ตัวกลางหรือสายเชื่อมโยง เป็นส่วนที่ทำให้เกิดการ
เชื่อมต่อระหว่างอุปกรณ์ต่างๆ เข้าด้วยกัน และอุปกรณ์
ที่ยอมให้ข่าวสารข้อมูลเดินทางผ่านจากผู้ส่งไปสู่ผู้รับ
สื่อกลางที่ใช้ในการสื่อสารข้อมูลมีอยู่หลายประเภท
แต่ละประเภทมีความแตกต่างกันในด้านของปริมาณข้อมูล
ที่สื่อกลางนั้นๆ สามารถนำผ่านไปได้ในเวลาขณะใดขณะหนึ่ง
การวัดปริมาณหรือความจุในการนำข้อมูลหรือที่เรียกกันว่า แบนด์วิดธ์
(Bandwidth) มีหน่วยเป็นจำนวน บิต ข้อมูลต่อวินาที
(bits per second: bps) ลักษณะของตัวกลางต่างๆ มีดังต่อไปนี้
สื่อกลางประเภทมีสาย
สายคู่บิดเกลียว(twisted pair) ประกอบด้วยเส้นลวด
ทองแดงที่หุ้มด้วยฉนวนพลาสติก 2 เส้นพันบิดเป็น
เกลียว ทั้งนี้เพื่อลดการรบกวนจากคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า
จากคู่สายข้างเคียงภายในเคเบิลเดียวกันหรือจากภายนอก
เนื่องจากสายคู่บิดเกลียวนี้ยอมให้สัญญาณไฟฟ้าความถี่สูง
ผ่านได้ สำหรับอัตราการส่งข้อมูลผ่านสายคู่บิดเกลียวจะขึ้น
อยู่กับความหนาของสายด้วย กล่าวคือ สายทองแดง
ที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางกว้าง จะสามารถส่งสัญญาณไ
ฟฟ้ากำลังแรงได้ ทำให้สามารถส่งข้อมูลด้วยอัตราส่งสูง
โดยทั่วไปแล้วสำหรับการส่งข้อมูลแบบดิจิทัล สัญญาณที่
ส่งเป็นลักษณะคลื่นสี่เหลี่ยม สายคู่บิดเกลียวสามารถใช้ส่ง
ข้อมูลได้ถึงร้อยเมกะบิตต่อวินาที ในระยะทางไม่เกินร้อยเมตร
เนื่องจากสายคู่บิดเกลียว มีราคาไม่แพงมาก ใช้ส่งข้อมูลไ
ด้ดี จึงมีการใช้งานอย่างกว้างขวาง ตัวอย่างเช่น
เป็นสายคู่บิดเกลียวที่หุ้มด้วยลวดถักชั้นนอกที่หนาอีกชั้น1. สายคู่บิดเกลียวชนิดหุ้มฉนวน
เพื่อป้องกันการรบกวนของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า
ตัวกลางหรือสายเชื่อมโยง เป็นส่วนที่ทำให้เกิดการเชื่อมต่อ
ระหว่างอุปกรณ์ต่างๆ เข้าด้วยกัน และอุปกรณ์นี้ยอมให้ข่าวสาร
ข้อมูลเดินทางผ่าน จากผู้ส่งไปสู่ผู้รับ สื่อกลางที่ใช้ในการสื่อ
สารข้อมูลมีอยู่หลายประเภท แต่ละประเภทมความแตกต่างกัน
ในด้านของปริมาณข้อมูล ที่สื่อกลางนั้น ๆ สามารถนำผ่าน
ไปได้ในเวลาขณะใดขณะหนึ่ง การวัดปริมาณหรือความจุใน
การนำข้อมูลหรือ ที่เรียกกันว่าแบบด์วิดท์ (bandwidth) มีหน่วย
เป็นจำนวน
บิตข้อมูลต่อวินาที (bit per second : bps) ลักษณะของตัวกลาง
ต่างๆ มีดังต่อไปนี้
สื่อกลางประเภทมีสาย
เช่น สายโทรศัพท์ เคเบิลใยแก้วนำแสง เป็นต้น
