รหัสแบบของการเชื่อมต่อเพื่อการสื่อสารข้อมูล

รหัสแบบของการเชื่อมต่อเพื่อการสื่อสารข้อมูล

การเชื่อมต่ออุปกรณ์สื่อสารเพื่อสื่อสารข้อมูลจากจุดหนึ่งไปยังอักจุดหนึ่งนั้น สามารถทำได้หลายรูปแบบขึ้นอยู่กับความเหมาะสม สำหรับรูปแบบของการเชื่อมต่อแบ่งออกเป็นหลายรูปแบบดังต่อไปนี้

1. การเชื่อมต่อแบบจุดต่อจุด  (Point to Point Line)

เป็นการเชื่อมต่อแบบพื้นฐาน โดยต่อจากอุปกรณ์รับหรือส่ง 2 ชุด ใช้สายสื่อสารเพียงสายเดียวมีความยาวของสายไม่จำกัด เชื่อมต่อสายสื่อสารไว้ตลอดเวลา (Lease Line) ซึ่งสายส่งอาจจะเป็นชนิดสายส่งทางเดียว (Simplex) สายส่งกึ่งทางคู่(Half-duplex) หรือสายส่งทางคู่แบบสมบูรณ์ (Full-duplex) ก็ได้ และสามารถส่งสัญญาณข้อมูลได้ทั้งแบบซิงโครนัสหรือแบบวิงโครนัส การเชื่อมต่อแบบจุดต่อจุดมีได้หลายลักษณะดังรูปข้างต้น

2. การเชื่อมต่อแบบหลายจุด  (Multipoint or Multidrop)

เนื่องจากค่าเช่าช่องทางในการส่งผ่านข้อมูลต้องเสียค่าใช้จ่ายสูง การเชื่อมต่อแบบจุดต่อจุดนั้นสิ้นเปลืองสายสื่อสารมากการส่งข้อมูลไม่ได้ใช้งานตลอดเวลา จึงมีแนวความคิดที่จะใช้สายสื่อสารเพียงสายเดียวแต่เชื่อมต่อกับหลายๆ จุด ซึ่งทำให้ประหยัดค่าใช้จ่ายได้มากกว่า ลักษณะการเชื่อมต่อแบบหลายจุดแสดงให้เห็นได้

การเชื่อมต่อแบบหลายจุดแต่จุดจะมีบัพเฟอร์  (Buffer) ซึ่งเป็นที่พักเก็บข้อมูลชั่วคราวก่อนทำการส่ง โดยบัพเฟอร์จะรับข้อมูลมาเก็บเรื่อย ๆ จนเต็มบัพเฟอร์ ข้อมูลจะถูกส่งทันทีหรือเมื่อมีคำสั่งให้ส่ง เพื่อใช้สายสื่อสารให้เต็มประสิทธิภาพในการส่งแต่ละครั้ง และช่วงใดที่ว่างก็สามารถให้ผู้อื่นส่งได้ การเชื่อมต่อแบบนี้จะเหมาะกับการสื่อสารที่มีขนาดไม่ใหญ่มากนัก และเป็นข้อมูลที่ไม่ต่อเนื่อง แต่อย่างไรก็ตาม ถึงแม้ว่าการสื่อสารข้อมูลโดยวิธีการเชื่อมต่อแบบหลายจุดจะประหยัดค่าใช้จ่าย และใช้ระบบสื่อสารได้ค่อนข้างเต็มประสิทธิภาพ แต่ก็มีข้อจำกัดหลายประการดังต่อไปนี้

1. ประสิทธิภาพของเครื่องและซอฟต์แวร์ที่ใช้สื่อสารข้อมูล

2. ปริมาณการส่งผ่านข้อมูลที่เกิดขึ้นจากสถานีส่งและรับข้อมูล

3. ความเร็วของช่องทางการส่งผ่านข้อมูลที่ใช้

4. ข้อจำกัดที่ออกโดยองค์การที่ควบคุมการสื่อสารของแต่ละประเทศ

3. การเชื่อมต่อเครือข่ายแบบสลับช่องทางการสื่อสาร  (Switched Network)

