Show ระบบเครือข่ายคือการนำเครื่องคอมพิวเตอร์มากกว่า 2 เครื่องขึ้นไป มาเชื่อมต่อกันเพื่อสื่อสารรับส่งข้อมูลกัน โดยผ่านทางสื่อกลาง ซึ่งสื่อกลางส่วนใหญ่ที่เราจะรู้กันก็คือ สายแลน สายไฟเบอร์ เป็นต้น แต่ว่าสื่อกลางใช้เชื่อมต่อระหว่างคอมพิวเตอร์ไม่ได้มีแค่สายสัญญาณ ในโลกยุคปัจจุบันเราสามารถสื่อสารรับส่งข้อมูลจากทางไกลได้โดยไม่ต้องใช้สายสัญญาณ แต่ผ่านทางสื่อกลางแบบไร้สายแทน ในบทความนี้เราจะพาไปรู้จักกับสื่อกลางประเภทไร้สายกัน สื่อกลางแบบไร้สายคืออะไร ก่อนอื่นเรามาทำความรู้จักกับการสื่อสารแบบไร้สายกันก่อน การสื่อสารแบบไร้สายคือการรับส่งข้อมูลโดยไม่ผ่านสายสัญญาณ แต่ใช้อากาศเป็นตัวกลางในการรับส่งข้อมูล ดังนั้นสื่อกลางแบบไร้สายก็คือ คลื่นสัญญาณในอากาศที่ใช้รับส่งข้อมูลระหว่างกันนั้นเอง ถ้าอธิบายให้เข้าใจกันง่ายๆ ให้นึกถึงโทรทัศน์ที่เราใช้ โทรทัศน์รับคลื่นสัญญาณจากดาวเทียม และประมวลผลกลายเป็นภาพและเสียงรายการโปรดให้เราได้ดูกัน สื่อกลางแบบไร้สายมีอะไรบ้าง แม้ว่าการสื่อสารแบบไร้สายอาจฟังดูไม่จำเป็นต้องใช้อุปกรณ์อะไรมาก แต่ว่าการรับส่งข้อมูลแบบไร้สายนั้นจำเป็นต้องมีอุปกรณ์ 2 ตัว ที่ต้องใช้ในระบบ นั้นก็คือ อุปกรณ์ส่งสัญญาณ กับ อุปกรณ์รับสัญญาณ ซึ่งอุปกรณ์ส่งสัญญาณค่อยทำหน้าที่แปลงข้อมูลกลายเป็นคลื่นสัญญาณและส่งผ่านคลื่นนั้นไปในอากาศ ส่วนอุปกรณ์รับสัญญาณคืออุปกรณ์ที่รับคลื่นสัญญาณนั้น แล้วแปลงกลับไปเป็นข้อมูล ซึ่งการรับส่งข้อมูลแบบไร้สายนี้มีข้อเสียอยู่นั้นก็คือปัญหาเรื่องระยะทางและโอกาสที่สัญญาณจะถูกรบกวน ทำให้ข้อมูลที่ส่งมาเสียหายหรือผิดเพี้อนได้ ทำให้ต้องมีการแบ่งช่วงความถี่ของสัญญาณในการรับส่งข้อมูลระหว่างกัน ทำให้มีคลื่นสัญญาณความถี่ต่างๆ ที่เราเรียกกันในปํจจุบัน ดังนั้นเราจะมาดูกันว่าคลื่นสัญญาณที่ใช้รับส่งข้อมูลในปัจจุบันนั้นมีคลื่นสัญญาณอะไรบ้าง 1. คลื่นวิทยุ (Radio Wave) คลื่นวิทยุเป็นคลื่นที่มีการกระจายตัวรอบทิศทางผ่านเสาอากาศส่งคลื่นวิทยุ โดยลักษณะรอบทิศทางแบบนี้ ทำให้มีประโยชน์สำหรับการสื่อสารแบบ Multicasting ซึ่งมีหนึ่งผู้ส่ง แต่หลายผู้รับ เช่น สถานีวิทยุ ระบบมือถือ โทรทัศน์ แต่อย่างไรก็ตาม คลื่นวิทยุมีข้อเสียอยู่หนึ่งอย่างนั้นก็คือ คลื่นมีความอ่อนไหวต่อการรบกวนจากเสาอากาศตัวอื่นที่ส่งสัญญาณความถี่แบบเดียวกัน 2. สัญญาณไมโครเวฟ (Microwave) ไมโครเวฟเป็นคลื่นที่เดินทางในทิศทางเดียว มีความเร็วสูง ใช้สำหรับการเชื่อมต่อระยะไกลโดยการส่งสัญญาณคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าไปในอากาศพร้อมกับข้อมูลที่ต้องการส่ง และต้องมีสถานีที่ทำหน้าที่ส่งและรับข้อมูล และเนื่องจากสัญญาณไมโครเวฟจะเดินทางเป็นเส้นตรงไม่สามารถเลี้ยวตามความโค้งของผิวโลกได้ จึงต้องมีการตั้งสถานีรักส่งข้อมูลเป็นระยะ และส่งข้อมูลต่อกันระหว่างสถานี จนกว่าจะถึงสถานีปลายทาง และแต่ละสถานีจะตั้งอยู่ในที่สูง เช่น ดาดฟ้า ตึกสูง หรือยอดเขา เพื่อหลีกเลี่ยงการชนสิ่งกีดขวางในแนวการเดินทางของสัญญาณ 3. อินฟราเรด (Infrared) อินฟราเรคเป็นสื่อสารที่ใช้คลื่นแสงที่ไม่สามารถมองเห็นด้วยตาเปล่า สามารถส่งข้อมูลด้วยคลื่นอินฟราเรดต้องส่งในแนวเส้นตรง และไม่สามารถทะลุสิ่งกีดขวางที่มีความหนาได้ นิยมใช้ในการส่งถ่ายโอนข้อมูลสำหรับอุปกรณ์แบบพกพา ตัวอย่างเช่น รีโมทโทรทัศน์ที่เราใช้งานกันอยู่ทั่วไป 4. ดาวเทียม (Satellite) ดาวเทียมเป็นการสื่อสารโดยคลื่นสัญญาณแบบเดียวกันกับไมโครเวฟในการรับส่งข้อมูล แต่ว่าคลื่นไมโครเวฟมีข้อเสียที่คลื่นเดินทางในแนวตรง ทำให้พื้นที่ที่มีลักษณะภูมิประเทศเป็นภูเขาหรือตึกสูงมีผลต่อการบดบังคลื่น จึงมีการพัฒนาดาวเทียมให้เป็นสถานีไมโครเวฟที่อยู่เหนือพื้นผิวโลก ทำหน้าที่เป็นสถานีส่งและรับข้อมูล ทำให้การสื่อสารมีลักษณะแบบการส่งข้อมูลจากภาคพื้นดินไปยังดาวเทียม และจากดาวเทียมมาสู่ภาคพื้นดิน 5. บลูทูธ (Bluetooth) บลูทูธเป็นการสื่อสารข้อมูลระหว่างอุปกรณ์อิเล็คทรอนิกส์แบบสองทาง ด้วยคลื่นวิทยุระยะสั้น และไม่จำเป็นจะต้องใช้การเดินทางแบบเส้นตรงเหมือนกับอินฟราเรด ซึ่งถือว่าเพิ่มความสะดวกมากกว่า โดยหลักของบลูทูธจะถูกออกแบบมาเพื่อใช้กับอุปกรณ์ที่มีขนาดเล็ก เนื่องจากใช้การขนส่งข้อมูลในจำนวนที่ไม่มาก อย่างเช่น ไฟล์ภาพ, เสียง, แอพพลิเคชั่นต่างๆ และสามารถเคลื่อนย้ายได้ง่าย ขอให้อยู่ในระยะที่กำหนดไว้เท่านั้น การสื่อสารทุกชนิดต้องอาศัยสื่อกลางในการส่งผ่านข้อมูลเพื่อนำข้อมูลไปยังจุดหมายปลายทาง เช่น การคุยโทรศัพท์อาศัยสายโทรศัพท์เป็นสื่อกลางในการส่งสัญญาณคลื่นเสียงไปยังผู้รับ เป็นต้น สำหรับการติดต่อสื่อสารระหว่างคอมพิวเตอร์อาจใช้สายเชื่อมต่อผ่านอุปกรณ์เชื่อมต่อหรืออาจใช้อุปกรณ์เชื่อมต่อแบบไร้สายเป็นสื่อกลางในการเชื่อมต่อก็ได้
