ระบบการสื่อสารข้อมูล ( Data Communication System )

1. 3 ระบบการสื่อสารข้อมูล (Data Communication System) การเชื่อมโยงและสื่อกลาง (Link and Channel)

2. หัวข้อ (Topic) • รูปแบบการเชื่อมโยง • การเชื่อมโยงแบบจุดต่อจุด • การเชื่อมโยงแบบหลายจุด • การเชื่อมโยงแบบเครือข่ายสวิตซ์ชิ่ง • ชนิดของสื่อกลาง • สายสัญญาณทองแดง • สายใยแก้วนำแสง • สื่อสัญญาณไร้สาย

3. รูปแบบการเชื่อมโยง • การเชื่อมโยง (Link) เป็นการกำหนดเส้นทางในการสื่อสาร มีรูปแบบทั้งหมด 3 แบบ คือ • การเชื่อมโยงแบบจุดต่อจุด (Point to Point) • การเชื่อมโยงแบบหลายจุด (Multi Point) • การเชื่อมโยงแบบเครือข่ายสวิตซ์ชิ่ง ( Switching Network)

4. รูปแบบการเชื่อมโยง (ต่อ) • เชื่อมโยงแบบจุดต่อจุด (Point to Point) เป็นเชื่อมโยงเพียง 2 เครื่องผ่านทางสายสื่อสารเพียงสายเดียวโดยมีรูปแบบการเชื่อมต่อ (Topology)ได้หลายรูปแบบ • เหมาะกับงานที่รับส่งข้อมูลมากๆ และต่อเนื่องตลอดเวลา เช่น ตู้ ATM • เทคนิคที่ใช้แก้ปัญหา (point to point) คือ การใช้อุปกรณ์สวิตช์ (Switching Network)

5. รูปแบบการเชื่อมโยง (ต่อ) การเชื่อมโยงแบบจุดต่อจุด (Point to Point)

7. การเชื่อมต่อแบบ Bus • ลักษณะการทำงาน • อุปกรณ์ทุกชิ้นหรือโหนดทุกโหนด ในเครือข่ายจะต้องเชื่อมโยงเข้ากับสายสื่อสารหลักที่เรียกว่า "บัส" (BUS) • เมื่อโหนดหนึ่งต้องการจะส่งข้อมูลไปให้ยังอีกโหนด หนึ่งภายในเครือข่าย จะต้องตรวจสอบให้แน่ใจก่อนว่าบัสว่างหรือไม่ • ถ้าหากไม่ว่างก็ไม่สามารถจะส่งข้อมูลออกไปได้ เพราะสายสื่อสารหลักมีเพียงสายเดียว

8. การเชื่อมต่อแบบ Bus • ลักษณะการทำงาน (ต่อ) • ในกรณีที่มีข้อมูลวิ่งมาในบัส ข้อมูลนี้จะวิ่งผ่านโหนดต่างๆ ไปเรื่อยๆ ในขณะที่แต่ละโหนดจะคอยตรวจสอบข้อมูลที่ผ่านมาว่าเป็นของตนเองหรือไม่ หากไม่ใช่ ก็จะปล่อยให้ข้อมูลวิ่งผ่านไป แต่หากเลขที่อยู่ปลายทาง ซึ่งกำกับมากับข้อมูลตรงกับเลขที่อยู่ของของตน โหนดนั้นก็จะรับข้อมูลเข้าไป

9. การเชื่อมต่อแบบ Bus

10. การเชื่อมต่อแบบ Bus • ข้อดี • ใช้สายส่งข้อมูลน้อยและมีรูปแบบที่ง่ายในการติดตั้ง ทำให้ลดค่าใช้จ่ายในการติดตั้งและบำรุงรักษา • สามารถเพิ่มอุปกรณ์ชิ้นใหม่เข้าไปในเครือข่ายได้ง่าย • ข้อเสีย • ในกรณีที่เกิดการเสียหายของสายส่งข้อมูลหลัก จะทำให้ทั้งระบบทำงานไม่ได้ • การตรวจสอบข้อผิดพลาดทำได้ยาก ต้องทำจากหลาย ๆจุด

