สื่อกลางในการสื่อสารข้อมูล
ตัวกลางหรือสายเชื่อมโยง เป็นส่วนที่ทำให้เกิดการเชื่อมต่อระหว่างอุปกรณ์ต่างๆ
เข้าด้วยกัน และอุปกรณ์นี้ยอมให้ข่าวสารข้อมูลเดินทางผ่าน จากผู้ส่งไปสู่ผู้รับ
สื่อกลางที่ใช้ในการสื่อสารข้อมูลมีอยู่หลายประเภท
แต่ละประเภทมความแตกต่างกันในด้านของปริมาณข้อมูล ที่สื่อกลางนั้น ๆ
สามารถนำผ่านไปได้ในเวลาขณะใดขณะหนึ่ง การวัดปริมาณหรือความจุในการนำข้อมูลหรือ
ที่เรียกกันว่าแบบด์วิดท์ (bandwidth) มีหน่วยเป็นจำนวน
บิตข้อมูลต่อวินาที (bit per second : bps) ลักษณะของตัวกลางต่างๆ มีดังต่อไปนี้
1. สื่อกลางประเภทมีสาย
|
เช่น
สายโทรศัพท์ เคเบิลใยแก้วนำแสง เป็นต้น
สื่อที่จัดอยู่ในการสื่อสารแบบมีสายที่นิยมใช้ในปัจจุบัน ได้แก่
|
|
สายทองแดงแบบไม่หุ้มฉนวน
(Unshield Twisted Pair)
มีราคาถูกและนิยมใช้กันมากที่สุด
ส่วนใหญ่มักใช้กับระบบโทรศัพท์ แต่สายแบบนี้มักจะถูกรบกวนได้ง่าย
และไม่ค่อยทนทาน
สายทองแดงแบบหุ้มฉนวน (Shield Twisted Pair)
มีลักษณะเป็นสองเส้น มีแนวแล้วบิดเป็นเกลี่ยวเข้าด้วยกันเพื่อลดเสียงรบกวน
มีฉนวนหุ้มรอบนอก มีราคาถูก ติดตั้งง่าย น้ำหนักเบาและ การรบกวนทางไฟฟ้าต่ำ
สายโทรศัพท์จัดเป็นสายคู่บิดเกลี่ยวแบบหุ้มฉนวน
สายโคแอคเชียล (Coaxial)
สายแบบนี้จะประกอบด้วยตัวนำที่ใช้ในการส่งข้อมูลเส้นหนึ่งอยู่ตรงกลางอีกเส้นหนึ่งเป็นสายดิน ระหว่างตัวนำสองเส้นนี้จะมีฉนวนพลาสติก กั้นสายโคแอคเชียลแบบหนาจะส่งข้อมูลได้ไกลหว่าแบบบางแต่มีราคาแพงและติดตั้งได้ยากกว่า สายเคเบิลแบบโคแอกเชียลหรือเรียกสั้น ๆ ว่า "สายโคแอก" จะเป็นสายสื่อสารที่มีคุณภาพที่กว่าและราคาแพงกว่า สายเกลียวคู่ ส่วนของสายส่งข้อมูลจะอยู่ตรงกลางเป็นลวดทองแดงมีชั้นของตัวเหนี่ยวนำหุ้มอยู่ 2 ชั้น ชั้นในเป็นฟั่นเกลียวหรือชั้นแข็ง ชั้นนอกเป็นฟั่นเกลียว และคั่นระหว่างชั้นด้วยฉนวนหนา เปลือกชั้นนอกสุดเป็นฉนวน สายโคแอกสามารถม้วนโค้งงอได้ง่าย มี 2 แบบ คือ 75 โอมห์ และ 50 โอมห์ ขนาดของสายมีตั้งแต่ 0.4 - 1.0 นิ้ว ชั้นตัวเหนี่ยวนำทำหน้าที่ป้องกันการสูญเสียพลังงานจากแผ่รังสี เปลือกฉนวนหนาทำให้สายโคแอก มีความคงทนสามารถฝังเดินสายใต้พื้นดินได้ นอกจากนั้นสาย โคแอกยังช่วยป้องกัน "การสะท้อนกลับ" (Echo) ของเสียงได้อีกด้วยและลดการ รบกวนจากภายนอกได้ดีเช่นกัน สายโคแอกสามารถส่งสัญญาณได้ ทั้งในช่องทางแบบเบสแบนด์และแบบบรอดแบนด์ การส่งสัญญาณในเบสแบนด์สามารถทำได้เพียง 