หน่วยที่ 2 ความหมายและองค์ประกอบของการสื่อสารข้อมูล

การสื่อสารข้อมูล (Data Communications) หมายถึง กระบวนการถ่ายโอนหรือแลกเปลี่ยนข้อมูลกันระหว่างผู้ส่งและผู้รับ โดยผ่านช่องทางสื่อสาร เช่น อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ หรือคอมพิวเตอร์เป็นตัวกลางในการส่งข้อมูล เพื่อให้ผู้ส่งและผู้รับเกิดความเข้าใจซึ่งกันและกัน

เครือข่ายคอมพิวเตอร์ (Computer Network) คือระบบที่มีคอมพิวเตอร์อย่างน้อยสองเครื่องเชื่อมต่อกันโดยใช้สื่อกลาง และสามารถสื่อสารข้อมูลกันได้อย่างมีประสิทธิภาพ ซึ่งทำให้ผู้ใช้คอมพิวเตอร์แต่ละเครื่องสามารถแลกเปลี่ยนข้อมูลซึ่งกันและได้และใช้ทรัพยากรที่อยู่ในเครือข่ายร่วมกันได้ และทำให้ประหยัดค่าใช้จ่ายได้เป็นจำนวนมาก

องค์ประกอบของการสื่อสารข้อมูล

1. ผู้ส่ง (Sender) เป็นอุปกรณ์ที่ใช้ในการส่งข่าวสาร (Message) เป็นต้นทางของการสื่อสารข้อมูลมีหน้าที่เตรียมสร้างข้อมูล เช่น ผู้พูด โทรทัศน์ กล้องวิดีโอ เป็นต้น

2. ผู้รับ (Receiver) เป็นปลายทางการสื่อสาร มีหน้าที่รับข้อมูลที่ส่งมาให้ เช่น ผู้ฟัง เครื่องรับโทรทัศน์ เครื่องพิมพ์ เป็นต้น

3. สื่อกลาง (Medium) หรือตัวกลาง เป็นเส้นทางการสื่อสารเพื่อนำข้อมูลจากต้นทางไปยังปลายทาง สื่อส่งข้อมูลอาจเป็นสายคู่บิดเกลียว สายโคแอกเชียล สายใยแก้วนำแสง หรือคลื่นที่ส่งผ่านทางอากาศ เช่น เลเซอร์ คลื่นไมโครเวฟ คลื่นวิทยุภาคพื้นดิน หรือคลื่นวิทยุผ่านดาวเทียม

4. ข้อมูลข่าวสาร (Message) คือสัญญาณอิเล็กทรอนิกส์ที่ส่งผ่านไปในระบบสื่อสาร ซึ่งอาจถูกเรียกว่า สารสนเทศ (Information) โดยแบ่งเป็น 5รูปแบบ ดังนี้

4.1 ข้อความ (Text) ใช้แทนตัวอักขระต่าง ๆ ซึ่งจะแทนด้วยรหัสต่าง ๆ เช่น รหัสแอสกี เป็นต้น

4.2 ตัวเลข (Number) ใช้แทนตัวเลขต่าง ๆ ซึ่งตัวเลขไม่ได้ถูกแทนด้วยรหัสแอสกีแต่จะถูกแปลงเป็นเลขฐานสองโดยตรง

4.3 รูปภาพ (Images) ข้อมูลของรูปภาพจะแทนด้วยจุดสีเรียงกันไปตามขนาดของรูปภาพ

4.4 เสียง (Audio) ข้อมูลเสียงจะแตกต่างจากข้อความ ตัวเลข และรูปภาพเพราะข้อมูลเสียงจะเป็นสัญญาณต่อเนื่องกันไป

4.5 วิดีโอ (Video) ใช้แสดงภาพเคลื่อนไหว ซึ่งเกิดจากการรวมกันของรูปภาพหลาย ๆ รูป

5. โปรโตคอล (Protocol) คือ วิธีการหรือกฎระเบียบที่ใช้ในการสื่อสารข้อมูลเพื่อให้ผู้รับและผู้ส่งสามารถเข้าใจกันหรือคุยกันรู้เรื่อง โดยทั้งสองฝั่งทั้งผู้รับและผู้ส่งได้ตกลงกันไว้ก่อนล่วงหน้าแล้ว ในคอมพิวเตอร์โปรโตคอลอยู่ในส่วนของซอฟต์แวร์ที่มีหน้าที่ทำให้การดำเนินงาน ในการสื่อสารข้อมูลเป็นไปตามโปรแกรมที่กำหนดไว้ ตัวอย่างเช่น X.25, SDLC, HDLC, และ TCP/IP เป็นต้น

