เทคโนโลยีการรับส่งข้อมูลในเครือข่ายคอมพิวเตอร์ — Document Transcript

2.3 เทคโนโลยีการรับส่งข้อมูลในเครือข่ายคอมพิวเตอร์ — Document Transcript

• 1. ใบความรู้ ที 2.3 เทคโนโลยีการรับส่ งข้ อมูลในเครือข่ ายคอมพิวเตอร์ ตัวกลางหรื อสายเชื อมโยง เป็ นส่ วนทีทําให้เกิดการเชื อมต่อระหว่างอุปกรณ์ ต่างๆ เข้าด้วยกันและอุปกรณ์นียอมให้ข่าวสารข้อมูลเดินทางผ่าน จากผูส่งไปสู่ ผรับ สื อกลางทีใช้ในการสื อสารข้อมูลมี ้ ู้ ่อยูหลายประเภท แต่ละประเภทมความแตกต่างกันในด้านของปริ มาณข้อมูล ทีสื อกลางนัน ๆ สามารถนําผ่านไปได้ในเวลาขณะใดขณะหนึ ง การวัดปริ มาณหรื อความจุในการนําข้อมูลหรื อ ทีเรี ยกกันว่าแบบด์วิดท์ (bandwidth) มีหน่วยเป็ นจํานวนบิตข้อมูลต่อวินาที (bit per second : bps) ลักษณะของตัวกลางต่างๆ มีดงต่อไปนี ัสื อกลางประเภทมีสาย ่ เช่น สายโทรศัพท์ เคเบิลใยแก้วนําแสง เป็ นต้น สื อทีจัดอยูในการสื อสารแบบมีสายทีนิ ยมใช้ในปั จจุบน ได้แก่ ั 1. สายทองแดงแบบไม่ ห้ ุมฉนวน (Unshield Twisted Pair) ั ั มีราคาถูกและนิยมใช้กนมากทีสุ ด ส่ วนใหญ่มกใช้กบระบบโทรศัพท์ แต่สายแบบนีมักจะถูก ัรบกวนได้ง่าย และไม่ค่อยทนทาน 2. สายทองแดงแบบหุ้มฉนวน (Shield Twisted Pair) มีลกษณะเป็ นสองเส้น มีแนวแล้วบิดเป็ นเกลียวเข้าด้วยกันเพือลดเสี ยงรบกวน มีฉนวนหุ ้มรอบ ันอก มีราคาถูก ติดตังง่าย นําหนักเบาและ การรบกวนทางไฟฟ้ าตํา สายโทรศัพท์จดเป็ นสายคู่บิดเกลียว ัแบบหุ มฉนวน ้วิชา เทคโนโลยีสารสนเทศ ม.2 พีรญา ดุนขุนทด
• 2. 3. สายโคแอคเชี ยล (Coaxial) สายแบบนี จะประกอบด้วยตัวนําที ใช้ในการส่ งข้อมูลเส้ นหนึ งอยู่ตรงกลางอี กเส้ นหนึ งเป็ นสายดิน ระหว่างตัวนําสองเส้นนีจะมีฉนวนพลาสติก กันสายโคแอคเชี ยลแบบหนาจะส่ งข้อมูลได้ไกลหว่าแบบบางแต่มีราคาแพงและติดตังได้ยากกว่า สายเคเบิลแบบโคแอกเชี ยลหรื อเรี ยกสัน ๆ ว่า "สายโคแอก" จะเป็ นสายสื อสารทีมีคุณภาพทีกว่าและราคาแพงกว่า สายเกลียวคู่ ส่ วนของสายส่ งข้อมูลจะอยูตรงกลางเป็ นลวดทองแดงมีชนของตัว ่ ัเหนี ยวนําหุ ้มอยู่ 2 ชัน ชันในเป็ นฟั นเกลียวหรื อชันแข็ง ชันนอกเป็ นฟั นเกลียว และคันระหว่างชันด้วยฉนวนหนา เปลือกชันนอกสุ ดเป็ นฉนวน สายโคแอกสามารถม้วนโค้งงอได้ง่าย มี 2 แบบคือ 75 โอมห์ และ 50 โอมห์ ขนาดของสายมีตงแต่ 0.4 - 1.0 นิ ว ชันตัวเหนี ยวนําทําหน้าทีป้ องกัน ัการสู ญเสี ยพลังงานจากแผ่รังสี เปลือกฉนวนหนาทําให้สายโคแอกมีความคงทนสามารถฝังเดินสายใต้พืนดินได้ นอกจากนันสาย โคแอกยังช่วยป้ องกัน "การสะท้อนกลับ" (Echo) ของเสี ยงได้อีกด้วยและลดการ รบกวนจากภายนอกได้ดีเช่นกัน สายโคแอกสามารถส่ งสัญญาณได้ ทังในช่องทางแบบเบสแบนด์และแบบบรอดแบนด์ การส่ งสัญญาณในเบสแบนด์สามารถทําได้เพียง 1 ช่องทางและเป็ นแบบครึ งดูเพล็กซ์ แต่ในส่ วนของการส่ งสัญญาณ ในบรอดแบนด์จะเป็ นเช่นเดียวกับสายเคเบิลทีวี คือสามารถส่ งได้พร้อมกันหลายช่องทาง ทังข้อ มู ล แบบดิ จิ ต อลและแบบอนาล็ อ ก สายโคแอกของเบสแบนด์ ส ามารถส่ ง สั ญ ญาณได้ไ กลถึง 2 กม. ในขณะทีบรอดแบนด์ส่งได้ไกลกว่าถึง 6 เท่า โดยไม่ตองเครื องทบทวน หรื อเครื องขยาย ้สัญญาณเลย ถ้าอาศัยหลักการมัลติ เพล็กซ์ สัญญาณแบบ FDM สายโคแอกสามารถมี ช่องทาง(เสี ยง) ได้ถึง 10,000 ช่องทางในเวลาเดียวกัน อัตราเร็ วในการส่ งข้อมูลมีได้สูงถึง 50 เมกะบิตต่อวินาที หรื อ 800 เมกะบิตต่อวินาที ถ้าใช้เครื องทบทวนสัญญาณทุก ๆ 1.6 กม. ตัวอย่างการใช้สายโค ัแอกในการส่ งสัญญาณข้อมูลที ใช้กนมากในปั จจุบน คือสายเคเบิ ลที วี และสายโทรศัพท์ทางไกล ั(อนาล็อก) สายส่ งข้อมูลในระบบเครื อข่ายท้องถิน หรื อ LAN (ดิจิตอล) หรื อใช้ในการเชื อมโยงสัน ๆระหว่างอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ 4. ใยแก้ วนําแสง (Optic Fiber) ทําจากแก้วหรื อพลาสติกมีลกษณะเป็ นเส้นบางๆ คล้าย เส้นใยแก้วจะทําตัวเป็ นสื อในการส่ ง ัแสงเลเซอร์ ทีมีความเร็ วในการส่ งสัญญาณเท่ากับ ความเร็ วของแสง หลักการทัวไปของการสื อสารในสายไฟเบอร์ ออปติกคือการเปลียนสัญญาณ (ข้อมูล) ไฟฟ้ าให้เป็ นคลืนแสงก่อน จากนันจึงส่ งออกไปเป็ นพัลส์ ของแสง ผ่านสายไฟเบอร์ ออปติกสายไฟเบอร์ ออปติกวิชา เทคโนโลยีสารสนเทศ ม.2 พีรญา ดุนขุนทด
• 3. ทําจากแก้วหรื อพลาสติกสามารถส่ งลําแสง ผ่านสายได้ทีละหลาย ๆ ลําแสงด้วยมุมทีต่างกัน ลําแสงทีส่ งออกไปเป็ นพัลส์นนจะสะท้อนกลับไปมาทีผิวของสายชันในจนถึงปลายทาง ั จากสัญญาณข้อมูลซึ งอาจจะเป็ นสัญญาณอนาล็อกหรื อดิจิตอล จะผ่านอุปกรณ์ ทีทําหน้าทีมอดู เ ลตสั ญ ญาณเสี ย ก่ อ น จากนันจะส่ ง สั ญ ญาณมอดู เลต ผ่า นตัว ไดโอดซึ งมี 2 ชนิ ดคือ LED ไดโอด (light Emitting Diode) และเลเซอร์ ไดโอด หรื อ ILD ไดโอด (Injection LeserDiode) ไดโอดจะมี หน้าที เปลี ยนสัญญาณมอดู เลตให้เป็ นลําแสงเลเซอร์ ซึงเป็ นคลื นแสงในย่านทีมองเห็นได้ หรื อเป็ นลําแสงในย่านอินฟราเรดซึ งไม่สามารถมองเห็นได้ ความถีย่านอินฟราเรดทีใช้จะ ่อยูในช่วง 1014-1015 เฮิรตซ์ ลําแสงจะถูกส่ งออกไปตามสายไฟเบอร์ ออปติก เมือถึงปลายทางก็จะมีตัวโฟโต้ไดโอด (Photo Diode) ทีทําหน้าทีรับลําแสงทีถูกส่ งมาเพือเปลียนสัญญาณแสงให้กลับไปเป็ นสัญญาณมอดูเลตตามเดิ ม จากนันก็จะส่ งสัญญาณผ่านเข้าอุปกรณ์ ดีมอดูเลต เพือทําการดี มอดูเลตสัญญาณมอดูเลตให้เหลือแต่สัญญาณข้อมูลทีต้องการ สายไฟเบอร์ ออปติกสามารถมีแบนด์วดท์ (BW) ได้กว้างถึง 3 จิกะเฮิรตซ์ (1 จิกะ = 109) และ ิมีอตราเร็ วในการส่ งข้อมูลได้ถึง 1 จิกะบิต ต่อวินาที ภายในระยะทาง 100 กม. โดยไม่ตองการเครื อง ั ้ทบทวนสั ญ ญาณเลย สายไฟเบอร์ อ อปติ ก สามารถมี ช่ อ งทางสื อสารได้ ม ากถึ ง 20,000-60,000 ช่องทาง สําหรับการส่ งข้อมูลในระยะทางไกล ๆ ไม่เกิน 10 กม. จะสามารถมีช่องทางได้มากถึง 100,000 ช่องทางทีเดียว ข้ อดีของใยแก้ วนําแสดงคือ 1. ป้ องกันการรบกวนจากสัญญาณไฟฟ้ าได้มาก 2. ส่ งข้อมูลได้ระยะไกลโดยไม่ตองมีตวขยายสัญญาณ ้ ั 3. การดักสัญญาณทําได้ยาก ข้อมูลจึงมีความปลอดภัยมากกว่าสายส่ งแบบอืน 4. ส่ งข้อมูลได้ดวยความเร็ วสู งและสามารถส่ งได้มาก ขนาดของสายเล็กและนําหนักเบา ้วิชา เทคโนโลยีสารสนเทศ ม.2 พีรญา ดุนขุนทด
• 4. สื อกลางประเภทไม่ มีสาย ระบบไมโครเวฟ (Microwave System) การส่ งสัญญาณข้อมูลไปกลับคลืนไมโครเวฟเป็ นการส่ งสัญญาณข้อมูลแบบรับช่วงต่อๆ กันจากหอ (สถานี) ส่ ง-รับสัญญาณหนึงไปยังอีกหอหนึง แต่ละหาจะครอบคลุมพืนทีรับสัญญาณประมาณ 30-50 กม. ระยะห่างของแต่ละหอคํานวณง่าย ๆ ได้จากสู ตร d = 7.14 (1.33h)1/2 กม. เมือ d = ระยะห่างระหว่างหอ h = ความสู งของหอ ั การส่ งสัญญาณข้อมูลไมโครเวฟมักใช้กนในกรณี ทีการติดตังสายเคเบิลทําได้ไม่สะดวก เช่ นในเขตเมืองใหญ่ ๆ หรื อในเขตทีป่ าเขา แต่ละสถานี ไมโครเวฟจะติดตังจานส่ ง-รับสัญญาณข้อมูล ซึ งมีเส้นผ่าศูนย์กลางประมาณ 10 ฟุต สัญญาณไมโครเวฟเป็ นคลืนย่านความถีสู ง (2-10 จิกะเฮิรตซ์) เพือป้ องกันการแทรกหรื อรบกวนจากสัญญาณอืน ๆ แต่สัญญาณอาจจะอ่อนลง หรื อหักเหได้ในทีมีอากาศร้อนจัด พายุหรื อฝน ดังนันการติดตังจาน ส่ ง-รับสัญญาณจึงต้องให้หนหน้าของจานตรงกัน และหอยิง ัสู งยิงส่ งสัญญาณได้ไกล ปั จจุบนมีการใช้การส่ งสัญญาณข้อมูลทางไมโครเวฟกันอย่างแพร่ หลาย สําหรับการสื อสาร ัข้อมูลในระยะทางไกล ๆ หรื อระหว่างอาคาร โดยเฉพาะในกรณี ทีไม่สะดวกทีจะใช้สายไฟเบอร์ ออปติก หรื อการสื อสารดาวเทียม อีกทังไมโครเวฟยังมีราคาถูกกว่า และติดตังได้ง่ายกว่า และสามารถส่ งข้อมูลได้คราวละมาก ๆ ด้วย อย่างไรก็ตามปั จจัยสําคัญทีทําให้สือกลางไมโครเวฟเป็ นทีนิ ยม คือราคาทีถูกกว่าวิชา เทคโนโลยีสารสนเทศ ม.2 พีรญา ดุนขุนทด
