การสื่อสารข้อมูลทางคอมพิวเตอร์ การสื่อสารข้อมูลทางคอมพิวเตอร์ หมายถึง การโอนถ่าย (Transmission) ข้อมูลหรือการแลกเปลี่ยนข้อมูลระหว่างผู้ส่งต้นทางกับผู้รับปลายทาง ทั้งข้อมูลประเภท ข้อความ รูปภาพ เสียง หรือข้อมูลสื่อผสม โดยผู้ส่งต้นทางส่งข้อมูลผ่านอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์หรือคอมพิวเตอร์ ซึ่งมีหน้าที่แปลงข้อมูลเหล่านั้นให้อยู่ในรูปสัญญาณทางไฟฟ้า (Electronic data) จากนั้นถึงส่งไปยังอุปกรณ์หรือคอมพิวเตอร์ปลายทาง
1. ผู้ส่ง เป็นสิ่งที่ทำหน้าที่ส่งข้อมูลข่าวสารออกไปยังจุดหมายปลายทางที่ต้องการ ซึ่งอาจเป็น
บุคคลหรืออุปกรณ์ เช่น เครื่องคอมพิวเตอร์ โทรศัพท์ เป็นต้น
2. ข้อมูลข่าวสาร เป็นสิ่งที่ผู้ส่งต้องการส่งไปให้ผู้รับที่อยู่ปลายทางซึ่งอาจเป็นเสียง ข้อความหรือภาพ เพื่อสื่อสารให้เกิดความเข้าใจตรงกัน
3. สื่อกลาง หรือช่องทางการสื่อสาร เป็นสิ่งที่ช่วยให้ข้อมูลข่าวสารเดินทางจากผู้ส่งไปยังผู้รับได้โดยสะดวก ซึ่งมีหลายรูปแบบ ดังนี้
* สายสัญญาณชนิดต่างๆ เช่น สายโทรศัพท์ สายเคเบิล เส้นใยแก้วนำแสง เป็นต้น
* คลื่นสัญญาณชนิดต่างๆ เช่น คลื่นวิทยุ คลื่นไมโครเวฟ คลื่นแสง คลื่นอินฟราเรด
* อุปกรณ์เสริมชนิดต่างๆ เช่น เสาอากาศวิทยุ เสาอากาศโทรศัพท์ ดาวเทียม โมเด็ม
4. ผู้รับ เป็นสิ่งที่ทำหน้าที่รับข้อมูลข่าวสารจากผู้ส่ง ซึ่งส่งผ่านสื่อกลางชนิดต่างๆ เช่น เครื่องคอมพิวเตอร์ โทรศัพท์ โทรทัศน์ วิทยุ เป็นต้น
การที่จะส่งข้อมูลข่าวสารจากผู้ส่งไปยังผู้รับได้อย่างมีประสิทธิภาพนั้น จะขาดส่วนประกอบใดส่วนประกอบหนึ่งที่กล่าวมาแล้วไม่ได้ และต้องรู้จักเลือกใช้อุปกรณ์และวิธีการให้เหมาะสมกับลักษณะงาน
5. โปรโตคอล (Protocol) เป็นข้อกำหนดหรือข้อตกลงถึงกฎระเบียบและวิธีการที่ใช้ในการสื่อสารเพื่อให้ผู้ส่งและผู้รับมีความเข้าใจตรงกัน
ชนิดของการสื่อสาร
การสื่อสารข้อมูลระหว่างผู้รับกับผู้ส่งสามารถแบ่งได้เป็น 3 ประเภท
1. การสื่อสารข้อมูลทิศทางเดียว (Simplex Transmission) เป็นการติดต่อสื่อสารเพียงทิศทางเดียว คือผู้ส่งจะส่งข้อมูลเพียงฝั่งเดียวและโดยฝั่งรับไม่มีการตอบกลับ เช่น การกระจายเสียงของสถานีวิทยุ การส่ง e-mail เป็นต้น
2. การสื่อสารข้อมูลสองทิศทางสลับกัน (Half Duplex Transmission)
สามารถส่งข้อมูลในเวลาใดเวลาหนึ่ง ไปในทิศทางเดียวเท่านั้น ทั้งฝ่ายส่งและฝ่ายรับ หรือพูดอีกนัยหนึ่งคือ ผู้ส่งสามารถส่งข้อมูลไปให้แก่ผู้รับ ส่วนผู้รับก็สามารถโต้ตอบกลับได้ แต่ไม่สามารถส่งสวนทางกันได้ในเวลาเดียวกัน เช่นการส่งวิทยุของตำรวจ
3. การสื่อสารข้อมูลสองทิศทางพร้อมกัน (Full Duplex Transmission)
สามารถส่งข้อมูลในเวลาใดเวลาหนึ่ง ได้ทั้ง2ทิศทาง ทั้งฝ่ายส่งและฝ่ายรับ หรือพูดอีกนัยหนึ่งคือ ผู้ส่งและผู้รับ สามารถโต้ตอบสวนทางกันได้ในเวลาเดียวกัน เช่น การส่งสัญญาณโทรศัพท์ สนทนา msn , feaebook
ประเภทของสัญญาณ
ข้อมูลที่ใช้ในการสื่อสารข้อมูลทางคอมพิวเตอร์ ต้องเป็นข้อมูลที่อยู่ในรูปสัญญาณทางไฟฟ้า ซึ่งสามารถจำแนกสัญญาณได้ 2 ลักษณะ
1. สัญญาณแบบดิจิทัล(Digitals signal)
เป็นสัญญาณที่ถูกแบ่งเป็นช่วงๆ อย่างไม่ต่อเนื่อง (Discrete) โดยลักษณะของสัญญาณจะแบ่งออกเป็นสองระดับเพื่อแทนสถานะสองสถานะ คือ สถานะของบิต 0 และสถานะของบิต 1 โดยแต่ละสถานะคือ การให้แรงดันทางไฟฟ้าที่แตกต่างกัน การทำงานในคอมพิวเตอร์ใช้สัญญาณดิจิทัล
2. สัญญาณอนาลอก(Analog Signal)
เป็นสัญญาณคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่มีความต่อเนื่องของสัญญาณ โดยไม่เปลี่ยนแปลงแบบทันที่ทันใดเหมือนกับสัญญาณดิจิทัล เช่น เสียงพูด หรืออุณหภูมิในอากาศเมื่อเทียบกับเวลาที่เปลี่ยนแปลงอย่างต่อเนื่อง
ตาราง พัฒนาการสื่อสารข้อมูลที่สำคัญตั้งแต่อดีตจนถึงปัจจุบัน
พ.ศ.
