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
การสื่อสารข้อมูลทุกชนิด ต้องอาศัยสื่อกลางในการส่งผ่านข้อมูล เพื่อนำข้อมูลไปยังจุดหมายปลายทาง เช่น การคุยโทรศัพท์ อาศัยสายโทรศัพท์เป็นสื่อกลางในการส่งสัญญาณคลื่นเสียงไปยังผู้รับ เป็นต้น สำหรับการติดต่อสื่อสารระหว่างคอมพิวเตอร์ อาจใช้สายเชื่อมต่อผ่านอุปกรณ์เชื่อมต่อ
หรืออาจใช้อุปกรณ์เชื่อมต่อเป็นแบบไร้สาย เป็นสื่อกลางในการเชื่อมต่อได้ สื่อกลางในการสื่อสารมีความสำคัญเพราะเป็นปัจจัยหนึ่งที่กำหนดประสิทธิภาพในการสื่อสาร เช่น ความเร็วในการส่งข้อมูลปริมาณของข้อมูลที่สามารถนำไปได้ในหนึ่งหน่วยเวลารวมถึงคุณภาพของการส่งข้อมูล 1. สายคู่บิดเกลียว(twisted pair cable) สายนำสัญญาณแต่ละคู่สายเป็นสายทองแดงจะถูกพันบิดเป็นเกลียว
เพื่อลดการรบกวนของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า จากคู่สายข้างเคียงกันภายในสายเดียวกันหรือจากภายนอก ทำให้สามารถส่งข้อมูลด้วยความเร็วสูง สายคู่บิดเกลียว สามารถใช้ส่งข้อมูลจำนวนมากเป็นระยะทางไกลได้หลายกิโลเมตร เนื่องจากราคาไม่แพงมาก ใช้ส่งข้อมูลได้ดี น้ำหนัก - สายคู่บิดเกลียวแบบไม่ป้องกันสัญญาณรบกวน หรือสายยูทีพี (Unshieded
Twisted pair :UTP) - สายคู่บิดเกลียวแบบป้องกันสัญญาณรบกวน หรือสายเอสทีพี (Shielded Twisted pair :STP) เป็นสายที่หุ้มด้วยตัวกั้นสัญญาณเพื่อป้องกันการรบกวนได้ดียิ่งขึ้น สายเอสทีพีรองรับความถี่ของการส่งข้อมูลสูงกว่าสายยูทีพี แต่มีราคาแพงกว่า ในปัจจุบันการติดตั้งสายสัญญาณภายในอาคาร นิยมใช้สายยูทีพีเป็นหลัก เพราะมีราคาถูกกว่าสายเอสทีพี
และมีการพัฒนามาตรฐานให้มีคุณภาพสูงสามารถส่งข้อมูลความเร็วสูงได้ดีขึ้น 2. สายโคแอกซ์ (coaxial cable) เป็นสายนำสัญญาณที่รู้จักกันดี โดยใช้เป็นสายนำสัญญาณที่ต่อจากเสาอากาศเครื่องรับโทรทัศน์หรือสายเคเบิลทีวี ตัวสายประกอบด้วยลวดทองแดงที่เป็นแกนหลักหนึ่งเส้นหุ้มด้วยฉนวน เพื่อป้องกันกระแสไฟรั่ว จากนั้นจะหุ้มด้วยตัวนำซึ่งทำจากทองแดงถักเป็นร่างแห เพื่อป้องกันการรบกวนของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า และสัญญาณรบกวนอื่น ๆ ก่อนหุ้มชั้นนอกสุดด้วยฉนวนพลาสติก และนิยมใช้เป็นสายนำสัญญาณแอนะล็อก
เพื่อเชื่อมต่ออุปกรณ์ ภาพและเสียง (audio-video devices) ต่าง ๆ ภายในบ้านและสำนักงาน 3. สายไฟเบอร์ออฟติก (fiber - optic cable) ประกอบด้วย กลุ่มของเส้นใยทำจากแก้ว หรือพลาสติก ที่มีขนาดเล็กประมาณเส้นผม แต่ละเส้นจะมีแกนกลาง (core) ที่ถูกห่อหุ้มด้วยวัสดุใยแก้วอีกชนิดหนึ่งเรียกว่า แคล็ดดิง (cladding) และหุ้มอีกชั้นด้วยฉนวนเพื่อป้องกันการกระแทกและฉีกขาดการส่งข้อมูลผ่านทางสื่อกลางชนิดนี้ มีข้อแตกต่างจากชนิดอื่น ๆ