คุณสมบัติพื้นฐาน 3 ประการของการสื่อสารข้อมูล

(Three Fundamental Char Characteristics)

เมื่อการสื่อสารข้อมูลได้เกิดขึ้น อุปกรณ์การสื่อสารจะต้องถือเป็นส่วนหนึ่งของระบบการสื่อสาร ด้วยการรวมส่วนของฮาร์แวร์และซอฟต์แวร์เข้าไว้ด้วยกันเพื่อให้สามารถทำการสื่อสารได้ ผลของระบบการสื่อสารข้อมูลจะขึ้นอยู่กับคุณสมบัติพื้นฐาน 3 ประการด้วยกัน คือ

1. การส่งมอบ (Delivery)

ระบบจะต้องสามารถส่งมอบข้อมูลไปยังจุดหมายปลายทางได้อย่างถูกต้อง ข้อมูลที่ส่งไปจะต้องไปยังอุปกรณ์ตามจุดหมายที่ต้องการ ซึ่งอาจเป็นยูสเซอร์หรืออุปกรณ์ก็ได้

2. ความถูกต้องแน่นอน (Accuracy)

ระบบจะต้องส่งมอบข้อมูลได้ถูกต้องและแน่นอน อีกทั้งยังต้องสามารถส่งสัญญาณเตือนให้รับทราบในกรณีที่การส่งข้อมูลในขณะนั้นไม่ถูกต้อง สูญหาย หรือไม่สามารถใช้งานได้

3. ระยะเวลา (Timeliness)

ระบบจะต้องส่งหมอบข้อมูลในช่วงเวลาที่เหมาะสม เช่น ในบางระบบ เวลาอาจไม่ใช่สาระสำคัญมากนัก หากเกิดความล่าช้าในข้อมูลที่ส่งก็อาจยอมรับได้ โดยขอให้ข้อมูลไปถึงปลายทางก็ถือว่าเพียงพอ แต่ในขณะที่บางระบบโดยเฉพาะระบบเรียลไทม์ (Real-Time Transmission) ซึ่งระบบดังกล่าวจำเป็นต้องใช้เวลาที่ตอบสนองแบบทันทีทันใด จึงจำเป็นต้องใช้อุปกรณ์และสื่อส่งข้อมูลที่มีความเร็วสูง เพื่อให้สามารถส่งข้อมูลไปยังจุดหมายปลายทางได้ทันที หากเกิดการหน่วงเวลาเวลาหรือความล่าช้าในระยะเวลาที่จัดส่ง ก็ส่งผลกระทบต่อการใช้งาน ดังนั้นความหมายของระยะเวลาที่เหมาะสม จึงหมายถึงข้อมูลที่ส่งไปยังจุดหมายปลายทางในระยะเวลาหนึ่ง ๆ ที่สามารถนำไปใช้เพื่อก่อให้เกิดประโยชน์ โดยปราศจากนัยสำคัญว่าเกิดการหน่วงเวลา

การสื่อสารโทรคมนาคม

คำว่า "การสื่อสารข้อมูล" และ "การสื่อสารโทรคมนาคม " มักนำมาใช้ร่วมกันเสมอ โดยคำว่า Tele มาจากรากศัพท์ในภาษากรีก ซึ่งตรงกับภาษาอังกฤษว่า far ที่หมายความว่าไกล ส่วนคำว่า Communication หมายถึงการสื่อสาร

ดังนั้น Telecommunication ซึ่งตรงกับภาษาไทยว่า การสื่อสารโทรคมนาคมนั้นจึงหมายถึงการสื่อสารระยะไกล โดย มีวัตถุประสงค์เพื่อแลกเปลี่ยนสารสนเทศ

การสื่อสารโทรคมนาคม

-โทรสาร ( Facsimile )

เครื่องโทรสารมักเรียกสั้น ๆ ว่า แฟกซ์ ใช้เทคนิคของแสงสแกนลงบนเอกสาร ต้นฉบับที่สามารถเป็นได้ทั้งข้อความและภาพ จากนั้นก็จะเปลี่ยนเป็นสัญญาณไฟฟ้าเพื่อส่งต่อไปตามสายโทรศัพท์ เมื่อเครื่องฝ่ายผู้รับได้รับข้อมูลที่ส่งมา ก็จะนำข้อมูลที่เป็นสัญญาณไฟฟ้านั้นมาเปลี่ยนเป็นข้อมูลที่เหมือนกับต้นฉบับ