|
เทคโนโลยี
|
รายละเอียด
|
2380
|
โทรเลข (telegram)
|
เป็นอุปกรณ์สื่อสารข้อมูลอิเล็กทรอนิกส์แบบแรก ประดิษฐ์ขึ้นที่ประเทศอังกฤษ ซึ่งใช้อุปกรณ์ทางไฟฟ้าส่งข้อความจากที่หนึ่งไปอีกที่หนึ่ง ถูกนำมาใช้อย่างกว้างขวางในการส่งข่าวสาร
|
2453
|
เครื่องโทรพิมพ์ (teleprinter)
|
เป็นอุปกรณ์สื่อสารข้อมูลอิเล็กทรอนิกส์แบบเดียวกับโทรเลข แต่สามารถพิมพ์ข้อความที่ได้รับลงกระดาษได้โดยอัตโนมัติ ซึ่งเป็นที่รู้จักกันทั่วไปชื่อ เทเล็กซ์(TELEX) ส่วนใหญ่ในอเมริกาเรียกว่า TWX
|
2487
|
มาร์ค 1 คอมพิวเตอร์
(Mark I- Computer)
|
เป็นเครื่องคอมพิวเตอร์เครื่องแรกของโลก สร้างโดยมหาวิทยาลัยฮาร์วาร์ด ประเทศสหรัฐอเมริกา ใช้หลอดสุญญากาศ ซึ่งใช้กำลังไฟฟ้าสูง จึงมีปัญหาเรื่องความร้อนและไส้หลอดขาดบ่อย
|
2503
|
ดาวเทียมสื่อสารดวงแรกของสหรัฐอเมริกา (first U.S.satellite)
|
ชื่อว่า เอคโค 1 (Echo 1) ถูกสร้างขึ้นเพื่อการทดสอบระบบสื่อสารผ่านดาวเทียมเท่านั้น ซึ่งดาวเทียมเป็นโลหะมีรูปทรงกลม สามารถสะท้อนคลื่นไมโครเวฟที่ส่งมาจากจุดใดจุดหนึ่งบนพื้นโลกไปยังอีกจุดหนึ่งได้
|
2513
|
เลเซอร์ (laser)
|
คิดค้นโดย ทีโอดอร์ ไมแมน (Theodore Maiman) ที่สถาบันวิจัย ฮิวจ์ (Hughes Research Labaratories)เป็นลำแสงขนานที่มีความเข้มสูง และมีความยาวคลื่นที่ตายตัว ซึ่งในช่วงแรกของการวิจัยมีแนวโน้มเพื่อนำไปใช้ทางการทหาร
|
2514
|
อีเมล (e-mail)
|
มีการทดลองส่งครั้งแรกในเครือข่ายโดยเรย์ ทอมลินสัน (Ray Tomlinson)
|
2515
|
อีเทอร์เน็ต (thernet)
|
บริษัท ซีร็อกซ์ (Xerox) ได้สร้างมาตรฐานสำหรับการสื่อสารข้อมูลบนเครือข่ายเฉพาะบริเวณ (LAN) ขึ้น ซึ่งปัจจุบันเป็นที่ยอมรับกันว่าเป็นเทคโนโลยีเครือข่ายที่เป็นมาตรฐานหลักของเทคโนโลยีสารสนเทศทั้งหมด
|
|
|
|
2519
|
พีซี (personal computer:PC)
|
คิดค้นขึ้นเพื่อให้ผู้ใช้งานทั่วไป สามารถใช้คอมพิวเตอร์ได้อย่างสะดวกสบาย
|
2526
|
อินเทอร์เน็ต (Internet)
|
เครือข่ายคอมพิวเตอร์ขนาดใหญ่ที่โยงใยกันทั่วโลก โดยเครือข่ายดังกล่าวจะต้องมีมาตรฐานการรับส่งข้อมูลระหว่างกันเป็นแบบเดียวกัน แม้คอมพิวเตอร์ที่เชื่อมภายในเครือข่ายดังกล่าวอาจจะแตกต่างชนิดหรือต่างขนาดกันก็สามารถสื่อสารกันได้
|
2527
|
เซลลูลาร์(cellular)
|
ระบบโทรศัพท์ไร้สายแบบเซลลูลาร์ได้เข้ามาแทนที่ระบบโทรศัพท์ไร้สายแบบใช้คลื่นวิทยุ
|
2533
|
ปรับปรุงระบบอาร์พาเน็ต(ARPANET Reorganization)
|
เครือข่ายอาร์พาเน็ตถูกยกเลิกและถูกแทนที่ด้วยระบบเครือข่ายไร้สายระดับชาติ
|
2535
|
เวิลด์ไวด์เว็บ (World Wild Web)
|
เป็นการบริการข้อมูลแบบไฮเปอร์เท็กซ์ (hypertext)ที่ประกอบไปด้วยเอกสารจำนวนมากที่มีการเชื่อมโยงกัน
|
2541
|
โทรทัศน์แบบ HDTV
|
เป็นโทรทัศน์ที่มีความละเอียดสูง ให้ภาพคมชัดมากกว่าปกติ เริ่มจำหน่ายครั้งแรกในประเทศสหรัฐอเมริกา
|
2543
|
ระบบสื่อสารแบบไร้สาย(wireless technology)
|
ระบบสื่อสารแบบไร้สายเริ่มเข้ามามีส่วนแบ่งทางการตลาดมากขึ้น
|
2545
|
ระบบสื่อสารแบบบรอดแบนต์(broadband access)
|
บริการอินเทอร์เน็ตความเร็วสูงที่ใช้เทคโนโลยีAsymmetric Digital Subscriber Line (ADSL) นั่นคือ การสื่อสารข้อมูลความเร็วสูงบนข่ายสายทองแดง หรือคู่สายโทรศัพท์
|
2.เครือข่ายคอมพิวเตอร์
