การสื่อสารข้อมูล

สรุปการเรียนการสอน วันที่ 1 สิงหาคม พ.ศ.2554

วิชาเทคโนโลยีสารสนเทศ

ผู้สอน : อาจารย์ณัฐพล บัวอุไร

การสื่อสารข้อมูล

เมื่อ กล่าวถึงการติดต่อสื่อสาร ในอดีตอาจหมายถึงการพูดคุยกันของมนุษย์ซึ่งอาจเป็นการแสดงออกด้วยท่าทาง การใช้ภาษาพูดหรือผ่านทางตัวอักษร โดยเป็นการสื่อสารในระยะใกล้ๆ ต่อมา เมื่อเทคโนโลยีก้าวหน้าได้มีการพัฒนาการสื่อสารเข้ากับการใช้งานอุปกรณ์อิ เล็คทรอนิกส์ ทำให้สามารถสื่อสารได้ในระยะไกลขึ้นและสะดวกรวดเร็วมากขึ้น เช่น การใช้โทรเลข โทรศัพท์ โทรสาร อีกทั้งตัวอุปกรณ์ที่ใช้ในการสื่อสารเองก็ได้รับการพัฒนาความสามารถขึ้นมา เป็นลำดับ และเข้ามามีบทบาทในทุกวงการ ดังนั้น ในยุคสารสนเทศนี้ การสื่อสารข้อมูลจึงหมายถึงการแลกเปลี่ยนข้อมูลข่าวสารซึ่งอาจอยู่ในรูปของ ตัวอักษร ตัวเลข รูปภาพ เสียงหรือวิดีทัศน์ ระหว่างอุปกรณ์สื่อสาร โดยผ่านทางสื่อกลางในการสื่อสารซึ่งอาจเป็นสื่อกลางประเภทที่มีสายหรือไร้ สายก็ได้

องค์ประกอบหลักของระบบสื่อสารข้อมูลมีอยู่ 5 อย่าง ได้แก่

1 .ผู้ส่งข้อมูล(Sender) คือ สิ่งที่ทำหน้าที่ส่งข้อมูลไปยังจุดหมายที่ต้องการ ซึ่งอาจจะเป็นมนุษย์ สัตว์ หรือ เครื่องคอมพิวเตอร์
2. ผู้รับข้อมูล(Receiver) คือ สิ่งที่ทำหน้าที่รับข้อมูลที่ส่งมาจากผู้ส่ง ซึ่งอาจจะเป็นมนุษย์ สัตว์ หรือ เครื่องคอมพิวเตอร์ เช่นเดียวกับผู้ส่งข้อมูล
3. ข้อมูล(Message) คือ สิ่งที่ผู้ส่งต้องการส่งไปยังผู้รับ ซึ่งข้อมูลอาจจะเป็นข้อความ เสียง หรือภาพเคลื่อนไหว
4. สื่อกลางหรือตัวกลาง(Medium) คือ สิ่งที่ทำหน้าที่เป็นตัวกลางในการนำข้อมูลจากผู้ส่งไปยังผู้รับ เช่น คน อากาศ และสายเคเบิล
5. โพรโทคอล(Protocol) คือ กฎเกณฑ์ ข้อตกลง หรือวิธีการในการสื่อสารข้อมูล ซึ่งผู้ส่งและผู้รับจะต้องตกลงวิธีการสื่อสารให้เข้าใจตรงกัน เพื่อที่จะส่งและรับข้อมูลได้ถูกต้อง

รูปแสดงองค์ประกอบของการสื่อสารข้อมูล

ทิศทางการสื่อสาร

การสื่อสารทิศทางทางเดียว (Simplex Transmission)
การสื่อสารทิศทางทางเดียว ข้อมูลส่งได้ทางเดียวเท่านั้น บางครั้งก็เรียกว่าการส่งทิศทางเดียว (unidirectional data bus) เช่น การส่งข้อมูลไปยังเครื่องพิมพ์ การกระจายเสียงของสถานีวิทยุ เป็นต้น

