สื่อกลางในการสื่อสารข้อมูล

สื่อกลางในการสื่อสารข้อมูล

ตัวกลางหรือสายเชื่อมโยง เป็นส่วนที่ทำให้เกิดการเชื่อมต่อระหว่างอุปกรณ์ต่างๆ เข้าด้วยกัน และอุปกรณ์ที่ยอมให้ข่าวสารข้อมูลเดินทางผ่านจากผู้ส่งไปสู่ผู้รับ สื่อกลางที่ใช้ในการสื่อสารข้อมูลมีอยู่หลายประเภท แต่ละประเภทมีความแตกต่างกันในด้านของปริมาณข้อมูลที่สื่อกลางนั้นๆ สามารถนำผ่านไปได้ในเวลาขณะใดขณะหนึ่ง การวัดปริมาณหรือความจุในการนำข้อมูลหรือที่เรียกกันว่า แบนด์วิดธ์ (bandwidth) มีหน่วยเป็นจำนวน บิต ข้อมูลต่อวินาที (bits per second : bps) ลักษณะของตัวกลางต่างๆ มีดังต่อไปนี้

สื่อกลางประเภทมีสาย 

1.สายคู่บิดเกลียว (Twisted – Pair Cable)สายคู่บิดเกลียวประกอบด้วยสายทองแดง ที่หุ้มด้วยฉนวนพลาสติก หลังจากนั้นก็นำสายทั้งสองมาถักกันเป็นเกลียวคู่ เช่น สายคู่บิดเกลียวที่ใช้กับเครือข่ายท้องถิ่น (CAT5) การนำสายมาถักเป็นเกลียวเพื่อช่วยลดการแทรกแซงจากสัญญาณรบกวนสายคู่บิดเกลียวมีอยู่ 2 รูปแบบ คือ  สายคู่บิดเกลียวแบบไม่มีชีลด์ และแบบมีชิลด์ สายคู่บิดเกลียวแบบไม่มีชีลด์ (Unshielded Twisted –Pair Cable :UTP

 

นิยมใช้งานมากในปัจจุบันมีลักษณะคล้ายกับสายโทรศัพท์บ้านไม่มีการหุ้มฉนวนมีแต่การบิดเกลียวอย่างเดียว

             2.สายคู่บิดเกลียวแบบมีชิลด์ (Shielded Twisted –Pair CableสำหรับสายSTP คล้ายกับสาย UTP แต่สาย STP

 จะมีชิลด์ห่อหุ้มอีกชั้นหนึ่ง ทำให้ป้องกันสัญญาณรบกวนได้ดีกว่าสาย UTP

ข้อดี
1) ราคาถูก
2) มีน้ำหนักเบา
3) ง่ายต่อการใช้งาน

ข้อเสีย
1) มีความเร็วจำกัด
2) ใช้กับระยะทางสั้นๆ

            3.สายโคแอกเชียล (Coaxial Cable) สายมักทำด้วยทองแดงอยู่แกนกลาง ซึ่งสายทองแดงจะถูกห่อหุ้มด้วยพลาสติก จากนั้นก็จะมีชิลด์ห่อหุ้มอีกชั้นหนึ่งเพื่อป้องกันสัญญาณรบกวน และหุ้มด้วยเปลือกนอกอีกชั้นหนึ่งป้องกันสัญญาณรบกวนจากคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าได้ดี สายโคแอกเชียลที่เห็นได้ทั่วๆไป คือ สายที่นำมาใช้ต่อเข้ากับเสาอากาศทีวีที่ใช้ตามบ้าน

ข้อดี
1) เชื่อมต่อได้ในระยะไกล
2) ป้องกันสัญญาณรบกวนได้ดี

ข้อเสีย
1) มีราคาแพง
2) สายมีขนาดใหญ่
3) ติดตั้งยาก

           4.สายไฟเบอร์ออปติค(Optical Fiber) สายไฟเบอร์ออปติคหรือสายใยแก้วนำแสง เป็นสายที่มีลักษณะโปร่งแสง มีรูปทรงกระบอกในตัวขนาดประมาณเส้นผมของมนุษย์แต่มีขนาดเล็ก
สายไฟเบอร์ออปติค แบ่งเป็น 3 ชนิด

1) Multimode step –index fiber จะสะท้อนแบบหักมุม
2) Multimode graded –index มีลักษณะคล้ายคลื่น
3) Single mode fiber เป็นแนวตรง

 

ข้อดี
1) มีขนาดเล็กน้ำหนักเบา
2) มีความปลอดภัยในการส่งข้อมูล
3) มีความทนทานและมีอายุการใช้งานยาวนาน

ข้อเสีย
1) เส้นใยแก้วมีความเปราะบาง แตกหักง่าย
2) มีราคาสูง เมื่อเทียบกับสายเคเบิลทั่วไป
3) การติดตั้งจำเป็นต้องพึ่งพาผู้เชี่ยวชาญเฉพาะ

