ระบบเครือข่ายและโทโปโลยี

โทโปโลยีระบบเครือข่าย  
     สถาปัตยกรรมการเชื่อมต่อของระบบเครือข่ายคอมพิวเตอร์มีหลายแบบ สามารถเลือกใช้ให้เหมาะสมกับการใช้งาน ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการทำงานและประหยัดค่าใช้จ่าย รวมทั้งวางแผนระบบเครือข่ายในอนาคต

       โดยส่วนใหญ่คอมพิวเตอร์ภายในองค์กรใหญ่จะติดต่อสื่อสารผ่านระบบ LAN (Local Area Network) โดยมี backbone เป็นส่วนประกอบหลัก เป็นจุดที่จะทำการสื่อสารภายในองค์กรผ่าน backbone เทคโนโลยี LAN มีหลายประเภท เช่น Ethernet, Token Ring, FDDI และ Wireless LAN เป็นต้น แต่นิยมกันมากที่สุดในปัจจุบันคือ อีเธอร์เน็ต (Ethernet) ซึ่งอีเธอร์เน็ตเองยังจำแนกออกได้หลายประเภทย่อย ขึ้นอยู่กับความเร็ว
     โทโปโลยี (Topology) และสายสัญญาณที่ใช้ เทคโนโลยี LAN แต่ละประเภทมีทั้งหัวข้อดีข้อเสียที่แตกต่างกัน การเลือกใช้เทคโนโลยีเหล่านี้ควรให้เหมาะสมกับลักษณะการใช้งานเครือข่ายขององค์กร โทโปโลยีของเครือข่ายอาจจะมีผลต่อสมรรถนะของเครือข่ายได้

     การเลือกโทโปโลยีอาจมีผลต่อประเภทของอุปกรณ์ที่ใช้ในเครือข่าย ดังนี้
     - สมรรถนะของอุปกรณ์เหล่านั้น
     - ความสามารถในการขยายของเครือข่าย
     - วิธีการดูแลและจัดการเครือข่าย การรู้จักและเข้าใจโทโปโลยีประเภทต่าง ๆ


 โทโปโลยีแต่ละประเภทมีดังต่อไปนี้

โทโปโลยีแบบบัส (Bus Topology)     โทโปโลยีแบบบัส (Bus Topology) เป็นรูปแบบการเชื่อมต่อกันโดยผ่ายสายสัญญาณแกนหลัก ที่เรียกว่า BUS หรือ แบ็คโบน (Backbone) คือ สายรับส่งสัญญาณข้อมูลหลัก ใช้เป็นทางเดินข้อมูลของทุกเครื่องภายในระบบเครือข่าย และจะมีสายแยกย่อยออกไปในแต่ละจุด เพื่อเชื่อมต่อเข้ากับคอมพิวเตอร์เครื่องอื่น ๆ ซึ่งเรียกว่าโหนด (Node)
    ข้อมูลจากโหนดผู้ส่งจะถูกส่งเข้าสู่สายบัสในรูปของแพ็กเกจ ซึ่งแต่ละแพ็กเกจจะประกอบไปด้วยข้อมูลของผู้ส่ง, ผู้รับ และข้อมูลที่จะส่ง การสื่อสารภายในสายบัสจะเป็นแบบ 2 ทิศทางแยกไปยังปลายทั้ง 2 ด้านของบัส โดยตรงปลายทั้ง 2 ด้านของบัสจะมีเทอร์มิเนเตอร์ (Terminator) ทำหน้าที่ลบล้างสัญญาณที่ส่งมาถึง เพื่อป้องกันไม่ให้สัญญาณข้อมูลนั้นสะท้อนกลับ เข้ามายังบัสอีก เพื่อเป็นการป้องกันการชนกันของข้อมูลอื่น ๆ ที่เดินทางอยู่บนบัสในขณะนั้น
    สัญญาณข้อมูลจากโหนดผู้ส่งเมื่อเข้าสู่บัส ข้อมูลจะไหลผ่านไปยังปลายทั้ง 2 ด้านของบัส แต่ละโหนดที่เชื่อมต่อเข้ากับบัส จะคอยตรวจดูว่า ตำแหน่งปลายทางที่มากับแพ็กเกจข้อมูลนั้นตรงกับตำแหน่งของตนหรือไม่ ถ้าตรง ก็จะรับข้อมูลนั้นเข้ามาสู่โหนด ตน แต่ถ้าไม่ใช่ ก็จะปล่อยให้สัญญาณข้อมูลนั้นผ่านไป จะเห็นว่าทุก ๆ โหนดภายในเครือข่ายแบบ BUS นั้นสามารถรับรู้สัญญาณข้อมูลได้ แต่จะมีเพียงโหนดปลายทางเพียงโหนดเดียวเท่านั้นที่จะรับข้อมูลนั้นไปได้

 ข้อดี
    - ไม่ต้องเสียค่าใช้จ่ายในการวางสายสัญญาณมากนัก สามารถขยายระบบได้ง่าย เสียค่าใช้จ่ายน้อย ซึ่งถือว่าระบบบัสนี้เป็นแบบโทโปโลยีที่ได้รับความนิยมใช้กันมากที่สุดมา ตั้งแต่อดีตจนถึงปัจจุบัน
    - สามารถติดตั้งระบบ ดูแลรักษา และติดตั้งอุปกรณ์เพิ่มเติมได้ง่าย ไม่ต้องใช้เทคนิคที่ยุ่งยากซับซ้อนมากนัก

    ข้อเสีย
    - อาจเกิดข้อผิดพลาดง่าย เนื่องจากทุกเครื่องคอมพิวเตอร์ ต่อบนสายสัญญาณเพียงเส้นเดียว ดังนั้นหากมี สัญญาณขาดที่ตำแหน่งใดตำแหน่งหนึ่ง ก็จะทำให้เครื่องบางเครื่อง หรือทั้งหมดในระบบไม่สามารถใช้งานได้ตามไปด้วย
    - การตรวจหาโหนดเสีย ทำได้ยาก เนื่องจากขณะใดขณะหนึ่ง จะมีคอมพิวเตอร์เพียงเครื่องเดียวเท่านั้น ที่สามารถส่งข้อความ ออกมาบนสายสัญญาณ ดังนั้นถ้ามีเครื่องคอมพิวเตอร์จำนวนมาก ๆ อาจทำให้เกิดการคับคั่งของเน็ตเวิร์ค ซึ่งจะทำให้ระบบช้าลงได้

โทโปโลยีแบบวงแหวน (Ring Topology)   
   โทโปโลยีแบบวงแหวน (RING) เป็นรูปแบบที่ เครื่องคอมพิวเตอร์ทุกเครื่องในระบบเครือข่าย ทั้งเครื่องที่เป็นผู้ให้บริการ( Server) และ เครื่องที่เป็นผู้ขอใช้บริการ(Client) ทุกเครื่องถูกเชื่อมต่อกันเป็นวงกลม ข้อมูลข่าวสารที่ส่งระหว่างกันจะไหลวนอยู่ในเครือข่ายไปใน ทิศทางเดียวกัน โดยไม่มีจุดปลายหรือเทอร์มิเนเตอร์เช่นเดียวกับเครือข่ายแบบ BUS ในแต่ละโหนดหรือแต่ละเครื่อง จะมีรีพีตเตอร์ (Repeater) ประจำแต่ละเครื่อง 1 ตัว ซึ่งจะทำหน้าที่เพิ่มเติมข้อมูลที่จำเป็นต่อการติดต่อสื่อสารเข้าในส่วนหัวของแพ็กเกจที่ส่ง และตรวจสอบข้อมูลจากส่วนหัวของ Packet ที่ส่งมาถึง ว่าเป็นข้อมูลของตนหรือไม่ แต่ถ้าไม่ใช่ก็จะปล่อยข้อมูลนั้นไปยัง Repeater ของเครื่องถัดไป

 ข้อดี
     - ผู้ส่งสามารถส่งข้อมูลไปยังผู้รับได้หลาย ๆ เครื่องพร้อม ๆ กัน โดยกำหนดตำแหน่งปลายทางเหล่านั้นลงในส่วนหัวของแพ็กเกจข้อมูล Repeaterของแต่ละเครื่องจะทำการตรวจสอบเองว่า ข้อมูลที่ส่งมาให้นั้น เป็นตนเองหรือไม่
     - การส่งผ่านข้อมูลในเครือข่ายแบบ RING จะเป็นไปในทิศทางเดียวจากเครื่องสู่เครื่อง จึงไม่มีการชนกันของสัญญาณ ข้อมูลที่ส่งออกไป
     - คอมพิวเตอร์ทุกเครื่องในเน็ตเวิร์กมีโอกาสที่จะส่งข้อมูลได้อย่างทัดเทียมกัน