การสื่อสารสองทิศทางทางสลับกัน (Half-Duplex Transmission)
การสื่อสารสองทิศทางทางสลับกัน ข้อมูลสามารถส่งได้ทั้งสองสถานี แต่จะต้องผลัดกันส่งและผลัดกันรับ จะส่งและรับพร้อมกันไม่ได้ เช่น วิทยุสื่อสารของตำรวจ เป็นต้น

การสื่อสารสองทิศทางทางพร้อมกัน (Full-Duplex Transmission)
การสื่อสารสองทิศทางทางพร้อมกัน ทั้งสองสถานีสามารถรับส่งได้ในเวลาเดียวกัน เช่น การสนทนาทางโทรศัพท์ เป็นต้น

ชนิดของสัญญาณ

1. สัญญาณอนาล๊อก (Analog signal) คือ เป็นสัญญาณแบบต่อเนื่อง ที่มีลักษณะเป็นคลื่นไซน์(Sine Wave) โดยหน่วยวัดสัญญาณแบบนี้คือ เฮิรตซ์(Hertz)

2. สัญญาณดิจิตอล (Digital signal) คือ สัญญาณที่ไม่ต่อเนื่อง โดยรูปแบบของสัญญาณมีความเปลี่ยนแปลง ที่ไม่ปะติดปะต่อกัน อัตราการส่งข้อมูลมีหน่วยเป็น bps หรือ Bit Per Second

การถ่ายโอนข้อมูล

รูปแบบการถ่ายโอนข้อมูล

การถ่ายโอนข้อมูลแบบอนุกรม

ในการ โอนถ่ายข้อมูลแบบอนุกรม ข้อมูลจะถูกส่งออกมาทีละบิต ระหว่างจุดส่งและจุดรับ การส่งข้อมูลแบบนี้จะช้ากว่าแบบขนาน การถ่ายโอนข้อมูลแบบอนุกรมต้องการตัวกลางสำหรับการสื่อสารเพียงช่องเดียว หรือสายเพียงคู่เดียว ค่าใช้จ่ายจะถูกกว่าแบบขนานสำหรับการส่งระยะทางไกล ๆ โดยเฉพาะเมื่อเรามีระบบการสื่อสารทางโทรศัพท์ไว้ใช้งานอยู่แล้ว ย่อมเป็นการประหยัดกว่าที่จะทำการติดต่อสื่อสารทีละ 8 ช่อง เพื่อการถ่ายโอนข้อมูลแบบขนาน
การถ่ายโอนข้อมูลแบบอนุกรมจะเริ่มโดยข้อมูลจากจุดส่งจะถูกเปลี่ยนให้เป็นสัญญาณอนุกรมเสียก่อน แล้วค่อยทยอยส่งออกทีละบิตไปยังจุดรับ และที่จุดรับจะต้องมีกลไกในการเปลี่ยนแปลงข้อมูลที่รับมาทีละบิต ให้เป็นสัญญาณแบบขนานซึ่งลงตัวพอดี เช่น บิตที่ 1 ลงที่บัสข้อมูลเส้นที่ 1

การถ่ายโอนข้อมูลแบบขนาน

การถ่ายโอนข้อมูลแบบขนาน ทำได้โดยการส่งข้อมูลออกมาทีละหลายๆ บิตพร้อมกัน จากอุปกรณ์ส่งไปยังอุปกรณ์รับ ตัวกลางระหว่างสองเครื่องจึงต้องมีช่องทางให้ข้อมูลเดินทางหลายๆช่องทาง โดยมากจะเป็นสายนำสัญญาณหลายๆ เส้นโดยจำนวนสายส่งจะต้องเท่ากับจำนวนบิตที่ต้องการส่งแต่ละครั้ง ปกติความยาวของสายไม่ควรยาวมากเกินไป เพราะอาจทำให้เกิดปัญหาสัญญาณสูญหายไปกับความต้านทานของสาย การส่งโดยวิธนี้จึงนิยมใช้กับการส่งข้อมูลในระยะทางใกล้ๆ
นอกจากการส่งข้อมูลหลักแล้วอาจมีการส่งข้อมูลอื่น ๆ อีก เช่น บิตพาริตีที่ใช้ในการตรวจสอบความผิดพลาดของการรับสัญญาณที่ปลายทางหรือสายที่ควบคุมการโต้ตอบ (hand-shake)