ซึ่งใช้สัญญาณไฟฟ้าในการส่งแต่ละการทำงานของสื่อกลางชนิดนี้จะใช้แสงความเข้มสูง เช่น แสงเลเซอร์ ส่งผ่านไปในเส้นใยแต่ละเส้น และอาศัยหลักการหักเหของแสง โดยใช้แคล็ดดิงเป็นตัวสะท้อนแสง ทำให้แสงสามารถเดินทางไปจนถึงปลายทางได้ โดยไม่ถูกรบกวนโดยคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าใด ๆ และมีความผิดพลาดในการส่งข้อมูลต่ำมาก ทำให้สามารถส่งข้อมูลได้ด้วยความเร็วสูง ระดับกิกะบิตต่อวินาที อีกทั้งยังมีีความปลอดภัยในการส่งข้อมูลสูง มีความสามารถในการนำพาข้อมูลไปได้ในปริมาณมาก
และสามารถส่งข้อมูลไปได้เป็นระยะทางไกล โดยมีความผิดพลาดน้อยจึงเหมาะที่จะใช้กับการเชื่อมโยงระหว่างอาคาร ระหว่างเมือง และถูกนำไปใช้ เป็นสายแกนหลัก (backbone cable) เชื่อมโยงเครือข่ายหลัก เข้าด้วยกัน สื่อกลางแบบใช้สายที่กล่าวมา มีคุณสมบัติและการนำไปใช้งานชนิดต่าง ๆ ดังนี้ ชนิดสื่อกลาง ความเร็ว ระยะทาง การนำไปใช้งาน เอสทีพี 155 Mbps ไม่เกิน 100 เมตร ไม่นิยมใช้ เนื่องจาก ราคาแพง ยูทีพี 1 Gbps ไม่เกิน 100 เมตร ปัจจุบันนิยมใช้ เชื่อมต่อระบบ โคแอกซ์ 10 Mbps ไม่เกิน 500 เมตร ใช้เป็นสายแกนหลักสำหรับ ไฟเบอร์ 100 Gbps มากกว่า 2 กิโลเมตร ใช้เป็นสายแกนหลักเชื่อมต่อเครือข่ายระยะไกล การสื่อสารแบบไร้สาย อาศัยคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าเป็นสื่อกลางนำสัญญาณ ซึ่งคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า ที่สามารถนำมาใช้ในการสื่อสารข้อมูลมีหลายชนิด แบ่งตามช่วงความถี่ที่แตกต่างกัน สื่อกลางของการสื่อสารแบบนี้ เช่น อินฟาเรด(Infrared : IR) ไมโครเวฟ (microwave) คลื่นวิทยุ (radiowave) และดาวเทียมสื่อสาร (communication satellite) 1. อินฟาเรด
สื่อกลางประเภทนี้มักใช้กับการสื่อสารข้อมูลที่ไม่มีสิ่งกีดขวางระหว่างตัวส่ง และตัวรับสัญญาณ เช่น การส่งสัญญาณจากรีโมตคอนโทรลไปยังเครื่องรับโทรทัศน์หรือวิทยุ การเชื่อมต่อคอมพิวเตอร์กับคอมพิวเตอร์โดยผ่านพอร์ตไออาร์ดี (The Infrared Data Association : IrDA) ซึ่งเป็นการเชื่อมต่อเครือข่ายระยะใกล้ 3.1 สื่อกลางแบบใช้สาย
เบา ง่ายต่อการติดตั้ง นิยมใช้อย่างกว้างขวาง สายคู่บิดเกลียวมี 2 ชนิด คือ
เป็นสายใช้ในระบบโทรศัพท์ ต่อปรับปรุงคุณสมบัติให้ดีขึ้น จนสามารถใช้กับสัญญาณความถี่สูงได้ทำให้ส่งข้อมูลได้ด้วยความเร็วสูงขึ้นรูปที่ 1.10 ตัวอย่างสาย UTP
ที่มา : //www.tiendacables.es/2807/bobina-305-metros-cable-utp-cat6.jpg
รูปที่ 1.11 ตัวอย่างสาย STP
ที่มา : //4.bp.blogspot.com/-qExWIAs6FZA/VlgCkE73XAI/AAAAAAAAACA/wflCE6Rl2-c/s1600/pic4.jpg
รูปที่ 1.12 ตัวอย่างสายโคแอกซ์
ที่มา : //sites.google.com/site/it39000009/_/rsrc/1467939633420/hnwy-thi-4/CoaxialCable.jpg
รูปที่ 1.13 ตัวอย่างสายไฟเบอร์ออฟติก
ที่มา : //www.be2hand.com/upload/201110/201110-13-154313-1.jpg