     ข้อเสีย
     - ถ้ามีเครื่องใดเครื่องหนึ่งในเครือข่ายเสียหาย ข้อมูลจะไม่สามารถส่งผ่านไปยังเครื่องต่อ ๆ ไปได้ และจะทำให้เครือข่ายทั้งเครือข่าย หยุดชะงักได้
     - ขณะที่ข้อมูลถูกส่งผ่านแต่ละเครื่อง เวลาส่วนหนึ่งจะสูญเสียไปกับการที่ทุก ๆ Repeater จะต้องทำการตรวจสอบตำแหน่งปลายทางของข้อมูลนั้น ๆ ทุก ข้อมูลที่ส่งผ่านมาถึง

โทโปโลยีแบบดาว (Star Topology)  
 โทโปโลยีแบบดาว (Star Topology) เป็นรูปแบบที่เครื่องคอมพิวเตอร์ทุกเครื่องที่เชื่อมต่อเข้าด้วยกันในเครือข่าย จะต้องเชื่อมต่อกับอุปกรณ์ตัวกลางตัวหนึ่งที่เรียกว่า ฮับ (HUB) หรือสวิตช์ (Switch) หรือเครื่อง ๆ หนึ่ง ซึ่งทำหน้าที่เป็นศูนย์กลางของการเชื่อมต่อสายสัญญาญที่มาจากเครื่องต่าง ๆ ในเครือข่าย และควบคุมเส้นทางการสื่อสาร ทั้งหมด เมื่อมีเครื่องที่ต้องการส่งข้อมูลไปยังเครื่องอื่น ๆ ที่ต้องการในเครือข่าย เครื่องนั้นก็จะต้องส่งข้อมูลมายัง HUB หรือเครื่องศูนย์กลางก่อน แล้ว HUB ก็จะทำหน้าที่กระจายข้อมูลนั้นไปในเครือข่ายต่อไป

   ข้อดี
      - การติดตั้งเครือข่ายและการดูแลรักษาทำ ได้ง่าย หากมีเครื่องใดเกิดความเสียหาย ก็สามารถตรวจสอบได้ง่าย และศูนย์ กลางสามารถตัดเครื่องที่เสียหายนั้นออกจากการสื่อสาร ในเครือข่ายได้เลย โดยไม่มีผลกระทบกับระบบเครือข่าย

      ข้อเสีย
      - เสียค่าใช้จ่ายมาก ทั้งในด้านของเครื่องที่จะใช้เป็น เครื่องศูนย์กลาง หรือตัว HUB เอง และค่าใช้จ่ายในการติดตั้งสายเคเบิลในเครื่องอื่น ๆ ทุกเครื่อง การขยายระบบให้ใหญ่ขึ้นทำได้ยาก เพราะการขยายแต่ละครั้ง จะต้องเกี่ยวเนื่องกับเครื่องอื่นๆ ทั้งระบบ

 โทโปโลยีแบบไฮบริด (Hybrid Topology)   
  โทโปโลยีแบบ Hybrid เป็นรูปแบบใหม่ ที่เกิดจากการผสมผสานกันของโทโปโลยีแบบ STAR , BUS , RING เข้าด้วยกัน เพื่อเป็นการลดข้อเสียของรูปแบบที่กล่าวมา และเพิ่มข้อดี ขึ้นมา มักจะนำมาใช้กับระบบ WAN (Wide Area Network) มาก ซึ่งการเชื่อมต่อกันของแต่ละรูปแบบนั้น ต้องใช้ตัวเชื่อมสัญญาญเข้ามาเป็นตัวเชื่อม ตัวนั้นก็คือ Router เป็นตัวเชื่อมการติดต่อกัน

 โทโปโลยีแบบเมซ (Mesh Topology) 
โทโปโลยีแบบเมช (Mesh) เป็นรูปแบบที่ถือว่า สามารถป้องกันการผิดพลาดที่อาจจะเกิดขึ้นกับระบบได้ดีที่สุด เป็นรูปแบบที่ใช้วิธีการเดินสายของแต่เครื่อง ไปเชื่อมการติดต่อกับทุกเครื่องในระบบเครือข่าย คือเครื่องทุกเครื่องในระบบเครือข่ายนี้ ต้องมีสายไปเชื่อมกับทุก ๆ เครื่อง ระบบนี้ยากต่อการเดินสายและมีราคาแพง จึงไม่ค่อยมีผู้นิยม

osi model

OSI Model      OSI Model เป็น medel มาตรฐานในการสื่อสารซึ่งมีวัตถุประสงค์ ใช้สำหรับการสื่อสารระหว่างระบบ 2 ระบบ ระบบจะเปิดการติดต่อสื่อสารในเค้าโครงสำหรับออกแบบ
ระบบเครื่อข่าย จะอนุญาตให้สื่อสารข้ามทุกรูปแบบของระบบคอมพิวเตอร์แยกเป็น 7 ชั้นแต่เกี่ยวเนื่องกันและเป็นรูปแบบมาตรฐาน ISO
OSI Model ประกอบด้วย 7 Layer
1.Physical Layer                              
2.Data link Layer
3.Network Layer
4.Transport Layer
5.Sesion Layer
6.Presentation Layer
7.Application Layer

ทั้ง 7 สามารถแบ่งออกได้ 3 กลุ่มย่อย
          กลุ่มที่ 1 Network support layer ได้แก่ Layer 1, 2, 3
          กลุ่มที่ 2 Link ระหว่าง Network support layer กับ user support layer ได้แก่ layer 4
          กลุ่มที่ 3 User support layer ได้แก่ layer 5, 6, 7
Functions of The Layers
 Physical Layer
-Physical ติดต่อระหว่างผู้รับ
-การส่งต่อข้อมูล
-สื่อกลาง & สัญญาณ
-เครื่องมือการติดต่อ

Data link layer

-ควบคุมการส่งข้อมูลบน Physical link
-ดูที่อยู่บนเครือข่าย Physical
-Framing
-ควบคุมให้เท่ากัน
-ควบคุมการผิดพลาด (Error)
-Synchronization ให้ผู้ส่งกับผู้รับใช้เวลาเดียวกันในส่งข้อมูล
-ควบคุมการใช้สายสื่อสาร

Network layer
-รับผิดชอบในการหาเส้นทางให้ส่งข้อมูลจากต้นทางไปปลายทาง
-Switching & Routing
-หาที่อยู่อย่างมีเหตุผล
-ไม่ต้องใช้ Technology ชั้นสูง
-ไม่ต้องใช้สายโดยตรง

Transport layer
-ควบคุมการส่งข้อมูลจาก ต้นทางไปยังปลายทางข้อมูลใน Layer นี้เรียกว่า " package "
เหมือนกัน ใช้ port address
-Segmentation & Reassembly
-ส่งไปเป็นลำดับ Segment Number
-ควบคุมการติดต่อ
-Flow Control
-Eroor Control
-คุณภาพการบริการ (QoS) 

Session layer
-ทำงานเกี่ยวกับการควบคุม dialog เช่น การเชื่อมต่อ บำรุงรักษา และ ปรับการรับ และส่งข้อมูลให้มีค่าตรงกัน
-ทำหน้าที่เกี่ยวกับการกำหนด Synchronizationเปิดและปิดการสนทนา ควบคุมดูแลระหว่างการสนทนา
-Grouping คือ ข้อมูลประเภทเดียวกันจะจับกลุ่มไว้ใน Group เดียวกัน
-Recovery คือ การกู้กลับข้อมูล

 Presentation layer
-เป็นเรื่องเกี่ยวกับการสร้างและการเปลี่ยนแปลงข้อมูลระหว่าง 2 ระบบ
-Data Fromats และ Encoding
-การบีบอัดข้อมูล (Data Compression)
-Encryption - การเข้ารหัส Compression - การบีบ และอัดข้อมูล
-Security - ควบคุมการ log in ด้วย Code, password

