Data Communication and Network

ขอ้ แตกต่างทีเป็นรูปธรรมของทงั สองรูปแบบนี คือ รูปแบบ OSI ประกอบดว้ ยชนั สือสาร 7 ชนั
ขณะที TCP/IP มีเพียง 4 ชนั แมป้ ัจจุบนั จะมีการเพิมชนั ควบคุมเครือขา่ ย (Network Layer) เพิมขึนมาเป็น
5 ชนั นอกจากนนั รูปแบบ OSI ใหบ้ ริการส่งขอ้ มูลแบบไม่ตอ่ เนืองและแบบตอ่ เนืองในชนั สือสารควบคุม
เครือข่าย แต่ให้บริการทังสองชนิดในชันสือสารจดั การนําส่งส่งข้อมูล เนืองจากการให้บริการใน
ชนั สือสารจดั การนาํ ส่งขอ้ มูล เป็ นบริการทีผูใ้ ชส้ ามารถนาํ ไปใชไ้ ด้ รูปแบบ TCP/IP จึงเปิ ดโอกาสให้
ผูใ้ ช้สามารถเลือกวิธีการติดต่อเพือส่งขอ้ มูลทีตอ้ งการได้ ในขณะทีผูใ้ ช้ OSI ไม่มีทางเลือก ซึงวิธีการ
ติดต่อนีมีส่วนสาํ คญั ตอ่ การใชโ้ พรโทคอลแบบร้องขอ และ ตอบสนอง (Request response) เป็ นอยา่ งมาก

. ข้อวจิ ารณ์รูปแบบระบบเครือข่าย OSI และโพรโทคอลทใี ช้

รูปแบบระบบเครือข่าย OSI และ TCP/IP นนั มีทงั ขอ้ ดี ขอ้ เสียแตกตา่ งกนั ดงั ทีไดก้ ล่าวไปแลว้ ใน
หวั ขอ้ นีผเู้ ขียนจะกล่าววิจารณ์ในรายละเอียดของขอ้ เสียต่าง ๆ ของรูปแบบ OSI ซึงแยกไดเ้ ป็ น 4 ขอ้ คือ
ช่วงเวลาทีไม่เหมาะสม เทคโนโลยีทีบกพร่อง ความล้มเหลวในการสร้างขึนมาใชง้ าน และนโยบายที
ผดิ พลาด

ช่วงเวลาทไี ม่เหมาะสม
ช่วงเวลาทีจดั ทาํ มาตรฐานนนั มีความสาํ คญั มากต่อความสาํ เร็จหรือการไดร้ ับการยอมรับของผคู้ น

ทัวไป ดร. David Clark แห่งมหาวิทยาลัย MIT ในสหรัฐอเมริกา ได้กล่าวถึง ทฤษฎีหนึงเรียกว่า
“ปรากฎการณ์ของช้างสองเชือก (The Apocalypse of the two elephants)” ซึงได้แสดงในภาพที 2.24
กล่าวไวว้ ่า การคน้ พบทฤษฎีใหม่ ๆ จะทาํ ให้เกิดกิจกรรมในชุมชนอนั ไดแ้ ก่ การศึกษาและวิจารณ์ การ
คน้ ควา้ เพิมเติม การทดสอบยนื ยนั เป็ นตน้ กิจกรรมเหล่านีจะเกิดขึนอย่างรวดเร็วและเมือถึงระยะเวลา
หนึงกิจกรรมทงั หมดก็จะหายไป เปรียบเทียบได้กบั การปรากฏตวั ของชา้ งตวั แรกหรือคลืนลูกแรก ใน
เวลาต่อมาถา้ มีผูน้ าํ ทฤษฎีนนั ไปประยกุ ต์ใชใ้ นทางการคา้ ไดส้ าํ เร็จก็จะทาํ ให้เกิดกิจกรรมทางการคา้ ขึนมา
จนกลายเป็ นธุรกิจระดบั หลายพนั ล้านได้ ในทีสุดกิจกรรมในช่วงนีก็จะหายไป (อาจหมายถึงการถูก
ทดแทนดว้ ยสินคา้ ใหม่) เปรียบไดก้ บั ชา้ งหรือคลืนลูกทีสอง

จุดสาํ คญั มาก คือ การจดั ตงั มาตรฐานของทฤษฎี ซึงจะเป็นช่วงเวลาระหวา่ งชา้ งตวั แรกกบั ชา้ งตวั
ทีสอง ถา้ มาตรฐานถูกกาํ หนดขึนมาเร็วเกินไปก่อนทีการคน้ ควา้ ทดลองจะเสร็จสินก็จะทาํ ให้มาตรฐาน
นนั ขาดความสมบูรณ์ ในทางตรงกนั ขา้ ม ถา้ มาตรฐานไดร้ ับการกาํ หนดขึนมาชา้ เกิดไป คือ กาํ หนดขึนมา
ภายหลงั จากทีชา้ งตวั ทีสองไดเ้ กิดขึนแลว้ อาจหมายถึงการทีบริษทั ตา่ ง ๆ ไดด้ าํ เนินการผลิตสินคา้ หรือนาํ
ทฤษฎีนนั ไปประยุกตใ์ ชแ้ ลว้ มาตรฐานทีเกิดขึนมาชา้ เกินไปกจ็ ะไม่ไดร้ ับการยอมรับในกรณีทีช่วงเวลานี

บทที 2 แบบจาํ ลองเครือขา่ ย หนา้ ที 100

สันเกินไปจะทาํ ให้ผูท้ ีทาํ หน้าทีในการกาํ หนดมาตรฐานตกอยภู่ ายใตภ้ าวะกดดนั อย่างสูง อาจทาํ ให้การ
กาํ หนดมาตรฐานไม่มีความสมบูรณ์หรือมีขอ้ บกพร่องมากหรือส่งผลให้ชา้ งตวั ทีสองไม่เกิดขึน อนั เป็ น
เหตกุ ารณ์ทีเกิดขึนกบั การกาํ หนดมาตรฐานของรูปแบบเครือข่าย OSI

ภาพที 2.24 ปรากฎการณ์ของสองเชือก

ทีมาของภาพ: http://students.depaul.edu/~jabsher/apoc_eleph/apoc_eleph.html

ในช่วงเวลาทีรูปแบบ OSI ไดร้ ับการกาํ หนดมาตรฐานขึนมาใช้งานนนั เป็ นระยะเวลาเดียวกบั ที
รูปแบบ TCP/IP ไดถ้ ือกาํ เนิดขึนมา ชา้ งตวั ทีสองของทงั สองรูปแบบก็ยงั ไม่เกิดขึน อยา่ งไรกต็ าม รูปแบบ
TCP/IP ไดร้ ับการยอมรับอยา่ งกวา้ งขวางในหมู่นกั ศึกษาและคณจารยใ์ นสถาบนั การศึกษาเกือบทงั หมด
บริษัทต่าง ๆ ได้เฝ้ามองการเกิดขึนของมาตรฐานในรูปแบบ OSI และในเวลาเดียวกนั ก็ได้เริมผลิต
สินคา้ ออกมารองรับมาตรฐานของ TCP/IP ซึงมีตลาดทีแน่นอนกวา่ ปรากฏว่าชา้ งทีสองของ TCP/IP ได้
เกิดขึนแต่สาํ หรับ OSI แลว้ จนถึงปัจจุบนั นีกย็ งั ไมเ่ กิดขึนเลย

เทคโนโลยีทบี กพร่อง
เหตุผลขอ้ ทีสองทีรูปแบบ OSI และโพรโทคอลไม่มีผลในทางปฏิบตั ินนั เนืองจากความบกพร่อง

ทางด้านเทคโนโลยีทีใช้ จากการศึกษาของผูใ้ ช้จาํ นวนมากได้แสดงความชืนชมว่าแนวคิดในการใช้
ชันสือสารทังเจ็ดชันนันเป็ นสิงทีดี มีการให้นิยามทีชัดเจน รวมทงั การกําหนดฟังก์ชันการทาํ งานที
เหมาะสม แต่ในความจริงแล้วมีบางสิงทีไม่ถูกตอ้ ง ตวั อย่างทีชดั เจนไดแ้ ก่ บริการทีกาํ หนดไวส้ ําหรับ
ชนั ควบคุมหน้าต่างการสือสาร (Session Layer) และชันนําเสนอ (Presentation Layer) นันมีประโยชน์
และใชง้ านจริงไม่ไดเ้ ลย ซึงอนั ทีจริงแลว้ รูปแบบทีคณะทาํ งานของประเทศองั กฤษ นาํ เสนอตอนแรกต่อ
คณะกรรมการ ISO ประกอบด้วยชันสือสารเพียงห้าชันเท่านัน อีกตวั อย่างหนึงทีแสดงให้เห็นความ
บกพร่องของรูปแบบ OSI คือ ความไม่สมดุลของบริการในชันเชือมต่อขอ้ มูล (Data Link Layer) ซึงมี

บทที 2 แบบจาํ ลองเครือข่าย หนา้ ที 101

การให้บริการมากมายทงั ในตอนเริมแรกของการกาํ หนดมาตรฐานและการเพิมเตมิ ในภายหลงั จนในทีสุด
ก็ตอ้ งมีการกาํ หนดชนั สือสารยอ่ ย (Sublayer) เขา้ มาช่วยเสริม

ขอ้ ทีสังเกตข้อหนึงทีไม่มีใครกล้ายอมรับอย่างเป็ นทางการ คือ ความคล้ายคลึงกันระหว่าง
รู ปแบบ OSI กับรู ปแบบ SNA (System Network Architecture) ของบริ ษัท IBM ซึ งประกอบด้วย
ชันสือสารข้อมูลเจ็ดชันเช่นเดียวกัน ในช่วงระยะเวลานันบริษทั IBM มีอิทธิพลอยา่ งมากต่อวงการ

โทรคมนาคมรวมทงั วงการคอมพิวเตอร์ดว้ ย อาจเป็ นไปไดท้ ี ISO ไดร้ ีบออกมาตรฐานรูปแบบ OSI ขึนมา
โดยกาํ หนดโครงสร้างคลา้ ยกบั SNA เพือทีจะลดแรงกดดนั จาก IBM ในขณะเดียวกนั ถา้ OSI กลายเป็ น
รูปแบบมาตรฐานทีใช้กนั ทวั โลก ทุกคนก็คงตอ้ งการให้มีองคก์ รทีเป็ นกลางอย่าง ISO มาเป็ นผูก้ าํ หนด
มาตรฐานแทนทีจะเป็นบริษทั เอกชนอยา่ ง IBM

ปัญหาทางดา้ นเทคโนโลยขี อ้ แรกของรูปแบบ OSI คือ ความซบั ซอ้ นและความไม่มีประสิทธิภาพ
ของการทาํ งานในชนั สือสารต่าง ๆ เช่น วิธีการกาํ หนดทีอยูข่ องผูใ้ ช้ในระบบเครือข่าย การควบคุมการ
ไหลของขอ้ มูล และการควบคุมความผิดพลาดทีอาจเกิดขึนในระหวา่ งการรับ-ส่งขอ้ มูล ฟังก์ชนั เหล่านีจะ

ปรากฎซาํ ซอ้ นอยใู่ นชนั สือสารหลายชนั (Saltzer et al. 1984) ไดท้ าํ การศึกษาคน้ ควา้ พบวา่ ถา้ ตอ้ งการ
ประสิทธิภาพการทาํ งานทีดีแลว้ การควบคุมความผดิ พลาดของขอ้ มูลควรเป็นบริการทีอยใู่ น
ชนั สือสารชนั สูงสุดเพยี งชนั เดียวเพือขจดั ความซาํ ซอ้ นทีเกิดขึนในรูปแบบ OSI

การกาํ หนดบริการต่าง ๆ ไวใ้ นชันสือสาร ก็เป็ นอีกปัญหาหนึงทีได้เกิดการถกเถียงกันอย่าง
กวา้ งขวางซึงบางครังก็สามารถตกลงได้แต่ก็ล้มเหลวในบางครัง เช่น โพรโทคอลในการสร้างจอภาพ
เสมือนนันเคยถูกกาํ หนดให้เป็ นบริการหนึงในชนั นําเสนอขอ้ มูลแต่ในปัจจุบนั ได้ยา้ ยมาอยู่ในความ

รับผดิ ชอบของชนั การประยกุ ต์ การรักษาความปลอดภยั ของขอ้ มลู เป็นบริการหนึงทีแสดงใหเ้ ห็นถึงความ
ลม้ เหลวในการกาํ หนดมาตรฐาน บริการนีเป็ นทีถกเถียงกนั อย่างมากว่าสมควรกาํ หนดให้เป็ นบริการใน
ชนั สือสารใด ปรากฎวา่ ไม่สามารถตกลงกนั ได้ ในทีสุดจึงถูกตดั ออกไปจากรูปแบบของ OSI โดยสินเชิง
การบริหารเครือข่าย (Network Management) เป็ นอีกหัวขอ้ หนึงทีถูกตดั ออกไปเนืองจากไม่สามารถหา
ขอ้ ยตุ ิได้

สิงทีได้รับการวิจารณ์รุนแรงทีสุด คือ การทุ่มเทให้ความสําคญั ทางดา้ นการสือสารขอ้ มูลมาก
จนเกินไปจนละเลยความสาํ คญั ดา้ นการประมวลผลขอ้ มูล ทงั สองหัวขอ้ นีแมว้ า่ จะมีความคลา้ ยคลึงกนั
มากแต่ก็เป็ นเรืองทีสามารถแยกหนา้ ทีและความรับผดิ ชอบออกจากกนั ไดอ้ ยา่ งเด็ดขาด ดงั จะเห็นตวั อยา่ ง
ได้จากตารางกาํ หนดฟังก์ชนั การทาํ งานพืนฐาน ดงั ภาพที 2.25 ประเภทของบริการพืนฐาน ไดก้ าํ หนด
ฟังกช์ นั การทาํ งานทีไมส่ อดคลอ้ งกบั การทาํ งานของโปรแกรมเลย

บทที 2 แบบจาํ ลองเครือข่าย หนา้ ที 102

Primitive Meaning
Request เอนติตีตอ้ งการใหผ้ ใู้ หบ้ ริการทาํ งานบางอยา่ ง

Indication เอนติตีไดร้ ับแจง้ ข่าวสาร

Response เอนตติ ีตอบสนองตอ่ ขา่ วสารทีไดร้ ับ

Confirm ความตอ้ งการของเอนตติ ีไดร้ ับการตอบรับจากผใู้ ห้บริการ

ภาพที 2.25 ประเภทของบริการพืนฐาน

ฟังกช์ นั CONNECT.request ใช้ในการส่งความตอ้ งการของผูส้ ่งขอ้ มูลไปยงั ผูร้ ับขอ้ มูล ทางดา้ น
ผูร้ ับนนั จะทราบว่ามีขอ้ มูลมาถึงตนเองไดโ้ ดยอาศยั เทคนิคการทาํ งานของอินเทอร์รัพต์เท่านันซึงเป็ น
แนวความคิดในการโปรแกรมแบบดงั เดิม ไม่เหมาะสมกบั การโปรแกรมแบบโครงสร้าง (Structured
Programming) ทีนิยมใชก้ นั ในปัจจุบนั

โดยธรรมชาติของการโปรแกรมแล้ว ในช่วงทีผูใ้ ชก้ าํ ลงั คอยขอ้ มูลจากผสู้ ่ง โปรแกรมผใู้ ช้จะใช้
ฟังก์ชันประเภท Receive ในขณะที OSI กําหนดให้ใช้ CONNECT.indication การทํางานประเภท
Receive เป็ นลักษณะการโปรแกรมคอมพิวเตอร์ แต่ Indication เป็ นลกั ษณะการทาํ งานของโทรศพั ท์
นนั คือ อาการทีโทรศพั ทเ์ ครืองผใู้ ชจ้ ะส่งเสียงสัญญาณเตือนเมือมีผโู้ ทรเขา้ มา ซึงเครืองคอมพวิ เตอร์จะไม่

มีสัญญาณเตือนใด ๆ ถ้าคณะกรรมการจัดทาํ รูปแบบมาตรฐาน OSI ให้ความสําคญั ทางด้านการ
ประมวลผลบา้ ง ก็ควรจะบรรจุฟังก์ชนั ประเภท Receive ไวเ้ ป็ นฟังก์ชนั การทาํ งานพืนฐานรายละเอียด
ความบกพร่องในส่วนนี ผอู้ า่ นสามารถติดตามตอ่ ไดจ้ าก Langford (1984)

ความล้มเหลวในการสร้ างขึนมาใช้ งาน
ความละเอียดของมาตรฐาน OSI สามารถเปรียบไดจ้ ากขนาด ถา้ นาํ รายละเอียดทงั หมดมาพมิ พล์ ง

บนกระดาษและตวั หนงั สือขนาดมาตรฐานแลว้ จะไดเ้ อกสารทีมีความหนาถึงเกือบหนึงเมตร จึงไม่เป็นที
น่าประหลาดใจแต่อย่างใดทีโปรแกรมทีสร้างขึนมาตามมาตรฐาน OSI จะเป็ นโปรแกรมทีมีขนาดใหญ่
เทอะทะ มีประสิทธิภาพตาํ และทาํ งานไดช้ า้ แมว้ ่าต่อมาจะไดร้ บั การปรับปรุงให้ดีขึนบา้ ง แต่กย็ งั ไมเ่ ป็นที
น่าพอใจแก่คนทวั ไปไม่สามารถลบลา้ งภาพพจน์ทีเสียไปตงั แต่แรกใหด้ ีขึนได้ ในขณะทีรูปแบบ TCP/IP
ไดส้ ร้างโปรแกรมทีมีขนาดกะทดั รดั ทาํ งานไดร้ วดเร็ว และมีประสิทธิภาพเป็นทียอมรับได้ แจกจ่ายโดย
มหาวิทยาลยั Berkeley โดยไม่มีค่าใชจ้ ่ายแตอ่ ยา่ งใด (เป็นส่วนหนึงของระบบปฏิบตั ิการ Unix-Berkeley
Version) ทาํ ใหโ้ ปรแกรมทีมีภาพลกั ษณ์เสียหายอยา่ ง OSI หมดความสาํ คญั ไปโดยปริยาย

