บทที่ 4 การสื่อสารข้อมูลบนระบบเครือข่ายคอมพิวเตอร์ (ตอบคำถามท้ายบท)

1. สื่อกลางประเภทมีสายแต่ละประเภท มีข้อดีและข้อเสียอย่างไรบ้าง จงเปรียบเทียบ
     1.1 สายคู่บิดเกลียว (Twisted pair Cable)

สายคู่บิดเกลียว

        สายคู่บิดเกลียวประกอบด้วยสายทองแดง 2 เส้น แต่ละเส้นมีฉนวนหุ้มพันกัน เป็นเกลียว สามารถลดการรบกวนจากสนามแม่เหล็กไฟฟ้าได้ แต่ไม่สามารถป้องกันการสูญเสีย พลังงานจากการแผ่รังสีความร้อนในขณะที่มีการส่งสัญญาณ สายคู่บิดเกลียว 1 คู่จะแทนการสื่อสาร ได้ 1 ช่องทางสื่อสาร(Channel) สำหรับการใช้งานจริงเช่นสายโทรศัพท์จะเป็นสายรวมที่ประกอบด้วยสายคู่บิดเกลียวอยู่ภายในเป็นร้อยๆ คู่

— แนวคิด : การนำสายมาถักเป็นเกลียวมีเหตุผลสำคัญ คือ ช่วยลดการแทรกแซงจากสัญญาณรบกวน (Crosstalk)

            สายคู่บิดเกลียวสามารถใช้ได้ทั้งการส่งสัญญาณข้อมูลแบบอนาล็อกและแบบดิจิตอล และเนื่องจากสายคู่บิดเกลียวจะมีการสูญเสียสัญญาณขณะส่งสัญญาณ ดังนั้นจึงจำเป็นต้องมีเครื่องขยายสัญญาณ (Amplifier)สำหรับการส่งสัญญาณข้อมูลแบบอนาล็อกในระยะทางไกล ๆ หรือทุก 5 – 6 กิโลเมตร สำหรับการส่งสัญญาณข้อมูลแบบดิจิตอลจะต้องมีเครื่องทบทวนสัญญาณ (Repeater) ทุก ๆ 2 – 3 กิโลเมตร สายประเภทนี้มีด้วยกัน 2 ชนิดคือ
ก) สายคู่บิดเกลียวชนิดหุ้มฉนวน (Shielded Twisted Pair : STP) เป็นสายคู่ บิดเกลียวที่หุ้มด้วยลวดถัดชั้นนอกที่หนาอีกชั้นดังรูปที่ 2 เพื่อป้องกันการรบกวนของคลื่น แม่เหล็กไฟฟ้า

สายคู่บิดเกลียวชนิดหุ้มฉนวน

ข) สายคู่บิดเกลียวชนิดไม่หุ้มฉนวน (Unshielded Twisted Pair : UTP) เป็นสายคู่บิดเกลียวมีฉนวนชั้นนอกที่บางอีกชั้นดังรูปที่ 3 ทำให้สะดวกในการโค้งงอ แต่สามารถป้องกันการรบกวนของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าได้น้อยกว่าชนิดแรก แต่ก็มีราคาต่ำ จึงนิยมใช้ในการเชื่อมต่ออุปกรณ์ในเครือข่าย ตัวอย่างสายคู่บิดเกลียวชนิดนี้ เช่น สายโทรศัพท์ที่ใช้อยู่ตามบ้าน

สายคู่บิดเกลียวชนิดไม่หุ้มฉนวน

หัวเชื่อมต่อ (Modular Plugs) สายคู่บิดเกลียวจะใช้หัวเชื่อมต่อแบบ RJ-45 ซึ่ง จะมีลักษณะคล้ายกับหัวเชื่อมต่อแบบ RJ-11ที่เป็นหัวที่ใช้กับสายโทรศัพท์ทั่ว ๆ ไป ข้อแตกต่างระหว่างหัวเชื่อมต่อสองประเภทนี้คือ หัว RJ-45 จะมีขนาดใหญ่กว่าเล็กน้อยและไม่สามารถเสียบเข้ากับปลั๊กโทรศัพท์ได้ และหัว RJ-45 จะเชื่อมสายคู่บิดเกลียว 4 คู่ ในขณะที่หัว RJ-11 ใช้ได้กับสายเพียง 2 คู่ เท่านั้น