สูงสุด
ที่ใช้งานได้
เครือข่ายภายใน
ยุคแรก ๆ
ออฟติก 3.2 สื่อกลางแบบไร้สาย
รูปที่ 1.14 ตัวอย่างการส่งสัญญาณจากรีโมตคอนโทรล
ที่มา : //kanlayanee.ac.th/ict/index.php/4-3
2.ไมโครเวฟเป็นสื่อกลางในการสื่อสารทีมีความเร็วสูง ใช้สำหรับการเชื่อมต่อระยะไกล โดยการส่งสัญญาณคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าไปในอากาศ พร้อมกับข้อมูลที่ต้องการส่ง และต้องมีสถานีที่ทำหน้าที่ส่งและรับข้อมูล และเนื่องจากสัญญาณไมโครเวฟจะเดินทางเป็นเส้นตรงไม่สามารถเลี้ยวตามความโค้งของผิวโลกได้ จึงต้องมีการตั้งสถานีรับส่งข้อมูลเป็นระยะ และส่งข้อมูลต่อกัน ระหว่างสถานีจนกว่าจะถึงสถานีปลายทางและแต่ละสถานีจะตั้งอยู่บนที่สูง เช่น ดาดฟ้า ตึกสูง หรือยอดเขาเพื่อหลีกเลี่ยงการชนสิ่งกีดขวางในแนวการเดินทางของสัญญาณ การส่งข้อมูลผ่านสื่อกลางชนิดนี้เหมาะกับการส่งข้อมูลในพื้นที่ห่างไกลมาก ๆ และไม่สะดวกในการวางสายสัญญาณ ซึ่งเสาสัญญาณแต่ละเสาสามารถวางห่างกันได้ถึง 80 กิโลเมตร ตัวอย่างการส่งสัญญาณไมโครเวฟผ่านพื้นผิวดิน
รูปที่ 1.15 การส่งสัญญาณผ่านไมโครเวฟภาคพื้นดิน ที่มา : //www.datacom2u.com/Picture/WirelessMedia_clip_image006.jpg |
3.คลื่นวิทยุ เป็นสื่อกลางที่ใช้ส่งสัญญาณไปในอากาศ โดยสามารถส่งในระยะได้ทั้งใกล้และไกล โดยมีตัวกระจายสัญญาณ (broadcast) ส่งไปยังตัวรับสัญญาณ และใช้คลื่นวิทยุในช่วงความถี่ต่าง ๆ กันในการส่งข้อมูล เช่น การสื่อสารระยะไกลในการกระจายเสียงวิทยุระบบเอเอ็ม (Amplitude Modulation : AM) และเอฟเอ็ม (Frequency Modulation : FM) หรือการสื่อสารระยะใกล้ โดยใช้ไวไฟ (Wi-Fi) และบลูทูท (Bluetooth)
รูปที่ 1.16 การส่งสัญญาณผ่านคลื่นวิทยุ ที่มา : //www.wellsitecctv.com/application/images/galleries/galleries-2013-06-20_561616_img.jpg |
4.ดาวเทียมสื่อสาร พัฒนาขึ้นมาเพื่อหลีกเลี่ยงข้อจำกัดของสถานีรับส่งไมโครเวฟบนผิวโลกโดยเป็นสถานีรับส่งสัญญาณไมโครเวฟบนอวกาศ ในการส่งสัญญาณต้องมีสถานีภาคพื้นดิน คอยทำหน้าที่ รับส่งสัญญาณ ขึ้นไปบนดาวเทียมที่โคจร อยู่สูงจากพื้นโลกประมาณ 35,600 กิโลเมตร โดยดาวเทียมเหล่านั้น จะเคลื่อนที่ด้วยความเร็วที่เท่ากับการหมุนของโลก จึงเสมือนกับดาวเทียมนั้นอยู่นิ่ิ่งกับที่ ขณะที่โลกหมุนรอบตัวเอง ทำให้การส่งสัญญาณไมโครเวฟจากสถานีหนึ่งขึ้นไปบนดาวเทียมและการกระจายสัญญาณจากดาวเทียมลงมายังสถานีตามจุดต่าง ๆ บนผิวโลก เป็นไปอย่างแม่นยำ นอกจากนี้ยังมีการใช้งานดาวเทียมในการระบุตำแหน่งบนพื้นโลก เรียกว่า ระบบจีพีเอส โดยบอกพิกัดเส้นรุ้ง และเส้นแวงของผู้ใช้งานเพื่อใช้ในการนำทาง
รูปที่ 1.17 ดาวเทียมสื่อสาร ที่มา : //phapatsorn5653.files.wordpress.com/2014/03/630.jpg |
>> คลิกทำแบบฝึกหัด