การสื่อสารข้อมูล

การสื่อสารข้อมูล

                ในปัจจุบันการสื่อสารข้อมูล มีบทบาทและความสำคัญที่ได้พัฒนาเผยแพร่ข้อมูลไปยังผู้ใช้งานโดยส่งผ่านสื่อกลางต่างๆ ซึ่งสื่อกลางแต่ละแบบ ก็จะมีคุณสมบัติแตกต่างกันออกไป

๒.๑ สื่อกลางการสื่อสารข้อมูล

                การสื่อสารข้อมูลในเครือข่ายคอมพิวเตอร์ จะมีสื่อกลางสำหรับเชื่อมโยงสถานีหรือเครื่องคอมพิวเตอร์ต่างๆ เข้าด้วยกัน เพื่อเป็นตัวกลางให้ผู้ส่งข้อมูล ทำการส่งข้อมูลไปยังผู้รับได้ สื่อกลางการสื่อสารข้อมูลแบ่งออกได้เป็น ๒ ประเภท ดังต่อไปนี้

                ๑) การสื่อสารทางกายภาพ (physical media) เป็นการเชื่อมโยงสถานีระหว่างผู้รับและผู้ส่งข้อมูลโดยอาศัยสายสัญญาณเป็นสื่อกลางในระบบสื่อสารข้อมูล ตัวอย่างสายสัญญาณมีดังนี้

                                ๑.๑) สายตีเกลียวคู่ (twisted pair cable หรือ TP) ประกอบด้วยลวดทองแดงที่หุ้มด้วยฉนวนพลาสติกจำนวน ๔ คู่ แต่ละคู่พันเป็นเกลียว ซึ่ง ๒ คู่จะใช้สำหรับช่องทางการสื่อสาร ๑ ช่องทาง สายตีเกลียวคู่เป็นตัวกลางที่เป็นมาตรฐานใช้ส่งสัญญาณเสียงและข้อมูลได้ในระยะเวลานาน สายสัญญาณประเภทนี้นิยมใช้เป็นสายโทรศัพท์ (telephone line) เพื่อส่งสัญญาณโทรศัพท์

  ๑.๒) สายโคแอกเชียล (coaxial cable) ประกอบด้วยสายทองแดงเพียงเส้นเดียวเป็นแกนกลาง หุ้มด้วยฉนวนพลาสติก สามารถส่งข้อมูลได้มากกว่าสายตีเกลียวคู่ประมาณ  ๘๐ เท่า ส่วนใหญ่จะใช้ในการส่งสัญญาณโทรทัศน์

                                ๑.๓) สายใยแก้วนำแสง (fiberotic cable) ประกอบด้วยเส้นใยแก้วขนาดเล็กซึ่งหุ้มด้วยฉนวนหลายชั้นโดยกรส่งข้อมูลใช้หลักการสะท้อนของแสงผ่านหลอดแก้วขนาดเล็ก ทำให้สามารถส่งผ่านข้อมูลได้เร็วถึง ๒๖,๐๐๐ เท่าของสายตีเกลียวคู่ มีน้ำหนักเบาและมีความน่าเชื่อถือในการส่งข้อมูลมากกว่าสายโคแอกเชียล อีกทั้งการส่งข้อมูลยังใช้ลำแสงที่มีความเร็วเทียบเท่ากับความเร็วของแสง ทำให้สามารถส่งข้อมูลได้จำนวนมากเป็นระยะทางไกลด้วยความเร็วสูง

                ๒) สื่อกลางไร้สาย (wireless media) เป็นการเชื่อมต่อที่ไม่ต้องใช้สายสัญญาณเป็นสื่อกลางในการสื่อสารระหว่างผู้รับและผู้ส่งข้อมูล แต่จะใช้อากาศเป็นสื่อกลาง ตัวอย่างสื่อกลางไร้สาย มีดังนี้

                                ๒.๑) อินฟราเรด (infrared)  เป็นการสื่อสารโดยใช้คลื่นแลงที่ไม่สามารถมองเห็นได้ด้วยตาเปล่า สามารถส่งข้อมูลระยะไม่ไกล การส่งข้อมูลด้วยคลื่นอินฟราเรดต้องส่งในแนวเส้นตรง และไม่สามารถมองทะลุสิ่งกีดขวางที่มีความหนาได้ นิยมใช้ในการถ่ายโอนข้อมูลสำหรับอุปกรณ์พกพา เช่น โน้ตบุ๊กคอมพิวเตอร์หรือเครื่องพีดีเอไปยังคอมพิวเตอร์ส่วนบุคคล เป็นต้น