Application layer    
-เป็นเรื่องเกี่ยวกับการเข้าไปช่วยในการบริการ เช่น e-mail , ควบคุมการส่งข้อมูล , การแบ่งข้อมูล
-เป็นต้นยอมให้ user, software ใช้ข้อมูลส่วนนี้เตรียม user interface และ Support service ต่าง ๆ
เช่น E-mail
-ทำ Network virtual Terminal ยอมให้ User ใช้งานระยะไกลได้
-File transfer , access และ Management (FTAM)
-Mail services
-Directory service คือการให้บริการด้าน Data Base

ตัวอย่างของ Protocols

-Physical
-WAN: T1,E1
-LAN: 10/100 Base X
-Interface: RS-232, X.21
-Datalink
-WAN: HDLC , PPP
-LAN: Ethernet , Token Ring
-Network
-IPX, IP , X.25
-Transport
-TCP, UDP ,SPX NetBUEI
-Session
-NetBIOS
-Presentation
-X.216 / 266
-Application
-HTTP , FTP, SNMP

โปรโตคอลทและไอพืแอดเดรส

โปรโตคอลทและไอพืแอดเดรส

ไอพีแอดเดรส (Internet Protocol Address)  

        คือหมายเลขที่ใช้ในระบบเครือข่ายที่ใช้โปรโตคอล Internet Protocol คล้ายกับหมายเลขโทรศัพท์ ที่เครื่องคอมพิวเตอร์ เครื่องเราท์เตอร์ เครื่องแฟกซ์ จะมีหมายเลขเฉพาะตัวโดยใช้เลขฐานสอง จำนวน 32 บิต โดยการเขียนจะเขียนเป็นชุด 4 ชุด โดยแต่ละชุดจะใช้เลขฐานสองจำนวน 8 บิต ซึ่งโดยทั่วไปแล้ว ผู้คนส่วนใหญ่จะคุ้นเคยกับระบบเลขฐานสิบ จึงมักแสดงผลโดยการใช้เลขฐานสิบ จำนวน 4 ชุด ซึ่งแสดงถึงหมายเลขเฉพาะของเครื่องนั้น สำหรับการส่งข้อมูลภายในเครือข่ายแลน แวนหรือ อินเทอร์เน็ต โดยหมายเลขไอพีมีไว้เพื่อให้ผู้ส่งรู้ว่าเครื่องของผู้รับคือใคร และผู้รับสามารถรู้ได้ว่าผู้ส่งคือใคร



   ตัวอย่างของหมายเลขไอพี 
      ได้แก่ 207.142.131.236 ซึ่งเมื่อแปลงกลับมาในรูปแบบที่อ่านได้จะเรียกว่า โดเมนแอดเดรส ผ่านทาง โดเมนเนมซีสเทม (Domain Name System) ซึ่งหมายเลขนั้นหมายถึง  ไอพีเวอร์ชัน 4
ระบบตัวเลขไอพีที่ใช้ในปัจจุบันเป็นระบบ ไอพีเวอร์ชันที่ 4 (IPv4) ซึ่งจะเป็นระบบ 32 บิตหรือสามารถระบุเลขไอพีได้ตั้ง 0.0.0.0 ถึง 255.255.255.255 (ตัวเลขบางตัวเป็นไอพีสงวนไว้สำหรับหน้าที่เฉพาะเช่น 127.0.0.0 จะเป็นการระบุถึงตัวอุปกรณ์เองไม่ว่าอุปกรณ์นั้นจะมีไอพีสื่อสารจริงๆ เป็นเท่าไร) อย่างไรก็ตามจากระบบตัวเลขที่จำกัดนี้สามารถเพิ่มขยายด้วยเทคนิคของไอพีส่วนตัว (private IP) กับการแปลงไอพี (Network Address Translation หรือ NAT) 684

ไอพีเวอร์ชัน 4 ทั้งหมดถูกแบ่งออกเป็น Class ชนิดต่างๆเพื่อจุดประสงค์ในการใช้งานต่างๆกันดังต่อไปนี้
คลาส A เริ่มตั้งแต่ 1.0.0.1 ถึง 126.255.255.254
คลาส B เริ่มตั้งแต่ 128.0.0.1 ถึง 191.255.255.254
คลาส C เริ่มตั้งแต่ 192.0.1.1 ถึง 223.255.254.254
คลาส D เริ่มตั้งแต่ 224.0.0.0 ถึง 239.255.255.255 ใช้สำหรับงาน multicast
คลาส E เริ่มตั้งแต่ 240.0.0.0 ถึง 254.255.255.254 ถูกสำรองไว้ ยังไม่มีการใช้งาน
สำหรับไอพีในช่วง 127.0.0.0 ถึง 127.255.255.255 ใช้สำหรับการทดสอบระบบ

  Protocol      คือ ระเบียบวิธีการที่กำหนดขึ้นสำหรับสื่อสารข้อมูล ให้สามารถแลกเปลี่ยนข้อมูลกันได้อย่างถูกต้องTransmission Control Protocol (TCP) เป็น Protocol ที่ให้บริการแบบ Connection-Oriented คือจะทำการสร้างการเชื่อมต่อระหว่างต้นทาง (Source) และ ปลายทาง (Destination) ก่อนที่จะทำการรับส่งข้อมูล และจะทำการส่งข้อมูลทั้งหมดจนแล้วเสร็จ ทำให้มีความน่าเชื่อถือมาก

  Internet Protocol (IP) 
เป็น Protocol ที่ทำหน้าที่จัดการเกี่ยวกับการรับ-ส่ง Packet เป็น Protocol ที่ให้บริการแบบ Connectionless คือจะไม่ทำการสร้างการเชื่อมต่อระหว่างต้นทาง (Source) และ ปลายทาง (Destination) ก่อนที่จะทำการรับส่งข้อมูล กล่าวคือในการส่งข้อมูลแต่ละครั้งนั้น Source จะทำการส่งข้อมูลออกไปยัง Destination เลยโดยไม่ได้ทำการตกลงกันก่อน ทำให้มีความน่าเชื่อถือน้อยเพราะข้อมูลอาจสูญหายระหว่างทางได้

 คลาส

ไอพีเวอร์ชัน 4 ทั้งหมดถูกแบ่งออกเป็น Class ชนิดต่างๆเพื่อจุดประสงค์ในการใช้งานต่างๆกันดังต่อไปนี้

คลาส A เริ่มตั้งแต่ 1.0.0.1 ถึง 126.255.255.254
คลาส B เริ่มตั้งแต่ 128.0.0.1 ถึง 191.255.255.254
คลาส C เริ่มตั้งแต่ 192.0.1.1 ถึง 223.255.254.254
คลาส D เริ่มตั้งแต่ 224.0.0.0 ถึง 239.255.255.255 ใช้สำหรับงาน multicast
คลาส E เริ่มตั้งแต่ 240.0.0.0 ถึง 254.255.255.254 ถูกสำรองไว้ ยังไม่มีการใช้งาน
      สำหรับไอพีในช่วง 127.0.0.0 ถึง 127.255.255.255 ใช้สำหรับการทดสอบระบบ

ไอพีส่วนตัว (Private IP) ไอพีส่วนตัวมีไว้สำหรับใช้งานภายในองค์กรเท่านั้น ไม่ว่าองค์กรนั้นจะมีขนาดใหญ่หรือเล็กเพียงใดก็ตาม ได้แก่
ไอพีส่วนตัว คลาส A  เริ่มตั้งแต่ 10.0.0.0 ถึง 10.255.255.255 สับเน็ตมาสต์ที่ใช้ได้ เริ่มตั้งแต่ 255.0.0.0 ขึ้นไป
ไอพีส่วนตัว คลาส B  เริ่มตั้งแต่ 172.16.0.0 ถึง 172.31.255.255 สับเน็ตมาสต์ที่ใช้ได้ เริ่มตั้งแต่ 255.255.0.0 ขึ้นไป
ไอพีส่วนตัว คลาส C  เริ่มตั้งแต่ 192.168.0.0 ถึง 192.168.255.2555 สับเน็ตมาสต์ที่ใช้ได้ เริ่มตั้งแต่ 255.255.255.0 ขึ้นไป
         ไอพีส่วนตัวข้างต้นถูกกำหนดให้ไม่สามารถนำไปใช้งานในเครือข่ายสาธารณะ (Internet) ได้

ไอพีสาธารณะ (Public IP)
ไอพีสาธารณะมีไว้สำหรับให้แต่ละองค์กร แต่ละบุคคล ต่างก็สามารถเชื่อมต่อเข้าหากัน รับส่งข้อมูลระหว่างกันผ่านเครือข่ายสาธารณะได้