บทที 2 แบบจาํ ลองเครือข่าย หนา้ ที 103

นโยบายทีผดิ พลาด
ตังแต่ใน ตอน ต้น ที มีการนํารู ป แบ บ TCP/IP ม าใช้งาน นักศึกษ าและคณ าจารย์ตาม

สถาบันการศึกษาเกือบทังในประเทศสหรัฐอเมริกาต่างก็ใช้ระบบปฏิบัติการ Unix ทีมีโพรโทคอล
TCP/IP แถมมาให้ด้วยเป็ นส่วนหนึงเสมอ คนส่วนนีซึงเป็ นผูค้ ิดคน้ และนาํ เทคโนโลยีมาใช้งานจึงมี
ความสัมพนั ธ์อนั ลาํ ลึกและแนบแน่นกบั โพรโทคอล TCP/IP มาเป็ นอยา่ งดี ประกบั ภาพพจน์ของ OSI ที
เป็ นเสมอื น “คําสังทีมาจากยุโรป” ซึงเริมตน้ มาจากระทรวงโทรคมนาคมของประเทศในทวปี ยโุ รปต่อมา
กลายเป็นนโยบายของสหภาพยโุ รป และทา้ ยทีสุดรัฐบาลอเมริกาก็นาํ เขา้ มาใชเ้ ป็ นส่วนหนึงของนโยบาย
ดา้ นโทรคมนาคม จึงทาํ ให้เกิดการต่อตา้ นอยา่ งเงียบ ๆ ทีประสบผลสําเร็จนนั คือ การเติบโตของ TCP/IP
ไปทวั โลก ในขณะที OSI ถูกเกบ็ รักษาอยา่ งดีไวใ้ นพพิ ิธภณั ฑ์

2.10 ข้อวจิ ารณ์ของรูปแบบระบบเครือข่าย TCP/IP

รูปแบบมาตรฐาน TCP/IP ก็ใช่วา่ จะมีความสมบูรณ์ครบถว้ น หัวนีจะกล่าวถึงขอ้ บกพร่องต่าง ๆ
เริมต้นทีความคลุมเครือในการนิยาม ความหมายและการกําหนดขอบเขตความรับผิดชอบของ
องค์ประกอบหลกั สามขอ้ อนั ได้แก่ บริการ, การติดต่อ, และโพรโทคอล ตามหลกั การของวิศวกรรม
โปรแกรม (Software Engineer) ได้ให้ความสําคญั ของสิงทีกล่าวถึงอนั จะต้องนําไปใช้ในการกาํ หนด
ความตอ้ งการของระบบ และวธิ ีการสร้างโปรแกรมขึนมาให้ตรงกบั ความตอ้ งการนนั รูปแบบ OSI ได้
กาํ หนดรายละเอียดนีไวอ้ ย่างละเอียดมากในขณะที TCP/IP ได้กล่าวถึงน้อยมาก ทาํ ให้มองว่ารูปแบบ
TCP/IP เป็นเพียง “ต้นแบบ” การสือสารขอ้ มูลผา่ นระบบเครือข่ายทีประสบความสาํ เร็จเป็ นอยา่ งดีสมควร
ทีจะไดร้ ับการพฒั นาตอ่ ไป

ขอ้ บกพร่องประการทีสอง คือ ความไม่สมบูรณ์ทางด้านโครงสร้างของ TCP/IP ทาํ ให้การนํา
รูปแบบ TCP/IP ไปเปรียบเทียบการทาํ งานกบั รูปแบบการสือสารขอ้ มูลวิธีอืนเป็ นไปไม่ได้ จาํ เป็ นตอ้ ง
อาศยั รูปแบบ OSI เป็ นตวั กลางในการเปรียบเทียบเสมอ

การสือสารในชนั โฮสต์ ระบบเครือข่ายเป็ นขอ้ มูลบกพร่องประการทีสามของ TCP/IP ในชนั การ
สือสารนีแทบจะไม่สามารถเรียกวา่ เป็นชนั สือสารไดเ้ ลย ควรเป็ นเพยี งแค่ชนั สือสารยอ่ ยเสริมอยรู่ ะหวา่ ง
ชนั ควบคุมเครือข่ายและชนั เชือมต่อขอ้ มูล (ตามมาตรฐาน OSI) เนืองจากความไม่ชดั เจนในการกาํ หนด
หนา้ ทีและขอบเขตการทาํ งานอนั ทีจริงแลว้ สมควรใชค้ าํ วา่ ไมไ่ ดก้ าํ หนดรายละเอียดไวเ้ ลยมากกวา่

ขอ้ บกพร่องประการทีสี ไมไ่ ดแ้ ยกความแตกต่าง หรือแมแ้ ตจ่ ะกล่าวถึงการทาํ งานในชนั กายภาพ
และชนั เชือมตอ่ ขอ้ มูลเอาไว้ การทาํ งานในชนั กายภาพจะตอ้ งติดต่อการรับ-ส่งขอ้ มูลผา่ นอุปกรณ์สือสาร

บทที 2 แบบจาํ ลองเครือข่าย หนา้ ที 104

ขอ้ มูลตา่ ง ๆ ส่วนชนั เชือมต่อขอ้ มูลจะทาํ การตรวจสอบความถูกตอ้ งของขอ้ มูลในระดบั โครงสร้าง เช่น
การเริมตน้ และการสินสุดของเฟรม

ประการสุดทา้ ย แมว้ า่ โพรโทคอล IP และโพรโทคอล TCP จะไดร้ ับการออกแบบสร้างมาเป็ น
อย่างดี แต่โพรโทคอลอืน ๆ ไม่เป็ นเช่นนนั โดยปกติแลว้ โพรโทคอลย่อย ๆ ทงั หลายจะไดร้ ับการสร้าง
ขึนมาโดยกลุ่มนักศึกษาสองถึงสามคนในระดับปริญญาโท ทีนังทํางานโดยไม่มีการวางแผนอย่าง
รอบคอบ เมือไดร้ ับการตรวจสอบเรียบร้อยแลว้ ก็จะทาํ การแจกจ่ายโพรโทคอลนนั ไปยงั ผูใ้ ช้ ทางดา้ นผใู้ ช้
ก็เกิดความเคยชินในการนําโพรโทคอลเหล่านันไปใช้ และแมว้ ่าจะทราบขอ้ บกพร่องในภายหลงั หรือ
แมว้ า่ เทคโนโลยีจะเปลียนไปแลว้ ก็ยงั เกิดความผูกพนั และใชง้ านตอ่ ไป ตวั อยา่ งเช่น โพรโทคอล Telnet
นนั ในปัจจุบนั ไมส่ นบั สนุนการใชอ้ ุปกรณ์ชีตาํ แหน่งขอ้ มูล (เช่น เมา้ ส์ (Mouse)) และเทคนิคอืน ๆ ทีมีใช้
ทวั ไปเลย แตผ่ ใู้ ชจ้ าํ นวนมากก็ยงั คงใชโ้ พรโทคอลนีตอ่ ไป

กล่าวโดยสรุปแลว้ รูปแบบ OSI (ยกเวน้ ชันควบคุมหน้าต่างสือสาร และชันนาํ เสนอขอ้ มูล)
ได้รับการยอมรับให้เป็ นรูปแบบมาตรฐานสําหรับการอธิบายการทาํ งานของรูปแบบการสือสารขอ้ มูล
ทงั หมดบนระบบเครือข่าย แต่ไม่มีการนาํ โพรโทคอล OSI ไปใชใ้ นการทาํ งานจริง ส่วนรูปแบบ TCP/IP
นนั ไมม่ ีความชดั เจนในการกาํ หนดมาตรฐาน แตไ่ ดน้ าํ ไปใชง้ านอยา่ งกวา้ งขวางทวั โลก.

บทที 2 แบบจาํ ลองเครือขา่ ย หนา้ ที 105

สรุปท้ายบทที 2

แบบจําลอง OSI มีกรอบการทาํ งานดว้ ยการแบ่งชันสือสารทีเรียกว่า เลเยอร์ ซึงมีอยู่ทงั หมด
7 เล เย อ ร์ ไ ด้แ ก่ Physical Layer, Data Link Layer, Network Layer, Transport Layer, Session Layer,
Presentation Layer และ Application Layer

แนวคดิ ของการแบ่งชันสือสารบนแบบจําลอง OSI คือ
1) เพือลดความซาํ ซอ้ น ทาํ ใหเ้ รียนรู้และทาํ ความเขา้ ใจไดง้ ่ายขึน
) เพือใหแ้ ต่ละชนั สือสารมีบทบาทหนา้ ทีทีชดั เจน และแตกต่างกนั
3) เพือให้แตล่ ะชนั สือสารปฏิบตั ิงานตามฟังกช์ นั หนา้ ทีทีไดร้ บั มอบหมาย และ
สอดคลอ้ งกบั มาตรฐานสากล
4) เพือให้เกิดความคล่องตวั และป้องกนั การเปลียนแปลงชนั สือสารหนึง ๆ แลว้ ส่งผล
ต่อชนั สือสารอืน ๆ
5) จาํ นวนชนั สือสารจะตอ้ งมจี าํ นวนมากพอ เหมาะสม ไมม่ ากจนเทอะทะ หรือนอ้ ย
จนเกินไป

อนิ เทอร์เฟซระหว่างชันสือสาร เป็นการเตรียมบริการแก่ชนั สือสารทีอยเู่ หนือขึนไป
การสือสารบนชนั สือสารเดียวกนั ระหวา่ งตน้ ทางกบั ปลายทาง จะสือสารผ่านโพรโทคอล โดย
ชนั สือสารตงั แต่ชนั สือสารเชือมต่อขอ้ มูลขึนไปจะเป็นการสือสารเชิงตรรกะ หรือทีเรียกวา่ “เพยี ร์ทูเพยี ร์
โพรเซส”
การสือสารบนชนั สือสารเดียวกนั ระหวา่ งตน้ ทางกบั ปลายทางทีมีการส่งผ่านขอ้ มูลผา่ นลิงคจ์ ริง
เกิดขึนเฉพาะในชนั สือสารกายภาพเท่านนั
ชนั สือสารทงั เจด็ บนแบบจาํ ลอง OSI ยงั สามารถแบ่งการทาํ งานออกเป็น 3 กลุ่มยอ่ ยดว้ ยกนั คือ

1) ชนั สือสารทีสนบั สนุนดา้ นเครือข่าย ซึงประกอบดว้ ยชนั สือสารกายภาพ ชนั สือสาร
เชือมต่อขอ้ มูล ชนั สือสารควบคุมเครือข่าย

2) ชนั สือสารเคลือนยา้ ยขอ้ มูล ซึงกค็ ือ ชนั สือสารจดั การนาํ ส่งขอ้ มูล
3) ชนั สือสารทีสนบั สนุนงานผูใ้ ช้ ซึงก็คือ ชนั หนา้ ต่างควบคุมการสือสาร ชนั นาํ เสนอ
ขอ้ มลู และชนั สือสารการประยกุ ต์

บทที 2 แบบจาํ ลองเครือขา่ ย หนา้ ที 106

กระบวนการสือสารทีเริมจากฝังส่ง ทีมีการเคลือนยา้ ยขอ้ มูลจากเลเยอร์หนึงไปยงั เลเยอร์ถดั ไป
ดา้ นล่างในรูปแบบ 7-6-5-4-3-2-1 ซึงแต่ละเลเยอร์จะเตรียมเฮดเดอร์เพือนาํ ไปปะเพิมกบั หน่วยขอ้ มูล เรา
เรียกกระบวนการนีวา่ “เอนแคปซูเลชัน (Encapsulation)”

เมือสัญญาถูกส่งผ่านลิงคแ์ ละไปถึงจุดหมายปลายทาง หน่วยขอ้ มูลก็จะเคลือนยา้ ยยอ้ นกลบั ขึน
ไปตามลาํ ดบั 1-2-3-4-5-6-7 จากนันแต่ละเลเยอร์ก็จะทาํ การถอดเฮดเดอร์เฉพาะส่วนทีเป็ นของตนออก
เราเรียกวา่ “ดแี คปซูเลชัน (Decapsulation)”

ชันสือสารกายภาพ (Physical Layer) มีหน้าทีเคลือนยา้ ยขอ้ มูลระดบั บิตจากโหนดหนึงไปยงั
โหนดถดั ไป
ชันสือสารเชือมต่อข้อมูล (Data Link Layer) มีหน้าทีเคลือนยา้ ยเฟรมจากโหนดหนึงไปยงั
โหนดถดั ไป
ชันสือสารควบคุมเครือข่าย (Network Layer) มีหนา้ ทีส่งมอบแพ็กเก็ตจากโฮสต์ตน้ ทางไปยงั
โฮสตป์ ลายทาง
ชันสือสารจัดการนําส่งข้อมูล (Transport Layer) มีหน้าทีส่งมอบข่าวสารจากโพรเซสตน้ ทาง
ไปยงั โพรเซสปลายทาง
ชันสือสารหน้าต่างควบคุมการสือสาร (Session Layer) มีหน้าทีความคุมการสือสารและการ
ซิงโครไนซ์
ชันสือสารนําเสนอข้อมูล (Presentation Layer) มีหน้าทีแปลงขอ้ มูล เขา้ รหัสขอ้ มูล และบีบอดั
ขอ้ มลู
ชันสือสารการประยกุ ต์ (Application Layer) มีหนา้ ทีจดั การงานบริการใหแ้ ก่ผใู้ ช้

แบบจําลองอนิ เทอร์เน็ต ถูกพฒั นาขึนมาก่อนแบบจาํ ลอง OSI ดงั นนั ชนั สือสารของแบบจาํ ลอง
อินเทอร์เน็ตจึงไม่ตรงกบั แบบจาํ ลอง OSI แต่ก็มีหลกั การทาํ งานทีคลา้ ยคลึงกนั

TCP/IP จะนาํ โพรโทคอลทีทาํ งานโดยอิสระต่าง ๆ มาผสมผสานและจาํ คู่เพือทาํ งานร่วมกนั กบั
โพรโทคอลอืน ๆ ทีเหมาะสม

ชนั สือสารกายภาพและชนั สือสารเชือมต่อขอ้ มูลบนแบบจาํ ลองอินเทอร์เน็ต มิไดม้ ีการระบุโพร
โทคอลเฉพาะเจาะจงลงไป แต่จะสนบั สนุนโพรโทคอลมาตรฐานทงั หมดบนชนั สือสารเชือมต่อขอ้ มลู ไม่
ว่าจะเป็ น Ethernet, Token ring หรือ FDDI และดว้ ยเหตุดงั กล่าว จึงมีเครือข่ายหลายประเภททีสามารถ
สือสารกบั โพรโทคอล TCP/IP ได้

บทที 2 แบบจาํ ลองเครือข่าย หนา้ ที 107

ชนั สือสารควบคุมเครือข่ายบนแบบจาํ ลองอินเทอร์เน็ต ทาํ หนา้ ทีเลือกเสน้ ทางเพือจดั ส่งขอ้ มูลใน
รูปแบบของแพ็กเก็ต โดยจะมีการใชอ้ ลั กอริทึมในการกาํ หนดเส้นทางทีเหมาะสม เพือนาํ ส่งขอ้ มูลไปยงั
ปลายทาง โพรโทคอลทีสาํ คญั ในชนั สือสารควบคุมเครือข่าย คือ IP

ชันสือสารจดั การนําส่งขอ้ มูลบนแบบจาํ ลองอินเทอร์เน็ต จะมีโพรโทคอลอยู่ 3 ตวั ไวค้ อย
บริการ ซึงประกอบดว้ ยโพรโทคอล TCP, UDP และ SCTP ทีรับหนา้ ทีส่งข่าวสารจากโพรเซสตน้ ทางไป

ยงั โพรเซสปลายทาง
ชนั สือสารการประยกุ ตใ์ ชบ้ นแบบจาํ ลองอินเทอร์เน็ต มุ่งเนน้ การอาํ นวยความสะดวกแก่ผใู้ ชด้ ว้ ย

โปรแกรมประยกุ ตต์ ่าง ๆ ในชนั สือสารการประยกุ ต์ ทาํ ให้เราสามารถส่งไฟล์ ส่งอีเมล หรือบริการอืน ๆ
ไดโ้ ดยไม่จาํ เป็ นตอ้ งเขียนโปรแกรมขึนมาดว้ ยตนเองเพือใช้งานดงั กล่าว เช่น โพรโทคอล FTP, SMTP
และ HTTP เป็นตน้

บทที 2 แบบจาํ ลองเครือขา่ ย หนา้ ที 108

แบบฝึ กหดั ท้ายบทและการค้นคว้า

จงตอบคําถามต่อไปนี

1. จงอธิบายความแตกตา่ งระหวา่ งการส่งขอ้ มูลของ Network Layer กบั Transport Layer
2. จงอธิบายวา่ เพยี ร์ทูเพยี ร์โพรเซส (Peer-to-Peer Process) เป็นอยา่ งไรพร้อมยกตวั อยา่ ง
3. เฮดเดอร์ (Header) และเทรลเลร์ (Trailer) มีไวเ้ พืออะไร มีวิธีเพิมเขา้ และถอดออกจากขอ้ มูลได้

อยา่ งไร
4. จงบอกความแตกต่างระหว่างพอร์ตแอดเดรส (Port Address) ลอจิคัลแอดเดรส (Logical

Address) และฟิสิคลั แอดเดรส (Physical Address)
5. จงหาวา่ มีบริการ (Service) อะไรบา้ งทีอยูใ่ นชันสือสารการประยุกต์ (Application Layer) ของ

แบบจาํ ลองอินเทอร์เน็ต
6. จงบอกวา่ การทาํ งานตา่ ง ๆ ตอ่ ไปนีควรจะตอ้ งมีอยใู่ นชนั การสือสารใด