1 ช่องทางและเป็นแบบครึ่งดูเพล็กซ์ แต่ในส่วนของการส่งสัญญาณ ในบรอดแบนด์จะเป็นเช่นเดียวกับสายเคเบิลทีวี คือสามารถส่งได้พร้อมกันหลายช่องทาง ทั้งข้อมูลแบบดิจิตอลและแบบอนาล็อก สายโคแอกของเบสแบนด์สามารถส่งสัญญาณได้ไกลถึง 2 กม. ในขณะที่บรอดแบนด์ส่งได้ไกลกว่าถึง 6 เท่า โดยไม่ต้องเครื่องทบทวน หรือเครื่องขยายสัญญาณเลย ถ้าอาศัยหลักการมัลติเพล็กซ์สัญญาณแบบ FDM สายโคแอกสามารถมีช่องทาง (เสียง) ได้ถึง 10,000 ช่องทางในเวลาเดียวกัน อัตราเร็วในการส่งข้อมูลมีได้สูงถึง 50 เมกะบิตต่อวินาที หรือ 800 เมกะบิตต่อวินาที ถ้าใช้เครื่องทบทวนสัญญาณทุก ๆ 1.6 กม. ตัวอย่างการใช้สายโคแอกในการส่งสัญญาณข้อมูลที่ใช้กันมากในปัจจุบัน คือสายเคเบิลทีวี และสายโทรศัพท์ทางไกล (อนาล็อก) สายส่งข้อมูลในระบบเครือข่ายท้องถิ่น หรือ LAN (ดิจิตอล) หรือใช้ในการเชื่อมโยงสั้น ๆ ระหว่างอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ 
ใยแก้วนำแสง (Optic Fiber)
ทำจากแก้วหรือพลาสติกมีลักษณะเป็นเส้นบางๆ
คล้าย เส้นใยแก้วจะทำตัวเป็นสื่อในการส่งแสงเลเซอร์ที่มีความเร็วในการส่งสัญญาณเท่ากับ
ความเร็วของแสง
หลักการทั่วไปของการสื่อสารในสายไฟเบอร์ออปติกคือการเปลี่ยนสัญญาณ
(ข้อมูล) ไฟฟ้าให้เป็นคลื่นแสงก่อน จากนั้นจึงส่งออกไปเป็นพัลส์
ของแสง ผ่านสายไฟเบอร์ออปติกสายไฟเบอร์ออปติกทำจากแก้วหรือพลาสติกสามารถส่งลำแสง
ผ่านสายได้ทีละหลาย ๆ ลำแสงด้วยมุมที่ต่างกัน ลำแสงที่ส่งออกไปเป็นพัลส์นั้นจะสะท้อนกลับไปมาที่ผิวของสายชั้นในจนถึงปลายทาง
จากสัญญาณข้อมูลซึ่งอาจจะเป็นสัญญาณอนาล็อกหรือดิจิตอล
จะผ่านอุปกรณ์ที่ทำหน้าที่มอดูเลตสัญญาณเสียก่อน จากนั้นจะส่งสัญญาณมอดูเลต
ผ่านตัวไดโอดซึ่งมี 2 ชนิดคือ LED ไดโอด
(light Emitting Diode) และเลเซอร์ไดโอด หรือ ILD ไดโอด
(Injection Leser Diode) ไดโอดจะมีหน้าที่เปลี่ยนสัญญาณมอดูเลตให้เป็นลำแสงเลเซอร์ซึ่งเป็นคลื่นแสงในย่านที่มองเห็นได้
หรือเป็นลำแสงในย่านอินฟราเรดซึ่งไม่สามารถมองเห็นได้
ความถี่ย่านอินฟราเรดที่ใช้จะอยู่ในช่วง
1014-1015 เฮิรตซ์ ลำแสงจะถูกส่งออกไปตามสายไฟเบอร์ออปติก
เมื่อถึงปลายทางก็จะมีตัวโฟโต้ไดโอด
(Photo Diode) ที่ทำหน้าที่รับลำแสงที่ถูกส่งมาเพื่อเปลี่ยนสัญญาณแสงให้กลับไปเป็นสัญญาณมอดูเลตตามเดิม
จากนั้นก็จะส่งสัญญาณผ่านเข้าอุปกรณ์ดีมอดูเลต
เพื่อทำการดีมอดูเลตสัญญาณมอดูเลตให้เหลือแต่สัญญาณข้อมูลที่ต้องการ
