3.  ประเภทของสื่อกลางที่ใช้ในการสื่อสารข้อมูล

        ประเถทของสื่อกลางที่ใช้ในการสื่อสารข้อมูลแบ่งได้ 2 ประเภท ดังต่อไปนี้

            1.  สื่อสัญญาณทางสาย  มี 3 แบบ ได้แก่

1.1  สายคู่บิดเกลียว  (Twisted Pair Cable) สายคู่บิดเกลียวประกอบด้วยสายทองแดง 2 เส้น แต่ละเส้นมีฉนวนหุ้มพันกันเป็นเกลียว สามารถลดการรบกวนรจากสนามแม่เหล็กไฟฟเาได้  แต่ไม่สามารถป้องกันการสูญเสียพลังงานจากการแผ่รังสีความร้อนในขณะที่มีการส่งสัญญาณ สายคู่บิดเกลียว 1 คู่ แทนการสื่อสารได้ 1 ช่องทางสื่อสาร (Channel) สำหรับการใช้งานจริง เช่น สายโทรศัพท์เป็นสสายรวมที่ประกอบด้วยสายคู่บิดเกลียวอยู่ภายในเป็นร้อยๆ คู่

รูปที่ 3.14  ตัวอย่างสายโทรศัพท์

    สายคู่บิดเกลียวสามารถใช้ได้ทั้งการส่งสัญญาณข้อมูลแบบอนาล็อกและแบบดิจดตอล และเนื่องจากสายคู่บิดเกลียวจะมีการสูญเสียสัญญาณขณะส่งสัญญาณ ดังนั้นจึงจำเป็นต้องมีเครื่องขยายสัญญาณ  (Amplifier) สำหรับการส่งสัญญาณข้อมูลแบบอนาล็อกในระยะทางไกลๆ หรือทุก 5-6 กิโลเมตร สำหรับการส่งสัญญาณข้อมูลแบบดิจิตอลจะต้องมีเครื่องทบทวนสัญญาณ (Repeater)  ทุกๆ 2-3 กิโลเมตร มีความเร็วในการส่งข้อมูล 10 Mbps และส่งได้ในระยะทาง 1 mile สายคู่บิดเกลียวมี 2 ประเภท คือ

        - สายคู่บิดเกลียวแบบไม่มีฉนวนหุ้ม (Unshielded Twisted Pair: UTP) เป็นสายคู่บิดเกลียวมีฉนวนชั้นนอกที่บางอีกชั้น ทำให้สะดวกในการโคเงงอ แต่สามารถป้องกันการรบกวนของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าได้น้อยกว่าแบบมีฉนวนหุ้ม ราคาต่ำ นิยมใช้ในการเชื่อมจต่ออุปกรณ์ในเครือข่าย ตัวอย่างสายบิดเกลียวชนิดนี้ เช่น สายโทรศัพท์ที่ใช้อยู่ตามบ้าน

รูปที่ 3.15 สาย UTP

    -  สายคู่บิดเกลียวแบบมีฉนวนหุ้ม (Shielded Twisted Pair : STP) เป็นสายคู่บิดเกลียวที่หุ้มด้วยลวดถัดชั้นนอกที่หนาอีกชั้น  เพื่อป้องกันการรบกวนของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า

รูปที่ 3.16 สาย STP

    ข้อดีของสายคู่บิดเกลียว

• มีราคาถูก
• ใช้งานง่ายมีความยืดหยุ่นในการใช้งานย
• ติดตั้งง่ายและมีน้ำหนักเบา

    ข้อเสียของสายคู่บิดเกลียว

• ถูกรบกวนจากสัญญาณภายนอก
• ระยะทางถูกจำกัด

หัวเชือ่มต่อ (Modular Plugs) สายคู่บิดเกลียวจะใช้หัวเชื่อมต่อแบบ RJ-45 ซึ่งจะมีลักษณะคล้ายกับหัวเชื่อมต่อแบบ RJ-11 ที่เป็นหัวที่ใช้กับสายโทรศัพท์ทั่วๆ ไป ข้อแตกต่างรพะหว่างหัวเชื่อมต่อ 2 ประเภทนี้ คือ หัว RJ-45 จะมีขนาดใหญ่กว่าเล็กน้อยและไม่สามารถเสียบเข้ากับปลัีกโทรศัพท์ได้ และหัว RJ-45 จะเชื่อมสายบิดเกลียว 4 คู่ ในขณะที่หัว RJ-11 ใช้ได้กับสายเพียง 2  คู่เท่านั้น

