การสื่อสารข้อมูล

การสื่อสารข้อมูล

การสื่อสารข้อมูล  (Data communication)
หมายถึง การส่งข้อมูลหรือข่าวสาร จากผู้ส่งต้นทางไปยังผู้รับปลายทางที่อยู่ห่างไกล โดยผ่านช่องทางการสื่อสารเพื่อเป็นสื่อกลางในการส่ง
ข้อมูล ซึ่งอาจจะเป็นแบบใช้สาย หรือไม่ใช้สายก็ได้ ส่วนข้อมูลหรือข่าวสารนั้นอาจจะเป็นข้อความ เสียง ภาพเคลื่อนไหว หรือข้อมูลที่เป็นมัลติมีเดียก็ได้ ดังนั้นการ
สื่อสารข้อมูลจึงเป็นส่วนหนึ่งของการสื่อสารโทรคมนาคม โดยเน้นการส่งผ่านข้อมูล โดยใช้ระบบคอมพิวเตอร์และเครือข่ายเป็นหลัก

องค์ประกอบของการสื่อสาร

1. ผู้ส่งข้อมูล (Sendar) คือ สิ่งที่ทำหน้าที่ส่งข้อมูลไปยังจุดหมายปลายทางที่ต้องการ

2. ผู้รับข้อมูล (Receiver) คือ สิ่งที่ทำหน้าที่รับข้อมูลที่ถูกส่งมาให้

3. ข้อมูล (Data) คือ สิ่งที่ผู้ส่งต้องการส่งไปยังผู้รับ อาจอยู่ในรูปแบบ ข้อความ เสียง ภาพ วิดีโอ และอื่นๆ

4. สื่อนำข้อมูล (Meduim) คือ สิ่งที่เป็นตัวกลางในการถ่ายโอนข้อมูลจากผู้ส่งไปยังผู้รับ

5. โพโตคอล (Potocal) คือ กฎระเบียบที่ใช้กำหนดวิธีการติดต่อสื่อสารระหว่างอุปกรณ์คู่หนึ่ง ซึ่งอาจจะเป็นเครื่องคอมพิวเตอร์หรืออุปกรณ์สื่อสารใด ๆ ผ่านระบบเครือข่าย เนื่องจากอุปกรณ์เหล่านี้อาจใช้รหัสแทนข้อมูลแตกต่างกัน และ/หรือมีกระบวนการทำงานแตกต่างกัน จึงจำเป็นต้องมีตัวกลางหรือวิธีการที่ใช้ในการเปลี่ยนแปลงหรือทำให้ความแตก ต่างระหว่างอุปกรณ์หมดไป ซึ่งจะทำให้สามารถสื่อสารระหว่างกันได้ โพรโทคอลจึงมีหน้าที่ในการกำหนดรายละเอียดกระบวนการทำงานของตัวกลางนี้ให้ เป็นมาตรฐานเดียวกัน

ชนิดของสัญญาณข้อมูล  แบ่งได้เป็น 2 ชนิดคือ

1.Analog signal เป็นสัญญาณต่อเนื่อง ลักษณะของคลื่นไซน์ sine wave  ตัวอย่างการส่งข้อมูลที่เป็น analog คือการส่งข้อมูลผ่านระบบโทรศัพท์

        Hertz คือหน่วยวัดความถี่ของสัญญาณ โดยนับความถี่ที่เกิดขึ้นใน 1 วินาที เช่น 1 วินาทีมีการเปลี่ยนแปลงของระดับสัญญาณ 60 รอบแสดงว่ามีความถี่ 60 Hz

2.Digital signal สัญญาณไม่ต่อเนื่อง ข้อมูลในเครื่องคอมพิวเตอร์ที่เป็นเลขฐาน 2 จะถูกแทนด้วยสัญญาณ digital คือเป็น 0 และ 1 โดยการ

แทนข้อมูลสัญญาณแบบ Unipolar จะแทน 0 ด้วยสัญญาณไฟฟ้าที่เป็นกลาง และ 1 ด้วยสัญญาณไฟฟ้าที่เป็นบวก Bit rate เป็นอัตราความเร็ว