6.1 การตดั สินใจในการเลือกเส้นทางของการเดินทางของขอ้ มูล
6.2 การควบคุมอตั ราการไหลของขอ้ มูล
6.3 เป็นส่วนอินเทอร์เฟซกบั ฮาร์ดแวร์
6.4 ทาํ แพก็ เก็ตสวติ ซ์ชิง (Packet Switching)
6.5 ทาํ ใหผ้ ใู้ ช้ (User) สามารถทีเขา้ มาใชง้ านเครือขา่ ยได้
6.6 การรวบรวมแพก็ เกต็ ตา่ ง ๆ เขา้ มาไวด้ ว้ ยกนั ใหเ้ หมอื นเดิม
6.7 ตรวจสอบความถูกตอ้ งของขอ้ มูลและแกไ้ ขขอ้ มูลทีผดิ พลาด
7. จงอธิบายความแตกต่างระหว่างการเชือมต่อแบบคอนเน็คชันเลส (Connectionless) กบั การ
เชือมตอ่ แบบคอนเน็คชนั โอเรียนเตด็ (Connection-Oriented) พร้อมยกตวั อยา่ งประกอบ
8. จงอธิบายหลักการของเอนแคปซูเลต (Encapsulate) และดีแคปซู เลต (Decapsulate) บน
แบบจาํ ลอง OSI มาพอเขา้ ใจ
9. ชนั สือสารบนแบบจาํ ลองอินเทอร์เน็ต มีความสัมพนั ธ์อยา่ งใกลช้ ิดกบั ชนั สือสารบนแบบจาํ ลอง
OSI อยา่ งไร จงอธิบาย
10. จงอธิบายความแตกต่างระหว่างแบบจาํ ลอง TCP/IP กับแบบจาํ ลอง OSI มาพอเข้าใจพร้อม
ยกตวั อยา่ งประกอบคาํ อธิบาย

บทที 2 แบบจาํ ลองเครือขา่ ย หนา้ ที 109



บทที 3

พืนฐานข้อมลู และสัญญาณทีใช้ในการสือสาร
(Fundamental of Data and Signals)

วตั ถปุ ระสงค์การเรียนรู้

1. บอกความแตกต่างระหวา่ งขอ้ มูลและสญั ญาณได้
2. อธิบายส่วนประกอบพืนฐานของสัญญาณอะนาล็อกและสัญญาณดิจิตอลไดอ้ ย่าง

ถูกตอ้ ง
3. อธิบายความแตกต่างระหวา่ งหน่วยวดั ความเร็ว Bit Rate และ Baud Rate ได้อย่าง

ถูกตอ้ ง
4. บอกอุปกรณ์ทีใชส้ ําหรับแปลงขอ้ มูลอะนาล็อก/ดิจิตอลมาเป็ นสัญญาณอะนาล็อก/

ดิจิตอลได้
5. เข้าใจเทคนิคการเขา้ รหัสสัญญาณดิจิตอลแบบ NRZ-L, NRZ-I, Manchester และ

Differential Manchester
6. สามารถบอกรายละเอียดถึงปัจจยั ทีส่งผลกระทบต่อสัญญาณจากการส่งผ่านขอ้ มูล

ได้ เช่น ความเบาบางของสญั ญาณ การบิดเบียวของสัญญาณ สญั ญาณรบกวน
7. สามารถบอกความหมายของคาํ ศพั ทท์ ีเกียวขอ้ งกบั สญั ญาณทีใชใ้ นการสือสารได้

หน้าทีหลกั ของชันสือสารกายภาพ คือ การเคลือนยา้ ยขอ้ มูลทีอยู่ในรูปแบบของสัญญาณผ่าน
สือกลางโดยปกติข้อมูลทีใช้งานอยู่ทัวไป ไม่ว่าจะเป็ นข้อมูลชนิดตวั เลข ตัวอกั ษร ภาพนิง รวมถึง
ภาพเคลือนไหวหรือแม้กระทงั จะอยู่ในรูปของบิตขอ้ มูลทีเป็ น 0 หรือ 1 แล้วก็ตามไม่สามารถส่งผ่าน
ระบบสือสารไดโ้ ดยตรง ตวั อยา่ งเช่น ไฟล์ขอ้ มูลลูกคา้ ของบริษทั ใช่วา่ จะสามารถนาํ มาส่งผา่ นสือกลาง
หรือสายส่งขอ้ มูลไดท้ นั ที แตไ่ ฟลข์ อ้ มูลดงั กล่าวจาํ เป็ นตอ้ งแปลงเป็ นสัญญาณ เนืองจากการส่งสัญญาณ
โดยผ่านสือกลางนันจะตอ้ งอยู่ในรูปแบบของสัญญาณแม่เหล็กไฟฟ้า (Electromagnetic Signal) เมือ
สญั ญาณแมเ่ หล็กไฟฟ้าเดินทางไปถึงผรู้ ับจะตอ้ งทาํ การแปลงสัญญาณนีกลบั ใหเ้ ป็ นขอ้ มูลเหมือนเดิม

จากทีกล่าวมา สังเกตได้ว่าความหมายของขอ้ มูล (Data) ในระบบคอมพิวเตอร์และสัญญาณ
(Signals) แตกต่างกนั โดยความหมายของขอ้ มลู คือ สิงทีมีความหมายในตวั ตวั อยา่ งเช่น

บทที 3 พนื ฐานขอ้ มลู และสญั ญาณทีใชใ้ นการสือสาร หนา้ ที 111

 ขอ้ มูลสินคา้ ในรูปแบบของไฟลค์ อมพิวเตอร์ ทีบนั ทึกอยใู่ นฮาร์ดดิสก์
 ภาพถ่ายทีถ่ายจากกลอ้ งดิจิตอล และจดั เก็บไวใ้ นแฟลชไดรฟ์
 เพลง ซึงประกอบดว้ ยขอ้ มูลไบนารี (0 และ 1) ทีบนั ทึกอยบู่ นแผน่ ดีวดี ี
 ตวั เลข 0 ถึง 9 ทีนาํ มาใชแ้ ทนรหสั สินคา้

และหากมีความต้องการส่งผ่านข้อมูลเหล่านีจากจุดหนึงไปยงั จุดหนึงผ่านสายสือสารหรือ
คลืนวิทยุขอ้ มูลทีต้องการส่งนัน จะต้องได้รับการแปลงให้อยูใ่ นรูปแบบของสัญญาณทีเหมาะสมกบั
ระบบสือสารนนั ๆ เสียก่อน ดงั นนั สญั ญาณ จึงหมายถึง ปริมาณใด ๆ ทีสามารถเปลียนแปลงและสัมพนั ธ์
ไปกับเวลาโดยสัญ ญาณ ที ใช้ในระบบสื อสารก็คือไฟฟ้ า (Electric) หรื อคลืนแม่เหล็กไฟฟ้ า
(Electromagnetic Wave) เช่น คลืนวทิ ยุ คลืนแสง เป็ นตน้ และตอ่ ไปนีเป็ นตวั อยา่ งของสัญญาณ

 การสนทนาผา่ นระบบโทรศพั ท์
 การสัมภาษณ์รายงานสดจากตา่ งประเทศ ส่งผา่ นระบบสือสารผา่ นดาวเทียม
 การสังพิมพ์งาน ด้วยการสือสารผ่านสายเคเบิลทีเชือมต่อระหว่างคอมพิวเตอร์และ

เครืองพมิ พ์
 การดาวน์โหลดข้อมูลจากอินเทอร์เน็ตทีส่งผ่านสายโทรศัพท์ระหว่างผู้ให้บริการ

อินเทอร์เน็ตมายงั คอมพวิ เตอร์ของเรา

ทงั นีการมีความรู้ความเขา้ ใจในพืนฐานของขอ้ มูลและสญั ญาณ ถือเป็นสิงสาํ คญั เรืองหนึงทีทาํ ให้
ทราบว่าการส่งขอ้ มูลในระบบสือสารนัน จาํ เป็ นตอ้ งมีการเขา้ รหัสขอ้ มูลมาเป็ นสัญญาณรูปแบบใด
รูปแบบหนึงดว้ ยวธิ ีการเขา้ รหสั ทีเหมาะสม เช่น ระบบสือสารบางระบบ ไม่สามารถส่งสัญญาณดิจิตอล
ได้ ดังนันจึงตอ้ งแปลงสัญญาณตน้ ทางทีเป็ นดิจิตอล มาเป็ นสัญญาณอะนาล็อก ครันเมือข้อมูลได้ถูก
เขา้ รหัสสัญญาณทีเหมาะสมและพร้อมส่งผ่านไปยงั สือกลาง เมือปลายทางได้รับสัญญาณ ก็จะตอ้ ง
สามารถอา่ นคา่ นนั ไดด้ ว้ ยการแปลงสญั ญาณทีรับมา เพือนาํ ไปใชป้ ระโยชนไ์ ดต้ อ่ ไป

3.1 อะนาลอ็ กและดจิ ิตอล (Analog & Digital)

ก่อนอืนจะตอ้ งทราบก่อนว่าทงั ข้อมูล (Data) และสัญญาณ (Signal) นันจะต้องอยู่ในรูปของ
อะนาล็อก หรือดิจิตอลเสียก่อน ดงั นนั เราจึงตอ้ งทราบความแตกต่างกนั ระหวา่ งรูปแบบของขอ้ มูลและ
สญั ญาณเสียก่อน

บทที 3 พนื ฐานขอ้ มลู และสญั ญาณทีใชใ้ นการสือสาร หนา้ ที 112

ข้อมูลอะนาลอ็ กและสัญญาณอะนาลอ็ ก (Analog Data and Analog Signals)
ข้อมูลอะนาล็อกและสัญญาณอะนาล็อกจะเป็ นรูปคลืนทีมีลักษณะต่อเนือง (Continuous
Waveforms) ความต่อเนืองในทีนีหมายถึงสัญญาณจะแกวง่ ขึนลงอย่างต่อเนืองและราบเรียบตลอดเวลา
ไม่มีการเปลียนแปลงแบบทนั ทีทนั ใด ค่าระดบั สัญญาณสามารถอยูใ่ นช่วงระหวา่ งค่าตาํ สุดและค่าสูงสุด
ของคลืนได้ โดยค่าตาํ สุดและค่าสูงสุดจะแทนดว้ ยหน่วยแรงดนั (Voltage) ดงั แสดงในภาพที 3.1 ค่า X
แทนค่าช่วงสูงสุดของสัญญาณ ส่วนค่า Y แทนช่วงตาํ สุดของสัญญาณ ซึงช่วงเวลาหนึง ๆ รูปคลืน
สามารถอยู่ในตาํ แหน่งใดก็ได้ภายใตช้ ่วงระหว่าง X ถึง Y ตวั อย่างขอ้ มูลอะนาล็อก เช่น เสียงพูดของ
มนุษย์ เสียงดนตรี หรือเสียงอืน ๆ ทีได้ยินตามธรรมชาติ ส่วนสัญญาณอะนาล็อกทีสามารถพบเห็นได้
ทวั ไป เช่น การสนทนาเพือสือสารกนั ผา่ นระบบโทรศพั ท์ เป็ นตน้

ภาพที 3.1 คลืนสัญญาณอะนาลอ็ ก

ทีมาของภาพ: https://learn.sparkfun.com/tutorials/analog-vs-digital/analog-signals

นอกจากนี ขอ้ มูลอะนาล็อกและสัญญาณอะนาล็อกสามารถถูกรบกวนไดง้ ่ายจากสัญญาณทีไม่
พึงประสงคท์ ีเรียกวา่ “สัญญาณรบกวน (Noise)” ซึงหากมีสัญญาณรบกวนปะปนมากบั สัญญาณอะนา-
ล็อกแลว้ นอกจากจะส่งผลใหก้ ารส่งขอ้ มูลชา้ ลง ยงั ทาํ ให้เกิดการจาํ แนกหรือตดั สัญญาณรบกวนออกจาก
ขอ้ มูลต้นฉบับเป็ นไปได้ยาก ในภาพที 3.2 ผูอ้ ่านลองวิเคราะห์ว่าส่วนใดคือข้อมูล และส่วนใดคือ
สัญญาณรบกวน เนืองจากทงั สัญญาณขอ้ มูลและสัญญาณรบกวนเกิดผสมผสานรวมกนั ทาํ ให้เกิดการ
จาํ แนกไดย้ ากนนั เอง

ภาพที 3.2 สัญญาณอะนาลอ็ กทีถูกผสมผสานระหว่างข้อมูลและสัญญาณรบกวน

ทีมาของภาพ: https://learn.sparkfun.com/tutorials/analog-vs-digital/analog-signals

บทที 3 พนื ฐานขอ้ มลู และสญั ญาณทีใชใ้ นการสือสาร หนา้ ที 113

เมือสญั ญาณอะนาล็อกถูกส่งบนระยะทางทีไกลออกไป ระดบั สญั ญาณจะถูกลดทอนลง ดงั นนั จึง
จาํ เป็ นต้องใช้อุปกรณ์ทีเรียกว่า “แอมพลิไฟเออร์ (Amplifier)” ซึงเป็ นอุปกรณ์เพิมกาํ ลงั หรือความเขม้
ให้แก่สัญญาณทาํ ใหส้ ามารถส่งสัญญาณในระยะทางทีไกลออกไปไดอ้ ีก แต่อยา่ งไรก็ตาม การเพิมกาํ ลงั
ของสัญญาณดว้ ยแอมพลิไฟเออร์นีจะส่งผลต่อสัญญาณรบกวนขยายเพิมขึนดว้ ย

ข้อมูลดิจติ อลและสัญญาณดิจิตอล (Digital Data and Digital Signals)
ขอ้ มลู ดิจิตอลและสัญญาณดิจติ อลเป็ นคลืนแบบไม่ตอ่ เนือง มรี ูปแบบของระดบั แรงดนั ไฟฟ้าเป็ น
คลืนสีเหลียม (Square Wave) ความไม่ตอ่ เนืองในทีนีหมายถึง สัญญาณสามารถเปลียนแปลงจาก 0 ไป 1
หรือจาก 1 ไป 0 ไดท้ ุกเมือ ซึงเป็ นการเปลียนสัญญาณในลกั ษณะกา้ วกระโดด ตามภาพที 3.3 ช่วงสูงสุด
ของสญั ญาณในทีนีแทนค่าดว้ ย X และช่วงตาํ สุดของสัญญาณในทีนีแทนค่าดว้ ย Y ก็จะพบวา่ รูปแบบของ
คลืนสญั ญาณดิจิตอลนนั ถูกจาํ กดั ค่าเพยี งหนึงในสองคา่ คือ X หรือ Y เท่านนั

ภาพที 3.3 คลืนสัญญาณดจิ ิตอล

ทีมาของภาพ: https://learn.sparkfun.com/tutorials/analog-vs-digital/digital-signals

ภาพที 3.4 สัญญาณดจิ ติ อลทีมสี ัญญาณรบกวน

ทีมาของภาพ: https://learn.sparkfun.com/tutorials/analog-vs-digital/digital-signals

ขอ้ ดีของสัญญาณดิจิตอล คือ สามารถสร้างสัญญาณขึนไดด้ ว้ ยตน้ ทุนทีตาํ กวา่ สัญญาณอะนา-
ล็อกและมีความทนทานต่อสัญญาณรบกวนไดด้ ีกวา่ อีกทงั ยงั สามารถจาํ แนกระหวา่ งขอ้ มูลกบั สัญญาณ
รบกวนไดง้ ่ายกวา่ แบบอะนาล็อก กรณีทีมีสัญญาณรบกวนปะปนมาไม่มาก สัญญาณจะยงั คงรูปเดิมอยู่
กล่าวคือ เรายงั สามารถจาํ แนกความเป็ น 0 หรือ 1 ได้ ส่วนขอ้ เสียของสัญญาณดิจิตอล คือ สัญญาณจะถูก

บทที 3 พนื ฐานขอ้ มลู และสญั ญาณทีใชใ้ นการสือสาร หนา้ ที 114

ลดทอนลงหรือเบาบางลงเมือถูกส่งในระยะทางทีไกล ๆ ซึงการส่งขอ้ มูลระยะไกลนนั สัญญาณอะนาล็อก
จะทาํ ไดด้ ีกว่า สําหรับอุปกรณ์ทีใช้ยืดระยะทางในการส่งขอ้ มูลดิจิตอลเรียกว่า “เครืองทวนสัญญาณ
(Repeater)” ซึงเป็ นอปุ กรณ์ทีทาํ หนา้ ที Regenerate สัญญาณทีถูกลดทอนลงใหค้ งรูปเดิมเหมือนตน้ ฉบบั
ทาํ ใหส้ ามารถส่งทอดสัญญาณออกไปบนระยะทางทีไกลขึนได้

อยา่ งไรก็ตาม สัญญาณรบกวนทีปะปนมาพร้อมกบั ขอ้ มูล ถึงแมจ้ ะสามารถใชอ้ ุปกรณ์กลนั กรอง
สัญญาณเพือให้สัญญาณมีคุณภาพ รวมถึงลดความเบาบางของสัญญาณรบกวนลงได้ แต่หากสัญญาณ
รบกวนมีปริมาณสูงมาก ไมว่ า่ จะเป็ นการส่งขอ้ มูลแบบอะนาล็อกหรือดิจิตอลก็ตาม ยอ่ มส่งผลกระทบตอ่
ความถูกตอ้ งของขอ้ มูลไดท้ งั สิน

พืนฐานของสัญญาณ (Fundamentals of Signals)
สัญญาณทงั สัญญาณอะนาล็อกและสัญญาณดิจิตอลสามารถเป็นไปในรูปแบบของสัญญาณชนิด

มีคาบ (Periodic) และสัญญาณไมม่ ีคาบ (Nonperiodic) ก็ได้

สัญญาณมีคาบ (Periodic) เป็ นสัญญาณทีมีลักษณะรูปแบบของสัญญาณซํารูปแบบเดิมทุก
คาบเวลาซึงหมายถึงการขึนและลงของสัญญาณสลบั กนั ไปเรือย ๆ

คาบเวลา (Period) หมายถึง เวลาทีคลืนเกิดการเปลียนแปลงจากจุดเริมตน้ จนถึงจุดสินสุด ก่อนที
จะเริมตน้ เปลียนแปลงสัญญาณใหม่ หรือกล่าวอีกนยั หนึงวา่ เป็ นเวลาของการเปลียนแปลงสัญญาณใน 1
วงรอบ (Cycle)

สัญญาณไม่มีคาบ (Nonperiodic Signal) เป็ นสัญญาณทีมีการเปลียนแปลงได้ โดยไม่ต้องมี
รูปแบบหรือไม่จาํ เป็นตอ้ งเป็ นลูกคลืน

สรุปได้วา่ การสือสารขอ้ มูลหากกล่าวถึงสัญญาณอะนาล็อก มกั จะหมายถึงสัญญาณอะนาล็อก
แบบมีคาบ (Periodic Analog Signal) สัญญาณดิจิตอล มักหมายถึง สัญญาณดิจิตอลแบบไม่มีคราบ
(Nonperiodic)

