การสื่อสารข้อมูล

"เครือข่ายคอมพวิ เตอรแ์ ละการสือ่ สาร" ไดร้ ับ

การออกแบบมาเพือ่ ให้ผ้เู รยี นได้เข้าใจถงึ พน้ื ฐานของ
การส่ือสารข้อมูลและระบบเครือขา่ ยทว่ั ไป รวมถึงโพร
โทคอลทใี่ ชส้ าหรบั การเช่ือมต่ออนิ เทอร์เน็ต โดยมงุ่ เนน้
การปูความรพู้ น้ื ฐาน จนกระทัง่ สามารถจัดการและ
บริหารเครือขา่ ยได้ หนังสอื เล่มนีไ้ ด้รับการปรบั ปรุงใหม้ ี
ความทันสมัยดา้ นเนื้อหา ที่เกยี่ วขอ้ งกับเทคโนโลยี
เครอื ขา่ ยคอมพิวเตอรแ์ ละระบบการสอื่ สารข้อมูล
นาเสนอผ่านถ้อยคาทอ่ี ่านแล้วเข้าใจงา่ ย มรี ปู ภาพ
ประกอบคาอธิบายเพื่อให้เกิดความเข้าใจมากยิง่ ขน้ึ
เหมาะสาหรบั คณาจารย์ในการนาไปใช้เปน็ หนังสือ
ประกอบการเรียนสาหรับนสิ ิตนักศึกษา รวมถงึ ผ้สู นใจ
ทัว่ ไป

เรอื่ ง หนา้
สื่อกลางการส่งขอ้ มลู 4
สอ่ื กลางการส่งข้อมลู แบบใชส้ าย
ส่ือกลางการส่งขอ้ มลู แบบไร้สาย

ส่อื กลางการสง่ ข้อมลู

ตวั กลางหรอื สายเชื่อมโยง เปน็ ส่วนทที่ า
ให้เกดิ การเชื่อมต่อระหวา่ งอปุ กรณต์ า่ งๆ
เขา้ ด้วยกัน และอุปกรณ์นยี้ อมใหข้ ่าวสาร
ขอ้ มลู เดนิ ทางผ่าน จากผู้สง่ ไปสู่ผู้รับ

สือ่ กลางท่ีใชใ้ นการส่ือสารขอ้ มลู มอี ยู่
หลายประเภท แตล่ ะประเภทมคี วามแตกตา่ ง
กนั ในด้านของปริมาณข้อมูล ทสี่ อ่ื กลางน้นั ๆ
สามารถนาผ่านไปได้ในเวลาขณะใดขณะหนง่ึ
การวดั ปริมาณหรอื ความจใุ นการนาขอ้ มลู
หรอื ท่เี รยี กกนั วา่ แบนดว์ ดิ ท์ (bandwidth)
มีหน่วยเป็นจานวนบิตขอ้ มูลต่อวนิ าที (bit
per second : bps)

ส่อื กลางการส่งขอ้ มูล
แบบใชส้ าย

ส่ือกลางประเภทมสี าย (Wired Media)
สอ่ื กลางประเภทมสี าย หมายถึง สอื่ กลางทเี่ ป็นสายซึง่ ใชใ้ นการเชอื่ มโยงโดย

อุปกรณ์ต่าง ๆ เพ่ือใช้ในการสง่ ผา่ นข้อมูลระหวา่ งอุปกรณ์ และอุปกรณใ์ น
ระยะทางทห่ี ่างกันไมม่ ากนัก

1) สายคู่บิดเกลยี ว(twisted pair)
ประกอบด้วยเส้นลวดทองแดงท่ีหุม้ ด้วยฉนวนพลาสติก 2 เส้น พนั บดิ เปน็