เครือข่ายคอมพิวเตอร์ (computer network) เป็นการเชื่อมต่อคอมพิวเตอร์และอุปกรณ์ต่อพ่วงเข้าด้วยกัน เพื่อให้สามารถใช้ข้อมูลร่วมกันได้ เครือข่ายคอมพิวเตอร์แบ่งออกตามการเชื่อมโยงได้เป็น 4 ชนิด ดังนี้
2.1 เครือข่ายส่วนบุคคล หรือ แพน (Personal Area Network : PAN) เป็นเครือข่ายที่ใช่ส่วนบุคคล ซึ่งเป็นการเชื่อมต่อแบบไร้สายในระยะใกล้ เช่น เช่น Bluetooth ตัวอย่าง เช่น การแลกเปลี่ยนข้อมูลระหว่าง PDA กับ Desktop โดยมีระยะทางไม่เกิน 1เมตร และมีอัตราการรับส่งข้อมูลความเร็วสูงมาก (สูงถึง 480 Mbps)การเชื่อมต่อคอมพิวเตอร์กับโทรศัพท์มือถือ การเชื่อมต่อคอมพิวเตอร์กับเครื่องพีดีเอ เป็นต้น— PDA ย่อมาจาก Personal Digital Assistant หมายถึง คอมพิวเตอร์แบบพกพาขนาดเล็กเท่าฝ่ามือ มีโปรแกรมพื้นฐาน เช่น Spread Sheet ต่างๆ ช่วยจดบันทึก และการนัดหมายต่างๆ (Palm)
เกิน 1เมตร และมีอัตราการรับส่งข้อมูลความเร็วสูงมาก (สูงถึง 480 Mbps)
2.2 เครือข่ายเฉพาะที่ หรือ (Local Area Network : LAN) เป็นเครือข่ายขนาดเล็กซึ่งเชื่อมโยงคอมพิวเตอร์และอุปกรณ์สื่อสารที่อยู่ในท้องที่บริเวณเดียวกันเข้าด้วยกัน เช่น ภายในอาคาร หรือภายในอง๕การที่มีระยะทางไม่ไกลมากนัก เป็นต้น โดยคอมพิวเตอร์แต่ละเครื่องจะต่อเข้ากับอุปกรณ์เครือข่าย เช่น ฮับ สวิตช์ เป็นต้น ซึ่งอุปกรณ์เครือข่ายแต่ละตัวจะเชื่อมต่อกันโดยใช้สายตีเกลียวคู่ สายใยแก้วนำแสงหรือคลื่นวิทยุ และเครือข่ายแลนจะเชื่อมต่อถึงกันด้วยอุปกรณ์จัดเส้นทาง (router) การสร้างเครือข่ายแลนนี้แต่ละองค์กร สามารถดำเนินการเองได้ โดยการวางสายสัญญาณสื่อสารภายในอาคารหรือภายในพื้นที่ของตนเอง เครือข่ายแลนมีตั้งแต่เครือข่ายขนาดเล็กที่เชื่อมโยงคอมพิวเตอร์ตั้งแต่สองเครื่องขึ้นไปภายในห้องเดียวกัน จนถึงเชื่อมโยงระหว่างห้องหรือองค์กรขนาดใหญ่ เช่น ภายในสำนักงาน ภายในโรงเรียนหรือมหาวิทยาลัย เป็นต้น ทำให้เครื่องคอมพิวเตอร์หลายๆ เครื่องที่เชื่อมต่อกัน สามารถส่งข้อมูลแลกเปลี่ยนกันได้อย่างสะดวก รวดเร็ว และยังสามารถใช้ทรัพยากรร่วมกันได้อีกด้วย
2.3 เครือข่ายนครหลวง หรือแมน (Metropolitan Area Network : MAN) เป็นเครือข่ายที่เชื่อมโยง
แลนที่อยู่ห่างกัน เช่น ระหว่างสำนักงานที่อยู่คนละอาหาร ระบบเคเบิลทีวีตามบ้านในปัจจุบัน เป็นต้น โดยมีลักษณะการเชื่อมโยงคอมพิวเตอร์ที่มีระห่างไกลกันในช่วง 5-40 กิโลเมตร ผ่านสายสื่อสารประเภทสายใยแก้วนำแสงสายโคแอกเชียล หรืออาจใช้คลื่นไมโครเวฟ
2.4 เครือข่ายวงกว้าง หรือแวน (Wide Area Network : WAN) เป็นเครือข่ายคอมพิวเตอร์ขนาดใหญ่
ที่เชื่อมโยงระบบคอมพิวเตอร์ในระยะห่างไกล มีการติดต่อสื่อสารกันในบริเวณกว้าง เช่น เชื่อมโยงระหว่างจังหวัด ระหว่างประเทศ เป็นต้น
3. โพรโทคอลและอุปกรณ์สื่อสารในระบบเครือข่ายคอมพิวเตอร์
การสื่อสารโดยผ่านระบบเครือข่ายคอมพิวเตอร์ จะต้องมีการเชื่อมต่อระหว่างเครื่องคอมพิวเตอร์ และอุปกรณ์เครือข่ายชนิดต่างๆ กัน ซึ่งไม่สามารถเชื่อมต่อกันโดยตรงได้ ดังนั้น จึงต้องการมีการเปลี่ยนรูปแบบของข้อมูลที่ส่ง และกำหนดมาตรฐานทางด้านฮาร์ดแวร์และซอฟต์แวร์ เพื่อให้อุปกรณ์สามารถติดต่อสื่อสารกันได้
3.1 โพรโทคอล (protocol) คือ ข้อตกลงอย่างเป็นทางการเกี่ยวกับวิธีที่คอมพิวเตอร์จะจัดรูปแบบและตอบรับข้อมูลระหว่างการสื่อสาร ซึ่งโพรโทคอลจะมีหลายมาตรฐาน และในแต่ละ
โพรโทคอลจะมีข้อดีข้อเสียต่างกันไป