3.2 สัญญาณอะนาลอ็ ก (Analog Signal)

สญั ญาณอะนาล็อก โดยทวั ไปจะประกอบดว้ ยส่วนพืนฐานหลกั ๆ อยู่ 3 ประการ ไดแ้ ก่ แอมพลิ-
จูด ความถี และเฟส

บทที 3 พนื ฐานขอ้ มลู และสญั ญาณทีใชใ้ นการสือสาร หนา้ ที 115

แอมพลจิ ูด (Amplitude)
สัญญาณอะนาล็อก ทีมีการเคลือนทีในลกั ษณะเป็ นรูปคลืนขึนลงสลบั กนั และกา้ วไปตามเวลา
แบบสมบูรณ์นนั เรียกวา่ “คลืนซายน์ (Sine Wave)” ในขณะทีแอมพลิจูดจะเป็ นค่าทีวดั จากแรงดนั ไฟฟ้า
ซึงอาจเป็ นระดับของคลืนจุดสูงสุด (High Amplitude) หรือจุดตาํ สุด (Low Amplitude) และโดยปกติจะ
แทนดว้ ยหน่วยวดั เป็นโวลต์ (Volt) แต่ก็ยงั สามารถใชห้ น่วยวดั อืน ๆ แทนได้ เช่น แอมป์ (Amp) หรือวตั ต์
(Watt) เป็นตน้

ภาพที 3.5 คลืนรูปซายน์

ทีมาของภาพ: https://stackoverflow.com/questions/35691584/animate-a-uiview-on-a-sine-wave-path

ภาพที 3.6 สัญญาณอะนาลอ็ กกบั ความแตกต่างของระดับแอมพลจิ ูด

ทีมาของภาพ: ดดั แปลงจากหนงั สือ Data Communications and Networking ของ Behrouz a Forouzan

บทที 3 พนื ฐานขอ้ มลู และสญั ญาณทีใชใ้ นการสือสาร หนา้ ที 116

ความถี (Frequency)
ความถีในทีนีหมายถึงอตั ราการขึนลงของคลืน ซึงเกิดขึนจาํ นวนกีรอบภายใน 1 วินาที โดยรอบ
ต่อวนิ าทีหรือความถีนนั หรือกล่าวอีกนยั หนึงวา่ ในหนึงวินาทีจะมีจาํ นวนคลืนกีวงรอบ จะใชแ้ ทนหน่วย
วดั เป็นเฮิรตซ์ (Hertz: Hz)
นอกจากนีความถียงั เกียวขอ้ งกบั คาบ (Period) ซึงคาบเป็ นระยะเวลาของสัญญาณทีเปลียนแปลง
ไปจนครบรอบ โดยจะมีรูปแบบซาํ ๆ กนั ในทุกช่วงเวลา และเมือคลืนสัญญาณทาํ งานครอบ 1 รอบ จะ
เรียกว่า “Cycle” ฉะนนั ถา้ คลืนถีมีมากแสดงว่ามีคาบเวลาน้อย หรือถา้ มีคลืนความถีน้อยจะแสดงวา่ มี
คาบเวลามาก ดงั นนั จากภาพที 3.7 จะพบวา่ Period หนึง ๆ จะมีคา่ เท่ากบั 1/6 โดยรอบของคลืนสัญญาณนี
จะมีทงั สิน 6 คาบใน 1 วนิ าที ทีความถี 6 เฮิรตซ์

ภาพที 3.7 คาบเวลาและความถี

ทีมาของภาพ: http://www.datacom2u.com/Frequency.php

ปกติ คาบเวลา (Period) จะใชห้ น่วยวดั เป็ นวนิ าที (Seconds) ส่วนความถี (Frequency) จะ
ใชห้ น่วยวดั เป็ นเฮิรตซ์ (Hertz: Hz) ซึงวดั จากคลืนสัญญาณทีทาํ งานครบรอบภายใน 1 วนิ าที ทงั นีหน่วย
คาบเวลาและความถี สามาถแสดงไดด้ งั ภาพที 3.8

ภาพที 3.8 หน่วยวัดตาบและความถี หนา้ ที 117

บทที 3 พนื ฐานขอ้ มลู และสญั ญาณทีใชใ้ นการสือสาร

เฟส (Phase)
เฟสเป็ นการเปลียนแปลงของสัญญาณ ซึงจะวดั จากตาํ แหน่งองศาของสัญญาณเมือเวลาผ่านไป
จากภาพที 3.9 (a) เป็ นคลืนซายน์ทีขึนลงต่อเนืองกนั ไปตามเวลา ทีไม่พบการเปลียนแปลงของเฟสแต่
อย่างใด แต่เมือเฟสมีการเปลียนแปลง (Phase Shift) ซึงสามารถเปลียนตาํ แหน่งในลกั ษณะเลือนไป
ขา้ งหนา้ หรือถอยหลงั ก็ได้ การเลือนไปขา้ งหนา้ จาํ นวนครึงหนึงของลูกคลืน จะถือวา่ เฟสไดเ้ ปลียนแปลง
ไป 180 องศา ดงั ภาพที 3.9 (c) ในขณะทีเฟสไดเ้ ปลียนแปลงดว้ ยการเคลือนไปขา้ งหนา้ จาํ นวนหนึงในสี
ของลูกคลืน ก็จะถือวา่ เฟสนนั ไดเ้ ปลียนแปลงไป 90 องศา ดงั ภาพที 3.9 (b) เป็ นตน้

ภาพที 3.9 คลืนซายน์กบั การเปลยี นแปลงเฟส

แบนด์วดิ ธ์ (Bandwidth)
สือชนิดตา่ ง ๆ ทีใชใ้ นการสือสารขอ้ มูลนนั จะมีคุณสมบตั ิและความสามารถในการให้ความถีต่าง ๆ
ผา่ นไปไดน้ นั ไม่เท่ากนั สือบางชนิดสามารถใหส้ ัญญาณทีมีความถีสูงผา่ นไปได้ แต่บางชนิดอาจจะไม่ได้
ดงั นนั ช่วงของความถีทีสือชนิดต่าง ๆ สามารถให้ผา่ นไปได้ จะเรียกวา่ “แบนด์วดิ ธ์ (Bandwidth)” หรือ

ย่านความถี การทีให้สัญญาณสามารถผ่านไปได้นันจะอยบู่ นพืนฐานทีว่า พลงั งานของสัญญาณนนั ๆ
จะตอ้ งสูญเสียไปไมเ่ กินครึงหนึงของพลงั งานทงั หมด

ในการหาแบนด์วิดธ์นนั สามารถทาํ ไดโ้ ดยการหาค่าความแตกต่างระหว่างความถีสูงสุดกบั ความถี
ตาํ สุด เช่น สือชนิดหนึงมีความสามารถในการส่งผา่ นความถีไดใ้ นช่วงระหวา่ ง 1000 ถึง 5000 เฮิรตซ์โดย
ทีสัญญาณนนั สูญเสียพลงั งานไประหวา่ งการส่งไม่เกินครึงหนึงของพลงั งานทงั หมด แสดงวา่ สือชนิดนี

บทที 3 พนื ฐานขอ้ มลู และสญั ญาณทีใชใ้ นการสือสาร หนา้ ที 118

จะมีแบนดว์ ิดธเ์ ท่ากบั 5000-1000 = 4000 เฮิรตซ์ ดงั แสดงในภาพที 3.10 ความสมั พนั ธ์กนั ระหวา่ งแบนด์-
วดิ ธ์กบั แอมพลิจูด ซึงสมมติให้สือชนิดหนึงสามารถส่งผา่ นความถีในช่วงระหวา่ ง 1000 – 5000 เฮิรตซ์
จากในภาพจะเห็นได้ว่าช่วงความถีกลาง ๆ ทีสือส่งได้นันจะสามารถมีแอมพลิจูดได้สูงกว่าช่วงของ
ความถีสูงและความถีตาํ

ภาพที 3.10 ความสัมพนั ธ์ระหว่างแบนด์วดิ ธ์กบั แอมพลจิ ูด

3. สัญญาณดจิ ิตอล (Digital Signals)

โดยส่วนใหญ่แล้วในเรืองของการสือสารขอ้ มูลนัน สัญญาณดิจิตอลจะเป็ นสัญญาณไม่มีคาบ
(Aperiodic Signal) ดงั นนั คาํ ว่าคาบเวลา และความถีจะไม่นาํ มาใชก้ บั สัญญาณดิจิตอล แต่จะใชค้ าํ ว่า Bit
interval แทนคาบเวลา และ Bit rate แทนความถี ดงั ภาพที 3.11โดยที

 Bit interval หมายถึง เวลาทีต้องใช้ในการส่งข้อมูล 1 บิต (Bit) มีหน่วยเป็ นวินาที
(Second)

 Bit rate หมายถึง อตั ราการส่งบติ ขอ้ มูลใน 1 วนิ าที มหี น่วยเป็ น bps (bit per second)

ภาพที 3.11 Bit rate และ Bit interval

ทีมาของภาพ: ดดั แปลง https://www.slideshare.net/SehrishRafiq1/lecture-07-32370532

นอกจากนีสัญญาณดิจิตอลยงั สามารถมีจาํ นวนระดบั ของสัญญาณมากกวา่ 2 ระดบั กล่าวคือ ใน
แต่ละระดบั สามารถส่งบิตมากกวา่ หนึงบิต ดงั ในภาพที 3.12 แสดงภาพของ 2 สัญญาณ โดยภาพที 3.11

บทที 3 พนื ฐานขอ้ มลู และสญั ญาณทีใชใ้ นการสือสาร หนา้ ที 119

(a) คือ จาํ นวนระดบั ของสัญญาณ 2 ระดบั ทีส่งขอ้ มูล 1 บิตต่อระดบั ในขณะทีภาพที 3.11(b) คือ จาํ นวน
ระดบั ของสัญญาณ 4 ระดบั ทีส่งขอ้ มูล 2 บิตตอ่ ระดบั และโดยทวั ไปถา้ สัญญาณมีจาํ นวน L ระดบั ดงั นนั
ในแต่ละระดบั ของสญั ญาณกจ็ ะสามารถส่งขอ้ มูลไดจ้ าํ นวน log2 L บิต

ภาพที 3.12 สัญญาณดิจิตอล

ทีมาของภาพ: ดดั แปลง https://www.slideshare.net/SehrishRafiq1/lecture-07-32370532

หน่ วยวัดความเร็วในการส่ งข้ อมูล
หน่วยวดั ความเร็วในระบบสือสารทีจะกล่าวถึงต่อไปนี คือ อตั ราบิต (Bit Rate/Data Rate) และ

อตั ราบอด (Baud Rate) โดยทีอตั ราบิต คือ จาํ นวนบิตทีสามารถส่งไดภ้ ายในหนึงหน่วยเวลา ซึงมีหน่วย
เป็ นบิตต่อวินาที (bit per second: bps) ในขณะทีอตั ราบอด คือ จาํ นวนของสัญญาณทีสามารถส่งไดต้ ่อ
การเปลียนสญั ญาณในหนึงหน่วยเวลา (baud per second)

ปกติอตั ราบอดอาจมีค่านอ้ ยกว่าหรือเท่ากบั อตั ราบิตก็ได้ และหากว่ากนั ไปแลว้ แบนด์วิดธ์ใน
ระบบสือสารนนั จะขึนอยู่กบั อตั ราบอด มิใช่อตั ราบิต ซึงสามารถอธิบายเชิงเปรียบเทียบไดจ้ ากระบบ
ขนส่งตอ่ ไปนี คือ อตั ราบอดคือรถโดยสาร ในขณะทีอตั ราบิต คือ ผูโ้ ดยสาร รถโดยสารสามารถบรรทุก
ผูโ้ ดยสารไดค้ รังละหนึงคนหรือมากกวา่ และหากมีจาํ นวนรถโดยสาร 1000 คนั บรรทุกผโู้ ดยสารคนั ละ
หนึงคน ก็จะขนถ่ายผูโ้ ดยสารจากจุดหนึงไปยงั อีกจุดหนึงได้จาํ นวน 1000 คน อย่างไรก็ตาม หากรถ
โดยสารแต่ละคนั บรรทุกผูโ้ ดยสารไดค้ นั ละ 4 คน การขนถ่ายผูโ้ ดยสารจากจุดหนึงไปยงั อีกจุดหนึงก็

บทที 3 พนื ฐานขอ้ มลู และสญั ญาณทีใชใ้ นการสือสาร หนา้ ที 120

สามารถมีมากถึง 4000 คน ในทาํ นองเดียวกนั การจราจรทีคล่องตวั ย่อมขึนอยู่กบั จาํ นวนรถโดยสารที
สัมพนั ธ์กบั ช่องจราจร ดงั นนั แบนดว์ ดิ ธ์ในระบบสือสารจึงขึนอยกู่ บั อตั ราบอดนนั เอง

(a) อตั ราบิตและอตั ราบอดมีจาํ นวนเท่ากนั ในหนึงรอบเวลา

(b) อตั ราบิตและอตั ราบอดมีค่าต่างกนั ในหนึงรอบเวลา

ภาพที 3.13 ความสัมพนั ธ์ระหว่างอตั ราบิตและอตั ราบอด

ทีมาของภาพ: https://www.slideshare.net/SehrishRafiq1/lecture-07-32370532

การแปลงข้อมูลให้เป็ นสัญญาณ (Converting Data into Signals)
ในทาํ นองเดียวกบั สัญญาณ ขอ้ มูลก็สามารถเป็นไดท้ งั อะนาล็อกหรือสัญญาณ ปกติแลว้ สัญญาณ

ดิจติ อลจะรับส่งขอ้ มูลดิจิตอล และสญั ญาณอะนาล็อกจะรับส่งขอ้ มูลอะนาล็อก อยา่ งไรกต็ าม เราสามารถ
ใชส้ ัญญาณอะนาลอ็ กเพือรับส่งขอ้ มูลดิจิตอล และสัญญาณดิจิตอลรับส่งขอ้ มลู อะนาลอ็ ก ทงั นีการส่งผา่ น
ดว้ ยสัญญาณอะนาล็อกหรือดิจิตอลจะขึนอยกู่ บั สือกลางทีใชใ้ นระบบสือสาร ดงั นนั ไมว่ า่ ขอ้ มูลทีตอ้ งการ
สือสารจะอยูใ่ นรูปแบบของอะนาล็อกหรือดิจิตอลก็ตาม ก็สามารถส่งผา่ นสือกลางเพือไปยงั ระบบสือสาร
ไดท้ งั สิน เพียงแต่จาํ เป็ นตอ้ งมีการแปลงรูปหรือเขา้ รหัสขอ้ มูลเหล่านนั ให้อยูใ่ นรูปแบบของสัญญาณที

บทที 3 พนื ฐานขอ้ มลู และสญั ญาณทีใชใ้ นการสือสาร หนา้ ที 121

เหมาะสมกบั สือกลางประเภทนนั ๆ เสียก่อน และต่อไปนีจะเป็ นรายละเอียดของการแปลงขอ้ มูลหรือ
เขา้ รหสั ขอ้ มูลไปมาระหวา่ งอะนาล็อกหรือดิจิตอล ซึงประกอบดว้ ย

1) การแปลงขอ้ มูลอะนาล็อกเป็นสญั ญาณอะนาล็อก (Analog data to Analog Signal)
2) การแปลงขอ้ มูลดิจิตอลเป็ นสัญญาณดิจิตอล (Digital Data to Digital Signal)
3) การแปลงขอ้ มูลดิจิตอลเป็ นสญั ญาณอะนาล็อก (Digital Data to Analog Signal)
4) การแปลงขอ้ มูลอะนาล็อกเป็นสญั ญาณดิจิตอล (Analog Data to Digital Signal)

การแปลงข้อมูลอะนาลอ็ กเป็ นสัญญาณอะนาลอ็ ก (Analog Data to Analog Signal)
ในการแปลงขอ้ มูลอะนาลอ็ กใหเ้ ป็ นสญั ญาณอะนาล็อกเป็นรูปแบบทีง่าย มตี น้ ทนุ ตาํ โดยจะแทน

ขอ้ มูลอะนาล็อกด้วยสัญญาณอะนาล็อก ตวั อยา่ งการสือสารในรูปแบบ Analog-to-Analog ก็คือ ระบบ
วทิ ยกุ ระจายเสียง ดงั ภาพที 3.14 ทีแสดงความสัมพนั ธ์ระหว่างขอ้ มูลอะนาล็อก กบั อุกรณ์แปลงสัญญาณ
(Analog/Analog Conversion) และผลลพั ธ์ทีไดก้ ค็ ือสญั ญาณอะนาล็อก

ภาพที 3.14 การแปลงข้อมูลอะนาลอ็ กให้เป็ นสัญญาณอะนาลอ็ กด้วยอุปกรณ์

ตวั อย่าง มีการเปิ ดวิทยุคลืน FM ทีมีความถี 101.5 เมกะเฮิรตซ์เพือฟังเพลง ซึงคลืนทีสถานี
ดงั กล่าวจะส่งออกไปทียา่ นความถีนี ในขณะทีเสียงพูดของมนุษยจ์ ะอยู่ย่านความถีตาํ คือ ช่วง 300-400
เฮิรตซ์ และเสียงดนตรีมีย่านความถีที 30-20000 เฮิรตซ์ ดังนันเพือให้เสียงพูดและเสียงดนตรีสามารถ
ส่งออกไปทียา่ นความถี 101.5 เมกะเฮิรตซ์ได้ จึงจาํ เป็นตอ้ งมีเทคนิควธิ ีการส่ง

สั ญญาณพาห์ (Carrier Signal) มีคุณสมบัติพิเศษ คือ เป็ นคลืนความถีสู งและเป็ นคลืน
สญั ญาณไฟฟ้าทีสามารถส่งออกผา่ นสือกลางไดบ้ นระยะทางไกล ๆ ครันเมือมีการนาํ สัญญาณพาห์มารวม
กบั สัญญาณเสียงก็จะได้คลืนใหม่ทีพร้อมส่งออกผา่ นไปยงั สือกลาง เช่น อากาศ โดยการรวมกนั ของ
สัญญาณในทีนีจะเรียกวา่ “การมอดูเลต (Modulate)” เมือสถานีส่งได้ทาํ การส่งสัญญาณทีผา่ นการมอดู-
เลตไปแล้ว ฝ่ ายสถานีรับก็จะตอ้ งมีกรรมวิธีในการแยกสัญญาณพาห์นีออกจากสัญญาณเสียง ซึงเรียก
เทคนิคนีวา่ “การดีมอดเู ลต (Demodulate)”

