สื่อกลางการสื่อสาร ( Transmission Media )

สื่อกลางการสื่อสาร ( Transmission Media )

           ตัวกลางหรือสื่อกลางการสื่อสาร เป็นส่วนที่ทำให้เกิดการเชื่อมต่อระหว่างอุปกรณ์ต่างๆ เข้าด้วยกัน และอุปกรณ์นี้ยอมให้ข่าวสารข้อมูลเดินทางผ่านจากผู้ส่งไปสู่ผู้รับ สื่อกลางที่ใช้ในการสื่อสารข้อมูลมีอยู่หลายชนิด แต่ละชนืดมีความแตกต่างกันในด้านของปริมาณ

ข้อมูล ที่สื่อกลางนั้น ๆ สามารถนำผ่านไปได้ในเวลาขณะใดขณะหนึ่ง การวัดปริมาณหรือความจุในการนำข้อมูลหรือ ที่เรียกกันว่าแบนด์วิดท์ (bandwidth) มีหน่วยเป็นจำนวนบิตข้อมูลต่อวินาที (bit per second : bps) ลักษณะของตัวกลางต่างๆ แบ่งเป็น 2 ประเภทใหญ่ๆ 

ดังต่อไปนี้

1.สื่อกลางประเภทมีสาย (Guide  Media)  

เป็นสื่อซึ่งอาศัยวัสดุที่จับต้องได้เป็นตัวส่งผ่านสัญญาณ ได้แก่

1.1 Twisted Pair ( สายคู่ตีเกลียว )สายคู่ตีเกลียวแบ่งออกเป็นสายคู่ตีเกลียวไม่หุ้มฉนวนเรียกสั้นๆว่าUTP( Unshielded Twisted Pair ) และสายคู่ตีเกลียวหุ้มฉนวน ( Shielded Twisted Pair )

            UTP ( Unshielded Twisted Pair ) คู่สายในสายคู่ตีเกลียวไม่หุ้มฉนวนคล้ายสายโทรศัพท์ มีหลายเส้น ซึ่งแต่ละเส้นก็จะมีสีแตกต่างไปและตลอดทั้งสายนั้นถูกหุ้มด้วยพลาสติด ( Plastic Cover )ซึ่งการตีเกลียวลักษณะนี้จะช่วยให้มีคุณสมบัติในการป้องกันสัญญาณรบกวนจากอุปกรณ์ไฟฟ้าอื่นๆ เช่น จากเครื่องถ่ายเอกสารที่อยู่ใกล้ๆเป็นต้น ปัจจุบันเป็นสายที่ได้รับความนิยมมากที่สุด เนื่องจากราคาถูกและติดตั้งได้ง่าย

ภาพที่ 1 แสดงสาย UTP ( Unshielded Twisted Pair ) 

          สายคู่ตีเกลียวหุ้มฉนวน STP( Shielded Twisted Pair )เป็นสายคู่ลักษณะคล้ายกันกับสาย UTP แต่มีฉนวนป้องกันสัญญาณรบกวน สายคู่ตีเกลียวหุ้มฉนวนที่เป็นโลหะถักเป็นร่างแหโลหะหรือฟอยส์ ซึ่งร่างแหนี้จะมีคุณสมบัติเป็นเกราะในการป้องกันสัญญาณรบกวนต่างๆภาษาเทคนิคเรียกเกราะนี้ว่าซิลด์ ( Shield )จะใช้ในกรณีที่เชื่อมต่อเป็นระยะทางไกลเกินกว่าระยะทางที่จะใช้สาย UTP 

ภาพที่ 1 แสดงสายใยแก้วนำแสง ( Fiber – Optic )

2.สื่อกลางประเภทไร้สาย (Wireless Media)

การสื่อสารข้อมูลแบบไร้สายนี้สามารถส่งข้อมูลได้ทุกทิศทางโดยมีอากาศเป็นตัวกลางในการสื่อสาร

