สื่อกลางชนิดใดมีความเร็วในการส่งข้อมูลสูง

ระบบเครือข่ายคือการนำเครื่องคอมพิวเตอร์มากกว่า 2 เครื่องขึ้นไป มาเชื่อมต่อกันเพื่อสื่อสารรับส่งข้อมูลกัน โดยผ่านทางสื่อกลาง ซึ่งสื่อกลางส่วนใหญ่ที่เราจะรู้กันก็คือ สายแลน สายไฟเบอร์ เป็นต้น แต่ว่าสื่อกลางใช้เชื่อมต่อระหว่างคอมพิวเตอร์ไม่ได้มีแค่สายสัญญาณ ในโลกยุคปัจจุบันเราสามารถสื่อสารรับส่งข้อมูลจากทางไกลได้โดยไม่ต้องใช้สายสัญญาณ แต่ผ่านทางสื่อกลางแบบไร้สายแทน ในบทความนี้เราจะพาไปรู้จักกับสื่อกลางประเภทไร้สายกัน

สื่อกลางแบบไร้สายคืออะไร

ก่อนอื่นเรามาทำความรู้จักกับการสื่อสารแบบไร้สายกันก่อน การสื่อสารแบบไร้สายคือการรับส่งข้อมูลโดยไม่ผ่านสายสัญญาณ แต่ใช้อากาศเป็นตัวกลางในการรับส่งข้อมูล ดังนั้นสื่อกลางแบบไร้สายก็คือ คลื่นสัญญาณในอากาศที่ใช้รับส่งข้อมูลระหว่างกันนั้นเอง ถ้าอธิบายให้เข้าใจกันง่ายๆ ให้นึกถึงโทรทัศน์ที่เราใช้ โทรทัศน์รับคลื่นสัญญาณจากดาวเทียม และประมวลผลกลายเป็นภาพและเสียงรายการโปรดให้เราได้ดูกัน

สื่อกลางแบบไร้สายมีอะไรบ้าง

แม้ว่าการสื่อสารแบบไร้สายอาจฟังดูไม่จำเป็นต้องใช้อุปกรณ์อะไรมาก แต่ว่าการรับส่งข้อมูลแบบไร้สายนั้นจำเป็นต้องมีอุปกรณ์ 2 ตัว ที่ต้องใช้ในระบบ นั้นก็คือ อุปกรณ์ส่งสัญญาณ กับ อุปกรณ์รับสัญญาณ ซึ่งอุปกรณ์ส่งสัญญาณค่อยทำหน้าที่แปลงข้อมูลกลายเป็นคลื่นสัญญาณและส่งผ่านคลื่นนั้นไปในอากาศ ส่วนอุปกรณ์รับสัญญาณคืออุปกรณ์ที่รับคลื่นสัญญาณนั้น แล้วแปลงกลับไปเป็นข้อมูล ซึ่งการรับส่งข้อมูลแบบไร้สายนี้มีข้อเสียอยู่นั้นก็คือปัญหาเรื่องระยะทางและโอกาสที่สัญญาณจะถูกรบกวน ทำให้ข้อมูลที่ส่งมาเสียหายหรือผิดเพี้อนได้ ทำให้ต้องมีการแบ่งช่วงความถี่ของสัญญาณในการรับส่งข้อมูลระหว่างกัน ทำให้มีคลื่นสัญญาณความถี่ต่างๆ ที่เราเรียกกันในปํจจุบัน ดังนั้นเราจะมาดูกันว่าคลื่นสัญญาณที่ใช้รับส่งข้อมูลในปัจจุบันนั้นมีคลื่นสัญญาณอะไรบ้าง

1. คลื่นวิทยุ (Radio Wave)

คลื่นวิทยุเป็นคลื่นที่มีการกระจายตัวรอบทิศทางผ่านเสาอากาศส่งคลื่นวิทยุ โดยลักษณะรอบทิศทางแบบนี้ ทำให้มีประโยชน์สำหรับการสื่อสารแบบ Multicasting ซึ่งมีหนึ่งผู้ส่ง แต่หลายผู้รับ เช่น สถานีวิทยุ ระบบมือถือ โทรทัศน์ แต่อย่างไรก็ตาม คลื่นวิทยุมีข้อเสียอยู่หนึ่งอย่างนั้นก็คือ คลื่นมีความอ่อนไหวต่อการรบกวนจากเสาอากาศตัวอื่นที่ส่งสัญญาณความถี่แบบเดียวกัน

2. สัญญาณไมโครเวฟ (Microwave)

