่ จำกัด สามารถส่งสัญญาณข้อมูลได้ไม่ว่าจะเป็นแบบซิมเพล็กซ์ ครึ่งดูเพล็กซ์ หรือ ดูเพล็กซ์เต็มก็ได้ และสามารถส่งสัญญาณข้อมูลได้ทั้งแบบ ซิงโครนัสหรือแบบ อะซิงโครนัส
สายสื่อสารจะถูกจองการส่งข้อมูลอยู่ตลอดเวลา ( Lease Line ) ดังนั้นการเชื่อมโยงแบบจุดต่อจุดจึงเหมาะสมกับงานที่มีการส่งรับข้อมูลมากๆ และต่อเนื่อง เช่น การเช่าสายโทรศัพท์เพื่อใช้ในระบบ ATM เป็นต้น


การเชื่อมโยงแบบหลายจุด ( Multipoing or Multidrop )
เนื่องจากการเชื่อมโยงแบบจุดต่อจุดนั้นสิ้นเปลืองสายสื่อสารมากเกินไป และในการส่งข้อมูลส่วนใหญ่มักใช้งานไม่เต็มประสิทธิภาพของสาย สื่อสาร แบบการเชื่อมโยงที่คุ้มค่ากว่าคือการใช้สายสื่อสารเพียงสายเดียว แต่เชื่อมต่อกับเทอร์มินัลได้หลายๆ เครื่อง หรือหลายๆ จุด

รูปเทอร์มินัล 1 ดรอป




รูปการเชื่อมโยงแบบหลายจุด

แต่ละเทอร์มินัลที่ต่อเข้ากับสายสื่อสารมักจะมีบัฟเฟอร์สำหรับกักเก็บข้อมูลไว้ให้ได้มากที่สุดก่อนทำการส่งข้อมูลอกไป เพื่อจะได้ใช้ประสิทธิภาพ ได้อย่างเต็มที่ และในขณะที่ยังไม่มีการส่งข้อมูลสามารถเปิดโอกาสให้ผู้อื่นใช้สายสื่อสารได้
ในกรณีที่แต่ละเทอร์มินัลส่งข้อมูลออกมาพร้อมกัน ข้อมูลจะชนกัน ทำให้เกิดความเสียหายแก่ข้อมูลได้ จึงจำเป็นต้องมีศูนย์กลางควบคุมเพื่อ จัดการควบคุมทิศทางของการไหลของข้อมูล


การเชื่อมโยงแบบเครือข่ายสวิตขิ่ง ( Switching Network)
การเชื่อมโยงแบบเครือข่ายสวิตชิ่งเป็นเทคนิคที่สามารถใช้ประโยชน์สูงสุดในการเชื่อมโยงแบบจุดต่อจุดได้มากที่สุด






รูป การเชื่อมโยงแบบเครือข่ายสวิตซ์ชิ่ง


ในการทำงานของการเชื่อมโยงแบบสวิตซ์ชิ่งนั้น ประกอบด้วย
1. การเชื่อมโยงการสื่อสารทั้ง 2 ฝ่าย ก่อนจะเริ่มส่ง - รับข้อมูล เช่น ต้องหมุนหมายเลขโทรศัพท์ก่อนจะเริ่มพูดกับปลายทางได้ โดยมีเครือข่าย สวิตซิ่งเชื่อมโยงคอยสลับสายให้
2. การเชื่อมโยงการสื่อสารจะเป็นแบบจุดต่อจุด คือคุยกันแค่ 2 คนเท่านั้น
3. เมื่อจบการส่งข้อมูลแล้ว จะต้องตัดการเชื่อมโยงระหว่าง 2 จุดนั้น เพื่อให้สายการสื่อสารว่าง เพื่อให้สายอื่นเชื่อมต่อได้


ชนิดของสื่อกลางในการสื่อสารข้อมูล

สายเกลียวคู่ ( Twisted Pair Cable )

สายเกลียวคู่เป็นสายที่มีราคาถูกที่สุด ประกอบด้วยทองแดง 2 เส้น แต่ละเส้นมีฉนวนหุ้มพันกันเป็นเกลียว สามารถรบกวนจากสนามแม่เหล็กได้ แต่ ไม่สามารถป้องกันการสูญเสียพลังงานจากการแผ่รังสีความร้อนในขณะที่มีสัญญาณส่งผ่านสาย สายเกลียวคู่ 1 คู่ จะแทนการสื่อสาร ได้ 1 ช่องทาง สื่อสาร ( Channel ) ในการใช้งานได้จริง เช่น สายโทรศัพท์จะเป็นสายรวมที่ประกอบด้วยสายเกลียวคู่อยู่ภายในเป็นร้อยๆ คู่ สายเกลียวคู่ 1 คู่จะมี ขนาดประมาณ 0.016 - 0.036 นิ้ว
สายเกลียวคู่สามารถใช้ได้ทั้งการส่งสัญญาณข้อมูลแบบอนาลอก และ แบบดิจิตอล เนื่องจากสายเกลียวคู่จะมีการสูญเสียสัญญาณขณะส่ง สัญญาณ จึงจำเป็นต้องมี " เครื่องขยาย " ( Amplifier ) สัญญาณ สำหรับการส่งสัญญาณข้อมูลแบบอนาลอกในระยะทางไกลๆ หรือ ทุก 5-6 กม. ส่วนการส่งสัญญาณข้อมูลแบบดิจิตอลต้องมี " เครื่องทบทวนสัญญาณ " ( Repeater ) สัญญาณ ทุกๆ ระยะ 2-3 กม.