11. การเชื่อมต่อแบบ Ring • เป็นการเชื่อมต่ออุปกรณ์ต่างๆ เข้ากันเป็นวงกลม • ข้อมูลข่าวสารจะถูกส่งจากโหนดหนึ่งไปยังอีกโหนดหนึ่ง วนอยู่ในเครือข่ายไปในทิศทางเดียวเหมือนวงแหวน • ในระบบเครือข่ายรูปวงแหวนบางระบบสามารถส่งข้อมูลได้สองทิศทาง

12. การเชื่อมต่อแบบ Ring • ในแต่ละโหนดหรือสถานี จะมีรีพีตเตอร์ประจำโหนด 1 ตัว ทำหน้าที่ • เพิ่มเติมข่าวสารที่จำเป็นต่อการสื่อสารในส่วนหัวของแพ็กเกจข้อมูล สำหรับการส่งข้อมูลออกจากโหนด • รับแพ็กเกจข้อมูลที่ไหลผ่านมาจากสายสื่อสาร เพื่อตรวจสอบว่าเป็นข้อมูลที่ส่งมาให้โหนดตนหรือไม่ • ถ้าใช่ก็จะคัดลอกข้อมูลทั้งหมดนั้นส่งต่อไปให้กับโหนดของตน • ถ้าไม่ใช่ก็จะปล่อยข้อมูลนั้นไปยังรีพีตเตอร์ของโหนดถัดไป

13. การเชื่อมต่อแบบ Ring

14. การเชื่อมต่อแบบ Ring • ข้อดี • การส่งข้อมูลสามารถส่งไปยังผู้รับหลาย ๆ โหนดพร้อมกันได้ โดยกำหนดตำแหน่งปลายทางเหล่านั้นลง ในส่วนหัวของแพ็กเกจข้อมูล รีพีตเตอร์ของแต่ละโหนดจะตรวจสอบเองว่ามีข้อมูลส่งมาให้ที่โหนดตนเองหรือไม่ • การส่งข้อมูลเป็นไปในทิศทางเดียวกัน จึงไม่มีการชนกันของสัญญาณข้อมูล

15. การเชื่อมต่อแบบ Ring • ข้อเสีย • ถ้ามีโหนดใดโหนดหนึ่งเกิดเสียหาย ข้อมูลจะไม่สามารถส่งผ่านไปยังโหนดต่อไปได้ และจะทำให้เครือข่ายทั้ง เครือข่ายขาดการติดต่อสื่อสาร • เมื่อโหนดหนึ่งต้องการส่งข้อมูล โหนดอื่น ๆ ต้องมีส่วนร่วมด้วย ซึ่งจะทำให้เสียเวลา

16. การเชื่อมต่อแบบ Star • เป็นการเชื่อมโยงการติดต่อสื่อสารที่มีลักษณะคล้ายรูปดาว หลายแฉก • มีสถานีกลาง หรือฮับ เป็นจุดผ่านการติดต่อกันระหว่างทุกโหนดในเครือข่าย สถานีกลางจึงมีหน้าที่เป็นศูนย์ควบคุมเส้นทางการสื่อสารทั้งหมด และทำหน้าที่เป็นศูนย์กลางคอยจัดส่งข้อมูลให้กับโหนดปลายทางอีกด้วย

17. การเชื่อมต่อแบบ Star • อนุญาตให้มีเพียงโหนดเดียวเท่านั้นที่สามารถส่งข้อมูลเข้าสู่เครือข่ายได้ จึงไม่มีโอกาสที่หลายๆ โหนดจะส่งข้อมูลเข้าสู่เครือข่ายในเวลาเดียวกัน เพื่อป้องกันการชนกันของสัญญาณข้อมูล เครือข่ายแบบดาว • เป็นการเชื่อมต่ออีกแบบหนึ่งที่เป็นที่นิยมใช้กันในปัจจุบัน

18. การเชื่อมต่อแบบ Star

19. การเชื่อมต่อแบบ Star • ข้อดี • การติดตั้งเครือข่ายและการดูแลรักษาทำได้ง่าย • หากมีโหนดใดเกิดความเสียหายก็สามารถตรวจสอบได้ง่าย และเนื่องจากใช้อุปกรณ์ 1 ตัวต่อสายส่งข้อมูล 1 เส้น ทำให้การเสียหายของอุปกรณ์ใดในระบบไม่กระทบต่อการทำงานของจุดอื่นๆ ในระบบ • ง่ายในการให้บริการเพราะการเชื่อมต่อแบบดาวมีศูนย์กลางทำหน้าที่ควบคุม