การติดต่อสื่อสารข้อมูลผ่านทางเครือข่ายนั้น จำเป็นต้องมีโพรโทคอลที่เป็นข้อกำหนดตกลงในการสื่อสารขึ้น เพื่อช่วยให้ระบบสองระบบที่แตกต่างกันสามารถสื่อสารกันอย่างเข้าใจได้ โพรโทคอลนี้เป็นข้อตกลงที่กำหนดเกี่ยวกับการสื่อสารระหว่างคอมพิวเตอร์ต่างๆ ทั้งวิธีการส่งและรับข้อมูล วิธีการตรวจสอบข้อผิดพลาดของการส่งและการรับข้อมูล การแสดงผลข้อมูลเมื่อส่งและรับกันระหว่างเครื่องสองเครื่อง ดังนั้น จะเห็นได้กว่าโพรโทคอลมีความสำคัญมากในการสื่อสารบนเครือข่าย ซึ่งหากไม่มีโพรโทคอลแล้ว การสื่อสารบนเครือข่ายคงไม่สามารถเกิดขึ้นได้
ในปัจจุบันการทำงานของเครือข่ายใช้มาตรฐานโพรโทคอลต่าง ๆ ร่วมกันทำงานมากมาย นอกจากโพรโทคอลระดับประยุกต์แล้ว การดำเนินการภายในเครือข่ายยังมีโพรโทคอลย่อยที่ช่วยทำให้
การทำงานของเครือข่ายมีประสิทธิภาพขึ้น ซึ่งโพรโทคอลที่ใช้ในการสื่อสารในปัจจุบันมีหลายประเภท ตัวอย่างเช่น
1) โพรโทคอลเอชทีทีพี (Hyper Tex Transfer Protocol : HTTP) เป็นโพรโทคอลหลักในการใช้งานเวิลด์ไวด์เว็บ โดยมีจุดประสงค์เพื่อเป็นช่องทางสำหรับเผยแพร่และแลกเปลี่ยนภาษาเอชทีเอ็มแอล (Hyper Text Markup Language : HTML) ใช้ร้องขอหรือตอบกลับระหว่างเครื่องลูกข่าย ที่ใช้โปรแกรมค้นดูเว็บกับเครื่องแม่ข่าย (web server) โดยทำงานอยู่บนโพรโทคอลทีซีพี (Transfer Control Protocol : TCP)
2) โพรโทคอลทีซีพี/ไอพี (Transfer Control Protocol/Internet Protocol : TCP/IP) เป็นโพรโทคอลที่ใช้ในการสื่อสารในระบบอินเทอร์เน็ต โดยมีการระบุผู้รับ ผู้ส่งในเครือข่าย และแบ่งข้อมูลออกเป็นแพ็กเก็ตส่งผ่านไปทางอินเทอร์เน็ต ซึ่งหากการส่งข้อมูลเกิดความผิดพลาดจะมีการร้องขอให้ส่งข้อมูลใหม่
3) โพรโทคอลเอสเอ็มทีพี (Simple Mail Transfer Protocol : SMTP) คือ โพรโทคอลสำหรับส่งไปรษณีย์อิเล็กทรอนิกส์ (electronic mail) หรืออีเมล (Email) ไปยังจุดหมายปลายทาง
4) บลูทูท (Bluetooth) เป็นโพรโทคอลที่ใช้คลื่นวิทยุความถี่ 2.4 GHz ในการรับส่งข้อมูล คล้ายกับระบบแลนไร้สาย เพื่อได้ผู้ใช้งานคอมพิวเตอร์สามารถติดต่อสื่อสารกับอุปกรณ์ต่อพ่วงไร้สาย เช่น เครื่องพิมพ์ เมาส์ คีย์บอร์ด โทรศัพท์เคลื่อนที่ หูฟัง เป็นต้น เข้าด้วยกันได้สะดวก
ปัจจุบันมีโพรโทคอลในระดับประยุกต์ใช้งานมากมาย นอกจากโพโทคอลที่กล่าวมาข้างต้น เช่น การโอนย้ายแฟ้มข้อมูลระหว่างกัน ใช้โพรโทคอลชื่อเอฟทีพี (File Transfer Protocol : FTP) การโอนย้ายข่าวสารระหว่างกันใช้โพรโทคอลชื่อเอ็นเอ็นทีพี (Network News Transfer Protocol : NNTP)เป็นต้น จะเห็นได้ว่าการใช้เครือข่ายคอมพิวเตอร์ในทุกวันนี้ เป็นผลมาจากการพัฒนาโพรโทคอลต่างๆขึ้นใช้งาน ซึ่งการทำงานอย่างใดอย่างหนึ่งจำเป็นต้องผ่านการใช้งานโพรโทคอลต่างๆ หลายโพรโทคอลร่วมกัน
3.2 อุปกรณ์สื่อสารในระบบเครือข่ายคอมพิวเตอร์
การเชื่อมต่อเครื่องคอมพิวเตอร์ให้กลายเป็นระบบเครือข่ายได้นั้น จะต้องอาศัยอุปกรณ์สื่อสารในระบบเครื่องคอมพิวเตอร์ (network device) ซึ่งทำหน้าที่รับและส่งข้อมูลโดยผ่านทางสื่อกลาง ไม่ว่าจะเป็นสื่อกลางแบบใช้สาย และสื่อกลางแบบไร้สาย ซึ่งอุปกรณ์สื่อสารในระบบเครือข่ายคอมพิวเตอร์มีดังนี้
1) เครื่องทวนสัญญาณ (repeater) เป็นอุปกรณ์ที่ทำหน้าที่รับสัญญาณดิจิทัล แล้วส่งต่อออกไปยังอุปกรณ์ตัวอื่น เหตุที่ต้องใช้อุปกรณ์ทวนสัญญาณ เนื่องจากการส่งสัญญาณไปในตัวกลางที่เป็นสายสัญญาณนั้น เมื่อระยะทางมากขึ้นแรงดันของสัญญาณจะลดลงเรื่อยๆ ทำให้ไม่สามารถส่งสัญญาณในระยะทางไกลๆ ได้ ดังนั้น การใช้อุปกรณ์ทวนสัญญาณจะทำให้สามารถส่งสัญญาณไปได้ไกลขึ้น โดยสัญญาณไม่สูญหาย