บทที 3 พนื ฐานขอ้ มลู และสญั ญาณทีใชใ้ นการสือสาร หนา้ ที 122

ภาพที 3.15 การมอดเู ลตทางขนาด (AM)

ทีมาของภาพ: http://soomozz.blogspot.com/2012/01/blog-post.html

จากภาพที 3.15 เป็ นการมอดูเลตสัญญาณอะนาล็อกกับคลืนพาห์ โดยภาพที 3.15(a) คือสัญญาณ
อะนาล็อก และภาพที 3.15(b) เป็ นสัญญาณพาห์ ในขณะทีภาพที 3.15 (c) เป็ นการนาํ คลืนทงั สองมามอดู
เลตรวมกนั ในรูปแบบการมอดูเลตทางขนาด (Amplitude Modulation: AM) ทีใช้กบั คลืนวิทยุ AM ซึง
ขนาดของคลืนพาห์จะมีค่าเปลียนแปลงไปตามรูปสัญญาณทีตอ้ งการส่ง ในขณะทีภาพที 3.16 นันเป็ น
รูปแบบการมอดูเลตทางความถี (Frequency Modulation: FM) ทีใช้กับคลืนวิทยุ FM ซึงความถีของ
คลืนพาห์จะมีค่าเปลียนแปลงไปตามสัญญาณทีมอดูเลต โดยจะเห็นไดว้ า่ ขนาดของรูปคลืนสัญญาณที
ตอ้ งการ จะไม่มีการเปลียนแปลงไปตามการลดของระดบั สญั ญาณ

บทที 3 พนื ฐานขอ้ มลู และสญั ญาณทีใชใ้ นการสือสาร หนา้ ที 123

ภาพที 3.16 การมอดูเลตทางความถี (FM)

ทีมาของภาพ: http://soomozz.blogspot.com/2012/01/blog-post.html

การแปลงข้อมูลดิจิตอลเป็ นสัญญาณดิจิตอล (Digital Data to Digital Signal)
สําหรับสัญญาณดิจิตอล ค่าทีเป็ นไปได้จะเป็ นค่าไบนารี 0 หรือ 1 เท่านัน โดยสามารถแทน

ไบนารี 1 เป็ นแรงดนั ระดบั สูงหรือตาํ ก็ได้ เช่น หากใช้ 1 แทนระดบั สูง ก็จะใช้ 0 แทนระดับแรงดนั ตาํ
หรืออาจใช้ 1 แทนระดบั แรงดนั ตาํ และใช้ 0 แทนระดบั แรงดนั สูง ซึงวธิ ีดงั กล่าวเป็นไปดงั ภาพที 3.17

ภาพที 3.17 รูปแบบของสัญญาณดจิ ิตอล

ทีมาของภาพ: https://learn.sparkfun.com/tutorials/analog-vs-digital/digital-signals

บทที 3 พนื ฐานขอ้ มลู และสญั ญาณทีใชใ้ นการสือสาร หนา้ ที 124

ภาพที 3.18 การแปลงข้อมูลดจิ ิตอลเป็ นสัญญาณดจิ ิตอล

การเข้ารหัสแบบ NRZ-L (Nonreturn-to-Zero-Level)
จดั เป็ นวิธีทีง่ายทีสุด โดยสัญญาณจะขึนอยู่กบั สถานะของบิต เช่น หากบิตขอ้ มูลมีค่าเป็ น 1 ก็
แทนระดบั แรงดนั ตาํ หรือบิตขอ้ มูลมีค่าเป็ น 0 ก็แทนระดบั แรงดนั สูง ซึงเป็ นไปดงั ภาพที 3.19 (a) การ
เข้ารหัสด้วยวิธีนีจดั ได้ว่าตรงไปตรงมา แต่ข้อเสียของวิธีนี คือ ทําให้ตดั สินใจได้ยากว่าจุดใดเป็ น
จุดเริมตน้ หรือจุดสินสุ ดของช่วงสัญญาณทีใช้แทนค่าบิตบิตหนึง และหากเกิดบิตข้อมูลมีค่าเดียว
ตอ่ เนืองกนั จะทาํ ใหก้ ารควบคุมจงั หวะ (Synchronized) นนั เป็ นไปไดย้ าก

การเข้ารหัสแบบ NRZ-I (Nonreturn-to-Zero-Invert)
เป็ นเทคนิคการเข้ารหัสทีคล้ายคลึงกบั เทคนิคของ NRZ-L แต่จะมีความแม่นยาํ กว่า โดยการ
เปลียนแปลงสัญญาณจะเกิดขึน ณ จุดเริมตน้ ของบิต และการเปลียนแปลงสัญญาณจะเกิดขึนต่อเมือพบ
บิตขอ้ มูลทีมีค่าเป็ น 1 และหากพบบิตขอ้ มูลทีมีค่าเป็ น 0 ก็จะไมเ่ กิดการเปลียนแปลงใด ๆ ซึงแสดงไวใ้ น
ภาพที 3.19(b)

การเข้ารหัสแบบแมนเชสเตอร์ (Manchester)
บนเครือข่ายท้องถิน (Ethernet) จะใช้เทคนิคการเขา้ รหัสแบบแมนเชสเตอร์ ซึงการเขา้ รหัส
แมนเชสเตอร์นนั จะมีการเปลียนแปลงสัญญาณทีจุดกึงกลางของบิตเพือนาํ ไปใช้ทงั การแทนบิตขอ้ มูล
และกาํ หนดจงั หวะโดยการเปลียนแปลงจากตาํ ไปสูงจะแทนค่า 1 ในขณะทีการเปลียนแปลงจากสูงไปตาํ
จะใชแ้ ทนค่า 0 ซึงแสดงไวใ้ นภาพที 3.19(c)

การเข้ารหัสแบบดฟิ เฟอเรนเชียลแมนเชสเตอร์ (Differential Manchester)
เป็ นเทคนิคทีจะมีการเปลียนแปลงสัญญาณทีจุดกึงกลางบิตเช่นกนั แต่จะนาํ ใช้เพือการกาํ หนด
จงั หวะเท่านัน โดยการเปลียนสัญญาณจะเกิด ณ จุดเริมตน้ ของบิตขอ้ มูลทีมีค่าเป็ น 0 เท่านนั ดงั ภาพที
3.19 (D)

บทที 3 พนื ฐานขอ้ มลู และสญั ญาณทีใชใ้ นการสือสาร หนา้ ที 125

ภาพที 3.19 การเข้ารหสั ดจิ ิตอลทัง 4 รูปแบบ

ทีมาของภาพ: http://www.interfacebus.com/manchester-encoding.html

การแปลงข้อมูลดิจติ อลเป็ นสัญญาณอะนาลอ็ ก (Digital Data to Analog Signal)
อุปกรณ์ทีนาํ มาใช้เพือแปลงขอ้ มูลดิจิตอลมาเป็ นสัญญาณอะนาล็อก และแปลงสัญญาณอะนา-

ลอ็ ก กลบั มาเป็ นขอ้ มูลดิจิตอลนนั เรียกวา่ “โมเด็ม (Modulator/Demodulator)” ตวั อยา่ งเช่น การสือสาร
ผา่ นเครือข่ายอินเทอร์เน็ตตามบา้ นเรือนทวั ไปทีเชือมต่อด้วยการ Dial-Up ซึงโมเด็มตน้ ทางจะทาํ การ
แปลงขอ้ มูลคอมพิวเตอร์(ดิจิตอล) มาเป็ นสัญญาณอะนาล็อกเพือส่งขอ้ มูลผ่านระบบสือสารโทรศพั ท์
จากนนั เมือส่งถึงปลายทาง โมเด็มก็จะแปลงสัญญาณอะนาล็อกนีกลบั มาเป็ นขอ้ มูลดิจิตอลเพือส่งให้กบั
คอมพิวเตอร์ใชง้ านต่อไป ดงั ภาพที 3.20

ภาพที 3.20 การแปลงข้อมูลดจิ ิตอลให้เป็ นสัญญาณอะนาลอ็ กด้วยอปุ กรณ์โมเดม็

ทีมาของภาพ: https://sites.google.com/a/kts.ac.th/it_kts/unit3/subunit3-1

โดยปกติโทรศพั ท์ซึงเป็ นช่องสัญญาณเสียง ครันเมือมีการนํามาใช้เพือส่งสัญญาณดิจิตอล
จาํ เป็ นตอ้ งมีการแปลงสัญญาณให้อยูใ่ นรูปแบบทีเหมาะสมกบั ระบบสือสาร ซึงเรียกวา่ การมอดูเลตดว้ ย

บทที 3 พนื ฐานขอ้ มลู และสญั ญาณทีใชใ้ นการสือสาร หนา้ ที 126

การใช้สัญญาณพาห์เพือส่งผ่านเขา้ ไปในช่องสัญญาณ และดว้ ยเทคนิคการมอดูเลตยงั สามารถทาํ ให้ส่ง
ขอ้ มูลในอตั ราทีสูงขึนไดอ้ ีกดว้ ย เช่น สญั ญาณโทรศพั ทซ์ ึงมีแบนด์วดิ ธ์เพียง 4 KHz แตส่ ามารถส่งขอ้ มูล
ไดท้ ีความเร็วถึง 56 Kbps เป็นตน้

สาํ หรับเทคนิคการมอดูเลตสัญญาณดิจิตอลจะมีความคลา้ ยคลึงกบั การส่งสัญญาณอะนาล็อก แต่
จะมีความแตกต่างกนั คือ สัญญาณทีตอ้ งการมอดูเลตนนั เป็นสัญญาณดิจิตอล ซึงมีคุณสมบตั ิของสญั ญาณ
ทีมีระดบั แรงดันแน่นอน ดังนันสัญญาณพาห์ก็จะถูกเปลียนไปตามแอมพลิจูด ความถี หรือเฟส ซึงมี
ระ ดับ ที แ น่ น อ น โ ด ย ก ารม อ ดู เล ต จะ ป ระ ก อ บ ไ ป ด้ว ย วิ ธี ASK (Amplitude-Shift Keying),
FSK(Frequency-Shift Keying) และ PSK (Phase-Shift Keying) ซึงเป็นไปดงั ภาพที 3.21

ภาพที 3.21 การมอดูเลตสัญญาณดจิ ิตอลในรูปแบบ ASK, FSK และ PSK

ทีมาของภาพ: http://memostream.blogspot.com/2009/08/test.html

บทที 3 พนื ฐานขอ้ มลู และสญั ญาณทีใชใ้ นการสือสาร หนา้ ที 127

การแปลงข้อมูลอะนาลอ็ กเป็ นสัญญาณดจิ ิตอล (Analog Data to Digital Signal)
อุปกรณ์ทีเรียกว่า “โคเดค (Coder/Decoder)” จดั เป็ นอุปกรณ์สําคญั ทีใช้สําหรับแปลงข้อมูล

อะนาล็อกมาเป็ นสัญญาณดิจิตอลด้วยการใช้เทคนิค Voice Digitization ในขณะเดียวกนั ก็ยงั สามารถ
แปลงกลบั มาเป็ นสัญญาณอะนาล็อกได้ ตวั อย่างอุปกรณ์โคเดค เช่น ซาวด์การ์ด สแกนเนอร์ วอยซ์เมล์
และวดิ ีโอคอนเฟอร์เรนซ์ เป็นตน้

ภาพที 3.22 การแปลงข้อมูลอะนาลอ็ กให้เป็ นสัญญาณดิจิตอลด้วยอปุ กรณ์โคเดค

ข้อมูล สัญญาณ เทคนิคทวั ไปทนี ํามาใช้สําหรับการแปลง อปุ กรณ์ใช้ ใช้งานบนระบบ
งาน
Analog Analog Amplitude Modulation
Frequency Modulation Radio Telephone
Tuner Cable
Digital Digital NRZ-L TV Tuner Broadcast TV
NRZ-I
Manchester AM and FM Radio
Differential Manchester
4B/5B Digital Local area networks
Encoder Digital Telephone

Systems

Digital Analog Amplitude Modulation Modem Home Internet Access

Frequency Modulation

Phase Modulation

Analog Digital Pulse Code Modulation Codec Telephone Systems

Music systems

ภาพที 3.23 รายละเอยี ดของข้อมลู ทีแปลงเป็ นสัญญาณต่าง ๆ กบั ตัวอย่างระบบทีใช้งาน

บทที 3 พนื ฐานขอ้ มลู และสญั ญาณทีใชใ้ นการสือสาร หนา้ ที 128

3.4 ปัจจยั ทมี ผี ลกระทบกบั สัญญาณในการส่งผ่านข้อมูล

ในการส่งสัญญาณทีเดินทางผา่ นสือกลางชนิดต่าง ๆ คุณภาพของสัญญาณอาจถูกลดทอนลงได้
ทาํ ให้สัญญาณเกิดความสูญเสีย ทงั นีสัญญาณทีเสียหายอาจเกิดขึนจากความตา้ นทานภายในสายส่งขอ้ มูล
เองหรือจากสิงรบกวนภายนอก เป็ นผลทาํ ให้สัญญาณทีผสู้ ่งส่งไปปลายทางเมือผูร้ ับทีอยปู่ ลายทางไดร้ ับ
สัญญาณ สญั ญาณอาจมีขอ้ ผิดพลาดไมเ่ หมือนกบั ตน้ ฉบบั ทีส่งก็เป็ นได้

สําหรับปัจจยั ทีก่อให้เกิดผลกระทบกบั สัญญาณในการส่งผา่ นขอ้ มูลมีหลายปัจจยั สามารถสรุป
ไดด้ งั ตอ่ ไปนี 1) การอ่อนกาํ ลงั ของสัญญาณ (Attenuation) 2) สัญญาณเคลือนทีดว้ ยความเร็วต่างกนั และ
3) สญั ญาณรบกวน (Noise)

ภาพที 3.24 ปัจจัยทสี ่งผลกระทบกบั สัญญาณในการส่งผ่านข้อมูล

การอ่อนกาํ ลงั ของสัญญาณ (Attenuation)
มนุษยเ์ ราไม่วา่ จะมีความแขง็ แรงสักเพียงใดเมือตอ้ งเดินทางเป็ นระยะทางไกล ๆ ก็ยอ่ มเกิดความ

เหนือยล้า พลกาํ ลงั เริมถดถอย เฉกเช่นเดียวกนั เมือสัญญาณขอ้ มูลไดเ้ ดินทางผ่านสือกลาง ไม่ว่าจะเป็ น
สายส่งสัญญาณชนิดใด ในระยะทางไกล ๆ ย่อมก่อให้เกิดการสูญเสียพลงั งาน ทาํ ให้ความเขม้ ขน้ ของ
สัญญาณลดลงตามระยะทางทีทาํ การส่งผา่ น ยิงระยะทางไกลมากเพยี งใดความเขม้ ขน้ ยิงลดนอ้ ยหรือเบา
บางลงไป เนืองจากสัญญาณทีไดร้ ับเขา้ มา จาํ เป็ นตอ้ งมีความเขม้ ขน้ ของสัญญาณหรือระดบั สัญญาณที
มากเพียงพอทีจะทาํ ให้อปุ กรณ์รับสามารถตรวจสอบสัญญาณเหล่านนั ได้ เพือใหส้ ามารถนาํ ไปใชง้ านต่อ
ได้ ดงั นนั เมือมีความจาํ เป็ นทีตอ้ งส่งสัญญาณไปในระยะทางไกล ควรมีอุปกรณ์เสริมช่วยในการขยาย
สัญญาณ เช่น กรณีส่งสัญญาณอะนาล็อกก็ใชอ้ ุปกรณ์ทีเรียกวา่ “แอมพลิไฟเออร์ (Amplifier)” ดงั แสดง
ในภาพที 3.25 หากเป็ นการส่งสัญญาณดิจิตอลก็ใช้อุปกรณ์ทีเรียกว่า “รีพีตเตอร์ (Repeater)” ทีช่วย
ซ่อมแซมสัญญาณหรือทวนสญั ญาณใหค้ งอยูใ่ นรูปเดิมเหมอื นตน้ ฉบบั

บทที 3 พนื ฐานขอ้ มลู และสญั ญาณทีใชใ้ นการสือสาร หนา้ ที 129

ภาพที 3.25 การอ่อนกาํ ลงั ของสัญญาณอะนาลอ็ ก

จากภาพที 3.22 สัญญาณจะถูกส่งผา่ นสือกลางจาก point 1 ในระหวา่ งทีสัญญาณเดินทางไปนนั
จะมีความต้านทานจากสืออยู่ตลอดเวลา เมือไปถึง Point 2 สัญญาณจะเบาบางลงจึงต้องใช้ตวั ขยาย
สัญญาณเพือให้กลับไปเหมือนเดิม ในการวดั ความเบาบางของสัญญาณนันจะใช้หน่วยเป็ น เดซิเบล
(Decibel) ซึงวดั จากพลงั งานของสญั ญาณจากจุด 2 จดุ

สัญญาณเคลือนทดี ้วยความเร็วต่างกนั (Distortion)
เป็ นเหตุการณ์หนึงทีสามารถเกิดขึนได้ โดยเฉพาะกบั สัญญาณประเภท Composite Signal ทีเป็ น

สัญญาณแตล่ ะความถีไดเ้ คลือนทีผา่ นสือกลางดว้ ยความเร็วทีแตกต่างกนั กล่าวคือ สญั ญาณแตล่ ะความถี
ไดถ้ ูกลดถอนลงในอตั ราทีแตกตา่ งกนั ภายในสือกลาง และเกิดการรวมกนั ของสญั ญาณขึน ทาํ ใหส้ ัญญาณ
บิดเบียวเพียนไปจากเดิม และส่งผลต่อฝังรับทีจะไดร้ ับสัญญาณแต่ละความถีไม่พร้อมกนั สําหรับการ
ลดทอนของสัญญาณลกั ษณะนี ป้องกนั ได้ดว้ ยการเพิมวงจร Equalizes เพือตรวจสัญญาณทีเขา้ มาและ
ปรับความถีของแตล่ ะสญั ญาณใหม้ ีความเร็วเท่ากนั