หัวเชื่อมต่อ RJ-45 สำหรับสายรุ่น CAT 5e

เปรียบเทียบข้อดีและข้อเสียของสายคู่บิดเกลียว
ข้อดี      1. ราคาถูก   
              2. ง่ายต่อการนำไปใช้งาน
ข้อเสีย  1. ความเร็วในการส่งข้อมูลต่ำเมื่อเทียบกับสื่อประเภทอื่น 
               2. ใช้ได้ในระยะทางสั้นๆ
               3. ในกรณีเป็นสายแบบไม่มีชีลด์ป้องกันสัญญาณรบกวน จะไวต่อสัญญาณ สัญญาณรบกวน (Noise)ภายนอก

              การเข้าหัว RJ-45 สำหรับสายคู่บิดเกลียวการเข้าหัวแบบสายตรง หรือ Straight-through นั้น เป็นการเข้าหัวสำหรับสายสัญญาณที่ใช้เชื่อมต่ออุปกรณ์ต่างชนิดกัน เช่น การใช้สายต่อกันระหว่างเครื่องคอมพิวเตอร์ กับ Switch หรือ HUB ให้เชื่อมต่อแบบ EIA/TIA 568B ทั้งสองข้างของการเข้าสาย การเข้าแบบไขว้ หรือ Crossover เป็นการเข้าหัวสำหรับสายสัญญาณที่ใช้เชื่อมต่อระหว่างอุปกรณ์ชนิดเดียวกัน เช่น HUB to HUB , Switch To Switch หรือ คอมพิวเตอร์กับ คอมพิวเตอร์ เราสามารถที่จะใช้ระหว่าง คอมพิวเตอร์ กับ Notebook ก็ได้ โดยให้เข้าสายโดยข้างหนึ่งเป็นแบบ EIA/TIA
568B และอีกข้างเป็น EIA/TIA 568A

หัวเชื่อมต่อ RJ-45

การเข้าหัว RJ-45 แบบ EIA/TIA 568A และแบบ EIA/TIA 568B

การเข้าหัว RJ-45

      1.2 สายเคเบิลร่วมแกนหรือสายโคแอ็กเชียล (Coaxial Cable)

            สายโคแอ็กเชียล (Coaxial Cable) ส่วนใหญ่จะเรียกสั้น ๆ ว่าสายโคแอ็ก (Coax) จะมีตัวนำไฟฟ้าอยู่สองส่วน คำว่า โคแอ็ก มีความหมายว่า "มีแกนร่วมกัน" นั่นคือตัวนำทั้งสองตัวมีแกนร่วมกันนั่นเอง ในอดีตนิยมใช้สำหรับระบบเครือข่ายส่วนท้องถิ่น (LAN) แต่ปัจจุบันไม่นิยมใช้มากนัก ส่วนใหญ่จะใช้เป็นสายสัญญาณจากเสาอากาศโทรทัศน์

ส่วนประกอบของสายโคแอ็กเชียล

1. ส่วนฉนวนชั้นนอกสุด เป็นส่วนที่ใช้หุ้มสายเพื่อป้องกันการกระแทก ฉีกขาดของสายภายใน

2.ส่วนชีลด์ เป็นโลหะ อาจเป็นแผ่นหรือใช้การถักให้เป็นแผง หุ้มอยู่ชั้นนอก ทำหน้าที่ป้องกันสัญญาณรบกวน และป้องกันการแพร่กระจายคลื่นของสัญญาณออกมาภายนอก

3.ส่วนไดอิเล็กทริก เป็นตัวขั้นกลางระหว่างส่วนของ อินเนอร์ และ ชีลด์ ฉนวนนี้มีความสำคัญในส่วนของการลดทอนสัญญาณด้วย มักเป็น โพลิเอธิลีน(PE) หรือโฟม

4. ส่วนนำสัญญาณหรืออินเนอร์ เป็นตัวนำอยู่ภายในสุด ทำหน้าที่นำสัญญาณจากอุปกรณ์ต้นทางไปยังปลายทาง