รูปที่ 3.17 หัวเชื่อมต่อ RJ-45

        1.2 สายโคแอ็กเชียล (Coaxial Cable) ประกอบด้วยลวดทองแดงอู่ตรงกลางหุ้มด้วยฉนวนพลาสติก 1 ชั้น แล้วจึงหุ้มด้วยทองแดงที่ถักเป็นแผ่นแล้วหุ้มภายนอกอีกชั้นหนึ่งด้วยฉนวนใช้ในระบบโทรศัพท์และวิทยุ ความเร็วในการส่งข้อมูล 350 Mbps ส่งได้ในระยะทาง 2-3 ไมล์ สายโคแอ็กเชียลแบ่งเป็น 2 ประเภท คือ สายโคแอ็กเซียลบาง  (Thin Coaxial) สายโคแอ็กเชียลแบบหนา (Thick Coaxial)

รูปที่ 3.18 สายโคแอ็กเชียล

            สายโคแอ็กเชียลสามารถถ่ายทอดสัญญาณได้ 2 แบบ คือ

            1.  บรอดแบรนด์ (Broadband Transmission)

                - แบ่งสายสัญญาณออกเป็นช่องสัญญาณขนาดเล็กจำนวนมาก ใช้ในการส่งสัญญาณ โดยจะมีช่องสัญญาณกันชน (Guard Band) ป้องกันการรบกวน

                - แต่ละช่องสัญญาณสามารถรับ-ส่งข้อมูลได้พร้อมกัน

                - ส่งสัญญาณแบบอนาล็อก

                - ใช้ในการส่งสัญญาณโทรศัพท์ได้หลายร้อยช่อง เช่น Cable TV

            2.  เบสแบนด์ (Baseband Transmission) 

                - มีเพียงช่องสัญญาณเดียว

                - มีความกว้างของช่องสัญญาณมาก

                - การส่งสัญญาณเป็นแบบ Half duplex

                - ใช้ในระบบ LAN ส่งสัญญาณแบบ Digital

                - อุปกรณ์มีความวับซ้อนน้อยกว่าบรอดแบนด์

           

            ข้อดีสายโแอ็กเชียล

• มีประสิทธิภาพและความความต้านทานต่อการรบกวนสูง
• สามารถส่งอข้อมูลได้ไกลกว่าสายคู่บิดเกลียว
• สามารถส่งได้ทั้งเสียง สัญญาณวีดีโอ และข้อมูล

            ข้อเสียของสายโคแอ็กเชียล

• ราคาแพงกว่าสายคู่บิดเกลียว
• ค่าใช้จ่ายในการติดตั้งสูงกว่าสายคู่บิดเกลียว
• กำจัดจำนวนของการเชื่อมต่อ
• ระยะทางจำกัด

    

            หัวเชื่อมต่อ  สายโอแอ็กเชียลจะใช้เชื่อมต่อที่เรียกว่าหัว  BNC  ซึ่งมีหลายแบบดังต่อไปนี้

1. หัวเชื่อมต่อแบบ BNC (BNC Connector) เป็รหัวที่เชื่อมต่อเข้ากับปลายสาย
2. หัวเชื่อมต่อสายรูปตัว T (T Connector) ใช้เชื่อมต่อระหว่างสายสัญญาณ
3. ตัวสิ้นสุดสัญญาณ (Terminator ) ใช้ในการสิ้นสุดสัญญาณที่ปลายสายเพื่อเพื่อไม่ให้สัญยาณที่ส่งมาถูกสะท้อนกลับ ถ้าไม่อย่างนั้นสัญญาณจะสะท้อนกลับทำให้รบกวนสัญญาณที่ใช้ส่งข้อมูลอื่นๆ ทำให้การส่งสัญญาณหรือข้อมูลล้มเหลวได้