                                ๒.๒) คลื่นวิทยุ(radio wave) เป็นการสื่อสารโดยใช้คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าชนิดหนึ่ง อุปกรณ์พิเศษนี้เรียกว่า เครื่องรับส่ง (transceiver) ทำหน้าที่รับและส่งสัญญาณวิทยุจากอุปกรณ์ไร้สายต่างๆ เช่น โทรศัพท์เคลื่อนที่ หรืออุปกรณ์ที่สามารถเปิดเข้าถึงเว็บไซต์ได้ เป็นต้น ผู้ใช้บางรายใช้โทรศัพท์เคลื่อนที่ในการเชื่อมต่อเพื่อเข้าใช้อินเตอร์เน็ต

                                ปัจจุบันมีเทคโนโลยีไร้สายที่ใช้คลื่นวิทยุ คือ บลูทูธ (bluetooth) ซึ่งเป็นการส่งสัญญาณโดยใช้คลื่นวิทยุระยะสั้น  เหมาะสำหรับการติดต่อสื่อสารในระยะไม่เกิน ๓๓ ฟุต การส่งสัญญาณสามารถส่งผ่านสิ่งกีดขวางได้ ทำให้เทคโนโลยีบลูทูธได้รับความนิยมสูง จึงมีการนำมาบรรจุไว้ในอุปกรณ์เทคโนโลยีสมัยใหม่ เช่น โทรศัพท์เคลื่อนที่ เครื่องพีดีเอ โน้ตบุ๊กคอมพิวเตอร์ เครื่องพิมพ์ดิจิทัล เป็นต้น

                                ๒.๓) ไมโครเวฟ(microwave) เป็นการสื่อสารโดยใช้คลื่นวิทยุความเร็วสูง สามารถส่งสัญญาณเป็นทอดๆ จาดสถานีหนึ่งไปยังสถานีหนึ่งในแนวเส้นตรง ไม่สามารถโค้งหรือหักเลี้ยวได้ สามารถรับส่งได้ในระยะทางใกล้ๆ นิยมใช้ในการสื่อสารระหว่างอาคารที่อยู่ในเมืองเดียวกัน หรือวิทยาเขตของมหาวิทยาลัย สำหรับการสื่อสารระยะไกลๆ ต้องใช้สถานีรับและขยายสัญญาณ ซึ่งมีลักษณะเป็นจานหรือเสาอากาศ เพื่อรับส่งสัญญาณเป็นทอดๆ โดยติดตั้งบนพื้นที่สูงๆ เช่น ยอดเขา หอคอย ตึก เป็นต้น โดยปกติความถี่ไมโครเวฟอยู่ในช่วงคลื่นอินฟราเรด ซึ่งนำมาใช้ประโยชน์ในด้านโทรคมนาคมและการทำอาหาร

                                ๒.๔) ดาวเทียม (satellite) เป็นการสื่อสารด้วยคลื่นไมโครเวฟ แต่เนื่องจากเป็นคลื่นที่เดินทางในแนวเส้นตรง ทำให้พื้นที่ที่มีลักษณะภูมิประเทศเป็นภูเขาหรือตึกสูงมีผลต่อการบดบังคลื่น  จึงมีการพัฒนาดาวเทียมให้เป็นสถานีไมโครเวฟที่ลอยอยู่เหนือผิวโลกทำหน้าที่เป็นสถานีส่งและรับข้อมูล ถ้าเป็นลักษณะการส่งจากภาคพื้นดินไปยังดาวเทียม เรียกว่า การเชื่อมโยงขึ้นหรืออัปลิงค์ (uplink) ส่วนการรับข้อมูลจาดาวเทียมสู่ภาคพื้นดิน เรียกว่า การเชื่อโยงลงหรือดาวน์ลิงค์ (downlink) ทั้งนี้มีระบบเทคโนโลยีที่กำลังเป็นที่นิยมและอาศัยการทำงานของดาวเทียมเป็นหลัก คือ ระบบจีพีเอส (Global Positioning System : GPS) ที่ช่วยตรวจสอบตำแหน่งบนผิวโลก เช่น การติดตั้งอุปกรณ์จีพีเอสไว้ในรถและทำงานร่วมกับแผนที่ ผู้ใช้สามารถขับรถไปตามระบบนำทางได้ นอกจากนี้ยังได้นำอุปกรณ์จีพีเอสมาติดตั้งในอุปกรณ์โทรศัพท์เคลื่อนที่อีกด้วย  