จากรูปแบบการเชื่อมต่อที่เป็นแบบจุดซึ่งต้องต่อสายสื่อสารไว้ตลอดเวลา แต่ในทางปฏิบัติจริงแล้วการสื่อสารข้อมูลไม่ได้ผ่านตลอดเวลา ดังนั้นจึงมีแนวความคิด ในการเชื่อมต่อเครือข่ายแบบสลับช่องทางการสื่อสารหรือเครือข่ายสวิตซ์ซิ่ง เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพของการเชื่อมต่อเครือข่ายแบบจุดต่อจุดให้สามารถใช้สื่อสารได้มากที่สุด ลักษณะเครือข่ายแบบสลับช่องทางการสื่อสารสามารถแสดงได้ดังรูป

เครือข่ายแบบสลับช่องทางการสื่อสารที่เห็นโดยทั่วไปมี 4 รูปแบบดังนี้

1. เครือข่ายสื่อสารโทรศัพท์ (The Telephone NetworK)

2. เครือข่ายสื่อสารเทลเล็กช์ (The Telex/TWX Network)

3. เครือข่ายสื่อสารแพคเกตสวิตซ์ซิ่ง (package Switching Network)

4. เครือข่ายสื่อสารสเปเซียลไลซ์ ดิจิตอล (Specialized Digital Network)

หลักการทำงานของเครือข่ายแบบสลับช่องทางการสื่อสารดังนี้

1. การเชื่อมต่อด้องเป็นแบบจุดต่อจุด

2. ต้องมีการเชื่อมต่อการสื่อสารกันทั้งฝ่ายรับและส่งก่อนจะเริ่มรับหรือส่งข้อมูล เช่น หมุนเบอร์โทรศัพท์ เป็นต้น

3. หลังจากสื่อสารกันเสร็จเรียบร้อยจะต้องตัดการเชื่อมต่อ เพื่อให้ผู้อื่นใช้สายสื่อสารได้ต่อไป

สื่อกลางที่ใช้ในการสื่อสารข้อมูล

องค์ประกอบที่สำคัญที่ใช้ในการสื่อสารข้อมูลอันหนึ่งที่ขาดไม่ได้ คือสายสื่อกลาง ซึ่งแบ่งเป็น 2 ประเภทใหญ่ คือ สื่อกลางที่กำหนดเส้นทางได้ เช่น สายโคแอกเซียล (Coaxial) สายเกลียวคู่ (Twisted-pair) สายไฟเบอร์ออฟติก (Fiber Optic) และสื่อกลางที่กำหนดเส้นทางไม่ได้ เช่น คลื่นวิทยุ คลื่นดาวเทียม คลื่นไมโครเวฟ เป็นต้น

การเลือกสื่อกลางที่จะนำมาใช้ในการเชื่อมต่อระบบสื่อสารข้อมูลนั้น จำเป็นต้องพิจารณากันหลายประการ เช่น ความเร็วในการส่งข้อมูล ราคาของอุปกรณ์ที่ใช้ สถานที่ใช้ การบริการ การควบคุม ตลอดจนเทคโนโลยีที่จะนำมาใช้ ซึ่งลื่อกลางแต่ละชนิดจะมีคุณสมบัติแตกต่างกันไป

 สายโคแอกเซียล (Coaxial Cable)

สายโคแอกเซียลเป็นสายที่นิยมใช้กันค่อนข้างมากในระบบการสื่อสารความถี่สูง เช่น สายอากาศของทีวี สายชนิดนี้ถูกออกแบบมาให้มีค่าความต้านทาน 75 โอห์มและ 50 โอห์ม โดยสาย 75 โอห์ม ส่วนใหญ่ใช้กับสายอากาศทีวีและสาย 50 โอห์ม จะนำมาใช้กับการสื่อสารที่เป็นระบบดิจิตอล

คุณสมบัติของสายโคแอกเซียลประกอบด้วยตัวนำสองสาย โดยมีสายหนึ่งเป็นแกนอยู่ตรงกลางและอีกเส้นเป็นตัวนำล้อมรอบอยู่อีกชั้น มีขนาดของสาย 0.4 ถึง 1 นิ้ว