เกลยี ว ทงั้ นี้เพ่ือลดการรบกวนจากคลนื่ แม่เหล็กไฟฟ้าจากคู่สายข้างเคยี งภายใน
เคเบิล เดยี วกันหรอื จากภายนอก เนอ่ื งจากสายคบู่ ิดเกลยี วนยี้ อมให้
สัญญาณไฟฟา้ ความถีส่ งู ผ่านได้ สาหรับอตั ราการส่งข้อมูลผา่ นสายคู่บดิ เกลียว
จะข้นึ อยกู่ บั ความหนาของสายดว้ ย กล่าวคือ สายทองแดงท่มี ีเส้นผา่ นศูนยก์ ลาง
กว้าง จะสามารถสง่ สญั ญาณไฟฟ้ากาลังแรงได้ ทาใหส้ ามารถสง่ ขอ้ มลู ด้วย
อัตราส่งสูง โดยท่ัวไปแลว้ สาหรบั การสง่ ข้อมูลแบบดิจทิ ลั สญั ญาณทีส่ ง่ เป็น
ลักษณะคลน่ื ส่เี หลยี่ ม สายคู่บดิ เกลียวสามารถใช้ส่งข้อมูลไดถ้ ึงร้อยเมกะบติ ต่อ
วินาที ในระยะทางไมเ่ กนิ รอ้ ยเมตร เน่ืองจากสายคบู่ ิดเกลยี ว มรี าคาไม่แพงมาก
ใช้ส่งข้อมลู ได้ดี จงึ มกี ารใช้งานอย่างกว้างขวาง
- สายคูบ่ ิดเกลยี วชนดิ หุ้มฉนวน (Shielded Twisted Pair : STP)

เปน็ สายคบู่ ดิ เกลยี วที่หุ้มดว้ ยลวดถกั ช้นั นอกที่หนาอกี ช้นั เพอื่ ปอ้ งกนั การ
รบกวนของคล่ืนแมเ่ หลก็ ไฟฟ้า มลี กั ษณะเปน็ สองเส้น มแี นวแล้วบิดเป็นเกลีย่ วเขา้
ด้วยกันเพอ่ื ลดเสียงรบกวน มีฉนวนหมุ้ รอบนอก มรี าคาถกู ตดิ ตั้งง่าย นา้ หนกั
เบาและ การรบกวนทางไฟฟ้าตา่ สายโทรศพั ท์จดั เปน็ สายคู่บดิ เกล่ียวแบบหุ้ม
ฉนวน
- สายคู่บิดเกลยี วชนดิ ไมห่ ุม้ ฉนวน (Unshielded Twisted Pair : UTP)

เปน็ สายคู่บิดเกลียวมีฉนวนชนั้ นอกทบี่ างอีกชนั้ ทาใหส้ ะดวกในการโค้งงอแต่
สามารถ ป้องกนั การรบกวนของคลืน่ แม่เหลก็ ไฟฟา้ ได้น้อยกวา่ ชนิดแรก แต่ก็มี
ราคาตา่ กว่า จงึ นยิ มใช้ในการเช่อื มต่ออุปกรณ์ในเครือข่าย ตัวอย่าง ของสาย
สายคบู่ ิดเกลยี วชนดิ ไม่หมุ้ ฉนวน ที่เหน็ ในชีวติ ประจาวันคอื สายโทรศพั ทท์ ใ่ี ชอ้ ยู่
ในบา้ น มรี าคาถูกและนยิ มใชก้ นั มากทส่ี ดุ สว่ นใหญ่มักใชก้ บั ระบบโทรศัพท์ แต่
สายแบบน้มี ักจะถูกรบกวนได้ง่าย และไม่คอ่ ยทนทาน

2) สายโคแอกเชียล (coaxial)
เปน็ ตัวกลางเช่ือมโยงที่มีลกั ษณะเช่นเดยี วกบั สายทต่ี ่อจากเสาอากาศ

สายโคแอกเชียลทใ่ี ช้ท่วั ไปมี 2 ชนดิ คือ 50 โอห์มซ่งึ ใชส้ ่งขอ้ มลู แบบดจิ ทิ ลั และ
ชนดิ 75 โอห์มซึ่งใช้สง่ ข้อมูลสัญญาณแอนะล็อก สายประกอบด้วยลวดทองแดง
ทเ่ี ปน็ แกนหลักหนึง่ เส้นที่หมุ้ ดว้ ยฉนวนชั้นหน่งึ เพ่ือปอ้ งกนั กระแสไฟร่ัว จากนน้ั จะ
หมุ้ ดว้ ยตวั นาซึ่งทาจากลวดทองแดงถกั เปน็ เปีย เพอ่ื ป้องกนั การรบกวนของคลื่น
แม่เหลก็ ไฟฟ้าและสัญญาณรบกวนอ่ืนๆ กอ่ นจะหุ้มชั้นนอกสุดดว้ ยฉนวน
พลาสตกิ ลวดทองแดงที่ถกั เปน็ เปยี น้เี องเปน็ ส่วนหนง่ึ ท่ีทาให้สายแบบน้ีมีช่วง
ความถ่ีสญั ญาณไฟฟา้ สามารถผ่านไดส้ งู มาก และนิยมใชเ้ ป็นช่องสอื่ สาร
สัญญาณแอนะลอ็ กเช่ืองโยงผ่านใต้ทะเลและใตด้ ิน