ไมโครเวฟเป็นคลื่นที่เดินทางในทิศทางเดียว มีความเร็วสูง ใช้สำหรับการเชื่อมต่อระยะไกลโดยการส่งสัญญาณคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าไปในอากาศพร้อมกับข้อมูลที่ต้องการส่ง และต้องมีสถานีที่ทำหน้าที่ส่งและรับข้อมูล และเนื่องจากสัญญาณไมโครเวฟจะเดินทางเป็นเส้นตรงไม่สามารถเลี้ยวตามความโค้งของผิวโลกได้ จึงต้องมีการตั้งสถานีรักส่งข้อมูลเป็นระยะ และส่งข้อมูลต่อกันระหว่างสถานี จนกว่าจะถึงสถานีปลายทาง และแต่ละสถานีจะตั้งอยู่ในที่สูง เช่น ดาดฟ้า ตึกสูง หรือยอดเขา เพื่อหลีกเลี่ยงการชนสิ่งกีดขวางในแนวการเดินทางของสัญญาณ

3. อินฟราเรด (Infrared)

อินฟราเรคเป็นสื่อสารที่ใช้คลื่นแสงที่ไม่สามารถมองเห็นด้วยตาเปล่า สามารถส่งข้อมูลด้วยคลื่นอินฟราเรดต้องส่งในแนวเส้นตรง และไม่สามารถทะลุสิ่งกีดขวางที่มีความหนาได้ นิยมใช้ในการส่งถ่ายโอนข้อมูลสำหรับอุปกรณ์แบบพกพา ตัวอย่างเช่น รีโมทโทรทัศน์ที่เราใช้งานกันอยู่ทั่วไป

4. ดาวเทียม (Satellite)

ดาวเทียมเป็นการสื่อสารโดยคลื่นสัญญาณแบบเดียวกันกับไมโครเวฟในการรับส่งข้อมูล แต่ว่าคลื่นไมโครเวฟมีข้อเสียที่คลื่นเดินทางในแนวตรง ทำให้พื้นที่ที่มีลักษณะภูมิประเทศเป็นภูเขาหรือตึกสูงมีผลต่อการบดบังคลื่น จึงมีการพัฒนาดาวเทียมให้เป็นสถานีไมโครเวฟที่อยู่เหนือพื้นผิวโลก ทำหน้าที่เป็นสถานีส่งและรับข้อมูล ทำให้การสื่อสารมีลักษณะแบบการส่งข้อมูลจากภาคพื้นดินไปยังดาวเทียม และจากดาวเทียมมาสู่ภาคพื้นดิน

5. บลูทูธ (Bluetooth)

บลูทูธเป็นการสื่อสารข้อมูลระหว่างอุปกรณ์อิเล็คทรอนิกส์แบบสองทาง ด้วยคลื่นวิทยุระยะสั้น และไม่จำเป็นจะต้องใช้การเดินทางแบบเส้นตรงเหมือนกับอินฟราเรด ซึ่งถือว่าเพิ่มความสะดวกมากกว่า โดยหลักของบลูทูธจะถูกออกแบบมาเพื่อใช้กับอุปกรณ์ที่มีขนาดเล็ก เนื่องจากใช้การขนส่งข้อมูลในจำนวนที่ไม่มาก อย่างเช่น ไฟล์ภาพ, เสียง, แอพพลิเคชั่นต่างๆ และสามารถเคลื่อนย้ายได้ง่าย ขอให้อยู่ในระยะที่กำหนดไว้เท่านั้น

วัตถุประสงค์
1. เพื่อให้นักศึกษาสามารถอธิบายความสำคัญของสื่อกลางในการส่งข้อมูล
2. เพื่อให้นักศึกษาสามารถระบุประเภทของสื่อกลางในการส่งข้อมูลได้

ตัวกลางการสื่อสารข้อมูล (Transmission Media)

ตัวกลางการสื่อสารข้อมูล คือ เส้นทางทางกายภาพในการนำข้อมูลจากผู้ส่งไปยังผู้รับ ซึ่งถือว่าเป็นองค์ประกอบสำคัญของการสื่อสารข้อมูล เพราะการเลือกใช้สื่อที่เหมะสมทำให้เกิดประสิทธิภาพในการสื่อสารข้อมูลและประหยัดต้นทุน

สื่อที่ใช้ในการสื่อสารแบ่งได้เป็น 2 ประเภทใหญ่ๆ ดังนี้

1. สื่อกลางที่กำหนดเส้นทางได้ หรือสื่อกลางที่ใช้สาย (Guided/ Wired Transmission media) ตัวกลางเป็นสิ่งสำคัญ
2. สื่อกลางที่กำหนดเส้นทางไม่ได้ หรือสื่อกลางไร้สาย (Unguided/ Wireless Transmission Media) ความกว้างของช่องสัญญาณ (Bandwidth) เป็นสิ่งสำคัญ