-โทรศัพท์ ( Telephone )

เป็นอุปกรณ์ที่นิยมใช้เป็นอย่างสูง ซึ่งมักมีใช้งานตามบ้านเรือนเกือบทุกครัวเรือน ในปัจจุบัน ชุมสานโทรศัพท์นั้นได้มีการพัฒนาและเปลี่ยนมาเป็นรูปแบบของสัญญาณดิจิตอลในบางพื้นที่มากขึ้นตามลำดับ เพื่อรองรับการสื่อสารข้อมูลความเร็วสูง การใช้ชุมสายโทรศัพท์ในการสื่อสารนั้นราคาถูกและเป็นที่นิยม ตัวอย่างเช่น การใช้งานอินเทอร์เน็ตตามบ้านเรือนต่าง ๆ ด้วยการใช้คอมพิวเตอร์เชื่อมต่อกับโมเด็ม ซึ่งบางบริษัทที่บริการอินเทอร์เน็ตก็ยังคงรูปแบบการบริการแบบแอนะล็อกกับแบบดิจิตอลความเร็วสูง โดยระบบดิจิตอลจะมีช่องสัญญาณหรือแบนด์วิดธ์ที่กว้างกว่า ทำให้มีการรับส่งข้อมูลที่รวดเร็วโดยเฉพาะข้อมูลในรูปแบบของสื่อประสมหรือมัลติมีเดีย อีกทั้งในขณะที่ใช้งานก็ยังสามารถใช้งานโทรศัพท์ได้อีกด้วย เนื่องจากใช้ช่องความถี่ที่ต่างกันในการสื่อสาร ในขณะที่รูปแบบเดิมหรือแบบแอนะล็อกนั้น เมื่อใช้งานอินเทอร์เน็ตอยู่ก็จะไม่สามารถใช้งานโทรศัพท์ได้

-โทรทัศน์ ( Television )

เป็นระบบที่ใช้ในการแพร่ภาพกระจายในย่านความถี่สูง เช่น ที่ย่านความถี่สูง หรือย่านความถี่สูงมาก ซึ่งเป็นย่านความถี่ที่ใช้สำหรับกิจการทางโทรทัศน์ ในอดีตการแพร่ภาพทางโทรทัศน์มักจะประสบกับปัญหากับพื้นที่รับสัญญาณ เช่น ตามจังหวัดที่ห่างไกล แต่ในปัจ จุบันได้มีการตั้งสถานีทวนสัญญาณโทรทัศน์ตามพื้นที่ต่าง ๆ ทั่วประเทศ เพื่อให้ประชาชนตามจังหวัดต่าง ๆ สามารถรับชมการแพร่ภาพโทรทัศน์ได้ ปัจจุบันการส่งสัญญาณโทรทัศน์ในประเทศไทยมีอยู่ 2 ระบบด้วยกัน คือ ระบบออกอาการทั่วไป และอีกระบบอีกหนึ่ง คือ ระบบเคเบิลทีวี ซึ่งระบบนี้จำเป็นต้องสมัครสมาชิกและต้องเสียค่าบริการรายเดือน โดยจะมีเสารับสัญญาณที่แตกต่างกันกับเสาอากาศของโทรทัศน์ทั่วไป นอกจากนี้ยังมีเทคโนโลยีหนึ่งเรียกว่า Video on Demand ซึ่งเป็นระบบโทรทัศน์ที่ผู้ชมสามารถเป็นผู้เลือกชมรายการได้ด้วยตนเอง

วิทยุกระจายเสียง (Radio)

เป็นการสื่อสารที่อาศัยคลื่นวิทยุด้วยการส่งคลื่นไปยังอากาศเพื่อเข้าไปยังเครื่องรับวิทยุ โดยใช้เทคนิคการกล้ำสัญญาน หรือเรียกว่าการมอดูเลต (Modulate) การด้วยการรวมกับคลื่นเสียงที่เป็นไฟฟ้าความถี่เสียงรวมกัน ทำให้การสื่อสารด้วยวิทยุกระจายเสียงนั้นไม่จำเป็นต้องใช้สาย อีกทั้งยังสามารถส่งคลื่นได้ในระยะทางที่ไกลออกไปได้ตามประเภทของคลื่นนั้น ๆ

-ไมโครเวฟ (Microwave)