ในการส่งข้อมูล โดยนับจำนวน bit ที่ส่งได้ในช่วง 1 วินาที เช่น ส่งข้อมูลได้ 14,400 bps (bit per seconds)

โมเด็ม (MODEM) เป็นอุปกรณ์สำหรับคอมพิวเตอร์อย่างหนึ่งที่ช่วยให้คุณสัมผัสกับโลกภายนอกได้อย่างง่ายดาย โมเด็มเป็นเสมือนโทรศัพท์

สำหรับคอมพิวเตอร์ที่จะช่วยให้ระบบคอมพิวเตอร์ของคุณสามารถสื่อสารกับคอมพิวเตอร์อื่นๆ ได้ทั่วโลก โมเด็มจะสามารถทำงานของคุณให้

สำเร็จได้ก็ด้วยการเชื่อมต่อระหว่างคอมพิวเตอร์ของคุณเข้าคู่สายของโทรศัพท์ธรรมดาคู่หนึ่งซึ่งโมเด็มจะทำการแปลงสัญญาณดิจิตอล (digital

 signals) จากเครื่องคอมพิวเตอร์ให้เป็นสัญญาณอนาล็อก (analog signals) เพื่อให้สามารถส่งไปบนคู่สายโทรศัพท์

 โมเด็มสามารถแบ่ง 3 ประเภทคือ

1. โมเด็มแบบติดตั้งภายนอก (External modem) เป็นโมเด็มที่ติดตั้งกับคอมพิวเตอร์ภายนอก สามารถเคลื่อนย้ายได้สะดวก เพราะในปัจจุบัน

การเชื่อมต่อกับคอมพิวเตอร์จะผ่าน USB พอร์ต (Universal Serial Bus) ซึ่งเป็นพอร์ตที่นิยมใช้กันมาก ราคาของโมเด็มภายนอกไม่สูงมากนัก

 แต่จะยังมีราคาสูงกว่าโมเด็มแบบติดตั้งภายใน

2. โมเด็มแบบติดตั้งภายใน (Internal modem) เป็นโมเด็มที่เป็นการ์ดคอมพิวเตอร์ที่ต้องติดตั้งเข้าไปกับแผงวงจรหลักหรือเมนบอร์ด (main

 board) ของเครื่องคอมพิวเตอร์ โมเด็มประเภทนี้จะมีราคาถูกว่าโมเด็มแบบติดตั้งภายนอก เวลาติดตั้งต้องอาศัยความชำนาญในการเปิดเครื่อง

คอมพิวเตอร์ และติดตั้งไปกับแผงวงจรหลัก

3. โมเด็มสำหรับเครื่องคอมพิวเตอร์โน้ตบุ๊ก (Note Book Computer) อาจเรียกสั้นๆว่า PCMCIA modem

การเชื่อมต่อสายสื่อสาร

        การเชื่อมต่อของสายสื่อสารระหว่างเครื่องคอมพิวเตอร์ แบ่งออกเป็นสองประเภท ดังนี้

        1. การเชื่อมต่อสายสื่อสารแบบจุดต่อจุด (point-to-point)

            การเชื่อมต่อสายสื่อสารแบบจุดต่อจุด เป็นการเชื่อมต่อระหว่างอุปกรณ์สื่อสารสองตัวเท่านั้น อุปกรณ์สื่อสารสองตัวที่เชื่อมต่อแบบนี้

 จะใช้ความสามารถ ของสื่อส่งข้อมูลอย่างเต็มที่ในขณะที่อุปกรณ์ผู้ส่งพร้อมจะส่งข้อมูล และอุปกรณ์ผู้รับพร้อมจะรับข้อมูล การสื่อสารสามารถ