ภาพที 3.26 การผดิ รูปของสัญญาณ หนา้ ที 130

ทีมาของภาพ: http://www.datacom2u.com/TransmissionImpairments.php
บทที 3 พนื ฐานขอ้ มลู และสญั ญาณทีใชใ้ นการสือสาร

สัญญาณรบกวน (Noise)
สัญญาณรบกวนจดั เป็ นอีกปัจจยั หนึงทีเป็ นอุปสรรคในการส่งสัญญาณระหว่างตน้ ทางและ

ปลายทาง อยา่ งไรกต็ ามสัญญาณรบกวนก็มีอยหู่ ลายชนิดดว้ ยกนั ประกอบดว้ ย

เทอร์มัลนอย (Thermal Noise)
สัญญาณรบกวนชนิด Thermal Noise นีมีชือเรียกหลายชือด้วยกัน เช่น White Noise หรื อ
Gaussian Noise เป็ นสัญญาณรบกวนทีเกิดจากความร้อนหรืออุณหภูมิ ซึงเป็ นสิงทีหลีกเลียงไม่ได้เลย
เนืองจากเป็ นผลมาจากการเคลือนทีของอิเล็กตรอนบนลวดตวั นาํ โดยหากมีอุณหภูมิสูงขึน ระดับของ
สัญญาณรบกวนก็จะสูงขึนตาม สัญญาณรบกวนชนิดนีไม่มีรูปแบบแน่นอน และอาจมีการกระจายไปทวั
ในยา่ นความถีต่าง ๆ สาํ หรับการป้องกนั สัญญาณรบกวนชนิดนี อาจป้องกนั ไดด้ ว้ ยการใชอ้ ุปกรณ์กรอง
สัญญาณ (Filters) สําหรับสัญญาณอะนาล็อก หรืออุปกรณ์ปรับสัญญาณ (Regenerate) สําหรับสัญญาณ
ดิจิตอล

ภาพที 3.27 เทอร์มลั นอยส์ (Thermal Noise)

ทีมาของภาพ: https://www.slideshare.net/alexantrine92/noise-22506040

อนิ พลั ส์นอยส์ (Impulse Noise)
เป็ นเหตุการณ์ทีทาํ ให้คลืนสัญญาณโด่ง (Spikes) ขึนอยา่ งผิดปกติอยา่ งรวดเร็ว จดั เป็ นสัญญาณ
รบกวนแบบไมค่ งทีซึงตรวจสอบไดย้ าก เนืองจากอาจเกิดขึนในช่วงเวลาสัน ๆ แลว้ หายไป ส่วนใหญ่จะ
เกิดจากการรบกวนของสิงแวดลอ้ มภายนอกแบบทนั ทีทนั ใด เช่น ฟ้าแลบ ฟ้าผา่ หรือสายไฟฟ้ากาํ ลงั สูงที
ตงั อยู่ในบริเวณใกลเ้ คียง หากสัญญาณรบกวนชนิดนีได้มีการแทรกแซงเขา้ มากบั สัญญาณดิจิตอล และ
ถึงแมว้ า่ บ่อยครังทีสัญญาณดิจิตอลสามารถกูค้ ืนสัญญาณทีสูญเสียให้กลบั มาคงรูปเดิมไดก้ ็ตาม แต่ดว้ ย
สัญญาณอิมพลั ส์นอยส์ไดท้ าํ การลบลา้ งสัญญาณตน้ ฉบบั บางส่วนหายไปจนหมดสิน ทาํ ใหไ้ ม่สามารถกู้
คืนกลบั มาได้ สําหรับการป้องกนั สัญญาณรบกวนชนิดนี สามารถป้องกนั ได้ดว้ ยการใช้อุปกรณ์กรอง

บทที 3 พนื ฐานขอ้ มลู และสญั ญาณทีใชใ้ นการสือสาร หนา้ ที 131

สัญญาณพิเศษทีใช้สําหรับสัญญาณอะนาล็อก หรืออุปกรณ์ประมวลผลสัญญาณดิจิตอลทีใช้สําหรับ
สญั ญาณดิจิตอล

ภาพที 3.28 อมิ พลั ส์นอยส์ (Impulse Noise)

ทีมาของภาพ: https://www.slideshare.net/alexantrine92/noise-22506040

ครอสทอล์ค (Crosstalk)
เป็ นเหตุการณ์ทีเกิดขึนจากการเหนียวนาํ ของสนามแม่เหล็กไฟฟ้าทีเขา้ ไปรบกวนสญั ญาณขอ้ มูล
ทีส่งผ่านเข้าไปในสายส่ง ตวั อย่างเช่น สายคู่บิดเกลียวทีใช้กับสายโทรศพั ท์ มกั ก่อให้เกิดสัญญาณที
เรียกว่า “ครอสทอล์ค (Crosstalk)” ได้ง่าย เมือมีการนําสายสัญญาณเหล่านันมดั รวมกนั ทาํ ให้เกิดการ
เหนียวนาํ ทางไฟฟ้า เนืองจากในระบบส่งสญั ญาณทีมีสายส่งหลายเส้น ทีติดตงั บนระยะทางไกล โอกาสที
สัญญาณเดินทางในแต่ละเส้นจะมีโอกาสรบกวนซึงกนั และกนั ได้ ตวั อย่างเช่น ในบางครัง ขณะทีเรา
พูดคุยทางโทรศพั ท์กบั เพือน แต่กลับไดย้ ินเสียงพูดคุยจากคู่สายอืนอยูเ่ บืองหลงั เป็ นตน้ สําหรับการ
ป้องกันสัญญาณรบกวนชนิดนี สามารถป้องกนั ได้ด้วยการใช้สายสัญญาณทีมีฉนวนหรือมีชีลด์เพือ
ป้องกนั สญั ญาณรบกวน

ภาพที 3.29 สัญญาณรบกวนแบบครอสทอร์ค (Crosstalk)

ทีมาของภาพ: https://www.slideshare.net/alexantrine92/noise-22506040

เอกโค (Echo)
เอกโคเป็ นสัญญาณทีถูกสะทอ้ นกลบั (Reflection) ซึงมีลกั ษณะเดียวกนั กบั การทีเราตะโกนเสียง
ใส่ในห้อง และเสียงทีตะโกนนันกอ้ งกลบั มาให้เราไดย้ ิน เมือสัญญาณทีส่งไปบนสายโคแอกเชียลได้

บทที 3 พนื ฐานขอ้ มลู และสญั ญาณทีใชใ้ นการสือสาร หนา้ ที 132

เดินทางไปยงั สุดปลายสายและเกิดการสะทอ้ นกลบั โหนดใกล้เคียงก็จะได้ยินและพลันนึกว่าสายส่ง
สญั ญาณในขณะนนั ไม่วา่ ง ทาํ ให้ตอ้ งรอส่งขอ้ มูล แทนทีจะสามารถส่งขอ้ มูลไดท้ นั ที สําหรับการป้องกนั
สญั ญาณรบกวนเอกโคนี สามารถป้องกนั ไดโ้ ดยใชอ้ ุปกรณ์ทีเรียกวา่ “เทอร์มิเนเตอร์ (Terminator)” เช่น
ในระบบเครือข่ายทอ้ งถินทีใชส้ ายโคแอกเชียลเป็ นสายสือสาร จะตอ้ งใชอ้ ุปกรณ์เทอร์มิเรเตอร์ปิ ดทีปลาย
สายทงั สองฝัง เพอื ทาํ หนา้ ทีดูดซบั สญั ญาณเหล่านนั มิใหส้ ะทอ้ นกลบั มา

ภาพที 3.30 สัญญาณสะท้อนกลบั (Echo/Reflection)

ทีมาของภาพ: https://www.slideshare.net/alexantrine92/noise-22506040

จิตเตอร์ (Jitter)
เป็ นเหตุการณ์ทีความถีของสัญญาณมีการเปลียนแปลงไปอย่างต่อเนือง ซึงก่อให้เกิดการเลือน
เฟสไปค่าอืน ๆ อย่างต่อเนืองดว้ ย ตวั อยา่ งเช่น เวลาทีเราชมรายการต่าง ๆ ผา่ นเวบ็ ยูทูป โดยทีขณะทีชม
อยนู่ นั เกิดการสะดุด หรือหน่วงเวลาขึน เนืองจากสัญญาณคุณภาพตาํ หรือสัญญาณอ่อนกาํ ลงั เป็นตน้ แนว
ทางการป้องกนั คือ เลือกใชว้ งจรอิเล็กทรอนิกส์ทีมีคุณภาพ หรืออาจใชอ้ ุปกรณ์ทวนสญั ญาณ (Repeater)

ภาพที 3.31 จติ เตอร์ (Jitter) หนา้ ที 133

ทีมาของภาพ: https://www.slideshare.net/alexantrine92/noise-22506040

บทที 3 พนื ฐานขอ้ มลู และสญั ญาณทีใชใ้ นการสือสาร

3.5 การป้องกนั สัญญาณรบกวน

สัญญาณรบกวนเป็ นปัจจยั สําคญั อย่างหนึงทีทาํ ให้ฝังรับได้รับสัญญาณขอ้ มูลทีผิดเพียนไปจาก
ตน้ ฉบบั และเมือมีสัญญาณรบกวนชนิดต่าง ๆ ทีทาํ ให้เกิดขอ้ ผดิ พลาดในขอ้ มูล ระบบการส่งผา่ นขอ้ มูล
แทบทุกระบบจึงจาํ เป็นตอ้ งมีการป้องกนั สัญญาณรบกวน อยา่ งไรกต็ าม แนวทางทีดีก็คือ หากสามารถลด
สัญญาณรบกวนก่อนทีจะส่งไปยงั ระบบสือสาร โดยเทคนิคต่อไปนีจะช่วยลดสัญญาณรบกวนได้
ประกอบดว้ ย

1) ใช้สายเคเบิลชนิดทีมีฉนวนป้องกันสัญญาณรบกวน ซึงเป็ นเทคนิคหนึงทีช่วยลดการ
แทรกแซงจากคลืนแมเ่ หล็กไฟฟ้า และครอสทอล์คไดเ้ ป็นอยา่ งดี

2) สายโทรศพั ท์ควรอยูใ่ นสภาวะทีเหมาะสม เช่น มีอุปกรณ์กรองสัญญาณทีช่วยลดสัญญาณที
ไม่สมาํ เสมอซึงทางองค์การโทรศพั ท์หรือบริษทั ทีรับผิดชอบโครงข่ายสามารถจดั หามาให้ได้ แต่นัน
หมายถึง อาจจาํ เป็ นตอ้ งมีค่าใช้จ่ายเพิมขึนในส่วนนี แต่ถึงอย่างไร สายเช่าความเร็วสูง (Leased Line) ก็
เป็นทางเลือกหนึงทีน่าสนใจ ทีจะช่วยลดขอ้ ผดิ พลาดจากการส่งขอ้ มลู ระยะไกลได้

3) ใช้อุปกรณ์ใหม่ทีมีประสิทธิภาพและทนั สมยั กว่า เพือทดแทนอุปกรณ์เดิมทีหมดอายุการใช้
งานหรือมีประสิทธิภาพตาํ ถึงแมอ้ ุปกรณ์ใหม่นนั จะมีราคาแพง แต่เมือเทียบกบั ผลทีได้กบั การส่งผา่ น
ขอ้ มูลทีดีขึนน่าจะเป็นทางเลือกทีดี

4) เมือตอ้ งการเพิมระยะทางในการส่งขอ้ มูล ใหใ้ ช้อุปกรณ์รีพีตเตอร์สาํ หรับส่งสัญญาณดิจิตอล
หรือแอมพลิไฟเออร์ สาํ หรับส่งสัญญาณแบบอะนาล็อก ซึงอุปกรณ์ดงั กล่าวนอกจากจะช่วยเพิมระยะทาง
แลว้ ยงั มีส่วนช่วยลดขอ้ ผดิ พลาดของสญั ญาณได้

5) พิจารณาขอ้ กาํ หนดและขอ้ จาํ กดั ของสายสัญญาณแต่ละชนิด ตวั อยา่ งเช่น สาย UTP สามารถ
เชือมโยงไดใ้ นระยะทางไม่เกิน 100 เมตร ในการส่งผ่านขอ้ มูลทีอตั ราความเร็วสูงสุดที 100 เมกะบิตต่อ
วนิ าทีเป็นตน้

3.6 คาํ ศัพท์ทคี วรรู้เพมิ เตมิ

ในหวั ขอ้ นี เป็นคาํ ศพั ทเ์ ฉพาะทีเกียวขอ้ งกบั การสือสารขอ้ มูลทีผอู้ ่านจะเห็นไดบ้ ่อย เพือเป็นการ
ปู พื น ฐาน ความเข้าใจให้ กับ ผู้อ่าน ได้แก่ Throughput, Propagation speed, Propagation time และ
Wavelength เป็นตน้

บทที 3 พนื ฐานขอ้ มลู และสญั ญาณทีใชใ้ นการสือสาร หนา้ ที 134

Throughput เป็ นเครืองมือทีเอาไวใ้ ช้วดั ค่าข้อมูลสามารถเดินทางไดเ้ ร็วเท่าไร ดงั ภาพที 3.24
โดยสมมติว่าถา้ มีกาํ แพงมาขวางขอ้ มูลเอาไว้ throughput จะหมายถึงจาํ นวนของบิตขอ้ มูลทีสามารถเดิน
ทางผา่ นกาํ แพงนีไดก้ ีบิตตอ่ วนิ าที

ภาพที 3.32 Throughput

ทีมาของภาพ: ดดั แปลงจากหนงั สือ Data Communications and Networking ของ Behrouz a Forouzan

Propagation Speed เป็ นการวดั ระยะทางของสัญญาณหรือบิตข้อมูลทีสามารถเดินทางผ่าน
สือกลางไดใ้ นเวลา 1 วนิ าที ซึง Propagation Speed ของสือตวั กลางแต่ละประเภทนนั จะไมเ่ ท่ากนั ขึนอยู่
กบั ชนิดของสือและความถีของสัญญาณ เช่น ในอวกาศ แสงจะมี Propagation speed เท่ากบั 3 x 108 เมตร/
วนิ าที แตถ่ า้ ในสายไฟเบอร์ออปติกแสดงจะเดินทางไดช้ า้ กวา่ นี

Propagation Time เป็ นเวลาทีสัญญาณหรือบิตขอ้ มูลเดินทางจากทีหนึงไปยงั อีกทีหนึง ในการ
หา Propagation time นนั จะนาํ คา่ ของระยะเวลาทางหารดว้ ย Propagation Speed

Wavelength คือ ความยาวคลืนเป็นการวดั ระยะของคลืน 1 ลูกหรือ 1 คาบเวลา (Period) ดงั ภาพ
ที 3.33 ความยาวคลืน (Wavelength) ถือไดว้ า่ เป็ นคุณลกั ษณะอยา่ งหนึงของสัญญาณ ดงั นนั ถา้ จะกล่าววา่
ความถีของสัญญาณขึนอยู่กบั ชนิดของสือแล้ว ความยาวคลืน (Wavelength) ก็ขึนอยู่กบั ทงั ความถีและ
ชนิดของสือดว้ ย

ภาพที 3.33 ความยาวคลืน (Wavelength)

ทีมาของภาพ: http://physics.tutorcircle.com/waves/frequency-and-wavelength.html

บทที 3 พนื ฐานขอ้ มลู และสญั ญาณทีใชใ้ นการสือสาร หนา้ ที 135

สรุปท้ายบทที 3

ในการสือสารขอ้ มูลผา่ นระบบเครือข่าย เราไม่สามารถทีจะส่งขอ้ มูลเขา้ สู่ระบบโดยตรงได้ ไมว่ า่
ขอ้ มูลนนั จะเป็ นชนิดตวั เลข ตวั อกั ษร ภาพนิง หรือภาพเคลือนไหว ลว้ นแลว้ แต่จะตอ้ งเขา้ สู่กระบวนการ
แปลงเป็นสัญญาณไฟฟ้า เพือให้สามารถส่งผ่านสือกลางของระบบสือสารได้ สัญญาณดงั กล่าวนนั ก็มีอยู่
2 ประเภท คือ

สัญญาณอะนาลอ็ ก (Analog) เป็นสญั ญาณรูปคลืนซายน์มีลกั ษณะตอ่ เนือง

สัญญาณดจิ ิตอล (Digital) เป็ นสัญญาณแบบไมต่ ่อเนือง ทีอยใู่ นรูปแบบของระดบั แรงดนั ไฟฟ้า
ทีเป็ นรูปคลืนสีเหลียม

การเปลียนแปลงสัญญาณอะนาล็อกจะเป็ นลกั ษณะต่อเนือง โดยคา่ ทีเป็นไปไดส้ ามารถอยใู่ นช่วง
ระดบั ตาํ สุด ถึงระดบั สูงสุดของคลืน ในขณะทีการเปลียนแปลงของสัญญาณดิจิตอลจะเป็ นไปในลกั ษณะ
แบบกา้ วกระโดด โดยคา่ ทีเป็นไดจ้ ะมีอยู่ 2 ค่า คือ 0 กบั 1

สัญญาณชนิดมีคาบ หมายถึง สัญญาณอะนาล็อก ทีมีการแกวง่ ขึนลงสลบั กนั แบบซาํ ๆ มีรูป
แบบต่อเนืองและแน่นอนมีความสมั พนั ธ์กบั เวลา

สัญญาณชนิดไม่มีคาบ หมายถึงสัญญาณดิจิตอล ทีสามารถเปลียนแปลงได้ทุกเมือและไม่
จาํ เป็ นตอ้ งเป็ นลูกคลืน

องคป์ ระกอบพืนฐานของสญั ญาณอะนาล็อก หรือคุณลกั ษณะของคลืนรูปซายน์ (Sine Wave) คือ
Amplitude, Frequency และ Phase

คาบเวลาจะใชห้ น่วยวดั เป็ นวินาที ซึงเป็ นเวลาทีลูกคลืนมีการเปลียนแปลง ณ จุดเริมตน้ จนถึง
จุดสินสุดก่อนจะมีการเปลียนแปลงสัญญาณใหม่ ส่วนความถีจะใช้หน่วยวดั เป็ นเฮิรตซ์ ซึงวดั จาก
คลืนสญั ญาณทีทาํ งานครบรอบภายใน 1 วนิ าที