สายโคแอ็กเชียล

หัวเชื่อมต่อ

สายโคแอ็กเชียลทั้ง 2 ประเภทจะใช้หัวเชื่อมต่อชนิดเดียวกันที่เรียกว่าหัว BNC ซึ่งมีหลายแบบดังต่อไปนี้

1. หัวเชื่อมต่อแบบ BNC (BNC Connector) เป็นหัวที่เชื่อมเข้ากับปลายสาย

2. หัวเชื่อมสายรูปตัว T (T Connector) ใช้เชื่อมต่อระหว่างสายสัญญาณ

3. ตัวสิ้นสุดสัญญาณ (Terminator) ใช้ในการสิ้นสุดสัญญาณที่ปลายสายเพื่อไม่ให้สัญญาณที่ส่งมาถูกสะท้อนกลับ ถ้าไม่อย่างนั้นสัญญาณจะสะท้อนกลับทำให้รบกวนสัญญาณที่ใช้ส่งข้อมูลอื่นๆทำให้การส่งสัญญาณหรือข้อมูลล้มเหลวได้

หัวเชื่อมต่อแบบ BNC (ซ้าย) และหัวเชื่อมสายรูปตัว T (ขวา)

ตัวสิ้นสุดสัญญาณ (Terminator)

สายโคแอ็กเชียลแบ่งออกเป็น 2 ประเภท คือ

1. สายโคแอ็กเชียลแบบบาง (Thin Coaxial cable)

- ขนาด Ø 0.64 cm.

- ขนาดเล็ก มีความยืดหยุ่นสูง

- นำสัญญาณได้ไกลประมาณ 185 m.

- ใช้เชื่อมต่อกับ Computer โดยใช้มาตรฐาน Ethernet

           สายโคแอ็กเชียลแบบบาง

— มาตรฐาน Ethernet • ใช้ Topology แบบ BUS • Bandwidth 10 Mbps

2. สายโคแอ็กเชียลแบบหนา (Thick Coaxial cable)

- ขนาด Ø 1.27 cm.

- ขนาดใหญ่และแข็งแรงกว่า

- นำสัญญาณได้ไกล 500 m.

- นิยมใช้เป็นสายส่งสัญญาณหลัก (Backbone) ของเครือข่ายคอมพิวเตอร์สมัยแรกๆ แต่ปัจจุบันไม่เป็นที่นิยมและถูกแทนที่ด้วยเส้นใยนำแสง (Fiber optic cable)

สายโคแอ็กเชียลแบบหนา

สายโคแอ็กเชียลสามารถถ่ายทอดสัญญาณได้ 2 แบบ คือ

1. บรอดแบนด์ (Broadband Transmission)

- แบ่งสายสัญญาณออกเป็นช่องสัญญาณขนาดเล็กจำนวนมาก ใช้ในการส่งสัญญาณ โดยจะมีช่องสัญญาณกันชน (Guard Band) ป้องกันการรบกวนกัน

- แต่ละช่องสัญญาณสามารถรับ-ส่งข้อมูลได้พร้อมกัน

- สัญญาณ Analog

- ใช้ในการส่งสัญญาณโทรทัศน์ได้หลายร้อยช่อง

- ตัวอย่าง Cable TV

 2. เบสแบนด์ (Baseband Transmission)

- มีเพียงช่องสัญญาณเดียว

- มีความกว้างของช่องสัญญาณมาก

- การส่งสัญญาณเป็นแบบ Halfduplex

- ใช้ในระบบ LAN ส่งสัญญาณแบบ Digital

- อุปกรณ์มีความซับซ้อนน้อยกว่าแบบแรก

เปรียบเทียบข้อดีและข้อเสียของสายโคแอ็กเชียล

ข้อดี

1. เชื่อมต่อได้ในระยะทางไกล 500 เมตร (สำหรับ Thick coaxial cable)
2. ลดสัญญาณรบกวนจากภายนอกได้ดี
3. ป้องกันการสะท้อนกลับ (Echo) ได้ดี

ข้อเสีย

1. ราคาแพง
2. สายมีขนาดใหญ่

3. ติดตั้ง Connector ยาก

1.3 เส้นใยนำแสง (Fiber Optic Cable)