สายไฟเบอร์ออปติกสามารถมีแบนด์วิดท์ (BW) ได้กว้างถึง
3 จิกะเฮิรตซ์ (1 จิกะ = 109) และมีอัตราเร็วในการส่งข้อมูลได้ถึง 1 จิกะบิต ต่อวินาที ภายในระยะทาง
100 กม. โดยไม่ต้องการเครื่องทบทวนสัญญาณเลย สายไฟเบอร์ออปติกสามารถมีช่องทางสื่อสารได้มากถึง
20,000-60,000 ช่องทาง สำหรับการส่งข้อมูลในระยะทางไกล
ๆ ไม่เกิน
10 กม. จะสามารถมีช่องทางได้มากถึง 100,000 ช่องทางทีเดียว
ข้อดีของใยแก้วนำแสดงคือ
1. ป้องกันการรบกวนจากสัญญาณไฟฟ้าได้มาก
2. ส่งข้อมูลได้ระยะไกลโดยไม่ต้องมีตัวขยายสัญญาณ
3. การดักสัญญาณทำได้ยาก
ข้อมูลจึงมีความปลอดภัยมากกว่าสายส่งแบบอื่น
4. ส่งข้อมูลได้ด้วยความเร็วสูงและสามารถส่งได้มาก
ขนาดของสายเล็กและน้ำหนักเบา
สื่อกลางประเภทไม่มีสาย
ระบบไมโครเวฟ (Microwave System)
การส่งสัญญาณข้อมูลไปกลับคลื่นไมโครเวฟเป็นการส่งสัญญาณข้อมูลแบบรับช่วงต่อๆ
กันจากหอ (สถานี) ส่ง-รับสัญญาณหนึ่งไปยังอีกหอหนึ่ง แต่ละหาจะครอบคลุมพื้นที่รับสัญญาณประมาณ
30-50 กม.
การส่งสัญญาณข้อมูลไมโครเวฟมักใช้กันในกรณีที่การติดตั้งสายเคเบิลทำได้ไม่สะดวก
เช่น ในเขตเมืองใหญ่ ๆ หรือในเขตที่ป่าเขา แต่ละสถานีไมโครเวฟจะติดตั้งจานส่ง-รับสัญญาณข้อมูล
ซึ่งมีเส้นผ่าศูนย์กลางประมาณ
10 ฟุต
สัญญาณไมโครเวฟเป็นคลื่นย่านความถี่สูง
(2-10 จิกะเฮิรตซ์) เพื่อป้องกันการแทรกหรือรบกวนจากสัญญาณอื่น ๆ แต่สัญญาณอาจจะอ่อนลง หรือหักเหได้ในที่มีอากาศร้อนจัด พายุหรือฝน ดังนั้นการติดตั้งจาน ส่ง-รับสัญญาณจึงต้องให้หันหน้าของจานตรงกัน และหอยิ่งสูงยิ่งส่งสัญญาณได้ไกล
ปัจจุบันมีการใช้การส่งสัญญาณข้อมูลทางไมโครเวฟกันอย่างแพร่หลาย
สำหรับการสื่อสารข้อมูลในระยะทางไกล
ๆ หรือระหว่างอาคาร โดยเฉพาะในกรณีที่ไม่สะดวกที่จะใช้สายไฟเบอร์ออปติก
หรือการสื่อสารดาวเทียม
อีกทั้งไมโครเวฟยังมีราคาถูกกว่า
และติดตั้งได้ง่ายกว่า
และสามารถส่งข้อมูลได้คราวละมาก
ๆ ด้วย อย่างไรก็ตามปัจจัยสำคัญที่ทำให้สื่อกลางไมโครเวฟเป็นที่นิยม
คือราคาที่ถูกกว่า
การสื่อสารด้วยดาวเทียม (Satellite Transmission)
ที่จริงดาวเทียมก็คือสถานีไมโครเวฟลอยฟ้านั่นเอง
ซึ่งทำหน้าที่ขยายและทบทวนสัญญาณข้อมูล
รับและส่งสัญญาณข้อมูลกับสถานีดาวเทียม
ที่อยู่บนพื้นโลก สถานีดาวเทียมภาคพื้นจะทำการส่งสัญญาณข้อมูล
ไปยังดาวเทียมซึ่งจะหมุนไปตามการหมุนของโลกซึ่งมีตำแหน่งคงที่เมื่อเทียมกับ