ไมโครเวฟเป็นคลื่นวิทยุชนิดหนึ่งที่มีความถี่ระดับกิกะเฮิรตซ์ (GHz) และเนื่องจากความยาวของคลื่นมีหน่วยวัดเป็นไมโครเมตร จึงเรียกว่าไมโครเวฟนั่นเอง คลื่นไมโครเวฟเป็นคลื่นเส้นตรงในระดับสายตา ซึ่งหากลักษณะภูมิประเทศมีภูเขาหรือตึกสูงบดบังคลื่นแล้ว จะทำให้ไม่สามารถส่งสัญญาณไปยังที่หมายได้ ดังนั้นจึงจำเป็นต้องมีการติดตั้งจานรับส่งบนยอดตึกหรือยอดเขา เพื่อให้สัญญานส่งทอดต่อไปอีกได้

-ดาวเทียม (Satellite)

เนื่องจากคลื่นไมโครเวฟมีข้อจำกัดในเรื่องของลักษณะภูมิประเทศที่มีผลต่อการบดบังคลื่น ดังนั้นจึงได้มีการพัฒนาดาวเทียม โดยความเป็นจริงแล้ว ดาวเทียมก็คือสถานีไมโครเวฟนั่งเอง แต่เป็นสถานีไมโครเวฟที่ลอยอยู่บนเหนือพื้นผิวโลก มีลักษณะเป็นจานขนาดใหญ่โคจรห่างจากพื้นโลกประมาณ 22,300 ไมล์ ทำให้สามารถติดต่อสถานีภาคพื้นดินที่อยู่บนพื้นโลกได้ เราสามารถส่งดาวเทียมที่เรียกว่า Grostationary ซึ่งเป็นดาวเทียมหมุนโคจรด้วยความเร็วเท่ากับโลก ทำให้ดูเหมือนกับไม่มีเคลื่อนไหว และด้วยการนำดาวเทียมดังกล่าวขึ้นไปโคจรเหนือพื้นผิวโลกเพียง 3 ดวง ก็สามารถครอบคลุมการสื่อสารได้ทุกหมุนโลก โดยดาวเทียมดวงหนึ่งส่งสัญญาณในบริเวณกว้างเท่ากับ 1 ใน 3 ของโลก (120 องศา) ดังนั้นดาวเทียม 3 ดวงก็ครอบคลุมบริเวณพื้นโลกได้ทั้งหมด (360 องศา) ส่วนการสื่อสารสามารถส่งสัญญาณแบบขาขึ้น (Uplink) ซึ่งเป็นการส่งสัญญาณจากสถานีพื้นดินไปยังดาวเทียม และการส่งสัญญาณแบบขาลง(Downlink) ซึ่งเป็นการส่งสัญญาณจากดาวเทียมมายังสถานีภาคพื้นดิน และด้วยเทคโนโลยีดาวเทียมในอนาคตก็จะสามารถสื่อสารได้ทั้งสองทาง ไม่ว่าจะเป็นแบบขาขึ้นหรือขาลงในขณะเดียวกัน

