บทที่ 1 พื้นฐานสื่อสารข้อมูลและเครือข่าย

    บทที่ 1 หลักการเบื้องต้นของการสื่อสาร

        ถ้าจะกล่าวกันว่าการสื่อสารสร้างโลก  จะเห็นว่าคำกล่าวนี้น่าจะเป็นจริง  เพราะจะเห็นว่าในการดำรงชีวิตของมนุษย์โลกและกิจกรรมตลอดจนธุรกิจต่างๆ  จะสำเร็จลงได้ด้วยดีก็ย่อมต้องมีการสื่อสารที่ดีเป็นส่วนประกอบที่สำคัญ  ซึ่งการสื่อสารนั้นสามารถทำได้หลายรูปแบบ  แต่ที่จะกล่าวถึงก็คือการสื่อสารข้อมูลด้วยคอมพิวเตอร์

ความหมายของการสื่อสารข้อมูล

          การสื่อสารข้อมูล (Data Communication)  คือ  การส่งข้อมูลจากจุดหนึ่งไปยังอีกจุดหนึ่งซึ่งเรียกว่าจุดเริ่มต้น  ผ่านพาหนะนำส่งข้อมูล  ซึ่งเรียกว่าตัวกลาง  เพื่อจะให้ข้อมูลนั้นสามารถไปยังจุดหมายปลายทาง  ซึ่งเรียกว่าผู้รับ

พื้นฐานของการสื่อสารข้อมูล

            การสื่อสารข้อมูลต้องมีองค์ประกอบ 3 ส่วนคือ

1. แหล่งกำเนิด (Source) คือตังส่งข้อมูล  เช่น  ครื่องคอมพิวเตอร์2. พาหนะนำสัญญาณ หรือตัวกลาง (Medium) เช่นสายโทรศัพท์  สายเคเบิ้ล  คลื่นวิทยุ  เป็นต้น

3. ตัวรับข้อมูล (Snik) เช่น  เครื่องคอมพิวเตอร์  หรือ  เทอร์มินัล

แหล่งกำเนิด ผู้รับ ตัวกลาง

แสดงองค์ประกอบพื้นฐานของการสื่อสาร

ความรู้พื้นฐานของการสื่อสารข้อมูลทางอิเล็กทรอนิกส์

                การสื่อสารข้อมูลทางอิเล็กทรอนิกส์  คือ  การแลกเปลี่ยนข้อมูลระหว่างต้นทางและปลายทางโดยใช้อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์  ซึ่งเชื่อมต่อกันอยู่ด้วยสื่อกลางชนิดใดชนิดหนึ่ง

                ระบบเครือข่ายคอมพิวเตอร์  คือ  ระบบเชื่อมโยงระหว่างคอมพิวเตอร์ตั้งแต่  2  ตัวขึ้นไป  เพื่อให้สามารถติดต่อสื่อสารแลกเปลี่ยนข้อมูลทางอิเล็กทรอนิกส์ระหว่างกันได้

สามารถแบ่งออกได้เป็น 2 ประเภท  คือ 

          1. สัญญาณอะนาล็อก (Analog  Signal)  หมายถึง  สัญญาณที่เกี่ยวข้องกับข้อมูลแบบต่อเนื่องที่มีขนาดไม่คงที่  มีลักษณะเป็นเส้นโค้งต่อเนื่องกันไป  โดยการส่งสัญญาณแบบอะนาล็อกจะถูกรบกวนให้มีการแปลความหมายผิดพลาดได้ง่าย  เช่น  สัญญาณเสียงในสายโทรศัพท์  เป็นต้น

          2.สัญญาณดิจิตอล (Digital  Signal) หมายถึง สัญญาณที่เกี่ยวข้องกับข้อมูลแบบไม่ต่อเนื่อง  ที่มีขนาแน่นอน

        ซึ่งขนาดดังกล่าวอาจกระโดดไปมาระหว่างคำสองคำ  คือ  สัญญาณระดับสูงสุดและสัญญาณระดับต่ำสุด  ซึ่งสัญญาณดิจิตอลนี้เป็นสัญญาณที่คอมพิวเตอร์ใช้ในการทำงานและติดต่อสื่อสารกัน

สามารถแบ่งทิศทางการสื่อสารข้อมูลได้เป็น 3 แบบ  คือ

                1.การสื่อสารข้อมูลแบบทิศทางเดียว(Simplex) ข้อมูลจะถูกส่งออกจากทิศทางหนึ่งไปยังอีกทิศทางหนึ่ง  โดยไม่สามารถส่งย้อนกลับมาได้  เช่น  ระบบวิทยุ  หรือโทรทัศน์

                2.การสื่อสารข้อมูลแบบกึ่งสองทิศทาง (Half Duplex) ข้อมูลจะถูกส่งออกจากทิศทางหนึ่งไปยังอีกทิศทางหนึ่ง ข้อมูลสามารถส่งสลับกันไปมาได้ทั้งสองทิศทาง  โดยวิธีการต้องผลัดกันส่งครั้งละทิศทางเท่านั้น  เช่น  วิทยุสื่อสารแบบผลัดกันพูด