2.1 สัญญาณไมโครเวฟ (Microwave) เป็นสื่อกลางในการสื่อสารที่มีความเร็วสูงในระดับกิกะเฮิรตซ์  (GHz) และเนื่องจากความของคลื่นมีหน่วยวัดเป็นไมโครเมตร จึงเรียกชื่อว่า “ไมโครเวฟ”  การส่งข้อมูลโดยอาศัยสัญญาณไมโครเวฟซึ่งเป็นสัญญาณคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าไปในอากาศพร้อมกับข้อมูลที่ต้องการส่ง และจะต้องมีสถานที่ทำหน้าที่ส่งและรับข้อมูล และเนื่องจากสัญญาณไมโครเวฟจะเดินทางเป็นเส้นตรงในระดับสายตา (Line of sight transmission) ไม่สามารถเลี้ยวหรือโค้งตามขอบโลกที่มีความโค้งได้ จึงต้องมีการตั้งสถานีรับ-ส่งข้อมูลเป็นระยะๆ และส่งข้อมูลต่อกันเป็นทอดๆ ระหว่างสถานีต่อสถานีจนกว่าจะถึงสถานีปลายทาง  หากลักษณะภูมิประเทศ มีภูเขาหรือตึกสูงบดบังคลื่นแล้ว ก็จะทำให้ไม่สามารถส่งสัญญาณไปยังเป้าหมายได้ ดังนั้นแต่ละสถานีจึงจำเป็นตั้งอยู่ในที่สูง เช่น ดาดฟ้า ตึกสูง หรือยอดดอยเพื่อหลีกเลี่ยงการชนเนื่องจากแนวการเดินทางที่เป็นเส้นตรงของสัญญาณดังที่กล่าวมาแล้ว การส่งข้อมูลด้วยสื่อกลางชนิดนี้เหมาะกับการส่งข้อมูลในพื้นที่ห่างไกลมากๆ และทุรกันดาร

ข้อดีและข้อเสียของระบบไมโครเวฟ 

ข้อดี

1. ใช้ในพื้นที่ซึ่งการเดินสายกระทำได้ไม่สะดวก

2. ราคาถูกกว่าสายใยแก้วนำแสงและดาวเทียม

3. ติดตั้งง่ายกว่าสายใยแก้วนำแสงและดาวเทียม

4. อัตราการส่งข้อมูลสูง

ข้อเสีย

สัญญาณจะถูกรบกวนได้ง่ายจากคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า จากธรรมชาติ เช่น พายุ หรือฟ้าผ่า

ภาพที่ 1   แสดงเสาสัญญาณไมโครเวฟ

2.2สัญญาณดาวเทียม (Satellite)

ดาวเทียม (Satellite) ได้รับการพัฒนาขึ้นมาเพื่อหลีกเลี่ยงข้อจำกัดของสถานีรับ-ส่งไมโครเวฟบนผิวโลก วัตถุประสงค์ในการสร้างดาวเทียมเพื่อเป็นสถานีรับ-ส่งสัญญาณไมโครเวฟบนอวกาศและทวนสัญญาณในแนวโคจรของโลก ในการส่งสัญญาณดาวเทียมจะต้องมีสถานีภาคพื้นดินคอยทำหน้าที่รับและส่งสัญญาณขึ้นไปบนดาวเทียม ที่โคจรอยู่สูงจากพื้นโลก 22,300 ไมล์ โดยดาวเทียมเหล่านั้นจะเคลื่อนที่ด้วยความเร็วที่เท่ากับการหมุนของโลก จึงเสมือนกับดาวเทียมนั้นนิ่งอยู่กับที่ขณะที่โลกหมุนรอบตัวเอง ทำให้การส่งสัญญาณไมโครเวฟจากสถานีหนึ่งขึ้นไปบนดาวเทียมและการกระจายสัญญาณจากดาวเทียมลงมายังสถานีตามจุดต่างๆ บนผิวโลกเป็นไปอย่างแม่นยำ เราสามารถส่งดาวเทียมชนิด Geostationary ซึ่งหมุนโคจรด้วยความเร็วเท่ากับโลก โดยนำขึ้นไปโคจรเหนือผิวโลกเพียง 3 ดวง ก็สามารถครอบคลุมการสื่อสารได้ทั่วโลก ดาวเทียมดวงหนึ่งส่งสัญญาณในบริเวณกว้างเท่ากับ 1 ใน 3 ของโลก (120 องศา) ดังนั้นดาวเทียมเพียง 3 ดวงก็คลอบคลุมบริเวณพื้นโลกได้ทั้งหมด (360 องศา) ดาวเทียมสามารถโคจรอยู่ได้โดยอาศัยพลังงานแสงอาทิตย์ โดยแผงโซลาร์ (Solar Cell) บนดาวเทียมจะรับพลังงานจากแสงอาทิตย์มาเปลี่ยนใช้งาน