เกิดขึ้นได้ทันที เพราะสื่อส่งข้อมูล ที่อุทิศฯให้กับสื่อสารระหว่างอุปกรณ์สองตัว ย่อมพร้อมทำหน้าที่อยู่เสมอ การเชื่อมต่อแบบนี้อาจใช้สื่อที่เป็น

สายหรือสื่อไร้สายก็ได้ ตามปกติ การสื่อสาร ระหว่างเครื่องคอมพิวเตอร์กับเครื่องพิมพ์ก็เป็นการเชื่อมต่อแบบจุดต่อจุด คือ เมื่อเครื่องพิมพ์

พร้อมจะรับข้อมูล และเครื่องคอมพิวเตอร์พร้อมจะส่งข้อมูล ก็สามารถสื่อสารกันได้ทันที

         2. การเชื่อมต่อสายสื่อสารแบบหลายจุด (multipoint)

            การเชื่อมต่อสายสื่อสารแบบหลายจุด เป็นการเชื่อมต่อที่มีอุปกรณ์สื่อสารมากกว่าสองตัวแบ่งกันใช้สื่อส่งข้อมูลเดียวกัน ในการเชื่อม

ต่อแบบนี้ สื่อส่งข้อมูลจะถูกแบ่งด้วยเวลา หรือความสามารถ

การแบ่งกันใช้สื่อด้วยเวลา หมายถึง อุปกรณ์ (มากกว่าสองตัว) ที่เชื่อมอยู่กับสื่อจะผลัดเปลี่ยนกันใช้สื่อเมื่อสื่อว่างอยู่จึงจะสามารถเริ่มต้น

การสื่อสารได้ หรืออาจจะเป็นการผลัดเปลี่ยนกันอย่างสม่ำเสมอ เช่น ผลัดกันใช้สื่อทุก ๆ 0.5 วินาที เมื่อเวลาผ่านไป 0.5 วินาที เครื่อง

หนึ่งจะมีสิทธิใช้สื่อเพื่อส่งข้อมูล และเมื่อ 0.5 วินาทีของเครื่องนั้นหมดลง เครื่องถัดไปก็มีสิทธิใช้สื่อส่งข้อมูล เป็นต้น การแบ่งตามเวลา

อาจจะไม่เสมอภาคกันสำหรับอุปกรณ์ทุกตัว ขึ้นอยู่กับการให้ความสำคัญ (priority) กับอุปกรณ์แต่ละตัว ในระบบที่ใช้แบ่งความสามารถ

ของสื่อ อุปกรณ์ทุกตัวจะใช้สื่อได้เมื่อต้องการ แต่จะใช้ความสามารถไม่เต็มที่ ซึ่งจะส่งผลให้ความเร็วในการสื่อสารลดลง เมื่อเทียบกับ

การใช้สื่ออย่างเต็มความสามารถ

ทิศทางการสื่อสาร

    ทิศทางของการสื่อสารข้อมูล หมายถึง ทิศทางจากอุปกรณ์ส่งข้อมูลไปยังอุปกรณ์รับข้อมูลโดยผ่านสื่อนำข้อมูล สามารถแบ่งทิศทางการ

สื่อสารของข้อมูลได้เป็น 3 แบบ คือ

   1. แบบทิศทางเดียว (Simplex) หรือเรียกว่า “การสื่อสารแบบทางเดียว” (One-way Communication) เป็นทิศทางการสื่อสารข้อมูลแบบที่

ข้อมูลจะถูกส่งจากทิศทางหนึ่งไปยังอีกทิศทางโดยไม่สามารถส่งข้อมูลย้อนกลับมาได้เช่น การกระจายเสียงจากสถานีวิทยุ การเผยแพร่

ภาพและรายการต่างๆของสถานีโทรทัศน์ เป็นต้น

    2. แบบกึ่งสองทิศทาง ( Half Duplex)หรือเรียกว่า “การสื่อสารแบบทางใดทางหนึ่ง (Either-way Communication)” เป็นทิศทางการ