3) เสน้ ใยนาแสง (fiber optic)
มแี กนกลางของสายซึ่งประกอบด้วยเสน้ ใยแกว้ หรือพลาสตกิ ขนาดเล็ก

หลายๆ เส้นอยู่รวมกัน เสน้ ใยแต่ละเสน้ มีขนาดเล็ดเทา่ เส้นผม และภายในกลวง
และเส้นใยเหลา่ นัน้ ได้รบั การหอ่ หุ้มดว้ ยเส้นใยอีกชนดิ หน่งึ ก่อนจะหุ้มชนั้ นอกสุด
ด้วยฉนวน การส่งข้อมลู ผา่ นทางสือ่ กลางชนิดนจี้ ะแตกตา่ งจากชนดิ อ่นื ๆ ซึ่งใช้
สัญญาณไฟฟ้าในการสง่ แต่การทางานของสือ่ กลางชนดิ น้ีจะใชเ้ ลเซอรว์ ิ่งผ่าน
ชอ่ งกลวงของเสน้ ใยแต่ละเส้น และอาศยั หลักการหักเหของแสง โดยใช้ใยแก้ว
ชนั้ นอกเปน็ กระจกสะทอ้ นแสง การใหแ้ สงเคล่อื นทไ่ี ปในทอ่ แก้ว สามารถสง่ ขอ้ มูล
ดว้ ยอัตราความหนาแนน่ ของสญั ญาณขอ้ มูลสูงมาก และไมม่ กี ารก่อกวนของ
คลน่ื แมเ่ หล็กไฟฟ้า ปจั จุบันถา้ ใช้เส้นใยนาแสง กับระบบอีเธอร์เนต็ จะใช้ไดด้ ้วย
ความเรว็ หลายร้อยเมกะบติ และเนือ่ งจากความสามรถในการส่งขอ้ มูลด้วยอัตรา
ความหนาแนน่ สงู ทาใหส้ ามารถส่งข้อมูลทง้ั ตวั อกั ษร เสยี ง ภาพกราฟกิ หรอื
วิดีทศั น์ได้ในเวลาเดียวกนั อกี ทั้งยังมคี วามปลอดภยั ในการส่งสงู แตอ่ ย่างไรกม็ ี
ข้อเสียเน่อื งจากการบดิ งอสายสญั ญาณจะทาให้เส้นใยหัก จึงไมส่ ามารถใช้
สือ่ กลางน้ีในการเดนิ ทางตามมมุ ตึกได้ เสน้ ใยนาแสงมีลกั ษณะพิเศษที่ใช้สาหรับ
เช่อื มโยงแบบจดุ ไปจุด ดังนนั้ จงึ เหมาะทีจ่ ะใช้กบั การเชื่อมโยงระหวา่ งอาคารกับ
อาคาร หรอื ระหว่างเมอื งกับเมือง เส้นใยนาแสงจงึ ถูกนาไปใชเ้ ป็นสายแกนหลกั

หลกั การทัว่ ไปของการสือ่ สาร ในสายไฟเบอร์ออปตกิ คอื การเปลยี่ นสญั ญาณ
(ข้อมลู ) ไฟฟา้ ใหเ้ ปน็ คลืน่ แสงกอ่ น จากนั้นจงึ สง่ ออกไปเปน็ พัลส์ ของแสง ผ่าน
สายไฟเบอร์ออปติกสายไฟเบอร์ออปติกทาจากแกว้ หรือพลาสติกสามารถส่ง
ลาแสง ผ่านสายได้ทลี ะหลาย ๆ ลาแสงดว้ ยมุมทต่ี ่างกนั ลาแสงที่สง่ ออกไปเปน็
พัลสน์ นั้ จะสะทอ้ นกลบั ไปมาท่ีผิวของสายช้ันในจนถึงปลายทาง