วันอาทิตย์ที่ 29 มกราคม พ.ศ. 2555

มุมเทคโนโลยี

ระบบเครือข่ายไร้สาย

                ระบบเครือข่ายไร้สาย (wireless local area network : WLAN) เป็นระบบการสื่อสารที่มีความคล่องตัวมาก ซึ่งอาจนำมาใช้ทดแทนหรือเพิ่มเติมกับระบบเครือข่ายแลนใช้สายแบบดั้งเดิม โดยใช้การส่งความถี่คลื่นวิทยุ และคลื่นอินฟราเรด ในการรับและส่งข้อมูลระหว่างคอมพิวเตอร์แต่ละเครื่อง ผ่านอากาศทะลุกำแพง เพดาน หรือสิ่งก่อสร้างอื่นๆ โดยไม่จำเป็นต้องมีการเดินสาย นอกจากนั้นระบบเครือข่ายไร้สายก็ยังมีคุณสมบัติครอบคลุมทุกอย่างเหมือนกับระบบLAN ที่สำคัญคือ ไม่ต้องใช้สาย ทำให้การเคลื่อนย้ายใช้งานทำได้โดยสะดวก ไม่เหมือนระบบ LAN แบบใช้สาย ที่ต้องใช้เวลาและการลงทุนในการปรับเปลี่ยนตำแหน่งการใช้งานเครื่องคอมพิวเตอร์ ประโยชน์ของระบบเครือข่ายไร้สาย มีดังนี้

๑.มีความคล่องตัวสูง ไม่ว่าเราจะเคลื่อนที่ไปที่ไหนหรือเคลื่อนย้ายคอมพิวเตอร์ไปตำแหน่งใด ยังมีการเชื่อต่อกับเครือข่ายตลอดเวลา ตราบใดที่ยังอยู่ในระยะการส่งข้อมูล

๒.สามารถติดตั้งได้ง่ายและรวดเร็ว เพราะไม่ต้องเสียเวลาติดตั้งสายเคเบิล และไม่รกรุงรัง

๓.สามารถขยายระบบเครือข่ายได้ง่าย เพราะเพียงแค่มี บัตรพีซี (PC card) มาต่อเข้ากับคอมพิวเตอร์โน้ตบุ๊กหรือคอมพิวเตอร์ส่วนบุคคล ก็เข้าสู่เครือข่ายได้ทันที

๔.ลดค่าใช้จ่ายโดยรวม ที่ผู้ลงทุนต้องลงทุน ซึ่งมีราคาสูง เพราะในระยะยาวแล้ว ระบบเครือข่ายไร้สายไม่จำเป็นต้องเสียค่าบำรุงรักษา และการขยายเครือข่ายก็ลงทุนน้อยกว่าเดิมหลายเท่า เพราะติดตั้งง่าย

๕.สามารถปรับขนาดและความเหมาะสมได้ง่าย เพราะสามารถโยกย้ายตำแหน่งการใช้งานได้ โดยเฉพาะระบบที่มีการเชื่อมระหว่างจุดต่อจุด เช่น ระหว่างตึก ระหว่างอาคาร ระหว่างที่พัก เป็นต้น ไม่ต้องเสียเวลาในเรื่องการเดินสายเพื่อเชื่อมต่อสัญญาณ

เ

๒.๒ วิธีการถ่ายโอนข้อมูล

วิธีการถ่ายโอนข้อมูลเป็นวิธีการส่งสัญญาณออกจากอุปกรณ์ส่งข้อมูลและการรับสัญญาณด้วยอุปกรณ์รับข้อมูล  วิธีการถ่ายโอนข้อมูล มี ๒ วิธี ดังนี้

                ๑) การถ่ายโอนข้อมูลแบบขนาน  เป็นการส่งข้อมูลออกทีละ ๑ ไบต์ หรือ ๘ บิต จากอุปกรณ์ส่งข้อมูลไปยังอุปกรณ์รับข้อมูล ดังนั้น สื่อกลางหรือสายสัญญาณระหว่างอุปกรณ์ส่งข้อมูลและอุปกรณ์รับข้อมูล จึงต้องมีช่องทาวให้ข้อมูลเดินทางอย่างน้อย ๘ ช่องทางขนานกัน เพื่อให้สัญญาณไฟฟ้าผ่านไปได้ และระยะทางของของสายสัญญาณแบบขนานไม่ควรยาวเกิน ๑๐๐ ฟุต เพราะอาจทำให้เกิดปัญหาสัญญาณสูญหายไป เนื่องจากความต้านทานของสาย นอกจากนี้อาจมีปัญหาที่เกิดจากกระแสไฟฟ้าในสายดินส่งคลื่นไปก่อกวนการทำงานของอุปกรณ์ต่างๆ ทำให้ผู้รับได้รับสัญญาณที่ผิดพลาดได้