Bit Interval คือ เวลาทีส่งขอ้ มูล 1 บติ

Bit Rate คือ จาํ นวนของ Bit Interval ต่อวนิ าที ซึงมีหน่วยวดั เป็ นบิตต่อวนิ าที (bps)

Baud Rate คือ การวดั จากจาํ นวนของสญั ญาณทีถูกเปลียนภายใน 1 วนิ าที (baud per second)

บทที 3 พนื ฐานขอ้ มลู และสญั ญาณทีใชใ้ นการสือสาร หนา้ ที 136

สัญญาณพาห์ มีคุณสมบตั ิทีสามารถส่งออกไปไดใ้ นระยะทางไกล ๆ และเมือนาํ มารวมกบั คลืน
เสียง (มอดูเลต) จะไดส้ ัญญาณคลืนใหม่ทีพร้อมส่งออกไปยงั อากาศได้ เมือปลายทางไดร้ ับก็จะทาํ การ
แยกคลืนทีรวมกนั นีออก (ดีมอดูเลต)

การมอดูเลตขอ้ มูลอะนาล็อกเป็ นสัญญาณอะนาล็อก สามารถทาํ ไดด้ ว้ ยวธิ ีมอดูเลตแบบ AM, FM
และ PM

การมอดูเลตขอ้ มูลดิจิตอลเป็นสัญญาณอะนาล็อก สามารถทาํ ไดด้ ว้ ยวธิ ีมอดูเลตแบบ ASK, FSK
และ PSK

การเขา้ รหสั ดิจติ อลทีนิยมใชบ้ นเครือข่ายแลน คือ การเขา้ รหสั แมนเชสเตอร์ (Manchester)

ปัจจัยทมี ผี ลกระทบต่อการส่งผ่านข้อมลู ได้แก่

การอ่อนกําลังของสัญญาณ (Attenuation) เกิดจากความเข้มของสัญญาณได้เบาบางลงเมือ
เดินทางบนระยะทางไกล ๆ

การผิดเพียนของสัญญาณ (Distortion) คือ สัญญาณประเภท Composite Signal เคลือนทีดว้ ย
ความเร็วตา่ งกนั ทาํ ใหเ้ กิดการรวมกนั ของสัญญาณขึน ส่งผลใหส้ ญั ญาณบิดเบียวเพยี นไปจากเดิม

ประเภทของสัญญาณรบกวน (Noise)

Thermal Noise เป็ นสัญญาณรบกวนทีเกิดจากความร้อน เนืองจากสัญญาณทีวิงผ่าน
สือกลางจะมีความตา้ นทานในตวั เอง ทาํ ใหอ้ ุณภมู ิสูงขึน

Impulse Noise เป็ นสัญญาณรบกวนทีเกิดขึนแบบทนั ทีทนั ใด ซึงอาจเกิดจากฟ้าแลบ
ฟ้าผา่ สัญญาณรบกวนชนิดนีสามารถลบลา้ งสญั ญาณตน้ ฉบบั ทาํ ใหไ้ มส่ ามารถแยกแยะเพือการกูค้ ืนได้

Crosstalk เป็ นสัญญาณรบกวนทีเกิดจากการเหนียวนําของสนามแม่เหล็กไฟฟ้า
โดยเฉพาะสญั ญาณทีมีการนาํ มามดั รวมกนั ซึงหากไม่มีฉนวนป้องกนั จะทาํ ให้เกิดการรบกวนซึงกนั และ
กนั ได้

Echo เป็ นสัญญาณสะท้อนกลับ ทาํ ให้โหนดใกล้เคียงได้ยิน และพลันนึกว่าสายส่ง
ขอ้ มลู ในขณะนนั ไมว่ า่ ง แทนทีจะสามารถส่งขอ้ มลู ได้ ก็นึกวา่ มโี หนดอืนใชง้ านอยู่

บทที 3 พนื ฐานขอ้ มลู และสญั ญาณทีใชใ้ นการสือสาร หนา้ ที 137

Jitter ส่งผลให้ความถีของสัญญาณมีการเปลียนแปลงอยา่ งต่อเนือง สัญญาณถูกเลือน
เฟสไปเป็นคา่ อืน ๆ เกิดให้เกิดการหน่วงของเวลา

แนวทางในการป้องกนั สัญญาณรบกวน ประกอบด้วย

1) ใชส้ ายสือสารทีมีฉนวนป้องกนั สัญญาณรบกวน
2) กรณีตอ้ งส่งขอ้ มูลระยะไกลผ่านโครงข่ายโทรศพั ท์ ควรมีอุปกรณ์กรองสญั ญาณรบกวน

หรืออาจเลือกใช้ Leased Line ซึงมคี ุณภาพดีกวา่
3) หากอุปกรณ์เดิมทีใชง้ านมีประสิทธิภาพตาํ หรือหมดอายุการใชง้ าน ควรเปลียนเป็ น

อุปกรณ์ใหมท่ ีทนั สมยั กวา่ เพือประสิทธิภาพทีดีกวา่
4) หากต้องการเพิมระยะทางในการส่งขอ้ มูล สามารถใช้อุปกรณ์แอมพลิไฟเออร์ หรือ

รีพีตเตอร์ เพอื ช่วยขยายระยะทางออกไปไดอ้ ีก
5) ตอ้ งพิจารณาถึงขอ้ จาํ กดั การใชง้ านของสายสญั ญาณแต่ละชนิด ในดา้ นระยะทางสูงสุดที

สามารถเชือมตอ่ ได้ และความเร็วสูงสุดทีสายสือสารนนั รองรับได้

คาํ ศัพท์เฉพาะทีเกยี วกบั การสือสารทพี บเหน็ ได้บ่อย

Throughput คือ เครืองมอื วดั ขอ้ มูลวา่ สามารถเดินทางไดเ้ ร็วเท่าไร
Propagation Speed คือ การวดั ระยะทางของสัญญาณหรือบิตขอ้ มูลทีสามารถเดินทางผ่าน
สือกลางไดใ้ นเวลา 1 วนิ าที
Propagation Time คือ เวลาทีสญั ญาณหรือบิตขอ้ มูลเดินทางจากทีหนึงไปยงั อกี ทีหนึง
Wavelength คือ ความยาวคลืน เป็ นการวดั ระยะของคลืน 1 คลืนหรือ 1 คาบเวลา (Period)

บทที 3 พนื ฐานขอ้ มลู และสญั ญาณทีใชใ้ นการสือสาร หนา้ ที 138

แบบฝึ กหัดท้ายบทและการค้นคว้า

จงตอบคําถามต่อไปนี

1. จงบอกความแตกต่างระหวา่ งขอ้ มูลกบั สัญญาณ
2. จงบอกคุณลกั ษณะทีสาํ คญั ของ Analog Signal และ Digital Signal พร้อมขอ้ ดีและขอ้ เสีย
3. การมอดูเลต (Modulate) เป็นเทคนิควธิ ีทีมีไวเ้ พอื อะไร จงอธิบาย
4. จงอธิบายความแตกต่างระหวา่ งการมอดูเลตทางขนาด (AM) และการมอดูเลตทางความถี (FM)

มาพอเขา้ ใจ
5. มีปัจจยั ใดบา้ งทีมีผลกระทบกบั การส่งผา่ นขอ้ มูล จงอธิบายพร้อมยกตวั อยา่ งประกอบ
6. กรณีทีตอ้ งการเพมิ ระยะทางในการส่งขอ้ มลู ออกไปจาํ เป็ นตอ้ งใชอ้ ุปกรณ์ใดช่วย
7. ความถีของสัญญาณทีเป็ น Composite Signal ไดเ้ คลือนทีและรวมเขา้ ดว้ ยกนั ส่งผลให้เกิดอะไร

จงอธิบายมาพอเขา้ ใจ
8. จงบอกความแตกตา่ งระหว่างอตั ราบิต และอตั ราบอด และอตั ราใดทีสัมพนั ธ์กบั แบนดว์ ิดธ์ทีใช้

การสือสาร เพราะเหตุใด พร้อมยกตวั อยา่ งประกอบ
9. จากบิตขอ้ มูล 0 1 0 0 1 1 1 0 ตอ่ ไปนี จงดาํ เนินการเขา้ รหสั ดว้ ยวธิ ี

9.1) NRZ-L
9.2) NRZ-I
9.3) Manchester
9.4) Differential Manchester
10. เรามีวิธีการอยา่ งไรบา้ งในการป้องกนั หรือช่วยลดสัญญาณรบกวน ก่อนทีจะส่งผา่ นไปยงั ระบบ
เครือขา่ ย

บทที 3 พนื ฐานขอ้ มลู และสญั ญาณทีใชใ้ นการสือสาร หนา้ ที 139

บทที 4

การผสมสัญญาณทีใช้ในการสือสาร
(Multiplexing)

วตั ถปุ ระสงค์การเรียนรู้

1. อธิบายหลกั การเทคนิคการผสมสัญญาณได้
2. อธิบายประเภทของการผสมสญั ญาณได้
3. อธิบายความแตกตา่ งระหวา่ งการใชเ้ ทคนิค FDM กบั WDM ได้
4. อธิบายการผสมสญั ญาณโดยแบ่งเวลา
5. การประยุกตใ์ ชง้ านการผสมสัญญาณโดยแบง่ เวลา

การสือสารข้อมูลนันเส้นทางทีใช้ในการสือสาร (Link) เป็ นองค์ประกอบหลักทีสําคัญอีก
ประการหนึง ซึงทาํ ให้สัญญาณสามารถเดินทางจากจุดหนึงไปยงั อีกจุดหนึงได้ เปรียบได้กับถนนที
ต่อเชือมกนั ระหวา่ งเมืองต่าง ๆ ดงั นันการสร้างถนนและการบริหารการเดินรถทีดี จะทาํ ให้รถสามารถ
เดินทางไดโ้ ดยสะดวก รวดเร็วและปลอดภยั

เส้นทางทีใช้ในการสือสารจะใช้สือชนิดต่าง ๆ เพือเชือมต่อระหว่างอุปกรณ์ ซึงจะไดก้ ล่าวถึง
ต่อไปในบทที 5 และเทคโนโลยีในปัจจุบนั ไดพ้ ฒั นาสือทีใชใ้ นการสือสารให้มีแบนด์วิดธ์ทีกวา้ ง เช่น
ไฟเบอร์ออปติก ไมโครเวฟ เป็ นต้น ทาํ ให้ภายในเส้นทางของการสือสารนันสามารถมีช่องสัญญาณ
สือสาร (Chanel) ไดห้ ลายช่องสัญญาณ ฉะนนั จึงทาํ ให้สามารถส่งสัญญาณต่าง ๆ ไปพร้อมกนั ได้ เพือให้
การใชแ้ บนดว์ ดิ ธ์เป็ นไปไดอ้ ยา่ งคุม้ ค่า แต่ในการส่งสัญญาณหลาย ๆ สัญญาณไปในเส้นทางเดียวกนั นัน
จะตอ้ งมีเทคนิคในการจดั การกบั สัญญาณโดยทีไม่ทาํ ให้สัญญาณเหล่านนั เกิดการรบกวนซึงกนั และกนั
ซึงเทคนิคนีจะเรียกวา่ “มัลติเพลก็ ซ์ซิง (Multiplexing)” หรือการผสมสัญญาณนนั เอง

มลั ติเพล็กซ์ซิง เป็ นเทคนิคทีใช้ในการรวมสัญญาณหลาย ๆ สัญญาณเขา้ ดว้ ยกนั และส่งออกไป
พร้อมกันภายในเส้นทางทีใช้ในการสือสารเพียงเส้นทางเดียว ดังในภาพที 4.1 จะแสดงถึงระบบ
มลั ติเพล็กซ์ทีมีเส้นทางเพียงเส้นทางเดียว และมีช่องสือสารทีอยู่ภายในเส้นทางนัน 4 ช่อง โดยจะมี
มัลติเพล็กซ์เซอร์ (Multiplexer) หรือเรียกสัน ๆ ว่า “มักซ์ (Mux)” เป็ นอุปกรณ์ทีใช้สําหรับการรวม

บทที 4 การผสมสญั ญาณทีใชใ้ นการสือสาร หนา้ ที 140

สัญญาณจากอุปกรณ์อืน ๆ และส่งสัญญาณทีผา่ นการผสมกนั แลว้ ออกไปดว้ ยกนั ส่วน “ดีมัลติเพล็กซ์
เซอร์ (Demultiplexer)” จะทาํ หนา้ ทีในการแยกสัญญาณทีไดร้ ับมา แลว้ ส่งตอ่ ใหก้ บั อุปกรณ์ทีใช้ในการ
รับขอ้ มลู ต่อไป

ภาพที 4.1 การแบ่งช่องสัญญาณสือสาร
มลั ติเพลก็ ซ์ซิงหรือการผสมสัญญาณ มีวธิ ีการดาํ เนินการอยู่ 3 วธิ ี ไดแ้ ก่ การผสมสญั ญาณโดย
แบ่งความถี (Frequency division multiplexing: FDM) การผสมสญั ญาณโดยแบง่ ความยาวคลืน (Wave
division multiplexing: WDM) และการผสมสัญญาณโดยแบ่งเวลา (Time division multiplexing: TDM)
โดยทีวธิ ี FDM และ WDM จะใชก้ บั สญั ญาณอะนาล็อก ส่วนวธิ ี TDM ใชก้ บั สัญญาณดิจิตอล ดงั แสดงใน
ภาพที 4.2 ประเภทของการผสมสญั ญาณ

ภาพที 4.2 ประเภทของการผสมสัญญาณ

บทที 4 การผสมสญั ญาณทีใชใ้ นการสือสาร หนา้ ที 141

4.1 การผสมสัญญาณโดยแบ่งความถี (Frequency division multiplexing: FDM)

ในการเดินทางดว้ ยรถโดยใช้ถนนนนั ถ้าตอ้ งการให้รถจาํ นวนมากเดินทางไปพร้อม ๆ กนั ได้
ถนนตอ้ งมีความกวา้ งเพียงพอทีจะแบ่งออกเป็ นเลน และปกติการสร้างเลนของถนนจะตอ้ งมีความกวา้ ง
มากกว่าตวั รถเพือป้องกนั ไม่ให้รถทีวิงในแต่ละเลนนันเกิดการเฉียวชน ถา้ จะเปรียบหลกั การนีกบั การ
ผสมสัญญาณโดยแบ่งความถีแลว้ จะมีความใกลเ้ คียงกนั มาก ดงั ภาพที 4.3 ซึงจะแสดงถึงหลกั การของ
FDM โดยในภาพนนั การส่งสัญญาณออกไปจะเสมือนกบั ว่ามีเส้นทางทีสัญญาณสามารถเดินทางไปได้
โดยอิสระ 3 เส้นทางนนั หมายความวา่ เราสามารถส่งสัญญาณไดท้ งั หมด 3 สญั ญาณในเวลาเดียวกนั ได้

ภาพที 4.3 การผสมสัญญาณโดยแบ่งความถี (FDM)

การผสมสัญญาณโดยแบ่งความถี (FDM) เป็ นเทคนิคหนึงในการรวมสัญญาณอะนาล็อกจาก
หลายแหล่งเขา้ ดว้ ยกนั แลว้ ส่งออกไปในเส้นทางเดียวกนั โดยทีแบนดว์ ดิ ธ์ของเส้นทางทีใชใ้ นการสือสาร
นนั จะตอ้ งกวา้ งพอ ซึงตอ้ งมากกวา่ แบนดว์ ดิ ธ์ของทุกสญั ญาณทีนาํ มารวมกนั

เทคนิคแบบ FDM นีสัญญาณอะนาล็อกทีถูกส่งมาจากแตล่ ะอุปกรณ์นนั จะตอ้ งผา่ น มอดูเลเตอร์
(Modulator) โดยที มอดูเลเตอร์ (Modulator) แต่ละตวั นนั ตอ้ งมีคุณสมบตั ิ ดงั นี

 มีคลืนพาห์ (Carrier) ทีมีความถีแตกตา่ งกนั
 จะทาํ หนา้ ทีในการกลาํ สัญญาณ (Modulate) จากอุปกรณ์เขา้ กบั คลืนพาห์ โดยสัญญาณ

ทีนาํ มากลาํ เรียกวา่ “มอดูเลต ซิกแนล (Modulate Signal)” เมือสัญญาณทีผา่ นการกลาํ
โดยมอดูเลเตอร์แลว้ จะเรียกวา่ “คอมโพไซต์ ซิกแนล (Composite Signal)”

เมือนาํ มอดูเลตซิกแนล มารวมกนั กบั คลืนพาห์จะได้เป็ นคอมโพไซต์ ซิกแนล แล้วจึงทาํ การ
ส่งออกไปยงั เส้นทางทีใชใ้ นการสือสารตอ่ ไป เนืองจากเส้นทางสาํ หรับการส่งคอมโพไซต์ ซิกแนล ตอ้ งมี
แบนดว์ ดิ ธ์ทีกวา้ ง ดงั นนั จึงไดม้ ีการกนั ความถีบางส่วนเอาไว้ ซึงความถีเหล่านีไมไ่ ดม้ ีการใชง้ าน แต่จะ
ใชส้ าํ หรับเป็ น การ์ดแบนด์ (Guard Bands) หรือแถบคุม้ กนั การแทรกสอด หลกั การจะคลา้ ยกบั การสร้าง

บทที 4 การผสมสญั ญาณทีใชใ้ นการสือสาร หนา้ ที 142

เลนบนถนนซึงตอ้ งมีขนาดทีกวา้ งกวา่ ตวั รถ ถึงแมว้ า่ พืนทีบางส่วนจะไม่ไดม้ ีการใชง้ านเลย พืนทีส่วนนี
จะทาํ หนา้ ทีเหมือนกบั แถบคุม้ กนั การแทรกสอดนนั เอง