สื่อสารข้อมูลแบบที่ข้อมูลสามารถส่งกลับกันได้ 2 ทิศทาง แต่จะไม่สามารถส่งพร้อมกันได้ โดยต้องผลัดกันส่งครั้งละทิศทางเท่านั้น เช่น 

วิทยุสื่อสารแบบผลัดกันพูด

3. แบบสองทิศทาง (Full Duplex)หรือเรียกว่า “การสื่อสารแบบสองทาง (Both-way Communication)” เป็นทิศทางการสื่อสารข้อมูล

แบบที่ข้อมูลสามารถส่งพร้อม ๆ กันได้ทั้ง 2 ทิศทาง ในเวลาเดียวกัน เช่น ระบบโทรศัพท์ โดยที่คู่สนทนาสามารถพูดคุยโต้ตอบกันได้

ในเวลาเดียวกัน ไม่ต้องกดสวิตซ์ เพื่อเปลี่ยนสถานะก่อนที่จะสื่อสาร

ตัวกลาง

ตัวกลางหรือสื่อที่ใช้ในการสื่อสารแบ่งได้เป็น 2 ประเภทใหญ่ๆ ดังนี้

สื่อนำข้อมูลแบบมีสาย

        สื่อนำข้อมูลแบบมีสาย (wired media) หรือเรียกอีกอย่างหนึ่งว่า guided media ซึ่งก็คือ สื่อที่สามารถบังคับให้สัญญาณข้อมูลเคลื่อนที่ไปในทิศทางที่กำหนดได้ แบ่งเป็น 3 ชนิด ดังนี้

1.สายคู่บิดเกลียว (twisted pair cable)

        สายคู่บิดเกลีบวเป็นสายสัญญาณไฟฟ้านำข้อมูลได้ทั้งแอนะล็อกและดิจิทัล ลักษณะคล้ายสายไฟทั่วไป ราคาไม่แพงมาก น้ำหนักเบา ติดตั้งได้ง่าย ภายในสายคู่บิดเกลียวจะประกอบด้วยสายทองแดงพันกันเป็นเกลียว เป็นคู่ๆ ซึ้งอาจจะมี 2,4 หรือ 6 คู่ 

2.สายโคแอกเชียล (coaxial cable)

        สายโคแอกเชียล เป็นสายสัญญาณไฟฟ้านำข้อมูลได้ทั้งแอนะล็อกและดิจิทัลเช่นเดียวกับสายคู่บิดเกลียว ลักษณะคล้ายสายเคเบิคทีวี โดยภายในมีตัวนำไฟฟ้าเป็นแกนกลางและห่อหุ้มด้วยฉนวนเป็นชั้นๆตัวนำโลหะทำหน้าที่ส่งสัญญาณ ส่วนฉนวนทำหน้าที่ป้องกันสัญญาณรบกวนจากภายนอก

         ความถี่ในการส่งข้อมูล : 100 เมกะเฮิรตซ์ (MHz) ถึง 500 เมกะเฮิรตซ์ (MHz)

         ความเร็วในการส่งข้อมูล : 1 ล้านบิตต่อวินาที (Mbps) ถึง 1 พันล้านบิตต่อวินาที (Gbps)

3.สายใยแก้วนำแสง (optical fiber cable)

          มีแกนกลางของสายซึ่งประกอบด้วยเส้นใยแก้วหรือพลาสติกขนาดเล็กหลายๆ เส้นอยู่รวมกัน  เส้นใยแต่ละเส้นมีขนาดเล็กเท่าเส้นผมและภายในกลวง และเส้นใยเหล่านั้นได้รับการห่อหุ้มด้วยเส้นใยอีกชนิดหนึ่งก่อนจะหุ้มชั้นนอกสุดด้วยฉนวน การส่งข้อมูลผ่านทางสื่อกลางชนิดนี้จะแตกต่างจากชนิดอื่นๆ ซึ่งใช้สัญญาณไฟฟ้าในการส่ง  แต่การทำงานของสื่อกลางชนิดนี้จะใช้เลเซอร์วิ่งผ่านช่องกลวงของเส้นใยแต่ละเส้นและอาศัยหลักการหักเหของแสง เส้นใยนำแสงเหมาะที่จะใช้กับการเชื่อมโยงระหว่างอาคารกับอาคารหรือระหว่างเมืองกับเมือง เส้นใยนำแสงจึงถูกนำไปใช้เป็นสายแกนหลัก