2) ฮับ (hub) เป็นอุปกรณ์ที่ทำหน้าที่รวมสัญญาณที่มาจากอุปกรณ์รับส่ง หรือเครื่องคอมพิวเตอร์หลายๆ เครื่องเข้าด้วยกัน สัญญาณที่ส่งมาจากฮับจะกระจายไปยังทุกเครื่องที่ต่อยู่กับฮับ ซึ่งแต่ละเครื่องจะเลือกรับเฉพาะข้อมูลที่ส่งมาถึงตนเองเท่านั้น
3) บริดจ์ (bridge) ใช้ในการเชื่อมต่อเครือข่ายหลายเครือข่ายเข้าด้วยกัน โดยจะต้องเป็นเครือข่ายที่ใช้โพรโทคอลตัวเดียวกัน ซึ่งมีความสามารถมากกว่าฮับและอุปกรณ์ทวนสัญญาณ คือ สามารถกรองข้อมูลที่จะส่งต่อได้ โดยการตรวจสอบว่า ข้อมูลที่ส่งนั้นมีปลายทางอยู่ที่ใด หากเครื่องปลายทางอยู่ภายในเครือข่ายเดียวกันกับเครื่องส่ง ก็จะส่งข้อมูลนั้นไปในเครือข่ายเดียวกันเท่านั้น ไม่ส่งไปยังเครือข่ายอื่น แต่หากข้อมูลมีปลายทางอยู่ที่เครือข่ายอื่น ก็จะส่งข้อมูลไปในเครือข่ายที่มีเครื่องปลายทางอยู่เท่านั้น ทำให้สามารถจัดการกับความหนาแน่นของข้อมูลได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้น
4) อุปกรณ์จัดเส้นทาง (router) สามารถกรองข้อมูลได้เช่นเดียวกับบริดจ์ แต่จะมีความสามารถมากกว่า ตรงที่สามารถหาเส้นทางในการส่งกลุ่มข้อมูล (data packer) ไปยังเครื่องปลายทางในระยะทางที่สั้นที่สุดได้
5) สวิตช์ (switch) นำความสามารถของฮับกับบริดจ์มารวมกัน แต่การส่งข้อมูลจากคอมพิวเตอร์ตัวหนึ่งจะไม่กระจายไปยังคอมพิวเตอร์ทุกเครื่องเหมือนกับฮับ เพราะสวิตช์จะทำหน้าที่รับกลุ่มข้อมูลมาตรวจสอบก่อนว่าเป็นของคอมพิวเตอร์เครื่องใด แล้วนำข้อมูลนั้นส่งต่อไปยังคอมพิวเตอร์เป้าหมาย ซึ่งช่วยลดปัญหาการชนหรือความคับคั่งของข้อมูล
6) เกตเวย์ (gateway) เป็นอุปกรณ์ที่ทำหน้าที่เชื่อมต่อเครือข่ายต่างๆ เข้าด้วยกัน ไม่ว่าเครือข่ายนั้นจะใช้โพรโทคอลตัวใดก็ตาม เนื่องจากเกตเวย์สามารถแปลงรูปแบบแพ็กเก็ตของโพรโทคอลหนึ่งไปเป็นรูปแบบของอีกโพรโทคอลหนึ่งได้ เพื่อให้เหมาะสามกับการใช้งานในเครือข่าย ทำให้สามารถเชื่อมต่อกับเครือข่ายอื่นๆ ได้อย่างไม่มีข้อจำกัด แต่ในปัจจุบันนี้ได้รวมการทำงานของเกตเวย์ไว้ในอุปกรณ์จัดเส้นทาง (router)แล้ว ทำให้อุปกรณ์จัดเส้นทางสามารถทำงานเป็นเกตเวย์ได้ จึงไม่จำเป็นต้องซื้อเกตเวย์อีก
4. เทคโนโลยีการรับส่งข้อมูลในเครือข่ายคอมพิวเตอร์
เทคโนโลยีในการส่งข้อมูลผ่านเครือข่ายคอมพิวเตอร์ สามารถแบ่งเป็น 2 ประเภทหลัก ได้แก่ เทคโนโลยีการรับส่งข้อมูลแบบใช้สาย และเทคโนโลยีการรับส่งข้อมูลแบบไร้สาย ดังนี้
4.1 เทคโนโลยีการรับส่งข้อมูลแบบใช้สาย เทคโนโลยีการส่งข้อมูลแบบใช้สาย แบ่งออกตามชนิด
ของสายสื่อสารได้ 3 ชนิด ดังนี้
1) สายตีเกลียวคู่ (twisted pair cable) ประกอบด้วยเส้นลวดทองแดง 2 เส้น ที่หุ้มด้วยฉนวนพลาสติก พันบิดกันเป็นเกลียว เพื่อลดการรบกวนจากคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าจากคู่สายข้างเคียงภายในเคเบิลเดียวกัน หรือจากภายนอก เนื่องจากสายตีเกลียวคู่นี้ยอมให้สัญญาณไฟฟ้าความถี่สูงผ่านได้ สำหรับอัตราการส่งข้อมูลผ่านสายตีเกลียวคู่จะขึ้นอยู่กับความหนาของสาย คือ สายทองแดงที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางกว้าง จะสามารถส่งสัญญาณไฟฟ้ากำลังแรงได้ ทำให้สามารถส่งข้อมูลได้ด้วยความเร็วสูง โดยทั่วไปใช้สำหรับส่งข้อมูลดิจิทัล สามารถใช้ส่งข้อมูลได้ถึง 100 เมกะบิตต่อวินาที ในระยะทางไม่เกินร้อยเมตร เนื่องจากราคาไม่แพงมาก ใช้ส่งข้อมูลได้ดีจึงมีการใช้งานอย่างกว้างขวาง สายตีเกลียวคู่มี 2 ชนิด ดังนี้