ข้อดีและข้อเสียของระบบดาวเทียม 

ข้อดี

1. ส่งสัญญาณครอบคลุมไปยังทุกจุดของโลกได้

2. ค่าใช้จ่ายในการให้บริการส่งข้อมูลของระบบดาวเทียมไม่ขึ้นอยู่กับระยะทางที่ห่างกันของสถานีพื้นดิน

ข้อเสีย 

มีเวลาหน่วง (Delay Time) ในการส่งสัญญาณ

ภาพที่1 แสดงดาวเทียม

2.3 อินฟราเรด (Infrared)

แสงอินฟราเรด เป็นคลื่นความถี่สั้น  เป็นตัวกลางในการสื่อสารอีกแบบหนึ่งซึ่งมีลักษณะการทำงานคล้ายไมโครเวฟ เป็นแสงที่มีทิศทางในระดับสายตา ไม่สามารถทะลุผ่านวัตถุทึบแสงได้ นิยมใช้ในการติดต่อในระยะทางที่ใกล้ๆ การประยุกต์ใช้คลื่นอินฟราเรดจะเป็นการประยุกต์ใช้ในการสื่อสารแบบไร้สาย (Wireless communication) ในการควบคุมเครื่องมือ เครื่องใช้ไฟฟ้า โดยการส่งสัญญาณไปทาง LED (Light emitting diode)โดยตัวส่ง ( transmitter) หรือ laser diode และจะมีตัวรับ (receiver)และทำการเปลี่ยนข้อมูลให้กลับไปเป็นเหมือนข้อมูลเริ่มแรก

เทคโนโลยีอินฟราเรดมีความโดดเด่นเพราะกำลังได้รับการประยุกต์ใช้อย่างกว้างขวางเช่น 

          - ระบบล็อครถยนต์ ( car locking system )

          - mouse,keyboards,floppy disk drives,printer 

          - ระบบฉุกเฉิน ( Emergency response system ) 

          - การควบคุมภายในอาคาร หน้าต่าง ประตู ไฟฟ้า ผ้าม่าน เตียงนอน วิทยุ หูฟังแบบไร้สาย (Headphones) โทรศัพท์แบบไร้สาย ประตูโรงรถ 

          - ระบบรักษาความปลอดภัยภายในอาคาร บ้านเรือน (Home security systems) 

          - เครื่องเล่น vcd.dvd และทีวี

ข้อดีของคลื่นอินฟราเรด: 

- ใช้พลังงานน้อย จึงนิยมใช้กับเครื่อง Laptops ,โทรศัพท์

- แผงวงจรควบคุมราคาต่ำ (Low circuitry cost) เรียบง่ายและสามารถเชื่อมต่อกับระบบอื่นได้อย่างรวดเร็ว 

- มีความปลอดภัยในการเรื่องข้อมูลสูง ลักษณะการส่งคลื่น( Directionality of the beam)จะไม่รั่วไปที่เครื่องรับตัวอื่นในขณะที่ส่งสัญญาณ 

- กฎข้อห้ามระหว่างประเทศของ IrDA (Infrared Data Association)มีค่อนข้างน้อยสำหรับนักเดินทางท่วโลก 

- คลื่นแทรกจากเครื่องใช้ไฟฟ้าใกล้เคียงมีน้อย (high noise immunity) 

          ข้อเสียของอินฟราเรด: 

- เครื่องส่ง(Transmitter) และเครื่องรับ (receiver) ต้องอยู่ในแนวเดียวกัน คือต้องเห็นว่าอยู่ในแนวเดียวกัน 

- คลื่นจะถูกกันโดยวัตถุทั่วไปได้ง่ายเช่น คน กำแพง ต้นไม้ ทำให้สื่อสารไม่ได้ 

- ระยะทางการสื่อสารจะน้อย ประสิทธิภาพจะตกลงถ้าระยะทางมากขึ้น 

- สภาพอากาศ เช่นหมอก แสงอาทิตย์แรงๆ ฝนและมลภาวะมีผลต่อประสิทธิภาพการสื่อสาร 

- อัตราการส่งข้อมูลจะช้ากว่าแบบใช้สายไฟทั่วไป

2.4 บลูทูธ (Bluetooth)