จากสญั ญาณขอ้ มูลซึง่ อาจจะเปน็ สญั ญาณอนาล็อกหรอื ดจิ ติ อล จะผา่ น
อปุ กรณท์ ่ีทาหนา้ ทม่ี อดเู ลตสัญญาณเสยี กอ่ น จากนัน้ จะสง่ สญั ญาณมอดูเลต
ผ่านตวั ไดโอดซง่ึ มี 2 ชนดิ คือ LED ไดโอด (light Emitting Diode) และ
เลเซอรไ์ ดโอด หรอื ILD ไดโอด (Injection Leser Diode) ไดโอดจะมีหนา้ ที่
เปลย่ี นสัญญาณมอดูเลตใหเ้ ป็นลาแสงเลเซอร์ซ่ึงเป็นคลน่ื แสง ในย่านทม่ี องเห็นได้
หรือเปน็ ลาแสงในยา่ นอนิ ฟราเรดซง่ึ ไมส่ ามารถมองเห็นได้ ความถีย่ ่าน
อนิ ฟราเรดที่ใช้จะอยู่ในช่วง 1014-1015 เฮริ ตซ์ ลาแสงจะถูกส่งออกไปตาม
สายไฟเบอร์ออปติก เมอ่ื ถึงปลายทางก็จะมตี วั โฟโตไ้ ดโอด (Photo Diode) ท่ี
ทาหน้าท่ีรบั ลาแสงที่ถกู ส่งมาเพอ่ื เปล่ยี นสัญญาณแสงให้กลบั ไปเป็นสัญญาณ
มอดเู ลตตามเดมิ จากน้ันกจ็ ะสง่ สญั ญาณผา่ นเขา้ อปุ กรณ์ดีมอดเู ลต เพ่อื ทา
การดมี อดเู ลตสัญญาณมอดูเลตให้เหลือแตส่ ัญญาณข้อมลู ที่ต้องการ

สายไฟเบอร์ออปติกสามารถมีแบนด์วิดท์ (BW) ได้กว้างถงึ 3 จกิ ะ
เฮิรตซ์ (1 จิกะ = 109) และมีอตั ราเรว็ ในการส่งขอ้ มลู ไดถ้ ึง 1 จิกะบติ ตอ่ วินาที
ภายในระยะทาง 100 กม. โดยไม่ตอ้ งการเครือ่ งทบทวนสัญญาณเลย สายไฟ
เบอร์ออปติกสามารถมีชอ่ งทางสือ่ สารไดม้ ากถงึ 20,000-60,000 ชอ่ งทาง
สาหรับการส่งขอ้ มูลในระยะทางไกล ๆ ไม่เกนิ 10 กม. จะสามารถมีช่องทาง
ได้มากถงึ 100,000 ช่องทางทีเดียว

ส่อื กลางการส่งขอ้ มูล
แบบไรส้ าย

สอ่ื กลางประเภทไรส้ าย (Wireless Media)
การสอ่ื สารขอ้ มลู แบบไรส้ ายน้สี ามารถสง่ ข้อมลู ไดท้ กุ ทิศทางโดยมี

อากาศเป็นตัวกลางในการสือ่ สาร
1) คลนื่ วิทยุ (Radio Wave)
วิธี การส่ือสารประเภทนจ้ี ะใช้การสง่ คลน่ื ไปในอากาศ เพือ่ สง่ ไปยงั

เครื่องรับวิทยุโดยรวมกบั คลืน่ เสยี งมีความถเ่ี สียงทเ่ี ป็นรปู แบบของคลนื่ ไฟฟา้
ดังนนั้ การส่งวิทยกุ ระจายเสียงจึงไม่ตอ้ งใช้สายส่งขอ้ มลู และยงั สามารถสง่
คลื่นสัญญาณไปไดร้ ะยะไกล ซงึ่ จะอย่ใู นช่วงความถ่รี ะหว่าง 104 - 109 เฮริ ตซ์
ดงั นนั้ เคร่ืองรบั วิทยจุ ะต้องปรบั ช่องความถใ่ี ห้กบั คลนื่ วิทยุทส่ี ่งมา ทาให้สามารถ
รับข้อมลู ได้อย่างชัดเจน