1. แบบไม่มีฉนวนหุ้ม (UTP : Unshielded Twisted Pair)
2. แบบมีฉนวนหุ้ม (STP : Shielded Twisted Pair)
สายคู่บิดเกลียวแบบไม่มีฉนวนหุ้ม (UTP : Unshielded Twisted Pair)สาย UTP เป็นสายที่พบเห็นกันมาก มักจะใช้เชื่อมโยงคอมพิวเตอร์ไปยังอุปกรณ์สื่อสารตามมาตรฐานที่กำหนด สำหรับสายประเภทนี้จะมีความยาวของสายในการเชื่อมต่อได้ไม่เกิน 100 เมตร และสาย UTP มีจำนวนสายบิดเกลียวภายใน 4 คู่ คู่สายในสายคู่ตีเกลียวไม่หุ้มฉนวนคล้ายสายโทรศัพท์ มีหลายเส้นซึ่งแต่ละเส้นก็จะมีสีแตกต่างกัน และตลอดทั้งสายนั้นจะถูกหุ้มด้วยพลาสติก (Plastic Cover) ปัจจุบันเป็นสายที่ได้รับความนิยมมากที่สุด เนื่องจากราคาถูกและติดตั้งได้ง่าย แสดงดังรูป
รูปแสดงสายคู่บิดเกลียวแบบไม่มีฉนวนหุ้ม (UTP : Unshielded Twisted Pair) ข้อดีของสาย UTP
- ราคาถูก
- ติดตั้งง่ายเนื่องจากน้ำหนักเบา
- มีความยืดหยุ่น และสามารถโค้งงอได้มาก
ข้อเสียของสาย UTP
- ไม่เหมาะในการเชื่อมต่อกับอุปกรณ์ที่ห่างไกล มาก เพราะสัญญาณที่วิ่งบนสายจะถูกลดทอนลงไปตามความยาวของสาย (มีความยาวของสายในการเชื่อมต่อได้ไม่เกิน 100 เมตร)
สายคู่บิดเกลียวแบบมีฉนวนหุ้ม (STP : Shielded Twisted Pair)
สายสัญญาณ STP มีการนำสายคู่พันเกลียวมารวมอยู่และมีการเพิ่มฉนวนป้องกันสัญญาณรบกวน ซึ่งร่างแหนี้จะมีคุณสมบัติเป็นเกราะในการป้องกันสัญญาณรบกวนจากคลื่นแม่ เหล็กไฟฟ้าต่างๆ เรียกเกราะนี้ว่า ชิลด์ (Shield) และเป็นสายสัญญาณที่ได้รับการพัฒนาต่อจากสาย UTP โดยเพิ่มการชีลด์กันสัญญาณรบกวนเพื่อทำให้คุณสมบัติโดยรวมของสัญญาณดีมาก ขึ้น คุณลักษณะของสาย STP ก็เหมือนกับสาย UTP คือมีเรื่องเกี่ยวกับอัตราการบั่นทอนครอสทอร์ก
รูปแสดงสายคู่บิดเกลียวแบบมีฉนวนหุ้ม (STP : Shielded Twisted Pair) ข้อดีของสาย STP
- ส่งข้อมูลด้วยความเร็วสูงกว่า UTP
- ป้องกันคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า และคลื่นวิทยุ
ข้อเสียของสาย STP
- มีขนาดใหญ่และไม่ค่อยยืดหยุ่นในการงอพับสายมากนัก
- ราคาแพงกว่าสาย UTP
- ป้องกันคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า และคลื่นวิทยุ
ข้อเสียของสาย STP
- มีขนาดใหญ่และไม่ค่อยยืดหยุ่นในการงอพับสายมากนัก
- ราคาแพงกว่าสาย UTP
1) สายโคแอซ์ก (coaxial cable) มีลักษณะเช่นเดียวกับสายที่ต่อมาจากเสาอากาศประกอบด้วยลวดทองแดงที่เป็นแกนหุ้มด้วยฉนวนชั้นหนึ่ง เพื่อป้องกันกระแสไฟฟ้ารั่ว จากนั้นจะหุ้มด้วยตัวนำซึ่งทำจากลวดทองแดงถักเป็นเปียเพื่อป้องกันการรบกวนของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าและสัญญาณรบกวนอื่นๆ ก่อนจะหุ้มชั้นนอกสุดด้วยฉนวนพลาสติก สัญญาณไฟฟ้าสามารถผ่านได้สูงมาก นิยมใช้เป็นช่องสื่อสารเชื่อมโยงผ่านใต้ทะเลและใต้ดิน สายโคแอกซ์ที่ใช้ทั่วไปมี 2 ชนิด คือ 50 โอห์ม ซึ่งใช้ส่งข้อมูลดิจิทัล และชนิด 75 โอห์ม ซึ่งใช้ส่งข้อมูลสัญญาณอะนาล็อก