เส้นใยนำแสง (Fiber Optic Cable) มีแกนกลางของสายซึ่งประกอบด้วยเส้นใยแก้วหรือพลาสติกขนาดเล็กหลายๆ เส้นอยู่รวมกัน เส้นใยแต่ละเส้นมีขนาดเล็กเท่าเส้นผมและภายในกลวง และเส้นใยเหล่านั้นได้รับการห่อหุ้มด้วยเส้นใยอีกชนิดหนึ่งก่อนจะหุ้มชั้นนอกสุดด้วยฉนวน การส่งข้อมูลผ่านทางสื่อกลางชนิดนี้จะแตกต่างจากชนิดอื่นๆ ซึ่งใช้สัญญาณไฟฟ้าในการส่ง แต่การทำงานของสื่อกลางชนิดนี้จะใช้เลเซอร์วิ่งผ่านช่องกลวงของเส้นใยแต่ละเส้นและอาศัยหลักการหักเหของแสงโดยใช้ใยแก้วชั้นนอกเป็นกระจกสะท้อนแสง การให้แสงเคลื่อนที่ไปในท่อแก้วสามารถส่งข้อมูลด้วยอักตราความหนาแน่นของสัญญาณข้อมูลสูงมาก และไม่มีการก่อกวนของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า และเนื่องจากความสามารถในการส่งข้อมูลทั้งตัวอักษร เสียง ภาพ หรือวีดีทัศน์ได้ในเวลาเดียวกัน อีกทั้งมีความปลอดภัยในการส่งสูง

เปรียบเทียบข้อดีและข้อเสียของสายเส้นใยนำแสง

ข้อดี

1. ส่งข้อมูลปริมาณมากด้วยความเร็วสูง (Bandwidth มาก)

2. ส่งได้ระยะทางไกล สัญญาณอ่อนกำลังยาก

3. ไม่มีการรบกวนจากคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า มีข้อผิดพลาดน้อย

4. มีความปลอดภัยสูง

5. ขนาดเล็ก น้ำหนักเบา

6. มีความทนทาน สามารถติดตั้งในที่ที่มีอุณหภูมิสูงหรือต่ำมากได้

7. ค่าใช้จ่ายจะถูกกว่าสายทองแดง ถ้าใช้งานในระยะทางไกล

ข้อเสีย

1. เส้นใยแก้วมีความเปราะบาง แตกหักง่าย

2. การเดินสายจำเป็นต้องระมัดระวังอย่าให้มีความโค้งงอมาก

3. ค่าใช้จ่ายสูง เมื่อเทียบกับสายทั่วไป

4. การติดตั้งจำเป็นต้องพึ่งพาผู้เชี่ยวชาญเฉพาะ

— ข้อสังเกต : สัญญาณไฟฟ้าที่ส่งผ่านตามสายลวดทองแดง มักจะเกิดปัญหาในเรื่องของความต้านทางบนตัวนำ ทำให้เกิดอัตราลดทอนของข้อมูลสูงในกรณีส่งสัญญาณไปในระยะทางไกลๆ ดังนั้นจำเป็นต้องมีอุปกรณ์ทวนสัญญาณเพื่อยืดระยะทางส่งต่อออกไปได้อีก ในขณะที่สัญญาณแสงที่ส่งผ่านบนตัวนำเส้นใยแก้วนำแสงของสายเส้นใยนำแสงนั้น จะไม่มีความต้านทานใดๆ จึงทำให้สายเส้นใยนำแสงสามารถส่งข้อมูลในระยะทางไกลๆ ได้ดี

2. การนำระบบเครือข่ายมาใช้ในองค์กร มีประโยชน์อย่างไร

: การแลกเปลี่ยนข้อมูลทำได้ง่าย

โดยผู้ใช้ในเครือข่ายสามารถที่จะดึงข้อมูลจากส่วนกลาง หรือข้อมูลจากผู้ใช้คนอื่นมาใช้ได้อย่างรวดเร็วและง่ายดาย เหมือนกับการดึงข้อมูลมาใช้จากเครื่องของตนเอง และนอกจากดึงไฟล์ข้อมูลมาใช้แล้ว ยังสามารถคัดลอกไฟล์ไปให้ผู้อื่นได้อีกด้วย