20. การเชื่อมต่อแบบ Star • ข้อเสีย • ถ้าสถานีกลางเกิดเสียขึ้นมาจะทำให้ทั้งระบบทำงานไม่ได้ • ต้องใช้สายส่งข้อมูลจำนวนมากกว่าการเชื่อมต่อแบบบัส และ แบบวงแหวน

21. การเชื่อมต่อแบบ Hierarchical • เป็นเครือข่ายการสื่อสารข้อมูลแบบผสมระหว่างเครือข่ายแบบใดแบบหนึ่งหรือมากกว่า เพื่อความถูกต้องแน่นอน ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับความต้องการและภาพรวมขององค์กร

22. ตารางเปรียบเทียบโครงสร้างเครือข่าย (Topology)

23. รูปแบบการเชื่อมโยง (ต่อ) • การเชื่อมโยงแบบหลายจุด (Multi Point) เป็นการใช้สายเพียงสายเดียว แต่เชื่อมโยงกับ Terminal ได้หลายๆ จุดพร้อมๆ กัน • เหมาะกับงานที่รับส่งข้อมูลไม่ต่อเนื่องและไม่มากนัก เพื่อแชร์การใช้สายสื่อสารร่วมกัน

24. รูปแบบการเชื่อมโยง (ต่อ) การเชื่อมโยงแบบหลายจุด (Multi Point)

25. รูปแบบการเชื่อมโยง (ต่อ) • การเชื่อมโยงแบบเครือข่ายสวิตซ์ชิ่ง ( Switching Network) เป็นเทคนิคที่สามารถใช้ประโยชน์สูงสุดในการเชื่อมโยงแบบจุดต่อจุดได้มากที่สุด • ตัวอย่างเครือข่ายสวิตชิ่ง ได้แก่ เครือข่ายองค์การโทรศัพท์ เทเลกซ์ เครือข่ายแพ็กเกตสวิตช (Packet Switching Network) • อุปกรณ์ที่ทำหน้าที่สลับสายได้แก่ ชุมสายโทรศัพท์ ตู้สลับสายโทรศัพท์ อัตโนมัติ (PABX) และเซนเทรค (Centrex)

26. รูปแบบการเชื่อมโยง (ต่อ) • ในการทำงานของการเชื่อมโยงแบบสวิตซ์ชิ่งนั้น ประกอบด้วย • การเชื่อมโยงการสื่อสารทั้ง 2 ฝ่าย ก่อนจะเริ่มส่ง - รับข้อมูล เช่น ต้องหมุนหมายเลขโทรศัพท์ก่อนจะเริ่มพูดกับปลายทางได้ โดยมีเครือข่าย สวิตซ์ซิ่งเชื่อมโยงคอยสลับสายให้ • การเชื่อมโยงการสื่อสารจะเป็นแบบจุดต่อจุด คือ คุยกันแค่ 2 คนเท่านั้น • เมื่อจบการส่งข้อมูลแล้ว จะต้องตัดการเชื่อมโยงระหว่าง 2 จุดนั้น เพื่อให้สายการสื่อสารว่าง เพื่อให้สายอื่นเชื่อมต่อได้

27. รูปแบบการเชื่อมโยง (ต่อ) การเชื่อมโยงแบบเครือข่ายสวิตซ์ชิ่ง ( Switching Network)

28. ชนิดของสื่อกลาง • สื่อกลางจำพวกกำหนดเส้นทางได้ เช่น สายคู่ตีเกลียว สายโคแอกเซียล และสายใยแก้วนำแสง • สื่อกลางจำพวกกำหนดเส้นทางไม่ได้ เช่น คลื่นไมโครเวฟ คลื่นวิทยุ คลื่นโทรศัพท์ และคลื่นดาวเทียม • การเลือกใช้สื่อกลางชนิดใดนั้นขึ้นอยู่กับตัวแปรหลายอย่าง เช่น ราคา ค่าบริการ อัตราเร็วในการส่งผ่านข้อมูล สถานที่หรือภูมิประเทศ การบริการ และการควบคุมจัดการ รวมทั้งเทคโนโลยีด้วย

29. ชนิดของสื่อกลาง (ต่อ)

30. ชนิดของสื่อกลาง (ต่อ)

31. ชนิดของสื่อกลาง (ต่อ)