ทิศทางการถ่ายทอดข้อมูล

ทิศทางการถ่ายทอดข้อมูล
ฮาร์ดแวร์ของระบบสื่อสารข้อมูล
•ผู้ส่ง
•อุปกรณ์แปลงสัญญาณส่ง •สื่อหรือตัวกลาง
–เครือข่าย สาธารณะ
–เครือข่ายเฉพาะ  •อุปกรณ์แปลงสัญญาณด้านรับ
•ผู้รับ 

องค์ประกอบการถ่ายทอดสัญญาณ
   ทิศทางการถ่ายทอดสัญญาณ
 รูปแบบการถ่ายทอดสัญญาณ 

ทิศทางการถ่ายทอดสัญญาณ
  คือ ทิศทางของการส่งข้อมูลระหว่างอุปกรณ์ผู้ส่งและผู้รับ ปกติของการสื่อสารข้อมูลนั้นสัญญาณจะถูกส่งผ่านสื่อออกไปยังผู้รับโดยมีการกำหนดขั้นตอนและวิธีการควบคุม
ทิศทางการส่ง(Transmission Direction)ที่แน่นอน  จึงจะสามารถรับ-ส่งข้อมูลกันได้ถูกต้อง
สำหรับวิธีการควบคุมทิศทางการรับ-ส่งข้อมูลนั้น มี3 วิธี คือ  แบบทิศทางเดียว(Simplex), แบบกึ่งสองทิศทางเดียว(Half Duplex), แบบสองทิศทางสมบูรณ์(Full Duplex)
* การเลือกวิธีการควบคุมทิศทางการรับ-ส่งข้อมูลขึ้นอยู่กับลักษณะข้อมูลที่ส่ง และอุปกรณ์ที่ใช้

Simplex, Half Duplex, and Full Duplex Connections

ตัวอย่างการใช้งานในปัจจุบัน
  Simplex การถ่ายทอดข้อมูลราคาซื้อ-ขายหุ้น จากตลาดหลักทรัพย์มายังเครื่อง PC ที่บ้าน
Half Duplex** การรับส่งข้อมูลผ่านโมเด็มทั่วไป
Full Duplex การรับส่งสัญญญาณผ่านช่องสื่อสารแบบ RS-232 และการรับส่งข้อมูลผ่านโมเด็มท่ได้มาตราฐาน CCITT V.32 และ CCITT V.34
**ระบบการสื่อสารและระบบเครือข่ายส่วนใหญ่ใช้วิธี Half Duplex เพราะมี่าใช้จ่ายถูกกว่าและได้ประสิทธิภาพ ใกล้เคียงกัน**



การถ่ายทอดสัญญาณสำหรับคอมพิวเตอร์
  เป็นการถ่ายทอดสัญญาณที่สำคัญที่ใช้สำหรับเครื่องคอมพิวเตอร์ ได้แก่
1. การถ่ายทอดสัญญาณแบบขนาน
2. การถ่ายทอดสัญญาณแบบอนุกรม


การถ่ายทอดสัญญาณแบบขนาน(Parallel)
  เป็นการถ่ายทอดสัญญาณในลักษณะขนานแบบอะซิงค์
ส่งข้อมูลทได้เร็ว เนื่องจากทุกบิตจะถูกส่งออกไปทีเดียวพร้อมกัน(ตามจำนวนสายของสื่อ) แบบขนานกันไป ไม่ต้องเรียงกัน มักใช้ในการติดต่อระหว่างคอมพิวเตอร์กับอุปกรณ์รอบข้าง และใช้ส่งข้อมูลในระยะทางใกล้ ๆ  เช่น สาย Printer
* แต่ข้อเสียคือจะเสียค่าใช้จ่ายสูง เพราะต้องมีสายสื่อหลายเส้น * 

การถ่ายทอดสัญญาณแบบอนุกรม(Serial)

  เป็นการถ่ายทอดสัญญาณในลักษณะของกระแสบิท(bit stream) เรียงกันไปตามลำดับบนสายสื่อสารเพียงสายเดียว ซึ่งใช้วิธีการส่งได้ 2 แบบคือ แบบซิงค์ และแบบ อะซิงค์ ขึ้นกับอุปกรณ์ที่ใช้งาน
1. กรณีใช้อุปกรณ์แบบ RS-232 ต่อเชื่อมกับ Port Serial ของเครื่อง Computer จะใช้วิธีการถ่ายทอดสัญญาณแบบ ซิงโครนัส
2. กรณีใช้อุปกรณ์โมเด็มเพื่อส่งสัญญาณผ่านสายโทรศัพท์จะใช้วิธีการถ่ายทอดสัญญาณแบบ อะซิงโครนัส 

รูปแบบการถ่ายทอดสัญญาณ

  หมายถึง กระบวนการในการถ่ายทอดสัญญาณระหว่างผู้รับและผู้ส่ง
กระบวนการถ่ายทอดสัญญาณพื้นฐานที่ใช้ในปัจจุบันมีอยู่ 2 แบบ คือ
1 การถ่ายทอดสัญญาณแบบอะซิงโครนัส(Asynchronization)
2 การถ่ายทอดสัญญาณแบบซิงโครนัส(Synchronization) 

การถ่ายทอดสัญญาณแบบอะซิงโครนัส (Asynchronization)

  เป็นการถ่ายทอดสัญญาณ โดยการส่งข้อมูลออกมาทีละ 1 ตัวอักษรละมีการเพิ่มบิทนำหน้า(Start Bit) และบิทสุดท้าย(Stop Bit) เพื่อบอกขอบเขตของข้อมูลออกจากนั้นยังเพิ่มบิทที่ใช้ในการตรวจสอบความถูกต้องด้วยเรียกว่า แพริตี้บิท(Parity Bit)

รูปตัวอย่างการส่งสัญญาณแบบอะซิงค์

ประสิทธิภาพการส่งสัญญาณแบบอะซิงค์

  เป็นวิธีการส่งที่มีประสิทธิภาพต่ำพราะสัญญาณที่เป็นข้อมูลจริงมีจำนวนน้อยเมื่อเทียบกับจำนวนสัญญาณที่ส่งออกไปทั้งหมด และยังมีการเว้นช่วงว่าง(Idle)ในการส่งอีกด้วย
อย่างไรก็ตาม วิธีการส่งสัญญาณแบบนี้ยังเป็นแบบที่ง่ายที่สุด  จึงยังใช้งานในปัจจุบัน และใช้กับโมเด็มส่วนใหญ่ เพื่อรับส่งข้อมูลจำนวนไม่มาก 

การถ่ายทอดสัญญาณแบบซิงโครนัส (Synchronization)
  เป็นการถ่ายทอดสัญญาณ โดยการส่งข้อมูลออกมาทีละ 1 กลุ่มหรือบล็อกประกอบด้วยข้อมูล 4 ส่วน คือ
1. ตัวอักษรซิงค์ 3 ตัว
2. ข้อมูลที่ต้องการส่ง
3.ชุดข้อมูลควบคุม
4.ตัวอักษรสิ้นสุดบล็อก 

รูปตัวอย่างการส่งสัญญาณแบบซิงค์

ประสิทธิภาพการส่งสัญญาณแบบอะซิงค์
  เป็นวิธีการส่งที่มีประสิทธิภาพดีกว่าแบบอะซิงค์
เพราะสัญญาณที่เป็นข้อมูลจริงมีจำนวนมากเมื่อเทียบกับจำนวนสัญญาณที่ส่งออกไปทั้งหมด
ในปัจจุบันวิธีการส่งสัญญาณแบบนี้ใช้กับรับส่งข้อมูลจำนวนมากจึงนิยมนำไปใช้กับเครื่องเมนเฟรมคอมพิวเตอร์
และใช้กับระบบเครือข่ายวงกว้าง(WAN)


ข้อแตกต่างของการส่งข้อมูลอนุกรมแบบซิงโครนัส และอะซิงโครนัส
  ข้อแตกต่างระหว่างวงจรส่งข้อมูลอนุกรมแบบซิงโครนัส และอะซิงโครนัสก็คือ ความต่อเนื่องของข้อมูลที่ส่ง ในแบบซิงโครนัสข้อมูลที่ส่งออกมาแบบต่อเนื่องไม่มีบิตสตาร์ตหรือบิตสต็อป หรือแม้กระทั่งบิตพาริตี โปรโตคอลที่ใช้ในการส่งแบบซิงโครนัสจึงแตกต่างไปจากโปรโตคอลแบบอะซิงโครนัส 