สื่อที่จัดอยู่ในการสื่อสารแบบมีสายที่นิยมใช้ในปัจจุบัน ได้แก่
สายทองแดงแบบไม่หุ้มฉนวน (Unshield Twisted Pair)
มีราคาถูกและนิยมใช้กันมากที่สุด ส่วนใหญ่มักใช้กับระบบโทรศัพท์ แต่สายแบบนี้มักจะถูกรบกวนได้ง่าย
และไม่ค่อยทนทาน
สายทองแดงแบบหุ้มฉนวน (Shield Twisted Pair)
มีลักษณะเป็นสองเส้น มีแนวแล้วบิดเป็นเกลี่ยวเข้าด้วยกันเพื่อ
ลดเสียงรบกวน มีฉนวนหุ้มรอบนอก มีราคาถูก ติดตั้งง่าย น้ำหนักเบาและ
การรบกวนทางไฟฟ้าต่ำ สายโทรศัพท์จัดเป็นสายคู่บิดเกลี่ยวแบบหุ้มฉนวน
สายโคแอคเชียล (Coaxial)
สายแบบนี้จะประกอบด้วย
ตัวนำที่ใช้ในการส่งข้อมูลเส้นหนึ่ง
อยู่ตรงกลางอีกเส้นหนึ่งเป็นสายดิน ระหว่างตัวนำสองเส้นนี้จะมี
ฉนวนพลาสติก กั้นสายโคแอคเชียลแบบหนาจะส่งข้อมูลไกลกว่า
แบบบางแต่มีราคาแพงและติดตั้งได้ยากกว่า
สายเคเบิลแบบโคแอกเชียลหรือเรียกสั้น ๆ ว่า "สายโคแอก"
จะเป็นสายสื่อสารที่มีคุณภาพที่กว่าและราคาแพงกว่า สายเกลียวคู่
ส่วนของสายส่งข้อมูลจะอยู่ตรงกลางเป็นลวดทองแดงมีชั้นของตัว
เหนี่ยวนำหุ้มอยู่ 2 ชั้น ชั้นในเป็นฟั่นเกลียวหรือชั้นแข็ง ชั้นนอก
เป็นฟั่นเกลียว และคั่นระหว่างชั้นด้วยฉนวนหนา เปลือกชั้นนอกสุด
เป็นฉนวน สายโคแอกสามารถม้วนโค้งงอได้ง่าย มี 2 แบบ คือ 75
โอมห์ และ 50 โอมห์ ขนาดของสายมีตั้งแต่ 0.4 - 1.0 นิ้ว ชั้นตัว
เหนี่ยวนำทำหน้าที่ป้องกันการสูญเสียพลังงานจากแผ่รังสี เปลือก
ฉนวนหนาทำให้สายโคแอก
มีความคงทนสามารถฝังเดินสายใต้พื้นดินได้ นอกจากนั้นสาย
โคแอกยังช่วยป้องกัน "การสะท้อนกลับ" (Echo) ของเสียงได้อีกด้วย
และลดการ รบกวนจากภายนอกได้ดีเช่นกัน
สายโคแอกสามารถส่งสัญญาณได้ ทั้งในช่องทางแบบเบส
แบนด์และแบบบรอดแบนด์ การส่งสัญญาณในเบสแบนด์สามารถทำ
ได้เพียง 1 ช่องทางและเป็นแบบครึ่งดูเพล็กซ์ แต่ในส่วนของการส่ง
สัญญาณ ในบรอดแบนด์จะเป็นเช่นเดียวกับสายเคเบิลทีวี คือสามารถ
ส่งได้พร้อมกันหลายช่องทาง ทั้งข้อมูลแบบดิจิตอลและแบบอนาล็อก
สายโคแอกของเบสแบนด์สามารถส่งสัญญาณได้ไกลถึง 2 กม.
ในขณะที่บรอดแบนด์ส่งได้ไกลกว่าถึง 6 เท่า โดยไม่ต้องเครื่องทบทวน
หรือเครื่องขยายสัญญาณเลย ถ้าอาศัยหลักการมัลติเพล็กซ์สัญญาณแบบ
FDM สายโคแอกสามารถมีช่องทาง (เสียง) ได้ถึง 10,000 ช่องทางใน
เวลาเดียวกัน อัตราเร็วในการส่งข้อมูลมีได้สูงถึง 50 เมกะบิตต่อวินาที
หรือ 800 เมกะบิตต่อวินาที ถ้าใช้เครื่องทบทวนสัญญาณทุก ๆ 1.6 กม.