                ๒) การถ่ายโอนข้อมูลแบบอนุกรม เป็นการส่งข้อมูลออกทีละ ๑ บิต ระหว่างอุปกรณ์ส่งข้อมูลและอุปกรณ์รับข้อมูล ดังนั้น สื่อกลางหรือสายสัญญาณระหว่างอุปกรณ์ส่งข้อมูลและอุปกรณ์รับข้อมูล จึงต้องมีช่องทางให้ข้อมูลเดินทางเพียง ๑ ช่องทาง หรือสายตีเกลียวคู่เพียงคู่เดียว ส่งผลให้มีค่าใช้จ่ายน้อยกว่าแบบขนาน สำหรับการส่งระยะทางไกลๆ ความเร็วในการส่งแบบนี้จะช้ากว่าแบบขนาน

                หารถ่ายโอนข้อมูลแบบอนุกรม จะเริ่มด้วยข้อมูลจากอุปกรณ์ส่งข้อมูลจะถูกเปลี่ยนให้เป็นสัญญาณอนุกรมเสียก่อน แล้วค่อยทยอยส่งออกทีละบิตไปยังอุปกรณ์รับข้อมูลและที่อุปกรณ์รับข้อมูลจะมีกลไกในการเปลี่ยนข้อมูลที่ส่งมาทีละบิต ให้เป็นสัญญาณแบบขนาน เช่น บิตที่ ๑ ลงที่บัสข้อมูลเส้นที่ ๑ เป็นต้น ความเร็วของการถ่ายโอนข้อมูลแบบอนุกรม มีหน่วยวัดเป้นบิตต่อวินาที (bps) 

การถ่ายโอนข้อมูลแบบอนุกรม อาจจะแบ่งตามทิศทางในการรับและส่งช้อมูลได้ ๓ แบบ ดังนี้

๒.๑) แบบสื่อสารทางเดียว (simplex) การติดต่อสื่อสารทางเดียวมีลักษณะการส่งข้อมูลไปยังผู้รับในทิศทางเดียว เช่น สถานีวิทยุกระจายเสียง การแพร่ภาพทางโทรทัศน์ บอร์ด ประกาศ ภาพ เป็นต้น

๒.๒) แบบสื่อสารสองทางครึ่งอัตรา (half duplex) การติดต่อสื่อสารแบบกึ่งคู่ มีลักษณะการส่งข้อมูลได้สองทิศทางแบบสลับ แต่ละสถานีสามารถทำหน้าที่ได้ทั้งรับและส่งข้อมูล แต่จะผลัดกันส่งและผลักกันรับ จะส่งและรับข้อมูลในเววลาเดียวกันไม่ไ เช่น วิทยุสื่อสารของตำรวจ วิทยุสื่อสารของระบบขนส่ง การรับส่งโทรสาร (Fax) เป็นต้น

๒.๓) สื่อสารทางเต็มอัตรา (full duplex) การติดต่อสื่อสารแบบทางคู่มีลักษณะการส่งข้อมูลได้สองทิศทางพร้อมกัน กล่าวคือ สามารถรับและส่งข้อมูลได้พร้อมกันในเวลาเดียวกัน ทำให้การทำงานรวดเร็วขึ้น ไม่ต้องเสียเวลารอ เช่น การสนทนาทางโทรศัพท์ การสนทนาอินเทอร์เน็ต เป็นต้น

๒.๓ รูปแบบการเชื่อมต่อเครือข่ายคอมพิวเตอร์

            ๑) การเชื่อมต่อแบบวงแหวน (ring topology) เป็นการเชื่อมต่อสายสัญญาณจากสถานีเชื่อมโยง (node) หนึ่งไปยังอีกสถานีเชื่อมโยงหนึ่ง โดยเครื่องหรืออุปกรณ์คอมพิวเตอร์แต่ละตัวจะเชื่อมต่อกันทางด้านข้างทั้ง ๑ ด้าน จนเกิดเป็นวงกลมหรือลูป (loop) การส่งสัญญาณจะมีการรับและส่งข้อมูลต่อกันไปในทิศทางเดียวกัน จนกระทั่งถึงสถานีปลายทาง จากนั้น สถานีปลายทางจะส่งสัญญาณตอบรับว่าได้รับข้อมูลเรียบร้อยแล้ว