2) สายใยแก้วนำแสง (fiber optic cable) หรือเส้นใยนำแสง แกนกลางของสายประกอบด้วยเส้นใยแก้วหรือพลาสนิกขนาดเล็กภายในกลวง หลายๆ เส้น อยู่รวมกัน เส้นใยแต่ละเส้นมีขนาดเล็กประมาณเส้นผมของมนุษย์ เส้นใยแต่ละเส้นห่อหุ้มด้วยเส้นใยอีกชนิดหนึ่งก่อนจะหุ้มชั้นนอกสุดด้วยฉนวน การส่งข้อมูลผ่านทางสื่อกลางชนิดนี้จะแตกต่างจากชนิดอื่นๆ ซึ่งจะใช้เลเซอร์วิ่งผ่านช่องกลวงของเส้นใยแต่ละเส้น และอาศัยหลักการหักเหของแสง โดยใช้เส้นใยชั้นนอกเป็นกระจกสะท้อนแสง สามารถส่งข้อมูลด้วยอัตราความหนาแน่นของสัญญาณข้อมูลที่สูงมาก และไม่มีการก่อกวนของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า ทำให้สามารถส่งข้อมูลทั้งตัวอักษร ภาพ กราฟิก เสียง หรือวีดีทัศน์ได้ในเวลาเดียวกัน แต่ยังมีข้อเสีย เนื่องจากการบิดงอของสายสัญญาณจะทำให้เส้นใยหัก จึงไม่สามารถใช้สื่อกลางนี้เดินทางตามมุมตึกได้ สายใยแก้ว นำแสง มีลักษณะพิเศษที่ใช้สำหรับเชื่อมโยงแบบจุดไปจุด จึงเหมาะที่จะใช้กับการเชื่อมโยงระหว่างอาคารกับอาคารหรือระหว่างเมืองกับเมือง
4.1 เทคโนโลยีการรับส่งข้อมูลแบบไร้สาย
เทคโนโลยีการส่งข้อมูลแบบไร้สาย อาศัยคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าเป็นสื่อกลางนำสัญญาณซึ่งสามารถแบ่งตามช่วงความถี่ของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าได้ 4 ชนิด ดังนี้
1) อินฟราเรด (infrared) เป็นลักษณะของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่ใช้ในการส่งข้อมูลระยะใกล้ๆ ในช่วงความถี่ที่แคบมาก ใช้ช่องทางสื่อสารน้อย มักใช้กับการสื่อสารข้อมูลที่ไม่มีสิ่งกีดขวางระหว่างตัวส่งกับตัวรับสัญญาณ โดยต้องใช้วิธีการสื่อสารตามแนวเส้นตรง ระยะทางไม่เกิน 1-2 เมตร ความเร็วประมาณ 4-16 เมกะบิตต่อวินาที เช่น การส่งสัญญาณจากรีโมตคอนโทรลไปยังโทรทัศน์ การเชื่อมต่อคอมพิวเตอร์สองเครื่องโดยผ่านพอร์ตไออาร์ดีเอ เป็นต้น
2) คลื่นวิทยุ (radio frequency) ใช้ส่งสัญญาณไปในอากาศ โดยมีตัวกระจายสัญญาณส่งไปยังตัวรับสัญญาณ และใช้คลื่นวิทยุในช่วงความถี่ต่างๆ กัน มีความเร็วต่ำประมาณ 2 เมกะบิตต่อวินาที เช่น การสื่อสารในระบบวิทยุเอฟเอ็ม (Frequency Modulation : FM) เอเอ็ม (Amplitude Modulation : AM) การสื่อสารโดยใช้ระบบไร้สาย (Wi-Fi) และบลูทูท
3) ไมโครเวฟ (microwave) จะใช้การส่งสัญญาณคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าไปในอากาศ พร้อมกับข้อมูลที่ต้องการส่ง และต้องมีสถานนีที่ทำหน้าทีส่งและรับข้อมูล และเนื่องจากสัญญาณไมโครเวฟจะเดินทางเป็นเส้นตรงไม่สามารถเลี้ยวหรือโค้งตามขอบโลกได้ จึงต้องมีการตั้งสถานีรับ-ส่งข้อมูลเป็นระยะๆ และส่งข้อมูลต่อกันเป็นทอดๆ ระหว่างสถานีต่อสถานี จนกว่าจะถึงสถานีปลายทาง และแต่ละสถานีจะตั้งอยู่ในที่สูง เช่น ดาดฟ้าของตึกสูง ยอดเขา เป็นต้น เพื่อหลีกเลี่ยงการชนสิ่งกีดขวางในแนวการเดินทางของสัญญาณ เหมาะกับการส่งข้อมูลในพื้นที่ห่างไกล และทุรกันดาร
4) ดาวเทียม (satellite) เป็นสถานีรับส่งสัญญาณไมโครเวฟบนท้องฟ้า ซึ่งได้รับการพัฒนาขึ้นเพื่อหลีกเลี่ยงข้อจำกัดของสถานีรับ-ส่งไมโครเวฟบนผิวโลก เพื่อใช้เป็นสถานีรับส่งสัญญาณไมโครเวฟบนอวกาศ และทวนสัญญาณในแนวโคจรของโลกซึ่งจะต้องมีสถานีภาคพื้นดิน ทำหน้าที่รับและส่งสัญญาณขึ้นไปบนดาวเทียมที่โคจรอยู่สูงจากพื้นโลกประมาณ 35,600 ไมล์ โดยดาวเทียมเหล่านั้นจะเคลื่อนที่ด้วยความเร็วที่เท่ากับการหมุนของโลก จึงเสมือนกับดาวเทียมนั้นอยู่นิ่งกับที่ขณะโลกหมุนรอบตัวเอง ทำให้การส่งสัญญาณไมโครเวฟจากสถานีหนึ่งขึ้นไปบนดาวเทียมและการกระจายสัญญาณจากดาวเทียมลงมายังสถานีตามจุดต่างๆ บนผิวโลกเป็นไปอย่างแม่นยำ
