การสื่อสารข้อมูลและเครือข่ายคอมพิวเตอร์

การสื่อสารข้อมูลและเครือข่ายคอมพิวเตอร์

         การติดต่อสื่อสารเป็นสิ่งที่เกิดขึ้นควบคู่มากับมนุษย์ เนื่องจากมนุษย์ต้องอยู่รวมกันเป็นกลุ่ม โดยใช้ภาษาเป็นสื่อในการสื่อสารแลกเปลี่ยนข้อมูลซึ่งกันและกัน ซึ่งปัจจุบันการสื่อสารข้อมูลมีการพัฒนาเจริญก้าวหน้ามากยิ่งขึ้น มีการส่งข้อมูลในรูปแบบอิเล็กทรอนิกส์ โดยสามารถส่งผ่านข้อมูลได้ทุกประเภท ไม่ว่าจะเป็นตัวอักษร ตัวเลข สัญลักษณ์ ภาพนิ่ง ภาพเคลื่อนไหว และเสียงผ่านเครือข่ายคอมพิวเตอร์ ซึ่งการเรียนรู้เกี่ยวกับการสื่อสารข้อมูลและเครือข่ายคอมพิวเตอร์ เป็นพื้นฐานสำคัญในการทำความเข้าใจเพื่อการพัฒนา และสามารถใช้เทคโนโลยีสำหรับการติดต่อสื่อสารได้อย่างมีประสิทธิภาพ

การสื่อสารข้อมูลทางคอมพิวเตอร์

การสื่อสารข้อมูลทางคอมพิวเตอร์ หมายถึง การโอนถ่าย (Transmission) ข้อมูลหรือการแลกเปลี่ยนข้อมูลระหว่างผู้ส่งต้นทางกับผู้รับปลายทาง ทั้งข้อมูลประเภท ข้อความ รูปภาพ เสียง หรือข้อมูลสื่อผสมโดยผู้ส่งต้นทางส่งข้อมูลผ่านอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์หรือคอมพิวเตอร์ ซึ่งมีหน้าที่แปลงข้อมูลเหล่านั้นให้อยู่ในรูปสัญญาณทางไฟฟ้า (Electronic data) จากนั้นถึงส่งไปยังอุปกรณ์หรือคอมพิวเตอร์ปลายทาง

1.  ผู้ส่ง  เป็นสิ่งที่ทำหน้าที่ส่งข้อมูลข่าวสารออกไปยังจุดหมายปลายทางที่ต้องการ  ซึ่งอาจเป็น

บุคคลหรืออุปกรณ์  เช่น  เครื่องคอมพิวเตอร์  โทรศัพท์  เป็นต้น

2.  ข้อมูลข่าวสาร  เป็นสิ่งที่ผู้ส่งต้องการส่งไปให้ผู้รับที่อยู่ปลายทางซึ่งอาจเป็นเสียง  ข้อความหรือภาพ  เพื่อสื่อสารให้เกิดความเข้าใจตรงกัน

3.  สื่อกลาง  หรือช่องทางการสื่อสาร  เป็นสิ่งที่ช่วยให้ข้อมูลข่าวสารเดินทางจากผู้ส่งไปยังผู้รับได้โดยสะดวก  ซึ่งมีหลายรูปแบบ  ดังนี้

      *  สายสัญญาณชนิดต่างๆ  เช่น  สายโทรศัพท์  สายเคเบิล  เส้นใยแก้วนำแสง  เป็นต้น

      *  คลื่นสัญญาณชนิดต่างๆ  เช่น  คลื่นวิทยุ  คลื่นไมโครเวฟ  คลื่นแสง  คลื่นอินฟราเรด

       *  อุปกรณ์เสริมชนิดต่างๆ  เช่น  เสาอากาศวิทยุ  เสาอากาศโทรศัพท์  ดาวเทียม  โมเด็ม

4.  ผู้รับ  เป็นสิ่งที่ทำหน้าที่รับข้อมูลข่าวสารจากผู้ส่ง  ซึ่งส่งผ่านสื่อกลางชนิดต่างๆ  เช่น  เครื่องคอมพิวเตอร์  โทรศัพท์  โทรทัศน์  วิทยุ  เป็นต้น

      การที่จะส่งข้อมูลข่าวสารจากผู้ส่งไปยังผู้รับได้อย่างมีประสิทธิภาพนั้น  จะขาดส่วนประกอบใดส่วนประกอบหนึ่งที่กล่าวมาแล้วไม่ได้  และต้องรู้จักเลือกใช้อุปกรณ์และวิธีการให้เหมาะสมกับลักษณะงาน

5. โปรโตคอล (Protocol) เป็นข้อกำหนดหรือข้อตกลงถึงกฎระเบียบและวิธีการที่ใช้ในการสื่อสารเพื่อให้ผู้ส่งและผู้รับมีความเข้าใจตรงกัน

ชนิดของการสื่อสาร

                การสื่อสารข้อมูลระหว่างผู้รับกับผู้ส่งสามารถแบ่งได้เป็น 3 ประเภท

1. การสื่อสารข้อมูลทิศทางเดียว (Simplex Transmission) เป็นการติดต่อสื่อสารเพียงทิศทางเดียว คือผู้ส่งจะส่งข้อมูลเพียงฝั่งเดียวและโดยฝั่งรับไม่มีการตอบกลับ เช่น การกระจายเสียงของสถานีวิทยุ การส่งe-mail เป็นต้น

2. การสื่อสารข้อมูลสองทิศทางสลับกัน (Half Duplex Transmission)