32. ชนิดของสื่อกลาง (ต่อ) • สายคู่ตีเกลียว (Twisted Pair Cable) • สายโคแอกเซียล (Coaxial Cable) • สายใยแก้วนำแสง (Fiber Optics) • สื่อสัญญาณไร้สาย (Wireless)

33. สายคู่ตีเกลียว (Twisted Pair Cable) • ราคาถูกที่สุด ประกอบด้วยสายทองแดง 2 เส้น หุ้มฉนวน จับคู่พันเกลียว • สายคู่ตีเกลียว 1 คู่ จะแทนการสื่อสารได้ 1 ช่องทางสื่อสาร (Channel) • ส่งสัญญาณข้อมูลแบบอะนาล็อกและแบบดิจิตอล • ลดการรบกวนจากสนามแม่เหล็กไฟฟ้าแต่ไม่ป้องกันการสูญเสียพลังงาน

34. สายคู่ตีเกลียว (Twisted Pair Cable) • ต้องมี "เครื่องขยาย"(Amplifier) สัญญาณข้อมูลแบบอะนาล็อกในระยะทางไกลๆ หรือทุก 5-6 ก.ม • หากใช้ส่งสัญญาณข้อมูลแบบดิจิตอลต้องมี "เครื่องทบทวน"(Repeater) สัญญาณ ทุกๆ ระยะ 2-3 ก.ม.

35. สายคู่ตีเกลียว (Twisted Pair Cable) • สายคู่ตีเกลียวที่นิยมใช้ในเครือข่าย LAN มี 2 ชนิดคือ • สายคู่ตีเกลียวชนิดไม่หุ้มฉนวนโลหะ หรือ สาย UTP(Unshielded Twisted Pair) • สายคู่ตีเกลียวชนิดหุ้มฉนวนโลหะ หรือ สาย STP(ShieledTwisted Pair) UTP STP

36. สายคู่ตีเกลียว (Twisted Pair Cable) • เครือข่าย LAN แบบ Ethernet สาย UTP ยังแบ่งออกเป็น 5 กลุ่มมาตรฐาน (Category) สำหรับการส่งข้อมูลด้วยความเร็วที่ต่างกันคือ • สาย Category 1 และ 2 ส่งข้อมูลได้เร็วถึง 4Mbps • สาย Category 3 ส่งข้อมูลได้เร็วถึง 16Mbps • สาย Category 4 ส่งข้อมูลได้เร็วถึง 20Mbps • สาย Category 5 ส่งข้อมูลได้เร็วถึง 100Mbps

37. สายคู่ตีเกลียว (Twisted Pair Cable) • สาย UTP Cat5 เป็นสายที่นิยมใช้ในเครือข่าย LAN (รูปดาว) มาก ที่สุด ประกอบด้วยสายสัญญาณ 8 เส้น ใช้คู่กับหัวสาย RJ-45

38. สายโคแอกเซียล (Coaxial Cable) • "สายโคแอก" ที่มีคุณภาพดีกว่าและราคาแพงกว่าสายคู่ตีเกลียว • เหมือนสายทีวี ม้วนโค้งงอได้ง่าย มี 2 แบบ คือ 75 และ 50 โอห์ม • ขนาดมีตั้งแต่ 0.4-1.0 นิ้ว • จัดกลุ่มสายโดยการกำหนดตัวเลข RG เช่น สาย RG 58, RG62

39. สายโคแอกเซียล (Coaxial Cable) • ชั้นตัวเหนี่ยวนำ (Shield) ทำหน้าที่ป้องกันการสูญเสียพลังงานจากแผ่รังสี เปลือกฉนวนคงทน ฝังเดินสายใต้พื้นดินได้ • ป้องกัน "การสะท้อนกลับ"(Echo) ของเสียงได้ และลดการรบกวนจากภายนอกได้ดีเช่นกัน

40. สายโคแอกเซียล (Coaxial Cable) Jacket Braid Shield Insulation Conductor สายโคแอกเซียลแบบหุ้มชิลด์ชั้นเดียว สายโคแอกเซียลแบบหุ้มชิลด์ 2 ชั้น