วิธีการตรวจสอบและลดข้อผิดพลาดในการสื่อสารข้อมูล
  ความผิดเพี้ยนของข้อมูล
ข้อมูลผิดเพี้ยน(error) หมายถึง ข้อมูลที่ผู้รับได้รับไม่เหมือนกับที่ผู้ส่งส่งให้
โดยปกติแล้วในระหว่างการรับ-ส่งข้อมูล หรือระหว่างการถ่ายทอดข้อมูลนั้น ข้อมูลมักจะถูกทำให้ผิดเพี้ยนไปจากเดิมเนื่องจากการรบกวนจากสิ่งต่างๆ  ภายนอกระบบเครือข่ายซึ่งสามารถหลีกเลี่ยงได้แต่ไม่สามารถแก้ไขได้ และอีกส่วนหนึ่งเกิดจากปัญหาภายในระบบเองซึ่งสามารถหลีกเลี่ยงและแก้ไขได้


สาเหตุที่ทำให้ข้อมูลผิดเพี้ยน
  สาเหตุหลักที่ทำให้ข้อมูลผิดเพี้ยน
~สัญญาณอิมพัลส์ (Impulse Noise)
~ สัญญาณกัสเสี้ยน(Gaussian noise or white noise)
~ สัญญาณอ่อนกำลัง (Attenuation)
~ ครอสทอล์ก (Crosstalk)
~ การผิดเพี้ยนสัญญาณเนื่องจากดีเลย์ (Delay distortion)
~ ปัญหาของสายสื่อสาร (Line Outages or line failure) 

สัญญาณอิมพัลส์ – Impulse Noise

  เกิดจากสันญานเกิดยอดแหลมชั่วขณะ อาจเกิดจากฟ้าฝ้า ไฟกระชาก

สัญญาณกัสเสี้ยน – White Noise
  เกิดความร้อนสูง

สัญญาณอ่อนกำลัง - Attenuation
  สันญานอ่อนลงเมื่อระยะทางไกล ลักษณะเหมือนเดิมแต่รูปร่างไม่เหมือนเดิม
การแก้ไข
1. สร้างสันญานใหม่เป็นช่วงๆ
2.การขยานสันญาน ใช้ Amplifier กับ Reperter


ครอสทอล์ก - Crosstalk
  มีสันญานอื่นรบกวน
การแก้ไข
ใช้สายหุ้มป้องกันการรบกวน

การผิดเพี้ยนสัญญาณเนื่องจากดีเลย์ – Delay Distortion
  สันญานผิดไปจากเดิมเลย แต่รูปร่างเหมือนเดิม การวิ่งของสันญานไปหลายๆสายแต่ไปไม่พร้อมกัน
การแก้ไข
Equalizer การปรับความเร็วให้เท่ากัน



ปัญหาของสายสื่อสาร - Line Outages or Line failure
  สายสื่ออาจเกิดการเสียหาย หรือ ชำรุด
การแก้ไข
ซ่อม หรือ เปลี่ยนสายใหม่


วิธีการตรวจหาความผิดเพี้ยนของข้อมูล
  Parity Checks
เป็นวิธีที่เก่าแก่ที่สุด การเพิ่ม บิท เข้าตรวจสอบข้อมูล 1 บิท โดยการตรวจสอบ Parity คู่ กับ Parity คี่
* จับข้อผิดพลาด ได้ 50 %
Cyclic Redundancy Checksum ( CRC )
การหารตัวเลข นำเศษที่เหลือเป็นรหัสในการตรวจสอบ และส่งผลที่ได้ไปกับ Data ให้ข้อมูลที่ได้แนบไปปลาย ทาง ทางด้านผู้รับก้อจะหารอีกหนึ่งรอบ เพื่อตรวจสอบอีกครั้ง



วิธีการแก้ไขความผิดเพี้ยนของข้อมูล

  Forward Error Correction
การที่ส่งข้อมูลมาผิด และสามารถแก้ไขข้อมูลเองได้

Error Correction via Retransmission

การส่งข้อมูลมาผิด ไม่สามารถแก้ไขเองได้ มีการแก้ไข 3 วิธี
 Stop and Wait ARQ

 go-back-N ARQ

 Continuous ARQ

Stop and Wait ARQ

Continuous ARQ

อุปกรณ์การสื่อสาร

อุปกรณ์การสื่อสาร

  ได้แก่
โมเด็ม (Modem)
ฟร้อนท์เอ็นด์ (Front-end Processor)
มัลติเพล็กเซอร์ (Multiplexer)
หน่วยควบคุมการแยกสัญญาณ (Cluster Control Unit)
        โมเด็ม (Modem)
        โมเด็ม (modem) มาจากรากศัพท์ของคำว่า "Modulator / Demodulator" ซึ่งหมายถึงอุปกรณ์ที่ทำหน้าที่ มอดูเลตและดีมอดูเลต กล่าวคือแปลงสัญญาณกลับไปกลับมาระหว่างสัญญาณอานะลอกกับสัญญาณดิจิตอล โมเด็มเป็นอุปกรณ์ที่เราจะใช้เมื่อมีการติดต่อระหว่าง คอมพิวเตอร์กับอุปกรณ์รอบข้างที่อยู่ในระยะไกล เช่น เครื่องพิมพ์และคอมพิวเตอร์ เป็นต้น เราก็จะต้องทำการแปลงสัญญาณดิจิตอลจากคอมพิวเตอร์ให้เป็นสัญญาณ อานะลอกเพื่อจะใช้ส่งข้อมูลผ่านทางสายโทรศัพท์และเมื่อถึงด้านรับก็จะแปลงสัญญาณอานะลอก ที่ได้รับให้กลับมาเป็นสัญญาณดิจิตอลเหมือนเดิม การแปลงทั้งสองครั้งนี้จำเป็นต้องใช้โมเด็มสัญญาณ ที่ส่งผ่านไปตามช่องทางการส่งข้อมูลแบ่งได้เป็น 2 ลักษณะคือ
สัญญาณชนิดดิจิตอล (ส่งเป็นรหัสเลขฐาน คือ 0, 1 )
สัญญาณชนิดอะนาลอก (ส่งสัญญาณแบบต่อเนื่อง)

Modulator - Demodulator
Modulator การแปลงสัญญาณจากแบบดิจิตอลไปเป็นแบบอะนาลอก
Demodulator การแปลงสัญญาณจากแบบอะนาลอกไปเป็นแบบดิจิตอล

ฟร้อนท์เอ็นด์ (Front-end Processor)
     ฟร้อนท์-เอ็นด์โปรเซสเซอร์ หรือ FEP เป็นคอมพิวเตอร์ที่ทำหน้าที่เชื่อมต่อโฮสต์คอมพิวเตอร์ หรือมินิคอมพิวเตอร์กับอุปกรณ์ของเครือข่ายการสื่อสารข้อมูล (ได้แก่ มัลติเพล็กเซอร์ โมเด็ม และอื่น ๆ ) มินิคอมพิวเตอร์บางเครื่องก็ไม่จำเป็นต้องใช้ฟรอนต์-เอ็นโปรเซสเซอร์ช่วยในการเชื่อมต่อการสื่อสาร
     ฟร้อนท์-เอ็นด์โปรเซสเซอร์จะเชื่อมต่อโดยตรงกับโฮสต์คอมพิวเตอร์ โดยผ่านช่องทางข้อมูลอัตราเร็วสูงในเครือข่ายขนาดใหญ่ ช่องทางดังกล่าวอาจจะใช้สายไฟเบอร์ออปติก ส่วนอีกด้านหนึ่งของฟรอนต์-เอ็นโปรเซสเซอร์ก็ต่อเข้ากับมัลติเพล็กซ์เซอร์ หรือโมเด็ม หรือต่อเข้าโดยตรงกับอุปกรณ์คอมพิวเตอร์แบบพอร์ตต่อพอร์ต เพราะว่าฟรอนต์-เอ็นโปรเซสเซอร์เป็นคอมพิวเตอร์
     ดังนั้นจึงต้องมีฮาร์ดแวร์ หน่วยความจำ และซอฟต์แวร์ (โปรแกรม) เป็นของตัวเอง จำนวนของอุปกรณ์ที่ต่อเข้ากับพอร์ตของฟรอนต์-เอ็นโปรเซสเซอร์อาจจะมีได้มากถึง 64 หรือ 128 หรือ 256 อุปกรณ์ต่อฟรอนต์-เอ็นโปรเซสเซอร์ 1 เครื่อง อย่างไรก็ตามเรายังต้องคำนึงเวลาในการตอบสนองให้ทันต่อการใช้งาน ซึ่งจะทำให้เราต้องลดจำนวนอุปกรณ์ลงมา และยังขึ้นอยู่กับขนาดของหน่วยความจำอีกด้วย