                 สื่อกลางประเภทไม่มีสาย  สื่อที่ไม่ใช้สาย สื่อประเภทนี้เป็นระบบตัวกลางที่ส่งเป็นคลื่นวิทยุ เช่น อากาศที่เราใช้ส่งคลื่นวิทยุ คลื่นไมโครเวฟ (Microwave) รวมทั้งการสื่อสารผ่านดาวเทียม

 

            1.ดาวเทียม เป็นสถานีรับส่งสัญญาณไมโครเวฟบนท้องฟ้า ซึ่งได้รับการพัฒนาขึ้นเพื่อหลีกเลี่ยงข้อจำกัดของสถานีรับ-ส่งไมโครเวฟบนผิวโลก เพื่อใช้เป็นสถานีรับส่งสัญญาณไมโครเวฟบนอวกาศ และทวนสัญญาณในแนวโคจรของโลกซึ่งจะต้องมีสถานีภาคพื้นดิน ทำหน้าที่รับและส่งสัญญาณขึ้นไปบนดาวเทียมที่โคจรอยู่สูงจากพื้นโลกประมาณ 35,600 ไมล์ โดยดาวเทียมเหล่านั้นจะเคลื่อนที่ด้วยความเร็วที่เท่ากับการหมุนของโลก จึงเสมือนกับดาวเทียมนั้นอยู่นิ่งกับที่ขณะโลกหมุนรอบตัวเอง ทำให้การส่งสัญญาณไมโครเวฟจากสถานีหนึ่งขึ้นไปบนดาวเทียมและการกระจายสัญญาณจากดาวเทียมลงมายังสถานีตามจุดต่างๆ บนผิวโลกเป็นไปอย่างแม่นยำ

ข้อดี
การส่งข้อมูลหรือการส่งสัญญาณแบบดาวเทียมจะสามรถรับ-ส่ง ข้อมูลได้เร็ว สะดวกต่อการติดต่อสื่อสาร และสามารถส่งข้อมูลได้ในระยะทางที่ไกล

ข้อเสีย
การส่งสัญญาณข้อมูลทางดาวเทียมก็คือระบบดาวเทียมนั้น คล้ายกับไมโครเวฟ คือ อาจจะถูกกระทบโดยสภาพอากาศ ดังนั้น มีการล่าช้าของสัญญาณในการส่งข้อมูลแต่ละช่วง ดังนั้นการเชื่อมโยงข้อมูล จัดการกับปัญหาความล่าช้า สัญญาณข้อมูลสามารถถูกรบกวนจากสัญญาณ ภาคพื้นอื่น ๆ ได้ อีก ในการส่งสัญญาณเนื่องจากระยะทางขึ้น-ลง ของสัญญาณ และที่สำคัญคือ มีราคาสูงในการลงทุนทำให้ค่าบริการสูงตามขึ้นมา

           2.คลื่นวิทยุใช้ส่งสัญญาณไปในอากาศ โดยมีตัวกระจายสัญญาณส่งไปยังตัวรับสัญญาณ และใช้คลื่นวิทยุในช่วงความถี่ต่างๆ กัน มีความเร็วต่ำประมาณ 2 เมกะบิตต่อวินาที เช่น การสื่อสารในระบบวิทยุเอฟเอ็ม

ข้อดี 
ติดตั้งเพื่อเชื่อมโยงการติดต่อได้สะดวก เพียงต่ออุปกรณ์เครื่องรับ-ส่งวิทยุกับอุปกรณ์คอมพิวเตอร์ แล้วตรวจสอบความเรียบร้อยของระบบก็สามารถจะสื่อสารข้อมูลทั้งภายในและภายนอกอาคารได้ เนื่องจากในการสื่อสารด้วยระบบวิทยุจะมีระบบความพร้อมก่อนทำการรับส่งข้อมูล จึงไม่ค่อยมีปัญหาเรื่องสัญญาณรบกวน

ข้อเสีย 
มีอัตราเร็วในการส่งข้อมูลต่ำ นอกจากนี้ยังต้องทำการขออนุญาตใช้ความถี่วิทยุกับกรมไปรษณีย์โทรเลขเสียก่อน สำหรับค่าใช้จ่ายในเรื่องของอุปกรณ์สื่อสารนั้นค่อนข้างจะมีราคาแพงกว่าการสื่อสารด้วยสายสัญญาณ