41. สายโคแอกเซียล (Coaxial Cable) • ส่งสัญญาณข้อมูลได้ทั้งในช่องทางแบบเบสแบนด์และบรอดแบนด์ • เบสแบนด์ ส่งสัญญาณดิจิตอลได้ไกลถึง 2 กม. โดยไม่ต้องใช้เครื่องทบทวน • บรอดแบนด์ ส่งสัญญาณอะนาล็อกได้ไกลกว่า 6 เท่า

42. สายโคแอกเซียล (Coaxial Cable) • ถ้ามัลติเพล็กซ์สัญญาณแบบ FDM สายโคแอกจะมีช่องทาง (เสียง) ได้ถึง 10,000 ช่องทางในเวลาเดียวกัน อัตราเร็วในการส่งข้อมูลมีได้สูงถึง 50Mbps หรือ 1,000Mbps • ใช้เครื่องทบทวนสัญญาณทุกๆ 1.6 ก.ม. • อดีตใช้กับเครือข่าย LAN โดยในเครือข่าย Ethernet ระยะแรก ปัจจุบันใช้ UTP • ในปัจจุบันเป็นสายสัญญาณจากเสาอากาศโทรทัศน์

43. สายโคแอกเซียล (Coaxial Cable) • สาย Coaxial ที่ใช้งานในเครือข่าย LAN แบ่งเป็น 2 ชนิด ได้แก่ • สาย Thick Ethernet หรือสาย Coaxial อย่างหนา • มีเส้นผ่าศูนย์กลางประมาณ 1 ซ.ม. • สามารถส่งสัญญาณได้ระยะทางไกล 500 เมตร • อดีตนิยมใช้สำหรับเป็นสายสัญญาณหลัก (Backbone) ของระบบเครือข่ายปัจจุบันใช้ Fiber optic

44. สายโคแอกเซียล (Coaxial Cable) • สาย Coaxial ที่ใช้งานในเครือข่าย LAN แบ่งเป็น 2 ชนิด ได้แก่ • สาย Thin Ethernet หรือสาย Coaxial อย่างบาง • มีเส้นผ่าศูนย์กลางประมาณ 0.5 ซ.ม. • มีระยะทางสูงสุดไม่เกิน 185 เมตร

45. มาตรฐานสายสัญญาณ • สมาคมอุตสาหกรรมอิเล็กทรอนิกส์ หรือ EIA (Electronics Industries Association) และสมาคมอุตสาหกรรมโทรคมนาคม หรือ TIA (Telecommunication Industries Association) ได้ร่วมกันกำหนด มาตรฐาน EIA/TIA 568 • เป็นมาตรฐานที่ใช้ในการผลิตสาย UTP แบ่งประเภทของสายออกเป็นหลายประเภทโดยแต่ละประเภทเรียกว่า Category N โดย N คือ หมายเลขที่บอกประเภท

46. มาตรฐานสายสัญญาณ • ส่วนสถาบันมาตรฐานนานาชาติ (International Organization for Standardization) ได้กำหนดมาตรฐานนี้เช่นกัน โดยจะเรียกสายแต่ละประเภทเป็น Class A-Fคุณสมบัติทั่วไปของสายแต่ละประเภทเป็นดังนี้

47. มาตรฐานสายสัญญาณ LAN 1Gbps 1000 Mbps EIA/TIA 568 กำหนดความยาวของสายสัญญาณ UTP ในการติดตั้งไม่เกิน 100 เมตร

48. หัวเชื่อมต่อ • สายคู่บิดเกลียวจะใช้หัวเชื่อมต่อแบบ RJ-45 ซึ่งจะมีลักษณะคล้ายกับหัวเชื่อมต่อแบบ RJ-11 ซึ่งเป็นหัวที่ใช้กับสายโทรศัพท์ทั่ว ๆ ไป • ข้อแตกต่างระหว่างหัวเชื่อมต่อสองประเภทนี้คือ • หัว RJ-45 จะมีขนาดใหญ่กว่าเล็กน้อยและไม่สามารถเสียบเข้ากับปลั๊กโทรศัพท์ได้ • หัว RJ-45 จะเชื่อมสายคู่บิดเลียว 4 คู่ในขณะที่หัว RJ-11 ใช้ได้กับสายเพียง 2 คู่เท่านั้น RJ-45 RJ-11

49. หัวเชื่อมต่อ RJ-45 Female/ Jack RJ-45 Male

50. (ต่อ Computer กับ Switch) (ต่อ Computer กับ Computer หรือ switch กับ switch)