สื่อกลางในการสื่อสารมีความสำคัญเพราะเป็นปัจจัยหนึ่งที่กำหนดประสิทธิภาพในการสื่อสาร เช่น ความเร็วในการส่งข้อมูล ปริมาณของข้อมูลที่สามารถนำไปได้ในหนึ่งหน่วยเวลา รวมถึงคุณภาพของการส่งข้อมูล เราจะกล่าวถึงสื่อกลางในการสื่อสารทั้งในแบบใช้สายและแบบไร้สายดังนี้ 1) สายคู่บิดเกลียว (twisted pair cable) สายนำสัญญาณแบบนี้แต่ละคู่สายที่เป็นสายทองแดงจะถูกพันบิดเป็นเกลียว เพื่อลดการรบกวนของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าจากคู่สายข้างเคียงภายในสายเดียวกันหรือจากภายนอก ทำให้สามารถส่งข้อมูลด้วยความเร็วสูง สายคู่บิดเกลียวสามารถใช้ส่งข้อมูลจำนวนมากเป็นระยะทางไกลได้หลายกิโลเมตร เนื่องจากราคาไม่แพงมาก ใช้ส่งข้อมูลได้ดี น้ำหนักเบา ง่ายต่อการติดตั้ง จึงนิยมใช้งานอย่างกว้างขวาง สายคู่บิดเกลียวมี 2 ชนิด คือ – สายคู่บิดเกลียวแบบป้องกันสัญญาณรบกวน หรือสายเอสทีพี (Shielded Twisted Pair: STP) เป็นสายที่หุ้มด้วยตัวกั้นสัญญาณเพื่อป้องกันการรบกวนได้ดียิ่งขึ้น สายเอสทีพีรองรับความถี่ของการส่งข้อมูลสูงกว่าสายยูทีพี แต่มีราคาแพงกว่า ในปัจจุบันการติดตั้งสายสัญญาณภายในอาคารนิยมใช้สายยูทีพีเป็นหลัก เพราะมีราคาถูกกว่าสายเอสทีพี และมีการพัฒนามาตรฐานให้มีคุณภาพสูงสามารถส่งข้อมูลความเร็วสูงได้ดีขึ้น 2) สายโคแอกซ์ (coaxial cable) เป็นสายนำสัญญาณที่เรารู้จักกันดี โดยใช้เป็นสายนำสัญญาณที่ต่อจากเสาอากาศเครื่องรับโทรทัศน์หรืสายเคเบิลทีวี ตัวสายประกอบด้วยลวดทองแดงที่เป็นแกนหลักหนึ่งเส้นหุ้มด้วยฉนวนเพื่อป้องกันกระแสไฟฟ้ารั่ว จากนั้นจะหุ้มด้วยตัวนำซึ่งทำจากลวดทองแดงถักเป็นร่างแหเพื่อป้องกันการรบกวนของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าและสัญญาณรบกวนอื่นๆ ก่อนจะหุ้มชั้นนอกสุดด้วยฉนวนพลาสติก และนิยมใช้เป็นสายนำสัญญาณแอนะล็อกเพื่อเชื่อมต่ออุปกรณ์ภาพและเสียง (audio-video devices) ต่างๆ ภายในบ้านและสำนักงาน ตัวอย่างสายโคแอกซ์ 3) สายไฟเบอร์ออพติก (fiber-optic cable) ประกอบด้วยกลุ่มของเส้นใยทำจากแก้วหรือพลาสติกที่มีขนาดเล็กประมาณเส้นผม แต่ละเส้นจะมีแกนกลาง (core) ที่ถูกห่อหุ้มด้วยวัสดุใยแก้วอีกชนิดหนึ่งซึ่งเรียกว่า แคล็ดดิง(cladding) และหุ้มอีกชั้นด้วยฉนวนเพื่อป้องกันการกระแทกและฉีกขาด ตัวอย่างสายไฟเบอร์ออพติก