            3.ไมโครเวฟ (Microwave)  สัญญาณคลื่นความถี่ประมาณ 100 เมกะเฮิรตซ์ เดินทางเป็นเส้นตรง ทำให้สามารถปรับทิศทางการส่งได้แน่นอน การบีบสัญญาณส่งให้เป็นลำแคบ ๆ จะทำให้มีพลังงานสูง สัญญาณรบกวนต่ำ การปรับจานรับและจานส่งสัญญาณให้ตรงกันพอดี จะทำให้สามารถส่งสัญญาณได้หลายความถี่ไปในทิศทางเดียวกันได้ โดยไม่รบกวนกัน

ข้อเสีย
คลื่นไมโครเวฟไม่สามารถเดินผ่านวัตถุที่กีดขวางได้ สัญญาณอาจเกิดการหักเหในระหว่างเดินทางทำให้มาถึงจาน รับสัญญาณช้ากว่าปกติและสัญญาณบางส่วนอาจสูญหายได้ เรียกว่าเกิด “multipath fading” จากสภาพภูมิอากาศ และความถี่สัญญาณ คลื่นความถี่ตั้งแต่ 8 กิกะเฮิรตซ์ขึ้นไป จะถูกดูดซึมโดยพื้นน้ำ หรือเมื่อผ่านพายุฝนเพราะมีความยาวคลื่นเพียงไม่กี่เซนติเมตร การตั้งสถานีรับ-ส่งสัญญาณไมโครเวฟ (relay station) สามารถตั้งให้อยู่ห่างกันได้ถึง 30-50 กิโลเมตร นิยมนำมาใช้ในธุรกิจ งานให้บริการเช่น โทรศัพท์ทางไกล โทรศัพท์มือถือ การแพร่ภาพโทรทัศน์ เป็นต้น เพื่อหลีกเลี่ยงการวางสายเคเบิล ระบบไมโครเวฟจึงมีราคาถูกกว่าระบบอื่น

           4.คลื่นอินฟราเรดและคลื่นสั้น (Infrared and millimeter wave)
นิยมใช้สำหรับการสื่อสารระยะใกล้ คุณสมบัติของคลื่นคือ เดินทางเป็นแนวตรง ราคาถูก และง่ายต่อการผลิตใช้งานแต่ไม่สามารถเดินทางผ่านวัตถุหรือสิ่งกีดขวางได้ เช่น รีโมทสำหรับควบคุมวิทยุ วิดีโอโทรทัศน์ เครื่องเล่นบังคับต่าง ๆ เป็นต้น สามารถใช้คลื่นอินฟราเรดเพื่อการสื่อสารในระบบเครือข่ายท้องถิ่น (LAN) ได้ดี เพราะคุณสมบัติของคลื่นที่ไม่สามารถเดินทาง ผ่านสิ่งกีดขวางได้ การใช้ระบบเครือข่ายในห้องทำงานที่มีอุปกรณ์ใช้คลื่นอินฟราเรดในการรับ-ส่งสัญญาณแบบหลาย ทิศทางติดตั้งอยู่ ทำให้สะดวกต่อการใช้เครื่องคอมพิวเตอร์แบบพกพาซึ่งใช้อุปกรณ์รับ-ส่งด้วยคลื่นอินฟราเรด สามารถติดต่อกับระบบเครือข่ายของสำนักงานได้ และยังนำคุณสมบัติของคลื่นอินฟราเรดไปใช้ในการจัดประชุม ทุกคนสามารถสื่อสารข้อมูลด้วยเครื่องคอมพิวเตอร์ ผ่านอุปกรณ์สื่อสารคลื่นอินฟราเรดโดยไม่ต้องเสียเวลาในการวาง สายเชื่อมต่อระบบเครือข่ายให้ห้องประชุม

           5.สัญญาณแสงเลเซอร์ (Laser beams)
เป็นระบบการสื่อสารแบบทางเดียว ผู้รับและผู้ส่งสัญญาณข้อมูลจึงต้องมีอุปกรณ์ทั้งในการรับและส่งข้อมูลด้วย  จึงจะสามารถสื่อสารได้สองทาง การส่งข้อมูลด้วยแสงเลเซอร์มีราคาถูกและช่วงความกว้างของช่องสัญญาณสูงมาก เมื่อเทียบกับการใช้สัญญาณไมโครเวฟ ลำแสงเลเซอร์มีขนาดเส้นผ่าศูนย์กลางเพียง 1 มิลลิเมตร อุปกรณ์รับสัญญาณมีขนาดโตกว่าเพียงเล็กน้อย การติดตั้งอุปกรณ์รับ-ส่งสัญญาณ ต้องเป็นผู้ที่มีความละเอียด ข้อเสียของลำแสงเลเซอร์คือ ไม่สามารถส่องผ่านสายฝนหรือหมอกหนา ๆ ได้รวมทั้งคลื่นความร้อนจากแสงแดดอาจทำให้แสงเลเซอร์เกิดการหักเหได้ เช่นการส่งสัญญาณแสงเลเซอร์ระหว่างอาคาร เป็นต้น