                                                   รูปที่ 3.20 หัวเชื่อมต่อแบบ BNC    รูปที่ 3.21 หัวเชื่อมต่อสายรูปตัว T   รูปที่ 3.22 ตัวสิ้นสุดสัญญาณ

                1.3  สายใยแก้วนำแสง (Optical Fiber)  

ประกอบด้วยเส้นใยที่ทำมาจากใยแ ก้ว 2  ชนิด ชนิดหนึ่งจะอยู่ที่แกนกลาง ส่วนอีกชนิดหนึ่งอยู่ที่ด้านนอก ซึ่งใยแก้วทั้งสองนี้จะมีดัชนีการสะท้อนแสงต่างกัน ทำให้แสงวึ่งถุกส่งออกมาจากปลายด้านหนึ่งสามารถส่งผ่านยไปยังอีกด้านหนึ่งไม่ผ่านออกไปยังผิวด้านนอกของใยได้ ใช้สำหรับส่งข้อมูลที่ต้องการความเร็วสูง

รูปที่ 3.23  สายใยแก้วนำแสง (Optic/Fiber)

            ข้อดีของสายใยแก้วนำแสง

• ส่งข้อมูลด้วยความเร็ว
• ไม่มีการรบกวนทางแม่เหล้กไฟฟ้า เหมาะกับสภาพแวดล้อม
• ส่งข้อมูลได้ในปริมาณมาก

            ข้อเสียของสายใยแก้วนำแสง

• มีราคาแพงกว่าสายส่งอข้อมูล2แบบแรก
• ต้องใช้ความชำนาญในการติดตั้งมากกว่าสายส่งข้อมูลแบบอื่นๆ
• มีค่าใช้จ่ายในการติดตั้งสูงกว่า 2 แบบแรก

            2.  สื่อสัญญาณไร้สาย  สื่อกลางที่นำมาใช้ในการสื่อสารข้อมูลอีกประเภทหนึ่งซึ่งไม่มีลักษณะทางกายภาพปรากฏให้เห็น แต่อาศัยการแพ่กระจายคลื่นในรูปแบบต่างๆ ในการส่งสัญญาณข้อมูลออกไปเรียกว่า สื่อกลางประเภทกระจายคลื่น (Radiated Media) หรือสื่อกลางประเภทไร้สาย (Wireless Media) ซึ่งสามารถส่งสัญญาณข้อมูลผ่านอากาศ น้ำรูปแบบของสื่อกลางประเภทไร้สาย ได้แก่

            2.1 ระบบไมโครเวฟ (Microwave System) การส่งสัญญาณข้อมูลไปกลัีบคลื่นไมโครเวฟเป้นการส่งสัญญาณข้อมูลแบบรับช่วงต่อๆ กันจากหอสถานีส่ง - รับสัญญาณหนึ่งใบยังอีกหอหนึ่ง แต่ละแห่งจะครอบคลุมพื้นที่รับสัญญาณประมาณ 30-50 กม. การส่งสัญญาณข้อมูลไมโครเวฟมักใช้กันในกรณีที่การติดตั้งสายเคเบิลทำได้ไม่สะดวก เช่น ในเขตเมืองใหญ่ๆ หรือเขตป่าเขา

รูปที่ 3.24 การส่งสัญญาณไมโครเวฟ

                2.2  การสื่อสารด้วยดาวเทียม (Satellite Transmission) ดาวเทียม คือ สถานีไมโครเวฟลอยฟ้า วึ่งทำหน้าที่ขยายและทบทวนสัญญาณข้อมูล รับและส่งสัญญาณข้ัอมูลกับสถานีดาวเทียมที่อยู่บนพื้นโลก สถานีดาวเทียมภาคพื้นจะทำการส่งสัญญาณข้อมูลไปยังดาวเทียมซึ่งหมุนไปตามการหมุนของโลกซึ่งมีตำแหน่งคงที่ เมื่อเทียงกับตำแหน่งบนพื้นโลกดาวเทียมจะถูกส่งขึ้นไปให้ลอยอยู่สูงจากพื้นโลกประมาณ 23,300  กม. เครื่องทบาวนสัญญาณของดาวเทียม  (Transponder) 