ตำแหน่งบนพื้นโลก ดาวเทียมจะถูกส่งขึ้นไปให้ลอยอยู่สูงจากพื้นโลกประมาณ
23,300 กม. เครื่องทบทวนสัญญาณของดาวเทียม (Transponder) จะรับสัญญาณข้อมูลจากสถานีภาคพื้นซึ่งมีกำลังอ่อนลงมากแล้วมาขยาย
จากนั้นจะทำการทบทวนสัญญาณ
และตรวจสอบตำแหน่งของสถานีปลายทาง แล้วจึงส่งสัญญาณข้อมูลไปด้วยความถี่ในอีกความถี่หนึ่งลงไปยังสถานีปลายทาง
การส่งสัญญาณข้อมูลขึ้นไปยังดาวเทียมเรียกว่า
"สัญญาณอัปลิงก์"
(Up-link) และการส่งสัญญาณข้อมูลกลับลงมายังพื้นโลกเรียกว่า "สัญญาณ ดาวน์-ลิงก์ (Down-link)
ลักษณะของการรับส่งสัญญาณข้อมูลอาจจะเป็นแบบจุดต่อจุด
(Point-to-Point)
หรือแบบแพร่สัญญาณ (Broadcast) สถานีดาวเทียม
1 ดวง สามารถมีเครื่องทบทวนสัญญาณดาวเทียมได้ถึง 25 เครื่อง และสามารถครอบคลุมพื้นที่การส่งสัญญาณได้ถึง 1 ใน 3 ของพื้นผิวโลก ดังนั้นถ้าจะส่งสัญญาณข้อมูลให้ได้รอบโลกสามารถทำได้โดยการส่งสัญญาณผ่านสถานีดาวเทียมเพียง 3 ดวงเท่านั้น 
ระหว่างสถานีดาวเทียม
2 ดวง ที่ใช้ความถี่ของสัญญาณเท่ากันถ้าอยู่ใกล้กันเกินไปอาจจะทำให้เกิดการรบกวนสัญญาณ
ซึ่งกันและกันได้ เพื่อหลีกเลี่ยงการรบกวน หรือชนกันของสัญญาณดาวเทียม
จึงได้มีการกำหนดมาตรฐานระยะห่างของสถานีดาวเทียม และย่านความถี่ของสัญญาณดังนี้
ระยะห่างกัน 4 องศา (วัดมุมเทียงกับจุดศูนย์กลางของโลก)
ให้ใช้ย่านความถี่ของสัญญาณ
4/6 จิกะเฮิรตซ์
หรือย่าน
C แบนด์โดยมีแบนด์วิดท์ของสัญญาณอัป-ลิงก์เท่ากับ
5.925-6.425 จิกะเฮิรตซ์ และมีแบนด์วิดท์ของสัญญาณดาวน์-ลิงก์เท่ากับ
3.7-4.2 จิกะเฮิรตซ์
ระยะห่างกัน 3 องศา ให้ใช้ย่านความถี่ของสัญญาณ
12/14 จิกะเฮิรตซ์ หรือย่าน KU แบนด์
โดยมีแบนด์วิดท์ของสัญญาณอัป-ลิงก์เท่ากับ
14.0-14.5 จิกะเฮิรตซ์ และมีแบนด์วิดท์ของสัญญาณดาวน์-ลิงก์เท่ากับ
11.7-12.2 จิกะเฮิรตซ์
นอกจากนี้สภาพอากาศ
เช่น ฝนหรือพายุ ก็สามารถทำให้สัญญาณผิดเพี้ยนไปได้เช่นกัน
สำหรับการส่งสัญญาณข้อมูลนั้นในแต่ละเครื่องทบทวนสัญญาณจะมีแบนด์วิดท์เท่ากับ
36 เมกะเฮิรตซ์ และมีอัตราเร็วการส่งข้อมูลสูงสุดเท่ากับ
50 เมกะบิตต่อวินาที
ข้อเสีย ของการส่งสัญญาณข้อมูลทางดาวเทียมคือ สัญญาณข้อมูลสามารถถูกรบกวนจากสัญญาณภาคพื้นอื่น
ๆ ได้
อีกทั้งยังมีเวลาประวิง
(Delay Time) ในการส่งสัญญาณเนื่องจากระยะทางขึ้น-ลง ของสัญญาณ และที่สำคัญคือ มีราคาสูงในการลงทุนทำให้ค่าบริการสูงตามขึ้นมาเช่นกัน
|
ไม่มีความคิดเห็น:
แสดงความคิดเห็น