การสื่อสารแบบไร้สายอาศัยคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าเป็นสื่อกลางนำสัญญาณ ซึ่งคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่สามารถนำมาใช้ในการสื่อสารข้อมูลมีหลายชนิด แบ่งตามช่วงความถี่ที่แตกต่างกัน การสื่อสารแบบไร้สายมีผู้นิยมใช้มากขึ้น เนื่องจากมีความคล่องตัวสูงและสะดวกสบาย มักนิยมใช้กันในพื้นที่ที่การติดตั้งสายนำสัญญาณทำได้ลำบากหรือค่าใช้จ่ายในการติดตั้งสูงเกินไป สื่อกลางของการสื่อสารแบบนี้ เช่น อินฟราเรด ( Infrared : IR ) ไมโครเวฟ ( microwave ) คลื่นวิทยุ (radio wave) และดาวเทียมสื่อสาร (communications satellite ) 1.อินฟราเรด สื่อกลางประเภทนี้มักใช้กับการสื่อสารข้อมูลที่ไม่มีสิ่งกีดขวางระหว่างตัวส่งและตัวรับสัญญาณ เช่น การส่งสัญญาณจากรีโมตคอนโทรลไปยังเครื่องรับโทรศัพท์หรือวิทยุการเชื่อมต่อคอมพิวเตอร์กับคอมพิวเตอร์โดยผ่านพอร์ตไออาร์ดีเอ (The Infrared Data Association : IrDA ) :ซึ่งเป็นการเชื่อมต่อเครือข่ายระยะใกล้ 2.ไมโครเวฟ เป็นสื่อกลางในการสื่อสารที่มีความเร็วสูง ใช้สำหรับการเชื่อมต่อระยะไกลโดยการส่งสัญญาณคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าไปในอากาศพร้อมกับข้อมูลที่ต้องการส่ง และต้องมีสถานีที่ทำหน้าที่ส่งและรับข้อมูล และเนื่องจากสัญญาณไมโครเวฟจะเดินทางเป็นเส้นตรงไม่สามารถเลี้ยวตามความโค้งของผิวโลกได้ จึงต้องมีการตั้งสถานีรับส่งข้อมูลเป็นระยะ และส่งข้อมูลต่อกันระหว่างสถานี จนกว่าจะถึงสถานีปลายทาง และแต่ละสถานีจะตั้งอยู่ในที่สูง เช่น ดาดฟ้า ตึกสูง หรือยอดเขา เพื่อหลีกเลี่ยงการชนสิ่งกีดขวางในแนวการเดินทางของสัญญาณ การส่งข้อมูลผ่านสื่อกลางชนิดนี้เหมาะกับการส่งข้อมูลในพื้นที่ห่างไกลมากๆ และไม่สะดวกในการวางสายสัญญาณ ซึ่งเสาสัญญาณแต่ละเสาสามารถวางห่างไกลได้ถึง 80 กิโลเมตร 3.