  

สื่อนำข้อมูลแบบไร้สาย

       สื่อนำข้อมูลแบบไร้สาย (wireless media) หรือเรียกอีกอย่างหนึ่งคือ unguided media คือ สื่อที่ไม่สามารถ

กำหนดทิศทางให้ข้อมูลเดินทางไปในทิศทางที่ต้องการได้ อากาศเป็นสื่อหรือตัวกลางในการนำข้อมูลไปยัง

ปลายทางชนิดหนึ่ง การสื่อสารโดยใช้อากาศเป็นตัวกลางมีลักษณะการสื่อสาร 4 ประเภท ดังนี้

1.แสงอินฟราเรด

       การสื่อสารโดยการส่งด้วยแสงอินฟราเรด (infrared) จะใช้ในการสื่อสารระยะทางใกล้ๆ เช่น การใช้แสง

อินฟราเรดจากเครื่องรีโมทคอนโทรลไปยังเครื่องรับวิทยุและโทรทัศน์ การส่งข้อมูลจากโทรศัพท์มือถือไปยังมือ

ถือด้วยกันเอง หรือระหว่างเครื่องคอมพิวเตอร์แบบพกพาเนื่องจากแสงอินฟราเรดไม่สามารถทะลุผ่านวัตถุทึบ

แสงได้ ดังนั้นไมสามารถส่งข้อมูลในระยะทางไกลได้

2.สัญญาณวิทยุ

      การสื่อสารข้อมูลโดยการส่งสัญญาณวิทยุ (radio wave) ที่มีความถี่ต่างๆกัน สามารถส่งไปได้ในระยะทาง

ไกลๆ หรือในสถานที่ที่ไม่สามารถใช้สายส่งได้ แต่เนื่องจากใช้อากาศเป็นตัวกลางในการสื่อสาร ดังนั้นเมื่อสภาพ

อากาศไม่ดี จึงมีผลต่อสัญญาณวิทยุที่ทำการส่งออกไป สัญญาณวิทยุมีหลายความถี่ ซึ่งใช้ประโยชน์แตกต่างกัน

 เช่น สัญญาณที่ความถี่ 300 กิโลเฮิรตซ์ (KHz) -3 เมกะเฮิรตซ์ (MHz) ใช้ส่งสัญญาณโทรทัศน์ช่อง 3,5,7,9 วิทยุ

สายการบิน เป็นต้น

3.ระบบไมโครเวฟ

       ระบบไมโครเวฟ (microwave) เป็นการสื่อสารไร้สายโดยการส่งสัญญาณป็นคลื่นไมโครเวฟจากเสาไมโครเวฟต้นหนึ่งไปยังเสาไมโครเวฟที่ตั้งอยู่ในระยะทางที่ไกลออกไป เนื่องจากทิศทางการส่งข้อมูลระหว่างเสาไมโครเวฟ 2 ต้น ส่งในทิศทางที่เป็นเส้นตรง หรือเรียกว่าระยะเส้นสายตา (line of sight) ดังนั้นถ้าระหว่างเส้นทางการส่งข้อมูลมีสิ่งกีดขวางก็จะไม่สามารถส่งสัญญาณได้ ดังนั้นจึงต้องมีการติดตั้งจานรับส่งเป็นสถานีทวนสัญญาณ (repeater station) เพื่อเป็นจุดส่งสัญญาณต่อไปยังเสาไมโครเวฟต้นต่อไป  คลื่นไมโครเวฟ จะถูกรบกวนได้จากสภาพอากาศที่ไม่ดี เช่น ฝนตก ฟ้าร้อง ฟ้าผ่า เป็นต้น