สายโคแอกเชียล ( Coaxial Cable)
สายเคเบิลแบบโคแอกเชียลหรือเรียกสั้นๆ ว่า " สายโคแอก " จะเป็นสายสื่อสารที่มีคุณภาพดีกว่าและราคาแพงกว่าสายเกลียวคู่ ส่วนของการส่ง ข้อมูลจะอยู่ตรงกลางเป็นลวดทองแดงมีชั้นของตัวเหนี่ยวนำหุ้มอยู่ 2 ชั้น ชั้นในเป็นฟั่นเกลียวหรือชั้นแข็ง ชั้นนอกเป็นฟั่นเกลียว และคั่นระหว่าง ชั้นด้วยฉนวนหนา เปลือกชั้นนอกสุดเป็นฉนวน สายโคแอกสามารถม้วนโค้งงอได้ง่าย มี 2 แบบ คือ 75 โอห์ม และ 50 โอห์ม ขนาดของสายมีตั้ง แต่ 0.4-1.0 นิ้ว
ชั้นตัวเหนี่ยวนำป้องกันการสูญเสียพลังงานการแผ่รังสี เปลือกฉนวนหนา ทำให้สายโคแอกมีความคงทนสามารถฝังเดินสายใต้พื้นดินได้ นอก จากนั้นสายโคแอกยังช่วยป้องกัน " การสะท้อนกลับ " ( Echo ) ของเสียงได้อีกแและลดการรบกวนจากภายนอกได้ดีเช่นกัน
สายโคแอกสามารถส่งสัญญาณข้อมูลได้ทั้งช่องทางแบบเบสแบนด์และแบบบรอดแบนด์ การส่งสัญญาณในเบสแบนด์สามารถทำได้เพียง 1 ช่อง ทางและเป็นแบบครึ่งดูเพล็กซ์ แต่ในส่วนของการส่งสัญญาณในบรอดแบนด์จะเป็น เช่นเดียวกับสายเคเบิลทีวี คือสามารถส่งได้พร้อมกันหลาย ช่องทางทั้งข้อมูลแบบดิจิตอลและอนาลอก สายโคแอกของเบสแบนด์สามารถส่งสัญญาณได้ไกลถึง 2 กม. ในยขณะที่บรอกแบนกด์ส่งได้ไกลกว่า ถึง 6 กม. เท่าโดยไม่ต้องใช้เครื่องทบทวนสัญญาณ หรือเครือ่งขยายเลย


สายไฟเบอร์ออปติก ( Fiber Optic Cable )
สายไฟเบอร์ออปติกทำจากแก้วหรือ พลาสติกสามารถส่งลำแสงผ่านสายได้ทีละหลายๆ ลำแสงด้วยมุมที่ต่างกัน ลำแสงที่ส่งออกไปเป็นพัลส์นั้น จะสะท้อนกลับไปมาที่ผิวของสายชั้นในจึงถึงปลายทาง
จากสัญญาณข้อมูลซึ่งอาจจะเป็นสัญญาณอนาลอกหรือ ดิจิตอล จะผ่านอุปกรณ์ทีทำหน้าที่มอดูเลตสัญญาณเสียก่อน จากนั้นจะส่งสัญญาณ มอดูเลตผ่านตัวไดโอดซึ่งมี 2 ชนิดคือ LED ไดโอด ( Light Emitting Diode ) และ เลเซอร์ ไดโอด หรือ ILD ไดโอด ( Injection Laser Diode) ไดโอดจะมีหน้าที่เปลี่ยนสัญญาณมอดูเลตให้เป็นลำแสงเลเซอร์ซึ่งเป็นคลื่นแสงในย่านทีมองเห็นได้ หรือเป็นลำแสงในย่านอินฟาเรดซึ่งไม่สามารถ มองเห็นได้ ความถี่ย่านอินฟาเรดใช้อยู่ข่วง 1014-1015 เฮิรตซ์
ความผิดพลาดในการส่งข้อมูลผ่านสายไฟเบอร์ออปติกนั้นมีน้อยมาก คือประมาณ 1 ใน 10 ล้านบิตต่อการส่ง 1,000 ครั้ง เท่านั้น ทั้งยังป้องกัน การรบกวนสัญญาณภายนอกได้สิ้นเชิง