หน้าที่โดยหลัก ๆ ของฟร้อนท์-เอ็นด์โปรเซสเซอร์ มีดังนี้
1.แก้ไขข่าวสาร : ด้วยการจัดเส้นทางข่าวสาร อัดขนาดข้อมูล และแก้ไขข้อมูล
2.เก็บกักข่าวสาร : เป็นการเก็บกักข่าวสารข้อมูลไว้ชั่วคราว เพื่อจัดระเบียบการเข้า-ออกของข้อมูลของคอมพิวเตอร์ และจัดลำดับความสำคัญก่อน-หลังของสายและผู้ใช้
3.เปลี่ยนรหัส : เปลี่ยนอักขระและข่าวสารจากรหัสหนึ่งไปเป็นอีกรหัสหนึ่ง หรือระหว่างโปรโตคอลหนึ่งไปเป็นอีกโปรโตคอลหนึ่ง
4.รวบรวมหรือกระจายอักขระ : จากบิตเป็นอักขระหรือจากอักขระเป็นบิต สำหรับการส่งข้อมูลแบบอะซิงโครนัสและซิงโครนัส
5.ควบคุมอัตราเร็ว : ควบคุมอัตราเร็วการส่ง-รับข้อมูลของสายส่งข้อมูลกับฮาร์ดแวร์ให้สัมพันธ์กัน
6.จัดคิว : ควบคุมคิวการเข้า-ออกของข้อมูลคอมพิวเตอร์หลัก
7.ตรวจจับและควบคุมความผิดพลาด : เพื่อร้องขอให้มีการส่งข้อมูลมาใหม่ เมื่อตรวจจับได้ว่ามีความผิดพลาดในการส่งข้อมูลเกิดขึ้น
8.อีมูเลต : เป็นการเลียนแบบซอฟต์แวร์ของฮาร์ดแวร์อันหนึ่งให้ "ดูเสมือน" กับซอฟต์แวร์ของฮาร์ดอื่น ๆ ในเครือข่ายในเครือข่าย ฯลฯ

มัลติเพล็กเซอร์ (Multiplexer)
     การทำงานของมัลติเพล็กเซอร์ มัลติเพล็กเซอร์จะรับสัญญาณข้อมูลจากผู้ส่งข้อมูลจากแหล่งต้นทางต่างๆ ซึ่งต้องการจะส่งข้อมูลไปยังปลายทางในที่ต่างๆกัน ดังนั้นสัญญาณข้อมูลต่างๆเมื่อผ่านมัลติเพล็กซ์เซอร์ มัลติเพล็กซ์เซอร์ก็จะเรียงรวม(มัลติเพล็กซ์)กันอยู่ในสายส่งข้อมูลเพียงสายเดียว และเมื่อสัญญาณข้อมูลทั้งหมดมา ถึงเครื่องมัลติเพล็กซ์เซอร์ชึ่งเรียกว่า อุปกรณ์ดีมัลติเพล็กซ์เซอร์อีกเครื่องหนึ่งทางปลายทาง สัญญาณทั้งหมดก็จะถูกแยก (ดีมัลติเพล็กซ์) ออกจากกันไปตามเครื่องรับปลายทางของแต่ละช่องทางสายส่งข้อมูลที่ใช้ในการส่งข้อมูลจะต้องมีความจุสูง จึงจะสามารถรองรับปริมาณข้อมูลจำนวนมากที่ถูกส่งผ่านมาพร้อมๆกันได้ สายส่งข้อมูลดังกล่าว ได้แก่ สายโคเอก สายไฟเบอร์ออปติก คลื่นไมโครเวฟ และคลื่นดาวเทียม

วิธีการรวมช่องทางการสื่อสารข้อมูล หรือการมัลติเพล็กซ์ที่จะกล่าวถึงในที่นี้มีอยู่ 3 วิธีคือ
1.การมัลติเพล็กซ์แบบแบ่งตามความถี่ (Frequency Division Multiplexing) หรือ FDM ซึ่งเป็นแบบที่นิยมใช้กันมากที่สุดโดยเฉพาะด้านวิทยุและโทรทัศน์
2.การมัลติเพล็กซ์แบบแบ่งตามเวลา (Time Division Multiplexing) หรือ TDM ซึ่งรู้จักกันดีในชื่อของซิงโครนัส TDM (Synchronous TDM) ส่วนใหญ่จะใช้ในการมัลติเพล็กซ์สัญญาณเสียงดิจิตอล เช่น แผ่นเพลง CD
3.การมัลติเพล็กซ์แบบแบ่งตามเวลาด้วยสถิติ (Statistical Time Division Multiplexing) หรือ STDM ซึ่งมี่ชื่อเรียกอีกอย่างหนึ่งว่า อะซิงโครนัส TDM (Asynchronous TDM) หรืออินเทลลิเจนท์ TDM(Intelligent TDM) ในที่นี้เราจะใช้ชื่อเรียกสั้นๆว่า STDMสำหรับ STDM เป็นวิธีการมัลติเพล็กซ์ที่ปรับปรุงการทำงานมาจากวิธีซิงโครนัส TDMให้มีประสิทธิภาพสูงยิ่งขึ้นเพื่อรองรับจำนวนช่องทางให้ได้มากขึ้น

สื่อกลางในการสื่อสารข้อมูล

สื่อกลางในการสื่อสารข้อมูล

ตัวกลางหรือสายเชื่อมโยง เป็นส่วนที่ทำให้เกิดการเชื่อมต่อระหว่างอุปกรณ์ต่างๆ เข้าด้วยกัน และอุปกรณ์นี้ยอมให้ข่าวสารข้อมูลเดินทางผ่าน จากผู้ส่งไปสู่ผู้รับ สื่อกลางที่ใช้ในการสื่อสารข้อมูลมีอยู่หลายประเภท แต่ละประเภทมความแตกต่างกันในด้านของปริมาณข้อมูล ที่สื่อกลางนั้น ๆ สามารถนำผ่านไปได้ในเวลาขณะใดขณะหนึ่ง การวัดปริมาณหรือความจุในการนำข้อมูลหรือ ที่เรียกกันว่าแบบด์วิดท์ (bandwidth) มีหน่วยเป็นจำนวน
บิตข้อมูลต่อวินาที (bit per second : bps) ลักษณะของตัวกลางต่างๆ มีดังต่อไปนี้

สายทองแดงแบบหุ้มฉนวน (Shield Twisted Pair)
               มีลักษณะเป็นสองเส้น มีแนวแล้วบิดเป็นเกลี่ยวเข้าด้วยกันเพื่อลดเสียงรบกวน มีฉนวนหุ้มรอบนอก มีราคาถูก ติดตั้งง่าย น้ำหนักเบาและ การรบกวนทางไฟฟ้าต่ำ สายโทรศัพท์จัดเป็นสายคู่บิดเกลี่ยวแบบหุ้มฉนวน