ข้อดีของการสื่อสารด้วยระบบไมโครเวฟ คือ สามารถทำการสื่อสารระยะทางไกลๆได้โดยไม่ต้องเดินสายให้ยุ่งยาก และสามารถส่งข้อมูลได้ในปริมารมาก 

ข้อเสียคือ คลื่นไมโครเวฟถูกรบกวนได้ง่ายจากสภาพอากาศที่แปรปรวน และมีค่าติดตั้งเสาและจานรับและส่งที่มีราคาแพง

4.การสื่อสารผ่านดาวเทียม

      เมื่อต้องการทำการสื่อสารในระยะทางที่ไกลออกไป การเชื่อมต่อโดยใช้สายเคเบิลไมสามารถทำได้ การสื่อสารด้วยระบบไมโครเวฟก็ต้องเสียค่าใช้จ่ายมากและทำการติดตั้งยาก ดังนั้นคำตอบของการสื่อสารในระยะทางไกลอีกวิธีหนึ่ง คือ การสื่อสารผ่านดาวเทียม (satellite communication) การสื่อสารดาวเทียม เป็นการสื่อสารจากพื้นโลกไปสู่ดาวเทียม โดยบนพื้นโลกจะมีสถานีส่งสัญญาณข้อมูลไปยังดาวเทียมที่โคจรอยู่นอกโลก ซึ่งจะทำหน้าที่ทวนสัญญาณและกระจายสัญญาณส่งกลับมายังสถานีรับบนพื้นโลก การสื่อสารผ่านดาวเทียมเหมาะสมกับการสื่อสารระยะไกลมากๆ เช่น การสื่อสารระหว่างประเทศ

มาตรฐานเครือข่ายไร้สาย (Wireless Networking Protocols)
       ด้วยความเจริญเติบโตอย่างรวดเร็วของเทคโนโลยีเครือข่ายไร้สายได้ส่งผลให้อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ 
เช่น โทรศัพท์มือถือ ตลอดจนโรงงานอุตสาหกรรมโทรคมนาคมมีความต้องการมาตรฐานเพื่อการ
สื่อสารไร้สาย ในทีนี้กล่าวถึงการสื่อสารไร้สายดังนี้

บลูทูธ (Bluetooth)  บลูทธเป็นชื่อที่เรียกสำหรับมาตรฐานเรือข่ายแบบ 802.15   บลูทูธเป็นเทคโนโลยีไร้
สายที่ใช้การส่งข้อมูลทางคลื่นวิทยุ (Universal Radio Interface) เริ่มใช้ในปี ค.ศ. 1998  สามารถ
ติดต่อเชื่อมโยงสื่อสารแบบไร้สายระหว่างกันในช่วงระยะห่างสั้น ๆ ได้

            ไว-ไฟ (Wi-Fi) ไว-ไฟ ย่อมาจากคำว่า Wireless Fidelity คือ มาตรฐานที่รับรองว่าอุปกรณ์ไวเลส
 (Wireless LAN) 
            ไว-ไฟ เป็นเทคโนโลยีอินเทอร์เน็ต    ไร้สายความเร็วสูงที่นิยมใช้ที่สุดในโลก ใช้สัญญาณวิทยุใน
การรับส่งข้อมูลความเร็วสูงผ่านเครือข่ายไร้สายจากบริเวณที่มีการติดตั้ง Access Point ไปยังอุปกรณ์ที่ใช้
เชื่อมต่อ เช่นโทรศัพท์มือถือ  และโน้ตบุ๊กเป็นต้น

            ไว- แมกซ์ (Wi-MAX) เป็นชื่อเรียกเทคโนโลยีไร้สายรุ่นใหม่ล่าสุดที่คาดหมายกันว่าจะถูกนำมาใช้
งานที่ประเทศไทยอย่างเป็นทางการ ในอนาคตอันใกล้นี้ (ตอนนี้มีแอบทดสอบ WiMAX กันหลายที่ในต่าง
จังหวัดแล้ว เช่น ที่เชียงใหม่)