รูปที่ 3.25 การส่งสัญญาณดาวเทียม

        ลักษณะของการรับ-ส่งสัญญาณข้อมูลอาจจะเป็นแบบจุดต่อจุด (Point to Point) หรือแบบแพร่สัญญาณ (Broadcast) สถานีดาวเทียม 1 ดวง สามารถมีเครื่องทบทวนสัญญาณดาวเทียมได้ถึง 25 เครื่อง และสามารถครอบคลุมพื้นที่การส่งสัญญาณ ได้ถึง 2 ใน 3 ของพื้นผิวโลก 

            ลักษณะการใช้งานดาวเทียมสื่อสาร มีดังนี้

การแพร่ภาพโทรทัศน์ (Television Distribution) ดาวเทียมสื่อสารเหมาะสำหรับการแพร่ภาพโทรทัศน์ เนื่องจากดาวเทียมสื่อสารมีธรรมชาติของ Broadcasting  อยู่ 

            โทรทัศน์ทางไกล (Long - Distance Telephone Transmission) ใช้เชื่อมโยงระหว่างชุมสายโทรทัศน์แทนสายผ่านแบบจุดต่อจุด

รูปที่ 3.27  การส่งสัญญาณโทรศัพท์ทางไกล

                โครงข่ายธุรกิจส่วนบุคคล (Private Business Networks) ระบบสถานีภาคพื้นดินขยาดเล็ก VSAT (Very Small Aperture Terminal) แต่ละจุดแบ่งกันใช้ช่องสัญญาณของดาวเทียมในการส่งข้อมูลไปยังสถานีภาคพื้นดินกลาง (Hub Station) เพืิ่อแลกเปลี่ยนข่าวสารข้อมูลกันที่นั้น ก่อนที่จะส่งกลับไปยังผู้ใช้แต่ละคน

รูปที่ 3.28 การกระจายสัญญาณรูปแบบโครงข่ายธุรกิจ

            2.3  ระบบที่ใช้คลื่นวิทยุเป็นพาหะ (Radio Camier ) คลื่นวิทยุเป็นคลื่นแแม่เหล็กไฟฟ้าขั้นตอนการส่งสัญญาณคือ มีการแพร่กระจายพลังงานคลื่นจากสายอากาศด้านผู้ส่งซึ่งสามารถเดินทางด้วยความเร็วเท่ากับความเร็วของแสง คือ 310 เมตร/วินาที เมื่อคลื่นเดินทางมาถึงสายอากาศด้านผู้รับ จะเกิดค่าความต่างศักย์ไฟฟ้าจำนวนน้อยๆ ค่าหนึ่ง ซึ่งถ้าหากมีการขยายและแปลงสัญญาณ ที่มีการส่งมาก็จะได้สัญญาณที่มีการส่งมาก้จะได้สัญญาณเดืมกลับมา ข้อมูลเสียงนั้นสามารถพูดรวมไปกับสัญญาณคลื่นวิทยุที่เป็นสื่อได้

 

รูปที่ 3.29 การเปลี่ยนสัญญาณเสียงเป็นคลื่นวิทยุ

            จากการที่ต้องการสื่อสารในระยะไกลๆ สัญญาณเสียงของมนุษย์ซึ่งอยู่ในช่วงความถี่ต่ำและมีความยาวคลื่นมาก หากต้องการส่งเสียงพูดดออกไปในอากาศ จำเป็นต้องใช้เสาอากาศทีสูงมากซึ่งเกิดความไม่สะดวก และอาจมีสัญญาณรบกวนได้ง่าย จึงมีการคิดค้นเทคนิคจะทำให้เปลี่ยนความถี่ของเสียงพูดให้อยู่ในอีกช่วงถี่หนึ่งซึ่งเหมาะสำหรับการส่งออกอากาศ เรียกวิธีนี้ว่า การมอดูเลต (Modulation) 