• ประโยชน์ของระบบเครือข่าย

• ใช้ทรัพยาการ่วมกัน

• ช่วยลดต้นทุน

• เพิ่มความสะดวกในการสื่อสาร

• ความน่าเชื่อถือและความปลอดถัย

ระบบเครือข่ายในชีวิตประจำวัน

ระบบเครือข่ายคอมพิวเตอร์ปัจจุบัได้นำเข้าไปประยุกใช้ในงานด้านต่างๆ

-งานธุรกิจ เช่น บริษัท ร้านค้า ห้างสรรพสินค้า ตลอดจนโรงงานต่างๆ

ใช้คอมพิวเตอร์ในการทำบัญชี งานประมวลคำ และติดต่อกับหน่วยงานภายนอก

ผ่านระบบโทรคมนาคม นอกจากนี้งานอุตสาหกรรม ส่วนใหญ่ก็ใช้คอมพิวเตอร์มา

ช่วยในการควบคุมการผลิต และการประกอบชิ้นส่วนของอุปกรณ์ต่างๆ เช่น

โรงงานประกอบรถยนต์ ซึ่งทำให้การผลิตมีคุณภาพดีขึ้นบริษัทยังสามารถรับ หรือ

งานธนาคาร ที่ให้บริการถอนเงินผ่านตู้ฝากถอนเงินอัตโนมัติ ( ATM ) และใช้

คอมพิวเตอร์คิดดอกเบี้ยให้กับผู้ฝากเงิน และการโอนเงินระหว่างบัญชี เชื่อมโยงกัน

เป็นระบบเครือข่าย

-งานวิทยาศาสตร์ การแพทย์ และงานสาธารณสุข สามารถนำคอมพิวเตอร์

มาใช้ในนำมาใช้ในส่วนของการคำนวณที่ค่อนข้างซับซ้อน เช่น งานศึกษาโมเลกุล

สารเคมี วิถีการโคจรของการส่งจรวดไปสู่อวกาศ หรืองานทะเบียน การเงิน สถิติ และ

เป็นอุปกรณ์สำหรับการตรวจรักษาโรคได้ ซึ่งจะให้ผลที่แม่นยำกว่าการตรวจด้วยวิธี

เคมีแบบเดิม และให้การรักษาได้รวดเร็วขึ้น

-งานคมนาคมและสื่อสาร ในส่วนที่เกี่ยวกับการเดินทาง จะใช้คอมพิวเตอร์

ในการจองวันเวลา ที่นั่ง ซึ่งมีการเชื่อมโยงไปยังทุกสถานีหรือทุกสายการบินได้

ทำให้สะดวกต่อผู้เดินทางที่ไม่ต้องเสียเวลารอ อีกทั้งยังใช้ในการควบคุมระบบการ

จราจร เช่น ไฟสัญญาณจราจร และ การจราจรทางอากาศ หรือในการสื่อสารก็ใช้

ควบคุมวงโคจรของดาวเทียมเพื่อให้อยู่ในวงโคจร ซึ่งจะช่วยส่งผลต่อการส่งสัญญาณ

ให้ระบบการสื่อสารมีความชัดเจน

-งานวิศวกรรมและสถาปัตยกรรม สถาปนิกและวิศวกรสามารถใช้คอมพิวเตอร์

ในการออกแบบ หรือ จำลองสภาวการณ์ ต่างๆ เช่น การรับแรงสั่นสะเทือนของอาคาร

เมื่อเกิดแผ่นดินไหว โดยคอมพิวเตอร์จะคำนวณและแสดงภาพสถานการณ์ใกล้เคียง

ความจริง รวมทั้งการใช้ควบคุมและติดตามความก้าวหน้าของโครงการต่างๆ เช่น

คนงาน เครื่องมือ ผลการทำงาน

-งานราชการ เป็นหน่วยงานที่มีการใช้คอมพิวเตอร์มากที่สุด โดยมีการใช้

หลายรูปแบบ ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับบทบาทและหน้าที่ของหน่วยงานนั้นๆ เช่น กระทรวงศึกษาธิการ มีการใช้ระบบประชุมทางไกลผ่านคอมพิวเตอร์ ,

กระทรวงวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี ได้จัดระบบเครือข่าย Internet เพื่อเชื่อมโยง

ไปยังสถาบันต่างๆ กรมสรรพากร ใช้จัดในการจัดเก็บภาษี บันทึกการเสียภาษี เป็นต้น

-การศึกษา ได้แก่ การใช้คอมพิวเตอร์ทางด้านการเรียนการสอน ซึ่งมีการ

นำคอมพิวเตอร์มาช่วยการสอนในลักษณะบทเรียน CAI หรืองานด้านทะเบียน ซึ่ง

ทำให้สะดวกต่อการค้นหาข้อมูลนักเรียน การเก็บข้อมูลยืมและการส่งคืนหนังสือ

ห้องสมุด

หลักการทำงานเบื้องต้นของระบบคอมพิวเตอร์

เริ่มจากผู้ใช้ทำการกรอกข้อมูลหรือคำสั่งผ่านทางอุปกรณ์รับข้อมูล (Input Devices) ซึ่งข้อมูลหรือคำสั่งต่างๆที่รับเข้ามาจะถูกนำไปเก็บไว้ที่หน่วยความจำหลัก (Memory) จากนั้นก็จะถูกนำไปประมวลผลโดยหน่วยประมวลผลกลาง (Central Processing) แล้วนำผลที่ได้จากการประมวลผลมาเก็บไว้ในหน่วยความจำแรม พร้อมทั้งแสดงออกทางอุปกรณ์แสดงผล (Output Devices) ดังนั้นระบบคอมพิวเตอร์จึงประกอบด้วย 4 ส่วนด้วยกัน ได้แก่ ส่วนอุปกรณ์รับข้อมูล ส่วนประมวลผลกลาง หน่วยความจำ และอุปกรณ์แสดงผล