 สายโคแอคเชียล (Coaxial)
             สายแบบนี้จะประกอบด้วยตัวนำที่ใช้ในการส่งข้อมูลเส้นหนึ่งอยู่ตรงกลางอีกเส้นหนึ่งเป็นสายดิน ระหว่างตัวนำสองเส้นนี้จะมีฉนวนพลาสติก กั้นสายโคแอคเชียลแบบหนาจะส่งข้อมูลได้ไกลหว่าแบบบางแต่มีราคาแพงและติดตั้งได้ยากกว่า
            สายเคเบิลแบบโคแอกเชียลหรือเรียกสั้น ๆ ว่า  "สายโคแอก"  จะเป็นสายสื่อสารที่มีคุณภาพที่กว่าและราคาแพงกว่า สายเกลียวคู่  ส่วนของสายส่งข้อมูลจะอยู่ตรงกลางเป็นลวดทองแดงมีชั้นของตัวเหนี่ยวนำหุ้มอยู่  2  ชั้น  ชั้นในเป็นฟั่นเกลียวหรือชั้นแข็ง  ชั้นนอกเป็นฟั่นเกลียว และคั่นระหว่างชั้นด้วยฉนวนหนา  เปลือกชั้นนอกสุดเป็นฉนวน  สายโคแอกสามารถม้วนโค้งงอได้ง่าย  มี  2  แบบ คือ  75  โอมห์ และ  50 โอมห์  ขนาดของสายมีตั้งแต่  0.4 - 1.0  นิ้ว   ชั้นตัวเหนี่ยวนำทำหน้าที่ป้องกันการสูญเสียพลังงานจากแผ่รังสี  เปลือกฉนวนหนาทำให้สายโคแอก
มีความคงทนสามารถฝังเดินสายใต้พื้นดินได้  นอกจากนั้นสาย  โคแอกยังช่วยป้องกัน  "การสะท้อนกลับ" (Echo)  ของเสียงได้อีกด้วยและลดการ รบกวนจากภายนอกได้ดีเช่นกัน
           สายโคแอกสามารถส่งสัญญาณได้ ทั้งในช่องทางแบบเบสแบนด์และแบบบรอดแบนด์ การส่งสัญญาณในเบสแบนด์สามารถทำได้เพียง  1 ช่องทางและเป็นแบบครึ่งดูเพล็กซ์  แต่ในส่วนของการส่งสัญญาณ ในบรอดแบนด์จะเป็นเช่นเดียวกับสายเคเบิลทีวี  คือสามารถส่งได้พร้อมกันหลายช่องทาง ทั้งข้อมูลแบบดิจิตอลและแบบอนาล็อก  สายโคแอกของเบสแบนด์สามารถส่งสัญญาณได้ไกลถึง  2  กม.  ในขณะที่บรอดแบนด์ส่งได้ไกลกว่าถึง  6 เท่า  โดยไม่ต้องเครื่องทบทวน  หรือเครื่องขยายสัญญาณเลย  ถ้าอาศัยหลักการมัลติเพล็กซ์สัญญาณแบบ  FDM  สายโคแอกสามารถมีช่องทาง (เสียง)  ได้ถึง  10,000  ช่องทางในเวลาเดียวกัน อัตราเร็วในการส่งข้อมูลมีได้สูงถึง  50  เมกะบิตต่อวินาที  หรือ 800 เมกะบิตต่อวินาที  ถ้าใช้เครื่องทบทวนสัญญาณทุก ๆ 1.6  กม. ตัวอย่างการใช้สายโคแอกในการส่งสัญญาณข้อมูลที่ใช้กันมากในปัจจุบัน คือสายเคเบิลทีวี  และสายโทรศัพท์ทางไกล (อนาล็อก)  สายส่งข้อมูลในระบบเครือข่ายท้องถิ่น  หรือ  LAN (ดิจิตอล)  หรือใช้ในการเชื่อมโยงสั้น ๆ ระหว่างอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์  

ใยแก้วนำแสง (Optic Fiber)
              ทำจากแก้วหรือพลาสติกมีลักษณะเป็นเส้นบางๆ คล้าย เส้นใยแก้วจะทำตัวเป็นสื่อในการส่งแสงเลเซอร์ที่มีความเร็วในการส่งสัญญาณเท่ากับ ความเร็วของแสง

              หลักการทั่วไปของการสื่อสารในสายไฟเบอร์ออปติกคือการเปลี่ยนสัญญาณ (ข้อมูล)  ไฟฟ้าให้เป็นคลื่นแสงก่อน  จากนั้นจึงส่งออกไปเป็นพัลส์ ของแสง ผ่านสายไฟเบอร์ออปติกสายไฟเบอร์ออปติกทำจากแก้วหรือพลาสติกสามารถส่งลำแสง ผ่านสายได้ทีละหลาย ๆ ลำแสงด้วยมุมที่ต่างกัน  ลำแสงที่ส่งออกไปเป็นพัลส์นั้นจะสะท้อนกลับไปมาที่ผิวของสายชั้นในจนถึงปลายทาง

                จากสัญญาณข้อมูลซึ่งอาจจะเป็นสัญญาณอนาล็อกหรือดิจิตอล จะผ่านอุปกรณ์ที่ทำหน้าที่มอดูเลตสัญญาณเสียก่อน  จากนั้นจะส่งสัญญาณมอดูเลต ผ่านตัวไดโอดซึ่งมี  2  ชนิดคือ  LED  ไดโอด  (light Emitting Diode)  และเลเซอร์ไดโอด หรือ  ILD ไดโอด  (Injection Leser Diode)  ไดโอดจะมีหน้าที่เปลี่ยนสัญญาณมอดูเลตให้เป็นลำแสงเลเซอร์ซึ่งเป็นคลื่นแสงในย่านที่มองเห็นได้  หรือเป็นลำแสงในย่านอินฟราเรดซึ่งไม่สามารถมองเห็นได้  ความถี่ย่านอินฟราเรดที่ใช้จะอยู่ในช่วง 1014-1015 เฮิรตซ์  ลำแสงจะถูกส่งออกไปตามสายไฟเบอร์ออปติก  เมื่อถึงปลายทางก็จะมีตัวโฟโต้ไดโอด (Photo Diode)  ที่ทำหน้าที่รับลำแสงที่ถูกส่งมาเพื่อเปลี่ยนสัญญาณแสงให้กลับไปเป็นสัญญาณมอดูเลตตามเดิม  จากนั้นก็จะส่งสัญญาณผ่านเข้าอุปกรณ์ดีมอดูเลต  เพื่อทำการดีมอดูเลตสัญญาณมอดูเลตให้เหลือแต่สัญญาณข้อมูลที่ต้องการ
               สายไฟเบอร์ออปติกสามารถมีแบนด์วิดท์  (BW)  ได้กว้างถึง  3 จิกะเฮิรตซ์ (1 จิกะ = 109) และมีอัตราเร็วในการส่งข้อมูลได้ถึง  1 จิกะบิต ต่อวินาที  ภายในระยะทาง  100 กม.  โดยไม่ต้องการเครื่องทบทวนสัญญาณเลย  สายไฟเบอร์ออปติกสามารถมีช่องทางสื่อสารได้มากถึง  20,000-60,000  ช่องทาง  สำหรับการส่งข้อมูลในระยะทางไกล ๆ ไม่เกิน  10 กม.  จะสามารถมีช่องทางได้มากถึง 100,000  ช่องทางทีเดียว

ข้อดีของใยแก้วนำแสดงคือ1. ป้องกันการรบกวนจากสัญญาณไฟฟ้าได้มาก
2. ส่งข้อมูลได้ระยะไกลโดยไม่ต้องมีตัวขยายสัญญาณ
3. การดักสัญญาณทำได้ยาก ข้อมูลจึงมีความปลอดภัยมากกว่าสายส่งแบบอื่น
4. ส่งข้อมูลได้ด้วยความเร็วสูงและสามารถส่งได้มาก ขนาดของสายเล็กและน้ำหนักเบา

สื่อกลางประเภทไม่มีสาย

ระบบไมโครเวฟ  (Microwave System)
               การส่งสัญญาณข้อมูลไปกลับคลื่นไมโครเวฟเป็นการส่งสัญญาณข้อมูลแบบรับช่วงต่อๆ กันจากหอ (สถานี)  ส่ง-รับสัญญาณหนึ่งไปยังอีกหอหนึ่ง  แต่ละหาจะครอบคลุมพื้นที่รับสัญญาณประมาณ 30-50  กม.  ระยะห่างของแต่ละหอคำนวณง่าย ๆ ได้จาก
สูตร
                  d  = 7.14 (1.33h)1/2 กม.
         เมื่อ     d = ระยะห่างระหว่างหอ  h = ความสูงของหอ  

 ลักษณะของการรับส่งสัญญาณข้อมูลอาจจะเป็นแบบจุดต่อจุด (Point-to-Point)  หรือแบบแพร่สัญญาณ (Broadcast)  สถานีดาวเทียม 