: ใช้ทรัพยากรร่วมกันได้

อุปกรณ์คอมพิวเตอร์ที่เชื่อมต่อกับเครือข่ายนั้น ถือว่าเป็นทรัพยากรส่วนกลางที่ผู้ใช้ในเครือข่ายทุกคน สามารถใช้ได้โดยการสั่งงานจากเครื่องคอมพิวเตอร์ของ ตัวเองผ่านเครือข่ายไปยังอุปกรณ์นั้น เช่น มีเครื่องพิมพ์ส่วนกลางในเครือข่าย เป็นต้น ซึ่งทำให้ประหยัดค่าใช้จ่ายได้ด้วย    

: ใช้โปรแกรมร่วมกัน

ผู้ใช้ในเครือข่ายสามารถที่จะรันโปรแกรมจาก เครื่องคอมพิวเตอร์ส่วนกลาง เช่น โปรแกรม Word, Excel, Power Pointได้ โดยไม่จำเป็นจะต้องจัดซื้อโปรแกรม สำหรับคอมพิวเตอร์ทุกเครื่อง เป็นการประหยัดงบประมาณในการจัดซื้อ และยังประหยัดเนื้อที่ในหน่วยความจำด้วย

: ทำงานประสานกันเป็นอย่างดี

ก่อนที่เครือข่ายจะเป็นที่นิยม องค์กรส่วนใหญ่จะใช้คอมพิวเตอร์ขนาดใหญ่ เช่น เมนเฟรม หรือมินิคอมพิวเตอร์ ในการจัดการงาน และข้อมูลทุกอย่างในองค์กร แต่ปัจจุบันองค์กรสามารถกระจายงานต่าง ๆ ให้กับหลาย ๆ เครื่อง แล้วทำงานประสานกัน เช่น การใช้เครือข่ายในการจัดการระบบงานขาย โดยให้เครื่องหนึ่งทำหน้าที่จัดการการเกี่ยวกับใบสั่งซื้อ อีกเครื่องหนึ่งจัดการกับระบบสินค้าคงคลัง เป็นต้น                

: ติดต่อสื่อสารสะดวก รวดเร็ว

เครือข่ายนับว่าเป็นเครื่องมือที่ใช้ในการติดต่อสื่อสาร ได้เป็นอย่างดี ผู้ใช้สามารถแลกเปลี่ยนข้อมูล กับเพื่อนร่วมงานที่อยู่คนละที่ ได้อย่างสะดวก และรวดเร็ว

: เรียกข้อมูลจากบ้านได้

เครือข่ายในปัจจุบันมักจะมีการติดตั้งคอมพิวเตอร์ เครื่องหนึ่งเป็นเซิร์ฟเวอร์ เพื่อให้ผู้ใช้สามารถเข้าใช้เครือข่ายจากระยะไกล เช่น จากที่บ้าน โดยใช้ติดตั้งโมเด็มเพื่อใช้หมุนโทรศัพท์เชื่อมต่อ เข้ากับเครื่องเซิร์ฟเวอร์ คอมพิวเตอร์เครื่องนั้นก็จะเป็นส่วนหนึ่งของเครือข่าย




3. หากนำระบบเครือข่ายมาใช้ในองค์กรนักศึกษาจะเลือกรูปแบบของระบบเครือข่าย (LAN Topology) แบบใดเพราะอะไร

หากนำระบบเครือข่ายมาใช้ในองค์กรรูปแบบของระบบเครือข่าย(LAN Topology) ที่จะนำมาใช้ คือ

โทโปโลยีแบบ Hybrid

 Hybrid

เป็นรูปแบบใหม่ ที่เกิดจากการผสมผสานกันของโทโปโลยีแบบ STAR , BUS , RING เข้าด้วยกัน เพื่อเป็นการลดข้อเสียดังที่กล่าวข้างล่าง และเพิ่มข้อดี ขึ้นมา มักจะนำมาใช้กับระบบ WAN (Wide Area Network) มาก ซึ่งการเชื่อมต่อกันของแต่ละรูปแบบนั้น ต้องใช้ตัวเชื่อมสัญญาณเข้ามาเป็นตัวเชื่อม ตัวนั้นก็คือ Router เป็นตัวเชื่อมการติดต่อกัน