ตัวอย่างการใช้สายโคแอกในการส่งสัญญาณข้อมูลที่ใช้กันมากในปัจจุบัน
คือสายเคเบิลทีวี และสายโทรศัพท์ทางไกล (อนาล็อก) สายส่งข้อมูล
ในระบบเครือข่ายท้องถิ่น หรือ LAN (ดิจิตอล) หรือใช้ในการ
เชื่อมโยงสั้น ๆ ระหว่างอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์
ใยแก้วนำแสง (Optic Fiber)
ทำจากแก้วหรือพลาสติกมีลักษณะเป็นเส้นบางๆ
คล้าย เส้นใยแก้วจะทำตัวเป็นสื่อในการส่งแสงเลเซอร์
ที่มีความเร็วในการส่งสัญญาณเท่ากับ ความเร็วของแสง
หลักการทั่วไปของการสื่อสารในสายไฟเบอร์ออปติกคือการเปลี่ยนสัญญาณ (ข้อมูล)
ไฟฟ้าให้เป็นคลื่นแสงก่อน จากนั้นจึงส่งออกไปเป็นพัลส์ ของแสง ผ่านสาย
ไฟเบอร์ออปติกสายไฟเบอร์ออปติกทำจากแก้วหรือพลาสติกสามารถส่งลำแสง ผ่านสาย
ได้ทีละหลาย ๆ ลำแสงด้วยมุมที่ต่างกัน ลำแสงที่ส่งออกไปเป็นพัลส์นั้นจะสะท้อนกลับ
ไปมาที่ผิวของสายชั้นในจนถึงปลายทาง
จากสัญญาณข้อมูลซึ่งอาจจะเป็นสัญญาณอนาล็อกหรือดิจิตอล จะผ่านอุปกรณ์
ที่ทำหน้าที่มอดูเลตสัญญาณเสียก่อน จากนั้นจะส่งสัญญาณมอดูเลต ผ่านตัวไดโอดซึ่งมี
2 ชนิดคือ LED ไดโอด (light Emitting Diode) และเลเซอร์ไดโอด หรือ ILD ไดโอด
(Injection Leser Diode) ไดโอดจะมีหน้าที่เปลี่ยนสัญญาณมอดูเลตให้เป็นลำแสงเล
เซอร์ซึ่งเป็นคลื่นแสงในย่านที่มองเห็นได้ หรือเป็นลำแสงในย่านอินฟราเรดซึ่งไม่สามารถ
มองเห็นได้ ความถี่ย่านอินฟราเรดที่ใช้จะอยู่ในช่วง 1014-1015 เฮิรตซ์ ลำแสงจะถูกส่งออก
ไปตามสายไฟเบอร์ออปติก เมื่อถึงปลายทางก็จะมีตัวโฟโต้ไดโอด (Photo Diode) ที่ทำหน้า
ที่รับลำแสงที่ถูกส่งมาเพื่อเปลี่ยนสัญญาณแสงให้กลับไปเป็นสัญญาณมอดูเลตตามเดิม
จากนั้นก็จะส่งสัญญาณผ่านเข้าอุปกรณ์ดีมอดูเลต เพื่อทำการดีมอดูเลตสัญญาณมอดู
เลตให้เหลือแต่สัญญาณข้อมูลที่ต้องการ
สายไฟเบอร์ออปติกสามารถมีแบนด์วิดท์ (BW) ได้กว้างถึง 3 จิกะเฮิรตซ์
(1 จิกะ = 109) และมีอัตราเร็วในการส่งข้อมูลได้ถึง 1 จิกะบิต ต่อวินาที ภายในระยะทาง
100 กม. โดยไม่ต้องการเครื่องทบทวนสัญญาณเลย สายไฟเบอร์ออปติกสามารถมีช่อง
ทางสื่อสารได้มากถึง 20,000-60,000 ช่องทาง สำหรับการส่งข้อมูลในระยะทางไกล ๆ
ไม่เกิน 10 กม. จะสามารถมีช่องทางได้มากถึง 100,000 ช่องทางทีเดียว
สื่อกลางประเภทไม่มีสาย
ระบบไมโครเวฟ (Microwave System)
การส่งสัญญาณข้อมูลไปกลับคลื่นไมโครเวฟเป็นการส่งสัญญาณข้อ
มูลแบบรับช่วงต่อๆ กันจากหอ (สถานี) ส่ง-รับสัญญาณหนึ่งไปยังอีกหอหนึ่ง
แต่ละหาจะครอบคลุมพื้นที่รับสัญญาณประมาณ 30-50 กม. ระยะห่างของ
แต่ละหอคำนวณง่าย ๆ ได้จาก
สูตร
d = 7.14 (1.33h)1/2 กม.