• 5. การสื อสารด้ วยดาวเทียม (Satellite Transmission) ทีจริ งดาวเทียมก็คือสถานี ไมโครเวฟลอยฟ้ านันเอง ซึ งทําหน้าทีขยายและทบทวนสัญญาณ ่ข้อมูล รับและส่ งสัญญาณข้อมูลกับสถานี ดาวเทียม ทีอยูบนพืนโลก สถานี ดาวเทียมภาคพืนจะทําการส่ งสัญญาณข้อมูล ไปยังดาวเทียมซึ งจะหมุนไปตามการหมุนของโลกซึ งมีตาแหน่ งคงทีเมือเทียมกับ ํ ่ตําแหน่งบนพืนโลก ดาวเทียมจะถูกส่ งขึนไปให้ลอยอยูสูงจากพืนโลกประมาณ 23,300 กม. เครื อง ํทบทวนสัญญาณของดาวเทียม (Transponder) จะรับสัญญาณข้อมูลจากสถานี ภาคพืนซึ งมีกาลังอ่อนลงมากแล้วมาขยาย จากนันจะทําการทบทวนสัญญาณ และตรวจสอบตําแหน่งของสถานี ปลายทาง แล้วจึงส่ งสัญญาณข้อมูลไปด้วยความถีในอีกความถีหนึงลงไปยังสถานีปลายทาง การส่ งสัญญาณข้อมูลขึนไปยังดาวเทียมเรี ยกว่า "สัญญาณอัปลิ งก์" (Up-link) และการส่ งสัญญาณข้อมูลกลับลงมายังพืนโลกเรี ยกว่า "สัญญาณ ดาวน์-ลิงก์ (Down-link) ลักษณะของการรับส่ งสัญญาณข้อมูลอาจจะเป็ นแบบจุดต่อจุด (Point-to-Point) หรื อแบบแพร่สัญญาณ (Broadcast) สถานี ดาวเทียม 1 ดวง สามารถมีเครื องทบทวนสัญญาณดาวเทียมได้ถึง 25เครื อง และสามารถครอบคลุมพืนทีการส่ งสัญญาณได้ถึง 1 ใน 3 ของพืนผิวโลก ดังนันถ้าจะส่ งสัญญาณข้อมูลให้ได้รอบโลกสามารถทําได้โดยการส่ งสัญญาณผ่านสถานีดาวเทียมเพียง 3 ดวงเท่านัน ่ ั ระหว่างสถานี ดาวเทียม 2 ดวง ทีใช้ความถีของสัญญาณเท่ากันถ้าอยูใกล้กนเกินไปอาจจะทําให้เกิดการรบกวนสัญญาณ ซึ งกันและกันได้ เพือหลีกเลียงการรบกวน หรื อชนกันของสัญญาณดาวเทียมจึงได้มีการกําหนดมาตรฐานระยะห่างของสถานีดาวเทียม และย่านความถีของสัญญาณดังนีวิชา เทคโนโลยีสารสนเทศ ม.2 พีรญา ดุนขุนทด
• 6. 1. ระยะห่ างกัน 4 องศา (วัดมุ มเที ยงกับจุ ดศูนย์กลางของโลก) ให้ใช้ย่านความถี ของสัญญาณ 4/6 จิกะเฮิรตซ์ หรื อย่าน C แบนด์โดยมีแบนด์วิดท์ของสัญญาณอัป-ลิงก์เท่ากับ 5.925-6.425จิกะเฮิรตซ์ และมีแบนด์วดท์ของสัญญาณดาวน์-ลิงก์เท่ากับ 3.7-4.2 จิกะเฮิรตซ์ ิ 2. ระยะห่ างกัน 3 องศา ให้ใช้ย่านความถีของสัญญาณ 12/14 จิกะเฮิรตซ์ หรื อย่าน KUแบนด์ โดยมีแบนด์วิดท์ของสัญญาณอัป-ลิ งก์เท่ากับ 14.0-14.5 จิกะเฮิรตซ์และมีแบนด์วิดท์ของสัญญาณดาวน์-ลิงก์เท่ากับ 11.7-12.2 จิกะเฮิรตซ์นอกจากนีสภาพอากาศ เช่นฝนหรือพายุก็สามารถทําให้สัญญาณผิดเพียนไปได้เช่นกันสําหรับการส่งสัญ ญาณข้อมูลนั้นในแต่ละเครื่องทบทวนสัญญาณจะมีแบนด์วิดท์เท่ากับ 36 เมกะเฮิรตซ์ และมีอัตราเร็วการส่งข้อมูลสูงสุดเท่ากับ 50 เมกะบิตต่อวินาที  ข้อเสียของการส่ งสัญญาณข้อมูลทางดาวเทียมคือ สัญญาณข้อมูลสามารถถูกรบกวนจากสัญญาณภาคพื้นอืน ๆ ได้ อีกทังยังมีเวลาประวิง(Delay Time) ในการส่งสัญญาณเนื่องจากระยะทางขึน-ลง ของสัญญาณ และทีสําคัญคือ มีราคาสูงในการลงทุนทําให้ค่าบริการสูงตามขึนมาเช่นกันประโยชน์ ของเครือข่ายคอมพิวเตอร์ 1. การแลกเปลี่ยนข้อมูลทําได้ ง่าย โดยผู้ใช้ในเครือข่ายสามารถทีจะดึงข้อมูลจากส่วนกลางหรือข้อมูลจากผูใช้คนอื่นมาใช้ได้ อย่างรวดเร็วและง่ายดาย เหมือนกับการดึงข้อมูลมาใช้จากเครื่องของตนเอง และนอกจากดึงไฟล์ข้อมูล มาใช้แล้ว ยังสามารถคัดลอกไฟล์ไปให้ผอืนได้อีกด้วย  2. ใช้ ทรัพยากรร่วมกันได้ อุปกรณ์คอมพิวเตอร์ ที่เชือมต่อกับเครือข่ายนั้น ถือว่าเป็ นทรัพยากรส่วนกลางที่ผู้ใช้ในเครือข่าย ทุกคน สามารถใช้ได้โดยการส่งงานจากเครื่องคอมพิวเตอร์ ของ ตัวเองผ่านเครือข่ายไปยังอุปกรณ์นน เช่น มีเครื่องพิมพ์ส่วนกลางในเครือข่าย เป็นต้น ซึงทําให้ประหยัดค่าใช้จ่ายได้ดวย 2. ใช้ โปรแกรมร่วมกันผู้ใช้ในเครือข่ายสามารถทีจะรันโปรแกรมจาก เครื่องคอมพิวเตอร์ ส่วนกลาง เช่น โปรแกรม Word, Excel, Power Point ได้ โดยไม่จาเป็นจะต้องจัดซื้อโปรแกรม สําหรับคอมพิวเตอร์ ทุกเครื่องเป็นการประหยัดงบประมาณในการจัดซื้อ และยังประหยัดเนือทีในหน่วยความจําด้วย 3. ทํางานประสานกันเป็นอย่างดี ก่อนทีเครือข่ายจะเป็นที่นิยม องค์กรส่วนใหญ่จะใช้คอมพิวเตอร์ ขนาดใหญ่ เช่น เมนเฟรม หรือมินิคอมพิวเตอร์ ในการจัดการงาน และข้อมูลทุกอย่างในองค์กร แต่ปัจจุบนองค์กรสามารถกระจายงาน ต่าง ๆ ให้กบหลาย ๆ เครื่อง แล้วทํางานประสานกัน เช่น การใช้เครือข่ายในการจัดการระบบงานขายโดยให้เครื่องหนึงทําหน้าทีจัดการการเกียวกับใบสังซื้ออีกเครื่องหนึ่งจัดการกับระบบสินค้าคงคลังเป็ นต้นวิชา เทคโนโลยีสารสนเทศ ม.2 พีรญา ดุนขุนทด
• 7. 4. ติดต่อสื่อสารสะดวกรวดเร็วเครือข่ายนับว่าเป็นเครื่องมือทีใช้ในการติดต่อสื่อสาร ได้เป็นอย่างดีผู้ใช้สามารถแลกเปลี่ยนข้อมูลกับเพื่อนร่วมงานที่อยู่คนละที่ได้อย่างสะดวก และรวดเร็ว 6. เรียกข้อมูลจากบ้านได้เครือข่ายในปัจจุบนมักจะมีการติดตังคอมพิวเตอร์เครื่องหนึ่งเป็นเซิร์ฟเวอร์เพื่อให้ผู้ใช้ สามารถเข้าใช้เครือข่ายจากระยะไกล เช่น จากที่บ้านโดยใช้ติดตังโมเด็มเพือใช้หมุนโทรศัพท์เชื่อมต่อเข้ากับเครื่องเซิร์ฟเวอร์ คอมพิวเตอร์เครื่องนันก็จะเป็นส่วนหนึ่งของเครือข่ายข้อมูลอ้าง
• ที่มา   http://www.slideshare.net/kropeeraya/23-9920640