ปัจจัยที่เกี่ยวข้องกับความเร็วในการส่งข้อมูล

1. จำนวนโหนดหรืออุปกรณ์ที่เชื่อมต่อ (Number of Receivers)
2. ความสูญเสียต่อการส่งผ่าน (Transmission Impairments) คือการอ่อนกำลังของสัญญาณ
3. การรบกวนของสัญญาณ (Interference) คือ การรบกวนของสัญญาณภายนอก
4. แบนด์วิดธ์ (Bandwidth) คือ ความกว้างของช่องสัญญาณ บอกถึงความสามารถของการส่งข้อมูล ยิ่งกว้างยิ่งส่งข้อมูลได้เร็ว

สื่อกลางที่กำหนดเส้นทางได้ หรือ สื่อกลางที่ใช้สาย (Guided/ Wired Transmission Media)

1. สายคู่บิดเกลียว (Twisted Pair Cable)
2. สายโคแอคเชียล (Coaxial Cable)
3. สายเคเบิลใยแก้วนำแสง หรือไฟเบอร์ออปติกส์ (Fiber Optical Cable)

1. สายคู่บิดเกลียว (Twisted Pair Cable)

1. นำสาย 2 เส้นมาถักเป็นเกลียว เพื่อลดสัญญาณรบกวน
2. สายคู่บิดเกลียวเป็นสายสัญญาณที่มีราคาถูกที่สุดและนิยมใช้มากที่สุด
3. ประกอบด้วยสายทองแดง (Copper) หุ้มด้วยฉนวนพลาสติก (Outer Insulator)
4. สายคู่บิดเกลียวเป็นสายสัญญาณไฟฟ้านำข้อมูลได้ทั้งแอนะล็อกและดิจิตอล ลักษณะคล้ายสายไฟทั่วไป
5. โดยส่วนมากจะใช้ในเครือข่ายโทรศัพท์และการติดต่อสื่อสารในอาคารเดียวกัน

ประเภทของสายคู่บิดเกลียว

1. แบบไม่มีฉนวนหุ้ม (Unshielded Twisted Pair Cable – UTP)
2. แบบมีฉนวนหุ้ม (Shielded Twisted Pair Cable – STP)

สายคู่บิดเกลียวแบบไม่มีฉนวนหุ้ม (Unshielded Twisted Pair Cable – UTP)

• ถูกรบกวนจากสัญญาณรบกวนได้ง่าย
• ใช้ในสายโทรศัพท์
• ราคาถูกที่สุด
• ง่ายต่อการติดตั้ง

สายคู่บิดเกลียวแบบมีฉนวนหุ้ม (Shielded Twisted Pair Cable – STP)

• ช่วยลดสัญญาณรบกวน
• อัตราการส่งข้อมูลสูงกว่า
• ราคาสูงกว่า
• หนาและหนักกว่า

โดยสายทั้งสองประเภทต้องต่อเข้ากับหัว RJ45 เพื่อนำไปใช้งาน โดยปกติเราจะเรียกสายแบบนี้ว่า สาย LAN

2. สายเคเบิลแกนร่วม หรือ โคแอกเซียล (Coaxial Cable)

มีส่วนของสายส่งข้อมูลเป็นลวดทองแดงอยู่ตรงกลาง  ใช้กันอย่างแพร่หลายในระบบโทรทัศน์บ้านและเคเบิลทีวี ส่งข้อมูลในระบบโทรศัพท์ไกลๆ และระบบ LAN

• สายโคแอกเชียล เป็นสายสัญญาณไฟฟ้านำข้อมูลได้ทั้ง Analog และ Digital
• ช่วงความถี่ (Frequency) และแบนด์วิดธ์ (Bandwidth) สูงกว่าสายคู่บิดเกลียว
• รองรับความถี่และอัตราการส่งข้อมูลสูง
• ป้องกันสัญญาณรบกวนจากคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าได้ดี

• 
  Coaxial Cable
• 
  Coaxial Cable

3. เคเบิลใยแก้วนำแสง หรือไฟเบอร์ออปติกส์ (Fiber Optic Cable)

หลักการทั่วไปของการสื่อสารในสายใยแก้วนำแสง คือการเปลี่ยนสัญญาณข้อมูลหรือสัญญาณไฟฟ้าให้เป็นคลื่นแสงก่อน แล้วส่งผ่านสายใยแก้วนำแสงไปยังปลายทาง ซึ่งเคเบิลใยแก้วนำแสงเป็นตัวกลางที่ใช้ส่งข้อมูลในรูปของแสง

• ทำมาจากพลาสติก และ/หรือ แก้ว
• ใช้กันอย่างแพร่หลายในระบบโทรคมนาคม
• แบนด์วิดธ์ (Bandwidth) กว้างจึงมีอัตราการส่งข้อมูลสูงและเร็ว
• ไม่มีสัญญาณรบกวน
• ประสิทธิภาพการทำงานสูง
• ราคาแพง

• 
  Fiber Optic Cable
• 
  Fiber Optic Cable

คุณสมบัติและการนำไปใช้งานของสื่อกลางแบบใช้สายชนิดต่างๆ