เมื่อ d = ระยะห่างระหว่างหอ h = ความสูงของหอ
การส่งสัญญาณข้อมูลไมโครเวฟมักใช้กันในกรณีที่การติดตั้งสายเคเบิลทำ
ได้ไม่สะดวก เช่น ในเขตเมืองใหญ่ ๆ หรือในเขตที่ป่าเขา แต่ละสถานีไมโครเวฟ
จะติดตั้งจานส่ง-รับสัญญาณข้อมูล ซึ่งมีเส้นผ่าศูนย์กลางประมาณ 10 ฟุต
สัญญาณไมโครเวฟเป็นคลื่นย่านความถี่สูง
(2-10 จิกะเฮิรตซ์) เพื่อป้องกันการแทรกหรือรบกวนจากสัญญาณอื่น ๆ แต่สัญญาณ
อาจจะอ่อนลง หรือหักเหได้ในที่มีอากาศร้อนจัด พายุหรือฝน ดังนั้นการติดตั้งจาน
ส่ง-รับสัญญาณจึงต้องให้หันหน้าของจานตรงกัน และหอยิ่งสูงยิ่งส่งสัญญาณได้ไกล
ปัจจุบันมีการใช้การส่งสัญญาณข้อมูลทางไมโครเวฟกันอย่างแพร่หลาย สำหรับ
การสื่อสารข้อมูลในระยะทางไกล ๆ หรือระหว่างอาคาร โดยเฉพาะในกรณีที่ไม่สะดวก
ที่จะใช้สายไฟเบอร์ออปติก หรือการสื่อสารดาวเทียม อีกทั้งไมโครเวฟยังมีราคาถูกกว่า
และติดตั้งได้ง่ายกว่า และสามารถส่งข้อมูลได้คราวละมาก ๆ ด้วย อย่างไรก็ตามปัจจัย
สำคัญที่
ทำให้สื่อกลางไมโครเวฟเป็นที่นิยม คือราคาที่ถูกกว่า
การสื่อสารด้วยดาวเทียม (Satellite Transmission)
ที่จริงดาวเทียมก็คือสถานีไมโครเวฟลอยฟ้านั่นเอง ซึ่งทำหน้าที่ขยายและทบ
ทวนสัญญาณข้อมูล รับและส่งสัญญาณข้อมูลกับสถานีดาวเทียม ที่อยู่บนพื้นโลก
สถานีดาวเทียมภาคพื้นจะทำการส่งสัญญาณข้อมูล ไปยังดาวเทียมซึ่งจะหมุนไปตาม
การหมุนของโลกซึ่งมีตำแหน่งคงที่เมื่อเทียมกับ ตำแหน่งบนพื้นโลก ดาวเทียมจะถูกส่ง
ขึ้นไปให้ลอยอยู่สูงจากพื้นโลกประมาณ 23,300 กม. เครื่องทบทวนสัญญาณ
ของดาวเทียม (Transponder) จะรับสัญญาณข้อมูลจากสถานีภาคพื้นซึ่งมีกำลังอ่อน
ลงมากแล้วมาขยาย จากนั้นจะทำการทบทวนสัญญาณ และตรวจสอบตำแหน่งของ
สถานีปลายทาง แล้วจึงส่งสัญญาณข้อมูลไปด้วยความถี่ในอีกความถี่หนึ่งลงไปยังสถานี
ปลายทาง การส่งสัญญาณข้อมูลขึ้นไปยังดาวเทียมเรียกว่า "สัญญาณอัปลิงก์"
(Up-link) และการส่งสัญญาณข้อมูลกลับลงมายังพื้นโลกเรียกว่า "สัญญาณ ดาวน์-ลิงก์
(Down-link)
ลักษณะของการรับส่งสัญญาณข้อมูลอาจจะเป็นแบบจุดต่อจุด (Point-to-Point)
หรือแบบแพร่สัญญาณ (Broadcast) สถานีดาวเทียม
1 ดวง สามารถมีเครื่องทบทวนสัญญาณดาวเทียมได้ถึง 25 เครื่อง และสามารถครอบ
คลุมพื้นที่การส่งสัญญาณได้ถึง 1 ใน 3 ของพื้นผิวโลก ดังนั้นถ้าจะส่งสัญญาณข้อ
มูลให้ได้รอบโลกสามารถทำได้โดยการส่งสัญญาณผ่านสถานีดาวเทียมเพียง 3 ดวง
ไม่มีความคิดเห็น:
แสดงความคิดเห็น