ตัวกลาง

ตัวกลางประเภทมีสาย

1.สายคู่บิดเกลียว

สายคู่บิดเกลียว(twisted pair) สายคู่บิดเกลียว คล้ายสายไฟทั่วไป มีสายทองแดงพันเป็นเกลียวและจะมีพลาสติกหุ้มอยู่เพื่อป้องกันการสูญเสีย ไฟฟ้า การพีนสายเป็นเกลียวเพื่อลดการรบกวนจากสัญญาณแม่เหล็กไฟฟ้า

สายคู่บิดเกลียวชนิดหุ้มฉนวน (Shielded Twisted Pair : STP)

สายคู่บิดเกลียวชนิดไม่หุ้มฉนวน (Unshielded Twisted Pair : UTP)

2.สายตัวนำร่วมแกนหรือสายโคแอกเชียล

สายตัวนำร่วมแกนหรือสายโคแอกเชียล คล้ายสายเคเบิลทีวีที่เชื่อมต่อระหว่างเครื่องรับโทรทัศน์กับเสาอากาศ ภายในมีตัวนำไฟฟ้าเป็นแกนกลางและห่อหุ้มด้วยฉนวนเป็นชั้นๆ โดยตัวนอกสุดจะเคลือบด้วยพลาสติก ตัวนำโลหะทำหน้าที่ส่งสัญญาณ ส่วนฉนวนทำหน้าที่ป้องกันสัญญาณรบกวนจากภายนอก

3.เส้นใยนำแสง

สายใยแก้วนำแสง เป็นเทคโนโลยีที่พัฒนาคุณสมบัติของใยแก้วที่เรียบ มีน้ำหนักเบา นอกจากนี้ ยังมีคุณสมบัติที่ป้องกันสนามแม่เหล็กไม่ให้รบกวนสัญญาณภายในสายใยแก้วนำแสง ได้ด้วย

ตัวกลางประเภทไร้สาย

4.แสงอินฟราเรด

แสงอินฟราเรด เป็นสัญญาณข้อมูลที่มีความถี่สั้น นิยมสื่อสารระยะทางใกล้ๆ เช่นรีโมตคอนโทรกับทีวี

5.สัญญาณวิทยุ

สัญญาณวิทยุ ส่งสัญญาณได้ในระดับความถี่ต่างกันตารมชนิด โดยสามารถส่งสัญญาณได้ในระยะทางไกลๆหรือที่ไม่สามารถใช้สายส่งได้ส่งสัญญาณได้ในระดับความถี่ต่างกันตารมชนิด โดยสามารถส่งสัญญาณได้ในระยะทางไกลๆหรือที่ไม่สามารถใช้สายส่งได้

6.ไมโครเวฟ

เป็นการสื่อสารไร้สายที่เป็นคลื่นวิทยุที่มีความถี่ในระดับกิกะเฮิรต์ โดยจะส่งสัญญาณเป็นคลื่นไมโครเวฟจากเสาไมโครเวฟต้นหนึ่งไปอีกต้นหนึ่งที่ อยู่ไกลออกไป

7.ดาวเทียม

เป็นการสื่อสารจากโลกไปสู่ดาวเทียมโดยบนพื้นโลกจะมีสถานีส่งสัญญาณ ทำการส่งสัญญาณไปยังดาวเทียมที่โคจรอยู่นอกโลกเรียกว่า อัปลิงก์ จากดาวเทียมส่งกลับมายังโลกเรียกว่า ดาวน์ลิงก์