สื่อกลางการส่งข้อมูลระบบอินเตอร์เน็ต

 

 

สื่อกลางในการสื่อสารข้อมูล

จุดประสงค์ บอกประเภทและคุณลักษณะของสื่อกลางในการสื่อสารข้อมูลได้

        การสื่อสารข้อมูลที่มีประสิทธิภาพนั้น  ขึ้นอยู่กับคุณลักษณะเฉพาะของสื่อกลางแต่ละประเภทที่ใช้ในการส่งผ่านข้อมูล  โดยสื่อกลางที่ใช้ส่งผ่านข้อมูล แบ่งออกเป็น 2 ประเภท  คือ สื่อกลางประเภทใช้สาย และสื่อกลางประเภทไร้สาย
             สื่อกลาง คือส่วนที่ทำให้เกิดการเชื่อมต่อระหว่างอุปกรณ์ต่าง ๆ เข้าด้วยกัน  และเป็นเส้นทางเดินของข้อมูล ข่าวสาร จากผู้ส่งไปยังผู้รับ  สื่อกลางสามารถจำแนกได้ดังนี้

 

1. สื่อกลางประเภทมีสาย  (wired system) 

	สื่อกลางประเภทมีสาย หมายถึง สื่อกลางที่เป็นสายซึ่งใช้ในการเชื่อมโยงโดยอุปกรณ์ต่าง ๆ เพื่อใช้ในการส่งผ่านข้อมูลระหว่างอุปกรณ์
และอุปกรณ์ในระยะทางที่ห่างกันไม่มากนัก  เช่น

       1.1 สายคู่บิดเกลียว (twisted pair)  เป็นเส้นลวดทองแดงที่หุ้มด้วยฉนวนพลาสติก 2 เส้น พันบิดเป็นเกลียว  เพื่อลดการรบกวนจากคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่มากระทบความเร็วของการส่งข้อมูลในสายคู่บิดเกลียวประมาณ 100 เมกะบิตต่อวินาที  (ในระยะทางไม่เกิน 100 เมตร)  สายคู่บิดเกลียวที่นิยมใช้กันมากคือ สายคู่บิดเกลียวชนิดไม่หุ้มฉนวน (unshielded twisted pair : UTP) สาย UTP ที่พบเห็นใช้ทั่วไป เช่น สายโทรศัพท์ที่มีสายทองแดง 2 คู่ (ใช้กับหัวต่อ RJ-11)   สาย UTP สำหรับหัวต่อ RJ- 45 มีสายทองแดง 4 คู่ ใช้เพื่อเชื่อมโยงคอมพิวเตอร์ไปยังอุปกรณ์ต่าง ๆ สำหรับเครือข่ายคอมพิวเตอร์

               

 

 

2. สื่อกลางประเภทไร้สาย  (wireless system)

	ในบางสถานการณ์นั้นการเชื่อมโยงอุปกรณ์ต่าง ๆ เพื่อใช้ในการส่งผ่านข้อมูลระหว่างอุปกรณ์โดยใช้สื่อกลาง
ประเภทใช้สายอาจทำได้ไม่สะดวกนัก  จึงจำเป็นต้องใช้สื่อกลางประเภทไร้สาย  ซึ่งจะส่งผ่านข้อมูลด้วยการแพร่สัญญาณในรูปของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าผ่านไปในอากาศโดยไม่จำเป็นต้องใช้สาย    เช่น

        2.1  ไมโครเวฟ  (terrextrial microwave)  เป็นการแพร่สัญญาณคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าในลักษณะที่เดินทางเป็นเส้นตรง  จากจานส่งที่ติดตั้งอยู่บนเสาหรือบนยอดดอยอาคารไปยังจานรับสัญญาณปลายทางในลักษณะเส้นสายตา (light of sight)  หมายความว่า  ถ้าส่องไฟออกจากจานด้านที่ส่งสัญญาณแล้วจานด้านที่รับสัญญาณจะต้องสามารถมองเห็นแสงไฟที่ส่องนั้นได้  ดังนั้น  จานที่ใช้รับหรือส่งสัญญาณมักจะต้องติดตั้งอยู่บนที่สูง ๆ เพื่อให้พ้นจากสิ่งกีดขวางและช่วยให้สามารถส่งสัญญาณไปได้ไกล ๆ  หากมีตึกหรือภูเขากั้นระหว่างจานส่งต้นทางและจานรับปลายทางแล้ว  จะต้องติดตั้งจานรับส่งบนยอดของสิ่งกีดขวางนั้น ๆ เพื่อให้ส่งสัญญาณต่อกันเป็นทอด ๆ ออกไป  ซึ่งจานรับส่งแต่ละอันจะทำหน้าที่ทวนสัญญาณไมโครเวฟ  เพื่อส่งต่อทอดออกไปจนกว่าสัญญาณจะเดินทางไปถึงจุดหมายปลายทางที่ต้องการ  ระบบไมโครเวฟนี้มีราคาถูก  ติดตั้งใช้งานได้ง่ายและสามารถส่งข้อมูลได้ด้วยอัตราความเร็วสูง  จึงเหมาะสำหรับพื้นที่ใช้งานที่ไม่สามารถติดตั้งสื่อกลางประเภทใช้สายได้  แต่สัญญาณไมโครเวฟอาจถูกรบกวนจากพายุ  ลม  ฝน  หรือแม้กระทั่งอุณหภูมิที่เปลี่ยนแปลงได้ง่าย  ทำให้สัญญาณอาจขาดหายไปในระหว่างการส่งได้