5. ประโยชน์ของการสื่อสารข้อมูลผ่านเครือข่ายคอมพิวเตอร์
ความสำคัญของการสื่อสารข้อมูลผ่านเครือข่ายคอมพิวเตอร์ เป็นสิ่งที่ตระหนักกันอย่างมากในปัจจุบัน ด้วยเหตุว่าการสื่อสารข้อมูลผ่านเครือข่ายคอมพิวเตอร์มีประโยชน์หลายประการ ดังนี้
1. ความสะดวกในการจัดเก็บข้อมูล การจัดเก็บข้อมูลซึ่งอยู่ในรูปของสัญญาณอิเล็กทรอนิกส์สามารถจัดเก็บไว้ในแผ่นบันทึก (diskette) ที่มีความหนาแน่นสูงได้ แผ่นบันทึกแผ่นหนึ่งสามารถบันทึกข้อมูลได้มากกว่า 1 ล้านตัวอักษร สำหรับการสื่อสารข้อมูลนั้น ถ้าข้อมูลผ่านสายโทรศัพท์ได้ด้วยอัตรา 120 ตัวอักษรต่อวินาที จะทำให้สามารถส่งข้อมูล 200 หน้า ได้ในเวลาเพียง 40 นาที โดยที่ไม่ต้องเสียเวลาป้อนข้อมูลเหล่านั้นซ้ำใหม่อีก
2. ความถูกต้องของข้อมูล โดยปกติมีการข้อมูลด้วยสัญญาณอิเล็กทรอนิกส์จากจุดหนึ่งไปยังอีกจุดหนึ่งด้วยระบบดิจิทัล วิธีการรับส่งนั้นจะมีการตรวจสอบข้อมูล หากมีข้อมูลผิดพลาดก็จะมีการรับรู้และพยายามหาวิธีการแก้ไขให้ข้อมูลที่ได้รับมีความถูกต้อง โดยอาจให้ทำการส่งใหม่หรือกรณีผิดพลาดไม่มาก ผู้รับอาจใช้โปรแกรมของตนเองแก้ไขข้อมูลให้ถูกต้องได้
3. ความเร็วของการทำงาน สัญญาณทางไฟฟ้าจะเดินทางด้วยความเร็วเท่ากับแสง ทำให้การใช้คอมพิวเตอร์ส่งข้อมูลจากซีกโลกหนึ่งไปยังอีกซีกโลกหนึ่ง หรือการค้นหาข้อมูลจากฐานข้อมูลขนาดใหญ่ สามารถทำได้อย่างรวดเร็ว ความรวดเร็วของระบบจะทำให้ผู้ใช้สะดวกสบายอย่างยิ่ง เช่น บริษัทสายการบินทุกแห่งสามารถทราบข้อมูลของทุกเที่ยวบินได้อย่างรวดเร็ว ทำให้การจองที่นั่งของสายการบินสามารถทำได้ทันที
4. ประหยัดต้นทุนในการสื่อสารข้อมูล การเชื่อมต่อคอมพิวเตอร์กันเป็นเครือข่าย เพื่อส่งหรือสำเนาข้อมูล ทำให้ราคาต้นทุนของการใช้ข้อมูลไม่สูงมากนัก เมื่อเทียบกับการจัดส่งแบบวิธีอื่น เช่น การใช้อีเมล์ส่งข้อมูลในรูปแบบอิเล็กทรอนิกส์ การใช้งานโทรศัพท์ผ่านเครือข่ายอินเทอร์เน็ต เป็นต้น
5. สามารถเก็บข้อมูลเป็นศูนย์กลาง กล่าวคือ สามารถมีข้อมูลเพียงชุดเดียวในระบบเครือข่าย ซึ่งถือเป็นข้อมูลส่วนกลาง โดยที่แต่ละแผนกในบริษัทสามารถดึงไปใช้ได้จากที่เดียวกัน ไม่ต้องเก็บข้อมูลที่ซ้ำซ้อน กระจัดกระจายกันไปในคอมพิวเตอร์ทุกแผนก ซึ่งจะมีประโยชน์มากในกรณีที่ข้อมูลนั้นมีการเปลี่ยนแปลงก็สามารถเปลี่ยนแปลงข้อมูลจากส่วนกลางได้ทันที
6. การใช้ทรัพยากรของระบบร่วมกันได้ ในระบบเครือข่ายนั้น จะทำให้สามารถใช้อุปกรณ์คอมพิวเตอร์ร่วมกันได้ โดยที่อุปกรณ์นั้น อาจต่อยู่กับเครื่องใดเครื่องหนึ่งในเครือข่าย แต่สามารถให้เครื่องคอมพิวเตอร์ทุกเครื่องในเครือข่ายใช้อุปกรณ์ตัวนั้นได้โดยตรง ทำให้สามารถลดค่าใช้จ่ายในการซื้ออุปกรณ์คอมพิวเตอร์ในระบบ เช่น สามารถให้เครื่องพิมพ์ตัวเดียว ซึ่งต่ออยู่กับคอมพิวเตอร์เครื่องหนึ่งในเครือข่ายรับคำสั่งในการพิมพ์งานจากทุกๆ เครื่องในเครือข่ายได้ทันที เป็นต้น
7. การทำงานแบบกลุ่ม สามารถใช้ประโยชน์ของระบบเครือข่ายในการทำงานในแผนกหรือกลุ่มงานเดียวกันได้เป็นอย่างดี เช่น สามารถร่วมแก้ไขเอกสารตัวเดียวกันตามแผนงาน กล่าวคือในระบบงานเอกสารชนิดหนึ่งอาจจะต้องผ่านการแก้ไขหลายขั้นตอน ซึ่งจะทำให้คอมพิวเตอร์แต่ละเครื่องทำงานในขั้นตอนของตัวเองก่อนจะส่งไฟล์ข้อมูลของเอกสารนั้นไปให้เครื่องคอมพิวเตอร์อื่นๆ ในเครือข่ายทำขั้นตอนต่อไป เป็นต้น