                3.การสื่อสารข้อมูลแบบสองทิศทาง (Full  Duplex) ข้อมูลจะถูกส่งออกจากทิศทางหนึ่งไปยังอีกทิศทางหนึ่ง  ข้อมูลสามารถส่งพร้อมกันได้ทั้งสองทิศทางอย่างอิสระ  สามารถโต้ตอบกันได้  เช่น  ระบบโทรศัพท์

การสื่อสารข้อมูลแบบอนุกรมและแบบขนาน

           พื้นฐานของการเชื่อมโยงระหว่าง 2 ตำแหน่ง  มีอุปกรณ์  2  ชุด  ทางซ้ายมือเป็นสถานีควบคุมระบบ  ซึ่งเรียกว่า  สถานีปฐมภูมิ (Remote) ข้อมูลจะถูกส่งออกไปยัง  สถานีทุติยภูมิ (Secondary) หรืออุปกรณ์ทางไกล  (Remote) ซึ่งเป็นที่สิ้นสุดของระบบ  โดยเชื่อมโยง (Link) การสื่อสารซึ่งปกติจะอยู่ในรูปแบบของการต่อแบบขนานจากอุปกรณ์อย่างหนึ่งหรือมากกว่าขึ้นไป  ชุดอุปกรณ์เหล่านี้ส่วนใหญ่จะประกอบไปด้วยคอมพิวเตอร์ เครื่องพิมพ์  (Printer)   แป้นพิมพ์ (Keyboard) เครื่องแฟกซ์ (Facsimile : FAX ) และส่วนแสดงผลข้อมูล (Display  Termanal) ข่าวสารเล่านี้จะถูกเปลี่ยนจากรูปแบบเดิมให้อยู่ในรูปแบบดิจิตอล  โดยอุปกรณ์ดังกล่าวจะได้รับข้อมูลที่ส่งมาในรูปแบบข้อมูลแบบขนานเข้าสู่ระบบ  ซึ่งข้อมูลขนาน (Parallel Data) คือกลุ่มของดิจิตอลบิต (Digital Bit)  ซึ่งพร้อมที่จะนำมาใช้ได้ในเวลาเดียวกัน  แต่ละบิตใช้สื่อสารแต่ละเส้นทางของตนเองจึงทำให้ส่งข้อมูลได้หลายๆ บิตในเวลาเดียวกัน  แต่การที่จะต้องใช้เส้นทางข้อมูลหลายๆ เส้นทางทำได้ลำบากและเสียค่าใช้จ่ายสูงเมื่อต้องการส่งระยะทางไกลๆ  ดังนั้น  การส่งข้อมูลไปตามเส้นทางข้อมูลเดียวระหว่าง  2  สถานีเป็นที่นิยมใช้กันมากกว่า การกระทำเช่นนี้ใช้ได้เมื่อเราใช้ข้อมูลแบบขนาน จากนั้นก็เปลี่ยนข้อมูลให้อยู่ในรูปแบบอนุกรม  (Serial) ซึ่งเป็นข้อมูลของแต่ละบิตต่อเนื่องกัน แม้วิธีนี้จะส่งข้อมูลได้ช้ากว่าแต่ก็ใช้เส้นทางข้อมูลเพียงเส้นทางเดียวในการเคลื่อนย้ายข้อมูล

การส่งข้อมูลภายในระบบการสื่อสารจากแหล่งต้นกำเนิดไปปลายทางสามารถรับส่งข้อมูลผ่านสารการสื่อสารสามารถทำได้  2  วิธี  คือ

                1.กรณีการส่งข้อมูลแบบอนุกรม  แต่ละบิตของข้อมูลถูกส่งไปใยช่องทางการสื่อสาร  1  ช่องและครั้งละ  1  บิต  เรียงลำดับกันไป  ความผิดพลาดเกิดขึ้นน้อย  จึงสามารถส่งข้อมูลไปได้ในระยะทางไกลๆ  และลำดับการรับข้อมูลจะตรงกับลำดับการส่ง ค่าใช้จ่ายในการส่งข้อมูลจะราคาถูกกว่าแบบขนาน เพราะใช้ช่องทางการสื่อสารเพียงช่องเดียว  ความเร็วในการส่งข้อมูลประมาณ  300-1,200 บิตต่อวินาที

                2.กรณีการส่งข้อมูลแบบขนาน  ทุกบิตของข้อมูลจะถูกแบบส่งตามช่องทางการสื่อสารในเวลาเดียวกัน  เมื่อเทียบทั้ง  2  วิธีพบว่า การส่งข้อมูลแบบขนาน  เนื่องจากการส่งข้อมูลแบบขนานต้องใช้สายนำข้อมูลจำนวนมาก และยังต้องมีความเร็วในการส่งสูงกว่าด้วยเพราะทุกบิตส่งข้อมูลในเวลาเดียวกัน การส่งข้อมูลแบบขนานมีความเร็วสูงกว่า 9,600 บิตต่อวินาที  มีผลทำให้การใช้งานการส่งข้อมูลแบบขนานเหมาะสำหรับเครื่องรับติดตั้งใกล้เครื่องส่ง ข้อมูลในระบบคอมพิวเตอร์จะมีความยาว 8 บิต หรือ 16  บิต ต่อ 1 คำ  ดังนั้นจ้องมีสายให้พอกับจำนวนบิตที่ต้องการส่งออกไปพร้อมกัน เช่น ข้อมูล 8 บิต ก็ต้องมีสายส่ง  8  เส้น  เป็นต้น