บลูทูธ (Bluetooth) คือ ระบบสื่อสารของอุปกรณ์อิเล็คโทรนิคแบบสองทาง ด้วยคลื่นวิทยุระยะสั้น (Short-Range Radio Links)โดยปราศจากการใช้สายเคเบิ้ล หรือ สายสัญญาณเชื่อมต่อ และไม่จำเป็นจะต้องใช้การเดินทางแบบเส้นตรงเหมือนกับอินฟราเรด ซึ่งถือว่าเพิ่มความสะดวกมากกว่าการเชื่อมต่อแบบอินฟราเรด ที่ใช้ในการเชื่อมต่อระหว่างโทรศัพท์มือถือ กับอุปกรณ์ ในโทรศัพท์เคลื่อนที่รุ่นก่อนๆ และในการวิจัย ไม่ได้มุ่งเฉพาะการส่งข้อมูลเพียงอย่างเดียว แต่ยังศึกษาถึงการส่งข้อมูลที่เป็นเสียง เพื่อใช้สำหรับ Headset บนโทรศัพท์มือถือด้วย

Bluetooth จะใช้สัญญาณวิทยุความถี่สูง 2.4 GHz. (กิ๊กกะเฮิร์ซ) แต่จะแยกย่อยออกไป ตามแต่ละประเทศ อย่างในแถบยุโรปและอเมริกา จะใช้ช่วง 2.400 ถึง 2.4835 GHz. แบ่งออกเป็น 79 ช่องสัญญาณ โดยหลักของบลูทูธจะถูกออกแบบมาเพื่อใช้กับอุปกรณ์ที่มีขนาดเล็ก เนื่องจากใช้การขนส่งข้อมูลในจำนวนที่ไม่มาก อย่างเช่น ไฟล์ภาพ, เสียง, แอพพลิเคชั่นต่างๆ และสามารถเคลื่อนย้ายได้ง่าย ขอให้อยู่ในระยะที่กำหนดไว้เท่านั้น (ประมาณ 5-10 เมตร) นอกจากนี้ยังใช้พลังงานต่ำ กินไฟน้อย และสามารถใช้งานได้นาน โดยไม่ต้องนำไปชาร์จไฟบ่อยๆ และจะใช้ช่องสัญญาณที่แบ่งนี้ เพื่อส่งข้อมูลสลับช่องไปมา 1,600 ครั้งต่อ 1 วินาที ส่วนที่ญี่ปุ่นจะใช้ความถี่ 2.402 ถึง 2.480 GHz. แบ่งออกเป็น 23 ช่อง ระยะทำการของ Bluetooth จะอยู่ที่ 5-10 เมตร โดยมีระบบป้องกันโดยใช้การป้อนรหัสก่อนการเชื่อมต่อ และ ป้องกันการดักสัญญาณระหว่างสื่อสาร โดยระบบจะสลับช่องสัญญาณไปมา จะมีความสามารถในการเลือกเปลี่ยนความถี่ที่ใช้ในการติดต่อเองอัตโนมัติ โดยที่ไม่จำเป็นต้องเรียงตามหมายเลขช่อง ทำให้การดักฟังหรือลักลอบขโมยข้อมูลทำได้ยากขึ้น

ส่วนความสามารถการส่งถ่ายข้อมูลของ Bluetooth จะอยู่ที่ 1 Mbps (1 เมกกะบิตต่อวินาที) และคงจะไม่มีปัญหาอะไรมากกับขนาดของไฟล์ที่ใช้กันบนโทรศัพท์มือถือ หรือ การใช้งานแบบทั่วไป ซึ่งถือว่าเหลือเฟือมาก แต่ถ้าเป็นข้อมูลที่มีขนาดใหญ่ล่ะก็ คงจะช้าเกินไป และถ้าถูกนำไปเปรียบกับ Wireless LAN (WLAN) แล้ว ความสามารถของ Bluetooth คงจะห่างชั้นกันเยอะ ซึ่งในส่วนของ WLAN ก็ยังมีระยะการรับ-ส่งที่ไกลกว่า แต่ขอได้เปรียบของ Bluetooth จะอยู่ที่ขนาดที่เล็กกว่า การติดตั้งทำได้ง่ายกว่า และที่สำคัญ การใช้พลังงานก็น้อยกว่ามาก อยู่ที่ 0.1 วัตต์