1 ดวง สามารถมีเครื่องทบทวนสัญญาณดาวเทียมได้ถึง  25 เครื่อง   และสามารถครอบคลุมพื้นที่การส่งสัญญาณได้ถึง  1 ใน 3  ของพื้นผิวโลก  ดังนั้นถ้าจะส่งสัญญาณข้อมูลให้ได้รอบโลกสามารถทำได้โดยการส่งสัญญาณผ่านสถานีดาวเทียมเพียง  3  ดวงเท่านั้น
   ระหว่างสถานีดาวเทียม  2  ดวง  ที่ใช้ความถี่ของสัญญาณเท่ากันถ้าอยู่ใกล้กันเกินไปอาจจะทำให้เกิดการรบกวนสัญญาณ ซึ่งกันและกันได้  เพื่อหลีกเลี่ยงการรบกวน  หรือชนกันของสัญญาณดาวเทียม จึงได้มีการกำหนดมาตรฐานระยะห่างของสถานีดาวเทียม และย่านความถี่ของสัญญาณดังนี้

ระยะห่างกัน  4 องศา  (วัดมุมเทียงกับจุดศูนย์กลางของโลก)  ให้ใช้ย่านความถี่ของสัญญาณ  4/6 จิกะเฮิรตซ์  หรือย่าน C แบนด์โดยมีแบนด์วิดท์ของสัญญาณอัป-ลิงก์เท่ากับ  5.925-6.425 จิกะเฮิรตซ์  และมีแบนด์วิดท์ของสัญญาณดาวน์-ลิงก์เท่ากับ  3.7-4.2 จิกะเฮิรตซ์
ระยะห่างกัน  3 องศา  ให้ใช้ย่านความถี่ของสัญญาณ  12/14  จิกะเฮิรตซ์  หรือย่าน KU แบนด์  โดยมีแบนด์วิดท์ของสัญญาณอัป-ลิงก์เท่ากับ  14.0-14.5  จิกะเฮิรตซ์  และมีแบนด์วิดท์ของสัญญาณดาวน์-ลิงก์เท่ากับ  11.7-12.2 จิกะเฮิรตซ์ 
             นอกจากนี้สภาพอากาศ เช่น ฝนหรือพายุ  ก็สามารถทำให้สัญญาณผิดเพี้ยนไปได้เช่นกัน
             สำหรับการส่งสัญญาณข้อมูลนั้นในแต่ละเครื่องทบทวนสัญญาณจะมีแบนด์วิดท์เท่ากับ  36  เมกะเฮิรตซ์  และมีอัตราเร็วการส่งข้อมูลสูงสุดเท่ากับ  50 เมกะบิตต่อวินาที

             ข้อเสีย ของการส่งสัญญาณข้อมูลทางดาวเทียมคือ  สัญญาณข้อมูลสามารถถูกรบกวนจากสัญญาณภาคพื้นอื่น ๆ ได้  อีกทั้งยังมีเวลาประวิง

(Delay Time)  ในการส่งสัญญาณเนื่องจากระยะทางขึ้น-ลง ของสัญญาณ  และที่สำคัญคือ มีราคาสูงในการลงทุนทำให้ค่าบริการสูงตามขึ้นมาเช่นกัน  

ความรู้เบื่องต้นระบบการการสื่อสารข้อมูล

ความรู้เบื่องต้นระบบการการสื่อสารข้อมูล

การสื่อสารข้อมูลทางอิเล็กทรอนิกส์ คือ การแลกเปลี่ยนข้อมูลระหว่างต้นทางและปลายทาง โดยที่ใช้อุปกรณ์ ทางอิเล็กทรอนิกส์ ซึ่งเชื่อมต่อกันด้วยสื่อกลางชนิดใดชนิดหนึ่ง
         การสื่อสารเพื่อส่งข่าวสาร ผ่านทางสื่อต่าง ๆ เช่น โทรเลข โทรศัพท์ ไปรษณีย์ วิทยุ โทรทัศน์ วารสาร หนังสือพิมพ์ ซึ่งในยุคคอมพิวเตอร์เกิดการสื่อสารข้อ มูล(Data Communication) และระบบเครือข่ายคอมพิวเตอร์ (Computer Networks)
การสื่อสารข้อมูล (Data communication) หมายถึง การแลกเปลี่ยนของข้อมูลในลักษณะของ “0” และ “1” ระหว่างอุปกรณ์สองอุปกรณ์ ระบบเครือข่ายคอมพิวเตอร์ คือ ระบบการเชื่อมโยง ระหว่างคอมพิวเตอร์ ตั้งแต่สองตัวขึ้นไป เพื่อให้ระบบสามารถทำการสื่อสาร
แลกเปลี่ยนข้อมูลทางอิเล็กทรอนิกส์ระหว่างกันได้นั่นเอง

   องค์ประกอบพื้นฐานของการสื่อสารข้อมูล ได้แก่

1. Source system คือ ระบบผู้ส่งเป็นอุปกรณ์ที่ทำหน้าที่ส่งข่าวสาร
2. Destination system คือ ระบบผู้รับเป็นอุปกรณ์ที่ทำหน้าที่รับข่าวสาร
3. Transmission system คือ ระบบที่เป็นสื่อกลางเชื่อมผู้ส่งและผู้รับ

                       

ชนิดของสัญญาณทางอิเล็กทรอนิกส์

สามารถแบ่งได้เป็น• สัญญาณแบบAnalog เป็นสัญญาณแบบต่อเนื่อง ค่าทุกค่าที่เปลี่ยนแปลงไปของระดับสัญญาณ
จะมีความหมาย ถูกรบกวนทำให้แปลความหมายผิดพลาดได้ง่าย เนื่องจากค่าทุกค่าถูกนำมาใช้งานนั่นเอง ซึ่งสัญญาณแบบ Analog นี้ เป็นสัญญาณที่สื่อกลางในการสื่อสาร ส่วนมากใช้ เช่น สัญญาณเสียงในสายโทรศัพท์
• สัญญาณ Digital ประกอบขึ้นจากระดับสัญญาณเพียง 2 ค่า อาจเป็น on/off หรือ 0/1 หรือ มีอำนาจแม่เหล็ก/ไม่มีอำนาจแม่เหล็ก
มีประสิทธิภาพและความน่าเชื่อถือสูง เป็นสัญญาณที่คอมพิวเตอร์

เครื่องมือในการแปลงสัญญาณMODEM (MOdulator-DEModulator) คือ อุปกรณ์แปลงสัญญาณดิจิตอลเป็นสัญญาณอนาลอก

และแปลงกลับ

CODEC (COder-DECoder) คือ อุปกรณ์แปลงสัญญาณอนาลอกเป็นดิจิตอล และแปลงกลับ

วิธีการสื่อสารข้อมูลระหว่างอุปกรณ์ทางอิเล็กทรอนิกส์มี 2 แบบ1. การสื่อสารแบบไม่ประสานจังหวะ (Asynchronous transmission)
2. การสื่อสารแบบประสานจังหวะ (Synchronous transmission)

ทิศทางของการสื่อสารข้อมูล มี 3 แบบ    1. แบบทิศทางเดียว (Simplex) เช่น วิทยุ หรือโทรทัศน์
    2. แบบกึ่งสองทิศทาง (Half Duplex) เช่น วิทยุสื่อสารแบบผลัดกันพูด
    3. แบบสองทิศทาง (Full Duplex) เช่น ระบบโทรศัพท์

การสื่อสารข้อมูล แบบอนุกรม และ แบบขนาน (Serial & Parallel Transmission)
    การสื่อสารแบบอนุกรมเป็นการส่งข้อมูลทีละบิตต่อครั้งผ่านสายสื่อสาร ในขณะที่การสื่อสารข้อมูล แบบขนานจะส่งข้อมูล
เป็นชุดของบิตพร้อม ๆ กันในแต่ละครั้ง ซึ่งทำให้เร็วกว่าแบบอนุกรม แต่เสียค่าใช้จ่ายสูงกว่าเช่นกัน
เนื่องจากสายที่ใช้ต้องมีช่องสัญญาณ จำนวนมาก เช่น 8 ช่องเพื่อให้ส่งข้อมูลได้ 8 บิตพร้อมกัน

การสื่อสารข้อมูล แบบ Baseband และ แบบ BroadbandแบบBaseband ที่เวลาใดเวลาหนึ่ง จะมีสัญญาณข้อมูลเพียงตัวเดียววิ่งอยู่บนสายสัญญาณการสื่อสารข้อมูล
แบบBroadband ที่เวลาใดเวลาหนึ่ง สามารถมีสัญญาณข้อมูลหลายสัญญาณวิ่งอยู่บนสาย