รูปที่ 3.30 การใช้สถานีถ่ายทอดเป็นระยะ

            ส่วนประกอบทั่วๆ ไปของระบบที่ใช้คลื่นวิทยุ

                1) เครื่องส่งสัญญาณคลื่นวิทยุ (Radio Transmitters) จุดเริ่มต้นของการส่งคลื่นวิทยุประกอบด้วยการสร้างสัญญาณที่เป็นสื่อหรือพากฃหะ (Carrier Generation) จากนั้นนำสัญญาณที่เป็นสื่อมาทำการมอดูเลตกับสัญญาณข้อมูลหรือเสียงจึงทำการขยายสัญญาณข้อมูลหรือเสียงแล้วจึงทำการขยายสัญญาณเพื่อส่งออกไปยังสายอากาศ โดยมีวงจรสร้างสัญญาณพาหะซึ่งเชื่อมเข้ากับวงจรขยายเพื่อเพิ่มการส่งออกไปกับสายอากาศ

รูปที่ 3.31 เครื่องส่งสัญญาณวิทยุ

            2) เครคื่องรับสัญญาณ (Communication Receiver) เครื่องรับสัญญาณทำหน้าที่ในการเลือกช่องสัญญาณที่ต้องการออกมาจากสัญญาณอื่่นๆ ที่ถูกส่งออกมาในอากาศ และขยายสัญญาณไปเป็นสัญญาณที่ส่งมาได้

รูปที่ 3.32 เครื่องรับสัญญาณวิทยุ

            3)สายส่งและสายอากาศ (Transmission and Antenna)  ก่อนที่ีจะมีการส่งสัญญาณออกไปจะต้ิงมีการส่งผ่านสัญญาณทางสายก่อน มีส่วนประกอบ 2 ส่วน คือ สาบยส่งสัญญาณ (Transmission Line ) และสายอากาศ (Antenna) ทั้งสองส่วนนี้เป็นตัวเชื่อมต่อระหว่างเครื่องส่งสัญญาณ (Transmitter) และเครื่องรับสัญญาณ (Receiver) กับตัวกลางหรือช่องสัญญาณซึ่งในที่นี้คืออากาศ ซึ่งจะทำหน้าที่แปลงสัญญาณทางไฟฟ้าของคลื่นวิทยุออกไปเป็นสัญญาณคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า ที่สามารถสื่อสารไปได้ในระยะทางไกลๆ และสายอากาศจะทำหน้าที่ดักรับสัญญาณคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าในบรรยากาศเข้ามา และถ่ายทอดผ่านสายส่งสัญญาณไปให้เครื่องรับสัญญาณให้ไปรับได้

รูปที่ 3.33 การกระจายสัญญาณคลื่นวิทยุ

            2.4  ระบบที่ใช้คลื่นแสงเป็นพาหะ (Light Carrier) ระบบการสื่อสารข้อมูลโดยใช้แสงเป็นพาหะส่วนมากใช้แสงอินฟราเรดเป็นตัวกลางในการสื่อสารที่เห็นชัดเจน คือ ระบบ LAN แบบไร้สาย (Wireless LAN) ข้อดีของการใช้แสงอินฟราเรด คือ สามารถที่จะเคลื่อนที่ได้ง่าย ติดตั้งง่าย ไม่ต้องมีการขอใช้ความถี่และขออนุญาติ แต่ก็มีข้อเสียคือ ไม่สามารถสื่อสารไปในระยะทางไกลๆ ได้ มีช่วงสัญญาณที่แคบและถ้าเกิดฝนตกจะทำให้การส่งสัญญาณอ่อนลงด้วย

    รูปที่ 3.34 การเกิดภาพโดยใช้คลื่นแสงเป็นพาหะ

            ระบบอินฟราเรด (Infrared) เป็นระบบที่ใช้เทคโนโลยีเช่นเดียวกับ Remote Control ของเรื่องโทรทัศน์ ระบบยนี้จะมีข้อจำกัดที่ต้องใช้งานเป็นสันตรงต้องไม่มีสิ่งกีดขวาง หรือระบบสเปกตรัมแถบกว้าง (Spread Spectrum) เป็นระบบคลื่นวิทยุที่ถูกพัฒนาโดยกองทัพสหรัฐอเมริการะหว่างสงครามโลกครั้งที่สอง เพื่อป้องกันสัญญาณรบกวนและตักสัญญาณ