ความหมายของคำที่ใช้ในการสื่อสาร

         เมื่อกล่าวถึงระบบที่ใช้ในการสื่อสาร จะมีคำที่เกี่ยวข้องซึ่งมักจะใช้สับสนกันคือ

1. โทรคมนาคม หรือการสื่อสารทางไกลเป็นการส่งสัญญาณการสื่อสารอิเล็กทรอนิกส์ของข่าวสารอิเล็กทรอนิกส์ชนิดใดก็ได้ ดังนั้น จึงความหมายในรูปแบบของการสื่อสารทางโทรศัพท์ การส่งสัญญาณโทรทัศน์ อิเล็กทรอนิกส์ การส่งสัญญาณโทรศัพท์ โดยผ่านดาวเทียม

2. การสื่อสารข้อมูล เป็นการส่งสัญญาณอิเล็กทรอนิกส์ในรูปของข้อมูลเท่านั้นคำว่า Data Communicationจะมีความหมายใกล้เคียงกับคำเหล่านี้ปกติจะหมายถึงการส่งข้อมูลโดยใช้คอมพิวเตอร์ แต่ความหมายจริงๆ แล้วคำนี้จะหมายถึงการส่งข้อมูลทางโทรเลข และการส่งสัญญาณอิเล็กทรอนิกส์อื่นๆ

รูปแบบของระบบสื่อสาร

        การสื่อสารระบบเครือข่าย  หรือระบบหลายจุดใช้ช่องทางสื่อสารช่องทางเดียว สามารถจำแนกโครงสร้างภายนอกตามสภาพที่ตั้งของโครงข่าย ของสถานีได้4 รูปแบบคือ

1. แบบบัส เป็นแบบสถานีทุติยภูมิ ทุกสถานีใช้ส่งที่เชื่อมกับสถานี ปฐมภูมิร่วมกัน

2. แบบดาว หรือจุดกลางรวมกันเป็นที่มีสถานีปฐมภูมิอยู่ตรงกลาง

3. แบบแหวน โครงสร้างแบบนี้ทำงานได้โดยไม่มีสถานีปฐมภูมิหรือสถานีแม่ข้อความจะถูกส่งไปตามวงแหวนในทิศทางเดียวกัน

4.  แบบผสม  เป็นการผสมผสานกันรูปแบบโครงข่ายทั้ง 3 ที่กล่าวมา เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพในการสื่อสารข้อมูล

ลักษณะข้อมูลแบบดิจิตอล

บิต (Bit)

เป็นหน่อยข้อมูลดิจิตอลที่เล็กที่สุด ใช้ระบบคอมพิวเตอร์แบบดิจิตอลและทฤษฎีข้อมูลข้อมูลของบิตมีสถานะที่เป็นไปได้ 2 สถานะคือ

บิต      0       (ปิด)

บิต      1       (เปิด)

เคลาด์อีแชนนอน  เริ่มใช้คำว่า บิต  ในงานเขียนของเขาในปี พ.ศ.2491 โดยย่อจากคำเต็ม

ไบต์ (Byte)

เป็นกลุ่มของบิตซึ่งเดิมมีหลายขนาน แต่ปัจจุบัน มักเท่ากับ 8 บิต ไบต์ขนาน 8 บิต ไบต์ขนานบิตมีชื่อเรียกว่า  ออกเท็ต สามารถ เก็บค่าได้

เวิร์ด (Word)

เป็นมาตรฐานตายตัว บนเครื่องคอมพิวเตอร์สถาปัตยกรรม TA -32   จำนวน16 บิตจะเรียกว่าเวิร์ดในขณะที่32 บิตเรียกว่าดับเบิลเวิร์ด ในขณะที่สถาปัตยกรรมอื่นๆหนึ่งเวิร์ดมีค่าเท่ากับ 32 บิต 64บิตหรือค่าอื่นๆ

ในระบบโทรคมนาคม หรือเครือข่ายคอมพิวเตอร์ ความเร็วในการส่งนิยมใช้หน่วยในรูปของบิตต่อวินาทีบิตเป็นหน่วยวัดข้อมูลเล็กที่สุดที่ใช้กันทั่วไป

หน่วยนับ

     1กิโลบิต  (Kb)      =1,000 บิต            หรือ     1,024         บิต

     1เมกะบิต (Mb)     =1,000กิโลบิต        หรือ     1,024         บิต

     1จิกะบิต (Gb)       =1,000เมกะบิต      หรือ     1,024         บิต

     1เทราบิ  (Tb)        =1,000 จิกะบิต     หรือ     1,024         บิต