2) สัญญาณไมโครเวฟ (Microwave)
เปน็ สอ่ื กลางในการส่อื สารทมี่ ีความเรว็ สงู ส่งข้อมลู โดยอาศยั สญั ญาณ

ไมโครเวฟ ซึ่งเปน็ สญั ญาณคล่นื แม่เหลก็ ไฟฟา้ ไปในอากาศพรอ้ มกับข้อมลู ท่ี
ต้องการสง่ และจะตอ้ งมสี ถานที ที่ าหนา้ ที่ส่งและรับข้อมลู และเนอ่ื งจากสัญญาณ
ไมโครเวฟจะเดินทางเป็นเส้นตรง ไมส่ ามารถเลี้ยวหรือโค้งตามขอบโลกทีม่ คี วาม
โค้งได้ จึงตอ้ งมีการตั้งสถานรี บั - สง่ ข้อมูลเปน็ ระยะๆ และสง่ ข้อมูลต่อกันเปน็
ทอดๆ ระหว่างสถานตี ่อสถานจี นกว่าจะถงึ สถานีปลายทาง และแตล่ ะสถานจี ะ
ตัง้ อยูใ่ นทส่ี ูง ซึง่ จะอยใู่ นช่วงความถี่ 108 - 1012 เฮิรตซ์

3) แสงอนิ ฟราเรด (Infrared)
คลนื่ แม่เหลก็ ไฟฟา้ ท่มี ีความถ่ีอยใู่ นช่วง 1011 – 1014 เฮิรตซ์ หรอื ความ

ยาวคล่นื 10-3 – 10-6 เมตร เรยี กวา่ รงั สอี นิ ฟราเรด หรือเรียกอีกอยา่ งหนง่ึ
ว่า คลื่นความถ่สี น้ั (Millimeter waves)ซึง่ จะมยี ่านความถ่ีคาบเกี่ยวกบั ยา่ น
ความถข่ี องคลนื่ ไมโครเวฟอยบู่ ้าง วัตถุรอ้ น จะแผร่ งั สอี นิ ฟราเรดทีม่ ีความยาว
คลนื่ สน้ั กวา่ 10-4 เมตรออกมา ประสาทสมั ผสั ทางผิวหนงั ของมนุษย์สามารถ
รบั รังสีอินฟราเรด ลาแสงอนิ ฟราเรดเดินทางเปน็ เสน้ ตรง ไมส่ ามารถผา่ นวัตถุ
ทึบแสง และสามารถสะท้อนแสงในวัสดผุ วิ เรียบไดเ้ หมือนกบั แสงทว่ั ไปใช้มากใน
การส่ือสาร ระยะใกล้

4) ดาวเทียม (satilite)
ไดร้ บั การพฒั นาข้นึ มาเพ่อื หลีกเลีย่ งขอ้ จากัดของสถานรี ับ - ส่งไมโครเวฟ

บนผวิ โลก วตั ถปุ ระสงค์ในการสร้างดาวเทียมเพอ่ื เปน็ สถานรี บั - ส่งสญั ญาณ
ไมโครเวฟบนอวกาศ และทวนสัญญาณในแนวโคจรของโลก ในการสง่ สัญญาณ
ดาวเทยี มจะตอ้ งมสี ถานภี าคพ้นื ดนิ คอยทาหน้าท่รี ับ และสง่ สญั ญาณข้ึนไปบน
ดาวเทียมท่ีโคจรอยสู่ งู จากพ้นื โลก 22,300 ไมล์ โดยดาวเทียมเหล่านั้น จะ
เคลือ่ นที่ด้วยความเร็วท่ีเทา่ กับการหมนุ ของโลก จงึ เสมือนกับดาวเทยี มน้นั อยนู่ ่ิง
อยูก่ บั ท่ี ขณะทโ่ี ลกหมุนรอบตวั เอง ทาใหก้ ารสง่ สัญญาณไมโครเวฟจากสถานี
หนึ่งขึ้นไปบนดาวเทยี มและการกระจายสัญญาณ จากดาวเทียมลงมายังสถานี
ตามจุดต่างๆ บนผวิ โลกเป็นไปอย่างแม่นยา ดาวเทียมสามารถโคจรอยไู่ ด้ โดย
อาศยั พลังงานที่ไดม้ าจากการเปลยี่ น พลงั งานแสงอาทติ ย์ ด้วย แผงโซลาร์
(solar panel)