ข้อเปรียบเทียบการเชื่อมต่อแบบวงแหวน

ข้อดีของการเชื่อมต่อแบบวงแหวน

-                   ใช้สายสัญญาณและเนื้อท่สำหรับติดตั้งน้อย

-                   ติดตั้งได้ง่าย สามารถเพิ่มหรือตัดสถานีเชื่อมโยงออกได้ง่าย

-                   เครื่องคอมพิวเตอร์ทั้งหมด ในเครือข่ายมีโอกาสที่จะส่งข้อมูลได้อย่างเท่าเทียมกัน

ข้อเสียของการเชื่อมต่อแบบวงแหวน

-                   หากวงแหวนเสียหาย จะส่งผลกระทบต่อทั้งเครือข่าย

-                   ตรวจสอบได้ยากว่าสถานีใดขัดข้อง ทำให้ต้องตรวจสอบทุกสถานีหรือทุกส่วนของเครือข่าย

 ๒. การเชื่อมต่อแบบบัส (bus topology) เป็นการใช้ช่องทางการสื่อสารร่วมกันโดยเครื่องคอมพิวเตอร์ทั้งหมดในเครือข่าย จะเชื่อมต่อเข้ากับสายหลักเพียงเส้นเดียว เรียกว่าสาย แบ็กโบน (backbone)

* การเชื่อมต่อแบบบัส นิยมต่อด้วยสายโคแอกเชียล

ข้อเปรียบเทียบการเชื่อมต่อแบบบัส

ข้อดีของการเชื่อมต่อแบบบัส

-                   โครงสร้างไม่ซับซ้อนติดตั้งง่าย

-                   สามารถขยายระบบเครือข่ายได้ง่าย

-                   ใช้สัญญาณน้อย เพราะมีสายหลักเพียงสายเดียว

ข้อเสียของการเชื่อมต่อแบบบัส

-                   หากสายสัญญาณขาดจะส่งข้อมูลไม่ได้เลย

-                   ตรวจสอบจุดที่เสียหายได้ยาก

-                   มีข้อกำหนดเกี่ยวกับระยะห่างแต่ละสถานี

๓. การเชื่อมต่อแบบดาว (star topology) เป็นเครือข่ายที่เชื่อมต่อเครื่องคอมพิวเตอร์แต่ละตัวเข้ากับจุดศูนย์กลางของเครือข่าย โดยใช้อุปกรณ์ที่เรียกว่า ฮับ (hub)หรือ สวิตช์ (switch)

 * การเชื่อมต่อแบบดาว ได้รับความนิยมในการเชื่อมต่อชุดคอมพิวเตอร์ในปัจจุบัน

ข้อเปรียบเทียบการเชื่อมต่อแบบดาว

ข้อดีของการเชื่อมต่อแบบดาว

-                   ติดตั้งและดูแลง่าย

-                   มีความคงทนสูง แม้ว่าสายสัญญาณขาดที่ใดที่หนึ่ง สายสัญญาณที่เหลือสามารถทำงานได้ปกติ

-                   หากระบบทำงานบกพร่อง สามารถตรวจสอบหาจุดขัดข้องได้ง่าย

ข้อเสียของการเชื่อมต่อแบบดาว

-                   ใช้สายสัญญาณมาก

-                   ขยายระบบเครือข่ายได้ยาก

-                   หากฮับเสียหาย จะทำให้เครื่องคอมพิวเตอร์ทั้งหมดไม่สามารถเชื่อมต่อถึงกันได้

๔. การเชื่อมต่อแบบผสม (hybrid topology) เป็นการผสมผสานรูปแบบการเชื่อมต่อแบบต่างๆเข้าด้วยกัน ไม่ว่าจะเป็นการเชื่อมต่อแบบวงแหวน การเชื่อมต่อแบบบัส หรือ การเชื่อมต่อแบบดาว โดยออกแบบให้เหมาะสมกับสภาพแวดล้อมที่เกิดขึ้นจริง

* การเชื่อมต่อแบบผสม เป็นการรวมรูปแบบการเชื่อมต่อแบบต่างๆ เข้าด้วยกัน เหมาะสำหรับใช้ในองค์กรขนาดใหญ่

ข้อเปรียบเทียบการเชื่อมต่อแบบผสม

ข้อดีของการเชื่อมต่อแบบผสม

-                   สามารถเข้าถึงเครือข่ายที่อยู่ในระยะไกลได้

-                   ทำให้การสื่อสารข้อมูลมีประสิทธิภาพ

ข้อเสียของการเชื่อมต่อแบบผสม

-                   ดูแลระบบยาก และเสียค่าใช้จ่ายในการดูแลรักษาสูง

-                   โครงสร้างมีความซับซ้อนมีรูปแบบไม่แน่นอน