คลื่นวิทยุ เป็นสื่อกลางที่ใช้ส่งสัญญาณไปในอากาศ โดยสามารถส่งในระยะทางได้ทั้งใกล้และไกล โดยมีตัวกระจายสัญญาณ (broadcast) ส่งไปยังตัวรับสัญญาณ และใช้คลื่นวิทยุในช่วงความถี่ต่างๆ กันในการส่งข้อมูล เช่น การสื่อสารระยะไกลในการกระจายเสียงวิทยุระบบเอเอ็ม (Amplitude Modulation : AM ) และเอฟเอ็ม (Frequency Modulation : FM) หรือการสื่อสารระยะใกล้ โดยใช้ไวไฟ ( Wi-Fi ) และบลูทูท (ฺBluetooth) 4.ดาวเทียมสื่อสาร พัฒนาขึ้นมาเพื่อหลีกเลี่ยงข้อจำกัดของสถานีรับส่งไมโครเวฟบนผิวโลกโดยเป็นสถานีรับส่งสัญญาณไมโครเวฟบนอวกาศ ในการส่งสัญญาณต้องมีสถานีภาคพื้นดินคอยทำหน้าที่รับและส่งสัญญาณขึ้นไปบนดาวเทียมที่โคจรอยู่สูงจากพื้นโลกประมาณ 35,600 กิโลเมตร โดยดาวเทียมเหล่านั้นจะเคลื่อนที่ด้วยคามเร็วที่เท่ากับการหมุนของโลก จึงเสมือนกับดาวเทียมนั้นอยู่นิ่งกับที่ขณะที่โลกหมุนรอบตัวเอง ทำให้การส่งสัญญาณไมโครเวฟจากสถานีหนึ่งขึ้นไปบนดาวเทียม และการกระจายสัญญาณจากดาวเทียมลงมายังสถานีตามจุดต่างๆ บนผิวโลก เป็นไปอย่างแม่นยำ นอกจากนี้ยังมีการใช้งานดาวเทียมในการระบุตำแหน่งบนพื้นโลกเรียกว่าระบบจีพีเอส โดยบอกพิกัดเส้นรุ้งและเส้นแวงของผู้ใช้งานเพื่อใช้ในการนำทาง สื่อกลาง แบ่งเป็น 2 ประเภท ได้แก่อะไรบ้าง *1) สื่อกลางประเภทมีสาย 2) สื่อกลางประเภทไร้สาย
สื่อกลางประเภทมีสาย มีอะไรบ้างสื่อกลางประเภทมีสาย หมายถึง สื่อกลางที่เป็นสายซึ่งใช้ในการเชื่อมโยงโดยอุปกรณ์ต่าง ๆ เพื่อใช้ในการส่งผ่านข้อมูลระหว่างอุปกรณ์ และอุปกรณ์ในระยะทางที่ห่างกันไม่มากนัก. สายคู่บิดเกลียว(twisted pair) ... . สายโคแอกเชียล (coaxial) ... . เส้นใยนำแสง (fiber optic). สายสื่อกลางใดที่นิยมใช้ในปัจจุบัน มากที่สุดเช่น สายโทรศัพท์ เคเบิลใยแก้วนำแสง เป็นต้น สื่อที่จัดอยู่ในการสื่อสารแบบมีสายที่นิยมใช้ในปัจจุบัน ได้แก่ สายทองแดงแบบไม่หุ้มฉนวน (Unshield Twisted Pair) มีราคาถูกและนิยมใช้กันมากที่สุด ส่วนใหญ่มักใช้กับระบบโทรศัพท์ แต่สายแบบนี้มักจะถูกรบกวนได้ง่าย และไม่ค่อยทนทาน สายทองแดงแบบหุ้มฉนวน (Shield Twisted Pair)
ข้อใดคือประเภทของสื่อกลางที่สามารถกำหนดเส้นทาง ของสัญญาณได้สื่อกลางที่กำหนดเส้นทางได้ หรือ สื่อกลางที่ใช้สาย (Guided/ Wired Transmission Media) สายคู่บิดเกลียว (Twisted Pair Cable) สายโคแอคเชียล (Coaxial Cable) สายเคเบิลใยแก้วนำแสง หรือไฟเบอร์ออปติกส์ (Fiber Optical Cable)
|