 STAR

ข้อเสีย STAR คือ

Lเสียค่าใช้จ่ายมาก ทั้งในด้านของเครื่องที่จะใช้เป็น เครื่องศูนย์กลาง หรือตัว HUB เอง และค่าใช้จ่ายในการติดตั้งสายเคเบิลในเครื่องอื่นๆ ทุกเครื่อง การขยายระบบให้ใหญ่ขึ้นทำได้ยาก เพราะการขยายแต่ละครั้ง จะต้องเกี่ยวเนื่องกับเครื่องอื่นๆ ทั้งระบบ

ข้อเสีย BUS คือ

Lอาจเกิดข้อผิดพลาดง่าย เนื่องจากทุกเครื่องคอมพิวเตอร์ ต่อยู่บนสายสัญญาณเพียงเส้นเดียว ดังนั้นหากมี สัญญาณขาดที่ตำแหน่งใดตำแหน่งหนึ่ง ก็จะทำให้เครื่องบางเครื่อง หรือทั้งหมดในระบบไม่สามารถใช้งานได้ตามไปด้วย

BUS

Lการตรวจหาโหนดเสีย ทำได้ยาก เนื่องจากขณะใดขณะหนึ่ง จะมีคอมพิวเตอร์เพียงเครื่องเดียวเท่านั้น ที่สามารถส่งข้อความ ออกมาบนสายสัญญาณ ดังนั้นถ้ามีเครื่องคอมพิวเตอร์จำนวนมากๆ อาจทำให้เกิดการคับคั่งของเน็ตเวิร์ค ซึ่งจะทำให้ระบบช้าลงได้

 RING

ข้อเสีย RING คือ

Lถ้ามีเครื่องใดเครื่องหนึ่งในเครือข่ายเสียหาย ข้อมูลจะไม่สามารถส่งผ่านไปยังเครื่องต่อ ๆ ไปได้ และจะทำให้เครือข่ายทั้งเครือข่าย หยุดชะงักได้

ข้อเสีย MESH

Lยากต่อการเดินสายและมีราคาแพง

MESH

4. อินเทอร์เน็ตมีข้อดีต่อระบบการศึกษาไทยอย่างไร

         ในระบบการศึกษาได้นำอินเตอร์เน็ตเข้ามาใช้ในการศึกษามากขึ้น ทั้งช่วยในการสืบค้นข้อมูลและในการเรียนการสอนด้วยทั้ง E-library, E-learning อินเทอร์เน็ตสามารถให้ผู้เรียนติดต่อสื่อสารกับผู้คนทั่วโลกได้อย่างรวดเร็ว และ สามารถสืบค้นหรือเผยแพร่ข้อมูลสารสนเทศจากทั่วโลก จึงทำให้เกิดการเรียนรู้ตามอัธยาศัยการประยุกต์ใช้อินเทอร์เน็ตกับกิจกรรมตามหลักสูตรเดิมที่มีอยู่ ทำให้ผู้เรียนเกิดทักษะในด้านการคิดอย่างมีระบบ (High - Order Thinking Skills)การคิดเชิงวิเคราะห์ (Critical Thinking) การวิเคราะห์สืบค้น (Inquiry - Based Analytical Skill) การวิเคราะห์ข้อมูล การแก้ปัญหา และการคิดอย่างอิสระเป็นการสนับสนุนกระบวนการ สหสาขาวิชาการ (Interdisciplinary) คือ ในการนำเครือข่ายมาใช้เชื่อมโยงกับกิจกรรมการเรียนการสอนนั้น นักการศึกษาสามารถที่จะบูรณาการการเรียนการสอนในวิชาต่างๆ เช่นคณิตศาสตร์ ภูมิศาสตร์ สังคม ภาษา วิทยาศาสตร์ ฯลฯ เข้าด้วยกันอินเทอร์เน็ตเมื่อนำมาใช้ในการพัฒนาการศึกษาก็จะทำให้เกิดประโยชน์และสร้างความเท่าเทียมกันในด้านการศึกษาให้มากยิ่งขึ้น