ไมโครเวฟ ( Microwave )
การส่งสัญญาณข้อมูลไปกับคลื่นไมโครเวฟจะเป็นการส่งสัญญาณข้อมูลแบบรับช่วงต่อๆ กันจากหอ ( สถานี ) ส่ง - รับสัญญาณหนึ่งไปยังอีกหอ หนึ่ง แต่ละหอจะครอบคลุมพื้นที่รับสัญญาณประมาณ 30- 50 กม.
การส่งสัญญาณข้อมูลด้วยไมโครเวฟมักใช้กันในกรณีที่การติดตั้งสายเคเบิลทำได้ไม่สะดวก เช่นในเขตเมืองใหญ่ๆ หรือ ป่าเขา แต่ละสถานี ไมโครเวฟจะติดตั้งจานส่ง - รับสัญญาณข้อมูลซึ่งมีเส้นผ่านศูนย์กลางประมาณ 10 ฟุต สัญญาณไมโครเวฟเป็นคลื่นความถี่สูง ( 2 - 10 GHerzt) เพื่อป้องกันการแทรกหรือรบกวนจากสัญญาณอื่นๆ แต่สัญญาณอาจจะอ่อนลง หรือ หักเหได้ในที่มีอากาศร้อนจัด พายุหรือฝน ดังนั้น การติดตั้งจานส่ง - รับสัญญาณจึงต้องให้ได้หน้าที่ของจานตรงกัน ปัจจุบันการส่งสัญญาณข้อมูลด้วยไมโครเวฟกันอย่างแพร่หลาย สำหรับการสื่อสารข้อมูลในระยะทางไกลๆ หรือ ระหว่างอาคาร โดยเฉพาะใน กรณีที่ไม่สะดวกที่ใช้สายไฟเบอร์ออปติก หรือการสื่อสารด้วยดาวเทียม อีกทั้งไมโครเวฟยังมีราคาถูก และติดตั้งง่ายด้วย


ดาวเทียม ( Satellite )
ที่จริงดาวเทียมคือสถานีไมโครเวฟลอยฟ้านั่นเอง ซึ่งทำหน้าที่ขยายและทบทวนสัญญาณข้อมูล รับและส่งสัญญาณข้อมูลกับสถานีดาวเทียม บนพื้นโลก สถานีดาวเทียมภาคพื้นจะทำการส่งสัญญาณข้อมูลไปยังดาวเทียมซึ่งจะหมุนไปตามการหมุนของโลกซึ่งมีตำแหน่งคงที่เมื่อเทียบ กับตำแหน่งบนพื้นโลก ดาวเทียมจะถูกส่งขึ้นให้ไปลอยอยู่สูงจากพื้นโลกประมาณ 36,000 กม. เครื่องทบทวนสัญญาณดาวเทียม ( Transponder) จะรับสัญญาณข้อมูลจากสถานีภาคพื้นซึ่งกำลังอ่อนลงมากแล้วมาขยาย จากนั้นจะทำการทบทวนสัญญาณและตรวจสอบตำแหน่งของสถานีปลายทาง แล้วจึงส่งสัญญาณข้อมูลไปด้วยความถี่หนึ่งลงไปยังสถานีปลาย ทาง การส่งสัญญาณข้อมูลขึ้นไปเรียกว่า สัญญาณ อัปลิงก์ ( Up - link ) และการส่งสัญญาณข้อมูลกลับมายังพื้นโลก เรียกว่า สัญญาณดาวน์ - ลิงก์ ( Down link )
ลักษณะการรับส่งสัญญาณข้อมูลอาจจะเป็นแบบจุดต่อจุด หรือแบบแพร่สัญญาณ ก็ได้ สถานีดาวเทียมหนึ่งดวง สามารถมี เครื่องทบทวน สัญญาณดาวเทียมได้ถึง 25 เครื่อง และสามารถครอบคลุมพื้นที่ในการส่งสัญญาณได้ถึง 1 ใน 3 ของพื้นผิวโลก ดังนั้นถ้าจะส่งสัญญาณข้อมูล ให้ได้รอบโลกสามารถทำได้โดยการส่งสัญญาณผ่านดาวเทียมเพียง 3 ดวงเท่านั้น
ข้อเสียของการส่งสัญญาณข้อมูลดาวเทียมคือ สัญญาณข้อมูลทางดาวเทียมคือ สัญญาณข้อมูลสามารถถูกรบกวนจากสัญญาณภาคพื้นอื่นๆ ได้ อีกทั้งยังมีเวลาประวิง ในการส่งสัญญาณเนื่องจากระยะทางขึ้น ลง ของสัญญาณ และที่สำคัญคือ มีราคาสูงทีสุดในการลงทุนทำให้ค่าบริการ สูงตามเช่นกัน

รูปจานดาวเทียมคอยรับสัญญาณจากสถานีภาคพื้นดิน