กระบวนการผสมสัญญาณ (Multiplexing Process)
ในทีนีเพือให้เห็นภาพขอยกตวั อยา่ งของระบบโทรศพั ทท์ ีส่งสัญญาณแบบอะนาล็อก โดยปกติ
แลว้ ความถีของสญั ญาณอะนาล็อกจากโทรศพั ทแ์ ต่ละเครืองจะมีค่าทีใกลเ้ คียงกนั เมือสัญญาณอะนาล็อก
จากโทรศพั ท์แต่ละเครืองส่งมาถึงทีมลั ติเพล็กซ์เซอร์ ตวั มอดูเลเตอร์ จะทาํ การกลาํ สัญญาณเสียงเขา้ กบั
คลืนพาห์ ซึงความถีคลืนพาร์ของมอดูเลเตอร์ แต่ละตวั นันจะมีค่าไม่เท่ากนั (f1, f2, และ f3) จากนนั นํา
สัญญาณทงั หมดมารวมกนั จะไดเ้ ป็ นสัญญาณคอมโพไซต์ (Composite Signal) แล้วจึงส่งสัญญาณนีไป
ตามเส้นทางทีใชใ้ นการสือสารต่อไป ดงั แสดงในภาพที 4.4

ภาพที 4.4 กระบวนการผสมสัญญาณโดยแบ่งความถี

กระบวนการแยกสัญญาณ (Demultiplexing Process)
ในกระบวนการแยกสัญญาณนัน เมือสัญญาณคอมโพไซต์ (Composite Signal) เดินทางมาถึง
ดีมลั ติเพล็กซ์เซอร์ (Demultiplexer) สัญญาณนนั จะตอ้ งถูกกรองก่อนโดยตวั กรองสัญญาณ (Filter) ซึงมี
หน้าทีในการกรองความถีทีไม่ต้องการสัญญาณนันออกไป จากนันจะส่ งต่อให้กับ ดีมอเลเตอร์
(Demodulator) เพือทีจะทาํ การถอดคลืนพาห์ออกไปอกี ครังหนึง แลว้ จึงจะทาํ การส่งสัญญาณอะนาล็อกที
ผา่ นทงั การกรองสัญญาณและการถอดคลืนพาห์ออกแลว้ ไปยงั เครืองโทรศพั ทแ์ ตล่ ะเครือง ดงั ภาพที 4.5

บทที 4 การผสมสญั ญาณทีใชใ้ นการสือสาร หนา้ ที 143

ภาพที 4.5 กระบวนการแยกสัญญาณ
ตวั อยา่ งการผสมสัญญาณโดยแบ่งความถี
สมมติวา่ ช่วงสัญญาณสือสารสาํ หรับเสียง (Voice) ตอ้ งการแบนดว์ ดิ ธ์ 4 KHz ถา้ เราตอ้ งการรวม
ช่องสือสารสําหรับเสียงทงั หมด 3 ช่องเขา้ ด้วยกนั แล้วส่งออกไปตามเส้นทางทีใช้ในการสือสารทีมี
แบนดว์ ิดธ์ 12 KHz (ความถีตงั แต่ 20 ถึง 30 KHz) จงแสดงให้เห็นถึงการผสมสัญญาณโดยแบ่งความถี
(FDM) โดยทีไม่ตอ้ งมีการ์ดแบนด์ (Guard bands)
วธิ ีทาํ นาํ เสียงของแตล่ ะช่องสือสารมาทาํ การกลาํ สญั ญาณกบั คลืนพาห์ ดงั ภาพที 4.6

ภาพที 4.6 การกลาํ สัญญาณกบั คลืนพาห์ หนา้ ที 144

บทที 4 การผสมสญั ญาณทีใชใ้ นการสือสาร

สมมติวา่ เมือกลาํ สญั ญาณแลว้ จะเป็น ดงั นี

 ช่องสือสารที 1 จะไดค้ วามถีของสญั ญาณระหวา่ ง 20 ถึง 24 KHz
 ช่องสือสารที 2 จะไดค้ วามถีของสญั ญาณระหวา่ ง 24 ถึง 28 KHz
 ช่องสือสารที 3 จะไดค้ วามถีของสญั ญาณระหวา่ ง 28 ถึง 32 KHz

จากนนั จะนาํ สัญญาณจากช่องสือสารแต่ละช่องมารวมกนั ดงั ภาพที 4.6 เมือสัญญาณเดินทางไป
ถึงฝังรับจะมีตวั กรองสญั ญาณ 3 ตวั ทาํ หนา้ ที ดงั นี

 ตวั กรองสัญญาณตวั ทีหนึง จะกรองสัญญาณทีมีความถีระหว่าง 20 ถึง 24 KHz (ถ้า
ความถีมากหรือนอ้ ยกวา่ นีจะไมส่ ามารถผา่ นตวั กรองนีได)้

 ตวั กรองสัญญาณตวั ทีหนึง จะกรองสัญญาณทีมีความถีระหวา่ ง 24 ถึง 28 KHz
 ตวั กรองสัญญาณตวั ทีหนึง จะกรองสญั ญาณทีมีความถีระหวา่ ง 28 ถึง 32 KHz

เมือผ่านตวั กรองสัญญาณแลว้ จะทาํ การแยกคลืนพาห์ออกไป แลว้ ส่งสัญญาณให้กบั อุปกรณ์ที
รองรับสญั ญาณต่อไป

ตัวอย่างการใช้งาน FDM
เทคนิค FDM ไดม้ ีการนาํ ไปใชง้ านกนั อยา่ งแพร่หลาย ซึงในหวั ขอ้ นีจะขอยกตวั อยา่ งของการนาํ
FDM ไปใชง้ าน ดงั ตอ่ ไปนี

ระบบโทรศัพท์
บริษทั AT&T เป็นหนึงในหลายบริษทั ทีเป็ นผใู้ ห้บริการระบบโทรศพั ท์ ซึงบริษทั นีไดใ้ ชเ้ ทคนิค
การผสมสัญญาณโดยแบ่งความถี (FDM) ในการมลั ติเพล็กซ์สัญญาณอะนาล็อก แลว้ ส่งไปตามสายส่ง
ระบบการทาํ งานนนั จะมลี กั ษณะเป็นโครงสร้างแบบลาํ ดบั ชนั (Hierarchical System) โดยจะแบ่งกลุ่มของ
ช่องสัญญาณสือสารออกเป็ นกรุ๊ป (Group), ซุปเปอร์กรุ๊ป (Super Group), มาสเตอร์กรุ๊ป (Master Group)
และจมั โบก้ รุ๊ป (Jumbo Group) ดงั ภาพที 4.7

บทที 4 การผสมสญั ญาณทีใชใ้ นการสือสาร หนา้ ที 145

ภาพที 4.7 โครงสร้างแบบลาํ ดบั ชันของระบบโทรศัพท์

จากภาพที 4.7 เมือพิจารณาเห็นไดว้ า่ ช่องสัญญาณเสียงแต่ละช่องนนั มีแบนดว์ ดิ ธ์ 4 KHz เมือนาํ
ช่องสญั ญาณเสียง 12 ช่องมามลั ติเพล็กซ์แลว้ จึงส่งออกไปยงั สายส่งแต่ละสาย ซึงเรียกวา่ “กรุ๊ป (Group)”
โดยแต่ละกรุ๊ปนนั จะมีแบนดว์ ดิ ธ์ 48 KHz

เมือมลั ติเพล็กซ์สัญญาณเสียง 5 กรุ๊ป จะไดเ้ ป็ น “ซุปเปอร์กรุ๊ป (Super Group)” ซึงมีแบนด์วดิ ธ์
240 KHz และมชี ่องสัญญาณเสียง 60 ช่องสัญญาณ ดงั นนั ซุปเปอร์กรุ๊ปสามารถเกิดไดจ้ ากการมลั ติเพล็กซ์
กรุ๊ปจาํ นวน 5 กรุ๊ปหรือการมลั ติเพล็กซ์ช่องสญั ญาณเสียง 60 ช่องสญั ญาณ

เมือมลั ติเพล็กซ์ 10 ซุปเปอร์กรุ๊ป จะได้เป็ น “มาสเตอร์กรุ๊ป (Master Group)” ซึงมีแบนด์วิดธ์
2.4 MHz แต่มาสเตอร์กรุ๊ปจะต้องมีการ์ดแบนด์ด้วย ดงั นันแบนด์วิดธ์จะตอ้ งเพิมขึน 2.52 MHz และมี
ช่องสญั ญาณเสียงได้ 600 ช่องสัญญาณ

ส่วน “จัมโบ้กรุ๊ป (Jumbo Group)” จะเกิดจากการมลั ติเพลก็ ซ์ 6 มาสเตอร์กรุ๊ป ซึงจมั โบก้ รุ๊ปจะ
มีแบนดว์ ิดธ์ 15.12 MHz (6*2.52 MHz) แตเ่ นืองจากตอ้ งมีการ์ดแบนดด์ ว้ ย ดงั นนั จึงทาํ ใหแ้ บนดว์ ิดธ์ของ
จมั โบก้ รุ๊ปเท่ากบั 16.984 MHz

ระบบวทิ ยุ
ในการนาํ เทคนิค FDM ไปใช้งานในการกระจายเสียงทางวิทยุ ซึงใช้อากาศเป็ นสือสําหรับการ
สือสารโดยมีทงั วทิ ยรุ ะบบ AM และ FM

 วิทยุระบบ AM จะใช้ความถีในช่วงระหว่าง 530 ถึง 1700 KHz โดยทีแต่ละสถานีที
กระจายเสียงนันตอ้ งการแบนด์วิดธ์ 10 KHz เพือป้องกนั ไม่ให้แต่ละสถานีส่งความถี

บทที 4 การผสมสญั ญาณทีใชใ้ นการสือสาร หนา้ ที 146

เดียวกนั จึงตอ้ งมีการกาํ หนดให้แต่ละสถานีตอ้ งใช้คลืนพาห์ (Carrier) ทีมีค่าความถีที
แตกตา่ งกนั
 วทิ ยรุ ะบบ FM จะใชค้ วามถีในช่วงระหวา่ ง 88 ถึง 108 MHz โดยทีแต่ละสถานีทีกระจาย
เสียงนนั ตอ้ งการแบนดว์ ดิ ธ์ 200 KHz

ระบบโทรทศั น์
การส่งสัญญาณของระบบโทรทศั นน์ นั จะใชเ้ ทคนิคของ FDM เช่นกนั โดยทีแต่ละช่องสัญญาณ
สือสารของระบบโทรทศั นจ์ ะตอ้ งการแบนด์วิดธ์ 6 MHz แต่ปัจจุบนั การส่งสัญญาณของระบบโทรทศั น์
ภาคพืนดินของประเทศไทยทีเป็ นระบบอะนาล็อกกาํ ลงั จะยุติการส่งสัญญาณตามแผนของ กสทช.ทวั
ประเทศภายในปี พ.ศ. 2563 เนืองจากมีการนําระบบทีวีดิจิตอลเข้ามาการแพร่ภาพออกอากาศจึง
เปลียนไปใชส้ ัญญาณดิจิตอลแทนอะนาล็อก

4.2 การผสมสัญญาณโดยแบ่งความยาวคลืน (Wave division multiplexing: WDM)

การผสมสัญญาณโดยแบ่งความยาวคลืน (WDM) ไดถ้ ูกออกแบบให้ใชก้ บั สายไฟเบอร์ออปติก
ซึงมีแบนด์วิดธ์ทีกวา้ งมากและมีอตั ราการส่งขอ้ มูลทีสูง WDM จะมีหลกั การเหมือนกบั FDM แตกตา่ งกนั
ที WDM นนั จะใชแ้ สงเป็ นตวั นาํ ส่งสัญญาณ ดงั นนั ในวิธีการผสมสัญญาณ (Multiplexing) และการแยก
สัญญาณ (Demultiplexing) จึงแตกต่างกนั

จากภาพที 4.8 จะแสดงถึงมลั ติเพล็กซ์เซอร์และดีมลั ติเพล็กซ์เซอร์ โดยทีแหล่งกาํ เนิดแสงจะส่ง
คลืนแสงทีมีความถีสูงมากออกมา ช่องสัญญาณสือสารแต่ละช่องจะถูกแบ่งออกตามความยาวของคลืน
แสง ดงั นนั จึงสามารถส่งสัญญาณจากทุกแหล่งกาํ เนิดไดพ้ ร้อมกนั เนืองจากใชค้ วามถีทีไมเ่ ท่ากนั

ภาพที 4.8 การผสมสัญญาณโดยแบ่งความยาวคลืน

ถึงแมว้ า่ WDM จะใช้เทคโนโลยีทีค่อนขา้ งซับซ้อนแต่ใช้หลกั การทาํ งานง่าย ๆ คือ มลั ติเพล็กซ์
เซอร์จะรวมแสงจากแหล่งกาํ เนิดต่าง ๆ เขา้ ดว้ ยกนั ให้เป็ นหนึงเดียวก่อนทีจะส่งออกไป ในการรวมแสง
นนั จะใช้หลกั ฟิ สิกส์พืนฐานในเรืองของการหักเหของแสงดว้ ยการใช้ปริซึม (Prism) ซึงการหักเหของ

บทที 4 การผสมสญั ญาณทีใชใ้ นการสือสาร หนา้ ที 147

แสงนนั จะขึนอยู่กบั มุมตกกระทบและความถีของคลืนแสง ดว้ ยเทคนิคแบบนีจะทาํ ให้มลั ติเพล็กซ์เซอร์
สามารถทีจะรวมแสงเขา้ ด้วยกนั ได้ ส่วนกระบวนการของดีมลั ติเพล็กซ์เซอร์นนั จะทาํ กลบั กนั ดงั ภาพที
4.9

ภาพที 4.9 การใช้แท่งปริซึมในการผสมและแยกสัญญาณ
เนืองจากไฟเบอร์ออปติกมีแบนด์วิดธ์ทีกวา้ งมากจึงได้มีการพฒั นาเทคนิคใหม่ขึนมาเรียกว่า
“การผสมสัญญาณโดยแบ่งความยาวคลืนแบบหนาแน่ นสูง (Dense Wave division multiplexing:
DWDM) ซึงเทคนิคนีจะทาํ ใหส้ ามารถใชไ้ ฟเบอร์ออปติกไดเ้ ตม็ ประสิทธิภาพมากขึน

4.3 การผสมสัญญาณโดยแบ่งเวลา (Time division multiplexing: TDM)

เป็ นเทคนิคทีใชก้ บั สัญญาณดิจิตอล โดยจะทาํ การแบ่งเวลาในการส่งขอ้ มูลให้กบั แต่ละอุปกรณ์
ดงั ภาพที 4.10 ซึงแสดงถึงหลกั การของการผสมสัญญาณโดยแบง่ เวลา จากภาพจะเห็นมีการแบ่งเวลาใน
การส่งข้อมูลให้กับคอมพิวเตอร์เครืองที 1 ก่อน จากนันก็จะเป็ นคอมพิวเตอร์เครืองที 2, 3 และ 4
ตามลาํ ดบั เมือครบทุกเครืองแลว้ ก็จะวนรอบกลบั ไปทีเครืองที 1, 2, 3, 4 เพือทาํ การส่งขอ้ มลู อีกครัง

ภาพที 4.10 การผสมสัญญาณโดยแบ่งเวลา

ข้อมูลทีถูกส่งมาจากคอมพิวเตอร์ทุกเครืองจะถูกนํามารวมกันเป็ น “เฟรม (Frame)” และ
ช่วงเวลาทีแบ่งให้กบั แต่ละเครืองนันจะเรียกว่า “ช่ องเวลา (Time Slot)” เช่น ขอ้ มูลจากคอมพิวเตอร์
เครืองที 1 จะถูกส่งออกไปในช่องแรก ขอ้ มูลจากคอมพิวเตอร์เครืองที 2 จะถูกส่งออกไปในช่องเวลาที 2
เป็ นตน้

บทที 4 การผสมสญั ญาณทีใชใ้ นการสือสาร หนา้ ที 148

ภาพที 4.11 การผสมสัญญาณโดยการแบ่งเวลา

จากภาพที 4.11 แสดงถึงการผสมสัญญาณโดยแบ่งเวลา โดยจะใหม้ ีสายเขา้ ตวั มลั ติเพล็กซ์เซอร์ 3
สาย และกาํ หนดใหช้ ่องเวลาเท่ากบั T วนิ าที ดงั นนั ในการสร้างเฟรมขอ้ มูลแต่ละเฟรมจะตอ้ งใชเ้ วลา 3T
วนิ าที (เนืองจากมีสายเขา้ 3 สาย และแต่ละสาย และแต่ละสายจะมีเวลาในการส่งขอ้ มูล T วินาทีนนั เอง
นอกจากอตั ราการส่งขอ้ มูล TDM จะมีคา่ เทา่ กบั n เท่าของอตั ราการส่งขอ้ มูลของสายเขา้ เช่น ถา้ สายเขา้ มี
อตั ราส่ง 2,400 bps แลว้ อตั ราการส่งขอ้ มูล TDM จะเทา่ กบั 2400*3 = 7,200 bps

ตวั อยา่ งการผสมสญั ญาณโดยการแบง่ เวลา (TDM)

ถา้ มีสายเขา้ มลั ติเพลก็ ซ์เซอร์ 4 เส้น แต่ละเส้นมีอตั ราการส่งขอ้ มูล 1 Kbps และจะมกี ารส่งขอ้ มูล
จากสายเขา้ มลั ติเพล็กซ์เซอร์ครังละ 1 บิต จงหา

 เวลาทีใชใ้ นการส่งขอ้ มูล 1 บิตเขา้ สู่มลั ติเพลก็ ซ์เซอร์
 อตั ราการส่งขอ้ มลู ของมลั ติเพลก็ ซ์เซอร์
 Time Slot
 เวลาทีใชใ้ นการสร้างเฟรม 1 เฟรม

วธิ ีทาํ

 เวลาทีใช้ในการส่งขอ้ มูล 1 บิตเข้าสู่มลั ติเพล็กซ์เซอร์ก่อนทีจะทาํ การผสมสัญญาณ
เทา่ กบั 1/1 Kbps = 1 ms

 อตั ราการส่งของมลั ติเพล็กซ์เซอร์เท่ากบั 4*1 Kbps = 4 Kbps
 Time slot เทา่ กบั / ms = 250 µs
 เวลาทีใชใ้ นการสร้างเฟรมขอ้ มูล 1 เฟรม เทา่ กบั 4 * 250 µs = 1 ms

บทที 4 การผสมสญั ญาณทีใชใ้ นการสือสาร หนา้ ที 149