สายโคแอกเซียลมี 2 แบบ คือ แบบหนา (Thick) และแบบบาง (Thin) แบบหนาจะแข็ง การเดินสายทำได้ค่อนข้างยาก แต่สามารถส่งสัญญาณได้ไกลกว่าแบบบางสามารถ เปรียบเทียบข้อดีข้อเสียของสายสื่อสารกลางแบบโคแอกเชียลได้ดังต่อไปนี้

สายคู่บิดเกลียว (Twisted-Pair)

สายคู่เกลียวเป็นสายมาตรฐานสองเส้นหุ้มด้วยฉนวนแล้วบิดเป็นเกลียว สามารถรับส่งข้อมูลได้ทั้งแบบ อนาลอกและแบบดิจิตอล สายชนิดนี้จะมีขนาด 0.015-0.056 นิ้ว ส่งข้อมูลได้ด้วยความเร็ว 10 เมกะบิทต่อวินาที ถ้าใช้ส่งสัญญาณแบบอนาลอกจะต้องใช้วงจรขยายหรือแอมพลิฟายเออร์ ทุก ๆ ระยะ 5-6 กม. แต่ถ้าต้องการส่งสัญญาณแบบดิจิตอลจะต้องใช้อุปกรณ์ทำซ้ำสัญญาณ (Repeater) ทุก ๆ ระยะ 2-3 กม. โดยทั่วไปแล้วสำหรับการส่งข้อมูลแบบดิจิตอล สัญญาณที่ส่งเป็นลักษณะคลื่นสี่เหลี่ยม สายคู่บิดเกลียวสามารถใช้ส่งข้อมูลได้หลายเมกะบิตต่อวินาทีในระยะทางได้ไกลหลายกิโลเมตร เนื่องจากสายคู่เกลียว มีราคาไม่แพงมาก ใช้ส่งข้อมูลได้ดี และมีน้ำหนักเบา นอกจากนั้นยังง่ายต่อการติดตั้ง จึงถูกใช้งานอย่างกว้างขวางตัวอย่างของสายคู่บิดเกลียว คือ สายโทรศัพท์ สำหรับสายคู่บิดเกลียวนั้นจะมีอยู่ 2 ชนิดคือ

1. สายคู่บิดเกลียวชนิดหุ้มฉนวน (Shielded Twisted Pair : STP) เป็นสายคู่บิดเกลียวที่หุ้มด้วยฉนวนชั้นนอกที่หนาอีกชั้นหนึ่ง เพื่อป้องกันการรบกวนของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า

2. สายคู่บิดเกลียวชนิดไม่หุ้มฉนวน  (Unshielded Twisted Pair : UTP) เป็นสายคู่บิดเกลียวที่หุ้มด้วยฉนวนชั้นนอกที่บางทำให้สะดวกในการโค้งงอ แต่จะป้องกันการรบกวนของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าได้น้อยกว่าชนิดแรก

สายส่งข้อมูลแบบไฟเบอร์ออฟติกจะประกอบด้วยเส้นใยทำจากแก้ว 2 ชนิด ชนิดหนึ่งอยู่ตรงแกนกลาง อีกชนิดหนึ่งอยู่ด้านนอก โดยที่ใยแก้วทั้ง 2 นี้จะมีดัชนีในการสะท้อนแสงต่างกัน ทำให้แสงที่ส่งจากปลายด้านหนึ่งผ่านไปยังอีกด้านหนึ่งได้

สายส่งแบบไฟเบอร์ออฟติก  (Fiber Optic)

เป็นการส่งสัญญาณด้วยใยแก้ว และส่งสัญญาณด้วยแสงมีความเร็วในการส่งข้อมูลสูงสามารถส่งข้อมูล ได้ด้วยเร็วเท่ากับแสง ไม่มีสัญญาณรบกวนจากภายนอก

สายส่งข้อมูลแบบไฟเบอร์ออฟติกจะประกอบด้วยเส้นใยแก้ว 2 ชนิด ชนิดหนึ่งอยู่ตรงแกนกลาง อีกชนิดหนึ่งอยู่ด้านนอก โดยที่ใยแก้วทั้ง 2 นี้จะมีดัชนีในการสะท้อนแสงต่างกัน ทำให้แสงที่ส่งจากปลายด้านหนึ่งผ่านไปยังอีกด้านหนึ่งได้