       2.2  ดาวเทียม (satellite system)  ในปัจจุบันมีการส่งสัญญาณผ่านดาวเทียมกันอย่างแพร่หลาย  ทั้งในการส่งข้อมูลคอมพิวเตอร์  งานบริการด้านโทรศัพท์  การส่งสัญญาณโทรทัศน์  ระบบสารสนเทศทางภูมิศาสตร์  งานด้านการทหาร  งานประชุมทางไกล  รวมทั้งระบบเครือข่ายอินเทอร์เน็ต  หลักการทำงานของระบบดาวเทียมจะคล้ายกับระบบไมโครเวฟ  ซึ่งจะทำการส่งสัญญาณจากแต่ละสถานีต่อกันไปจนถึงจุดหมายปลายทางที่ต้องการ  โดยสถานีต้นทางจะส่งสัญญาณขึ้นไปยังดาวเทียมที่ลอยอยู่เหนือตำแหน่งพื้นที่ของตนเอง เรียกว่า สัญญาณเชื่อมต่อขาขึ้น  และดาวเทียมจะตรวจสอบตำแหน่งของสถานีปลายทาง  แต่หากอยู่ในขอบเขตพื้นที่ที่ครอบคลุมอยู่กับจะส่งสัญญาณไปยังสถานีปลายทางทันที เรียกว่า สัญญาณเชื่อมต่อขาลง  แต่หากสถานีปลายทางอยู่นอกเขตพื้นที่ที่ดาวเทียมรับสัญญาณครอบคลุมอยู่  ก็จะส่งสัญญาณไปยังดาวเทียมดวงอื่นที่ครอบคลุมสถานีปลายทางต่อไป  การส่งสัญญาณผ่านดาวเทียมเป็นการส่งแบบกระจายไปทุกที่  ทุก ๆ สถานีภาคพื้นดินที่อยู่ในรัศมีของลำคลื่นจะสามารถรับสัญญาณได้ทั้งหมด  ดังนั้นข้อมูลที่ส่งผ่านดาวเทียมจึงมีการเข้ารหัสข้อมูลเพื่อความปลอดภัยของข้อมูล

        2.3  คลื่นวิทยุ (radio)  เป็นการแพร่สัญญาณคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าในคลื่นความถี่ตั้งแต่ 30 เมกกะเฮิตรซ์  (MHz)  จนถึง 1 กิกะเฮิตรซ์ (GHz) เหมาะสำหรับการกระจายเสียง  เนื่องจากคลื่นวิทยุไม่สะท้อนที่ชั้นบรรยากาศ  จึงไม่เกิดการรบกวนของคลื่นวิทยุที่ตัวเครื่องรับแม้จะอยู่ในระยะทางไกล  แต่คลื่นวิทยุจะแพร่กระจายไปทั้วทุกทิศทาง  จึงมีความปลอดภัยของข้อมูลน้อย  คลื่นวิทยุถูกนำมาใช้เป็นระบบวิทยุสื่อสารในงานด้านการขนส่ง  หรือการสื่อสารในรถแท็กซี่  หรืองานด้านการทหารและตำรวจ เป็นต้น

---

อัตราการส่งผ่านข้อมูล

        อัตราการส่งผ่านข้อมูล (transmission rate)  คือ จำนวนของข้อมูลที่สามารถส่งผ่านสื่อกลางที่ใช้ส่งผ่านข้อมูลได้  มีหน่วยวัดเป็นบิตต่อวินาที (bits per second : bps)  อัตราการส่งผ่านข้อมูลจะขึ้นอยู่กับค่าของตัวแปร 2 ตัว  คือ ความถี่  และแถบกว้างความถี่ 

        ความถี่ (frequency)  คือ จำนวนของคลื่นความถี่ที่สามารถส่งผ่านสื่อกลางแต่ละประเภท  มีหน่วยวัดเป็นเฮิตรซ์ (hertz)  หรือรอบต่อวินาที

        แถบกว้างความถี่  (bandwidth) หรือแบนด์วิดท์  คือระยะความถี่ที่สามารถส่งสัญญาณผ่านระบบสื่อสารได้  ซึ่งจะมีค่าเท่ากับผลต่างระหว่างความถี่สูงสุด  และความถี่ต่ำสุดที่สามารถจะสื่อสารกันได้บนสื่อกลางแต่ละประเภท เช่น เครือข่ายโทรศัพท์แห่งหนึ่งสามารถส่งสัญญาณความถี่ได้ในระยะระหว่าง 300 ถึง 3,400 เฮิตรซ์  นั่นคือ เครือข่ายโทรศัพท์นี้จะมีแบนด์วิดท์เท่ากับ 3,100 เฮิตรซ์

สื่อที่ใช้ส่งผ่านข้อมูล	ความถี่	แถบกว้างความถี่	อัตราการส่งผ่านข้อมูล
สายคู่บิดเกลียว	0 – 35 KHz	5 KHz – MHz	300 bps – 10 Mbps
สายโคแอกเซียล	3 – 30 GHz	0 – 500 MHz	256 Kbps – 100 Mbps
สายใยแก้วนำแสง	3 – 30 GHz	0 – 500 MHz	256 Kbps – 100 Mbps
ไมโครเวฟ	0 – 500 MHz	0 – 20 MHz	56 Kbps – 200 Mbps
ดาวเทียม	180 – 370 THz	0 – 1 GHz	500 Kbps – 10 Gbps

bps        หมายถึง   บิตต่อวินาที	Kbps    หมายถึง   กิโลบิตต่อวินาที
Mbps  หมายถึง   เมกะบิตต่อวินาที	Gbps    หมายถึง   กิกะบิตต่อวินาที

แย่