5) บลูทูธ (Bluetooth)
ระบบส่ือสารของอปุ กรณอ์ ิเลค็ โทรนคิ แบบสองทาง ด้วยคลน่ื วิทยุระยะสั้น

(Short-Range Radio Links) โดยปราศจากการใชส้ ายเคเบ้ิล หรือ
สายสัญญาณเชอื่ มต่อ และไมจ่ าเป็นจะต้องใช้การเดินทางแบบเสน้ ตรงเหมือนกบั
อนิ ฟราเรด ซงึ่ ถอื ว่าเพิ่มความสะดวกมากกวา่ การเชือ่ มต่อแบบอินฟราเรด ทใี่ ช้
ในการเชื่อมตอ่ ระหว่างโทรศพั ทม์ อื ถือ กบั อุปกรณ์ ในโทรศัพท์เคลอื่ นทีร่ ุ่นกอ่ นๆ
และในการวจิ ยั ไมไ่ ดม้ ุ่งเฉพาะการสง่ ขอ้ มูลเพียงอยา่ งเดียว

แตย่ ังศึกษาถึงการสง่ ข้อมลู ท่ีเป็นเสียง เพอื่ ใชส้ าหรับ Headset บน
โทรศพั ท์มือถือด้วยเทคโนโลยี บลทู ูธ เป็นเทคโนโลยสี าหรับการเชือ่ มตอ่ อุปกรณ์
แบบไร้สายทีน่ า่ จับตามองเป็นอย่าง ย่งิ ในปจั จุบัน ท้งั ในเรอื่ งความสะดวกในการ
ใช้งานสาหรับผู้ใชท้ วั่ ไป และประสิทธิภาพในการทางาน เน่อื งจาก เทคโนโลยี บลู
ทธู มีราคาถกู ใช้พลงั งานน้อย และใชเ้ ทคโนโลยี short – range ซึง่ ในอนาคต
จะถูกนามาใชใ้ นการพฒั นา เพื่อนาไปสู่การแทนทอี่ ุปกรณ์ต่างๆ ท่ใี ชส้ าย เคเบิล
เช่น Headset สาหรับโทรศัพทเ์ คลื่อนท่ี เป็นตน้ เทคโนโลยกี ารเชอื่ มโยงหรือ
การสือ่ สารแบบใหมท่ ีถ่ ูกคิดค้นข้นึ เปน็ เทคโนโลยขี องอินเตอร์เฟซทางคลื่นวทิ ยุ
ต้งั อยบู่ นพนื้ ฐานของการสอ่ื สารระยะใกล้ทป่ี ลอดภยั ผา่ นชอ่ งสัญญาณความถี่
2.4 Ghz โดยท่ถี ูกพัฒนาขึน้ เพอ่ื ลดข้อจากดั ของการใช้สายเคเบลิ ในการเชอ่ื มโยง
โดยมี ความเรว็ ในการเชอื่ มโยงสูงสดุ ท่ี 1 mbp ระยะครอบคลุม 10 เมตร
เทคโนโลยีการสง่ คล่ืนวิทยุของบลูทธู จะใชก้ ารกระโดดเปล่ียนความถ่ี
(Frequency hop) เพราะวา่ เทคโนโลยีนี้เหมาะท่จี ะใชก้ บั การสง่ คล่ืนวิทยุท่มี ี
กาลังสง่ ต่าและ ราคาถูก โดยจะแบง่ ออกเป็นหลายช่องความถีข่ นาดเลก็ ใน
ระหว่างท่ีมีการเปลย่ี นชอ่ งความถ่ที ่ีไม่แน่นอนทาใหส้ ามารถหลีกหนีสัญญาณ
รบกวนทีเ่ ข้ามาแทรกแซงได้ ซ่งึ อุปกรณ์ทีจ่ ะได้รับการยอมรบั วา่ เปน็ เทคโนโลยีบลู
ทูธ ต้องผา่ นการทดสอบจาก Bluetooth SIG (Special Interest Group)
เสยี กอ่ นเพื่อยนื ยนั ว่ามนั สามารถทจ่ี ะทางานรว่ มกบั อปุ กรณ์บลูทธู ตวั อนื่ ๆ และ
อนิ เตอร์เน็ตได้