    สามารถส่งข้อมูลในเวลาใดเวลาหนึ่ง ไปในทิศทางเดียวเท่านั้น ทั้งฝ่ายส่งและฝ่ายรับ หรือพูดอีกนัยหนึ่งคือ ผู้ส่งสามารถส่งข้อมูลไปให้แก่ผู้รับ ส่วนผู้รับก็สามารถโต้ตอบกลับได้ แต่ไม่สามารถส่งสวนทางกันได้ในเวลาเดียวกัน  เช่นการส่งวิทยุของตำรวจ

 3. การสื่อสารข้อมูลสองทิศทางพร้อมกัน (Full Duplex Transmission)

    สามารถส่งข้อมูลในเวลาใดเวลาหนึ่ง ได้ทั้ง2ทิศทาง ทั้งฝ่ายส่งและฝ่ายรับ หรือพูดอีกนัยหนึ่งคือ ผู้ส่งและผู้รับ สามารถโต้ตอบสวนทางกันได้ในเวลาเดียวกัน เช่น การส่งสัญญาณโทรศัพท์  สนทนา msn , feaebook

ประเภทของสัญญาณ

       ข้อมูลที่ใช้ในการสื่อสารข้อมูลทางคอมพิวเตอร์ ต้องเป็นข้อมูลที่อยู่ในรูปสัญญาณทางไฟฟ้า ซึ่งสามารถจำแนกสัญญาณได้ 2 ลักษณะ

1.สัญญาณแบบดิจิทัล(Digitals signal)

เป็นสัญญาณที่ถูกแบ่งเป็นช่วงๆ อย่างไม่ต่อเนื่อง (Discrete)โดยลักษณะของสัญญาณจะแบ่งออกเป็นสองระดับเพื่อแทนสถานะสองสถานะ คือ สถานะของบิต 0 และสถานะของบิต 1 โดยแต่ละสถานะคือ การให้แรงดันทางไฟฟ้าที่แตกต่างกัน การทำงานในคอมพิวเตอร์ใช้สัญญาณดิจิทัล

  

2.สัญญาณอนาลอก(Analog Signal)

เป็นสัญญาณคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่มีความต่อเนื่องของสัญญาณ โดยไม่เปลี่ยนแปลงแบบทันที่ทันใดเหมือนกับสัญญาณดิจิทัล เช่น เสียงพูด หรืออุณหภูมิในอากาศเมื่อเทียบกับเวลาที่เปลี่ยนแปลงอย่างต่อเนื่อง

เครือข่ายคอมพิวเตอร์

เครือข่ายคอมพิวเตอร์ ( computer network ) เป็นการเชื่อมต่อคอมพิวเตอร์และ

อุปกรณ์ต่อพ่วงเข้าด้วยกันเพื่อให้สามารถใช้ข้อมูลทรัพยากรร่วมกันได้ เช่น สามารถใช้

เครื่องพิมพ์ร่วมกัน สามารถใช้ฮาร์ดดิสก์ร่วมกัน แบ่งปันการใช้อุปกรณ์อื่นๆ ที่มีราคาแพง

หรือไม่สามารถจัดหาให้ทุกคนได้ แม้กระทั่งสามารถใช้โปรแกรมร่วมกันได้เป็นการลดต้นทุน

ขององค์กรเครือข่ายคอมพิวเตอร์สามารถแบ่งออกเป็นประเภทตามพื้นที่ที่ครอบคลุม

การใช้งานของเครือข่าย ดังนี้

1) เครือข่ายส่วนบุคคล หรือแพน ( Personal Area Network: PAN ) เป็นเครือข่ายที่ใช้ส่วนบุคคล เช่น การเชื่อมต่อคอมพิวเตอร์กับโทรศัพท์มือถือ

การเชื่อมต่อพีดีเอกับเครื่องคอมพิวเตอร์ซึ่งการเชื่อมต่อแบบนี้จะอยู่ในระยะใกล้

และมีการเชื่อมต่อแบบไร้สาย

2) เครือข่ายเฉพาะที่ หรือแลน ( Local Area Network:LAN ) เป็นเครือข่ายที่ใช้ในการเชื่อมโยงคอมพิวเตอร์และอุปกรณ์ต่างๆที่อยู่ในพื้นที่

เดียวกันหรือใกล้เคียงกัน  เช่น   ภายในบ้าน ภายในสำนักงาน และภายในอาคาร สำหรับการใช้

งานภายในบ้านนั้นอาจเรียกเครือข่ายประเภทนี้ว่า เครือข่ายที่พักอาศัย ( home network )

ซึ่งอาจใช้การเชื่อมต่อแบบใช้สายหรือไร้สาย

3) เครือข่ายนครหลวง หรือแมน (Metropolitan Area Network: MAN) เป็นเครือข่ายที่ใช้เชื่อมโยงแลนที่อยู่ห่างไกลออกไป เช่น การเชื่อมต่อ

เครือข่ายระหว่างสำนักงานที่อาจอยู่คนละอาคารและมีระยะทางไกลกัน การเชื่อมต่อเครือ

ข่ายชนิดนี้อาจใช้สายไฟเบอร์ออพติก หรือบางครั้งอาจใช้ไมโครเวฟเชื่อมต่อ เครือข่ายแบบนี้

ใช้ในสถานศึกษามีชื่อเรียกอีกอย่างหนึ่งว่าเครือข่ายแคมปัส ( Campus Area

Network: CAN )

4) เครือข่ายวงกว้าง หรือแวน  (Wide Area Network: WAN)  เป็นเครือข่ายที่ใช้ในการเชื่อมโยงกับเครือข่ายอื่นที่อยู่ไกลกันมาก เช่น เครือข่ายระหว่างจังหวัด หรือระหว่างภาครวมไปถึงเครือขายระหว่างประเทศ

4.1ลักษณะของเครือข่าย ในการใช้งานเครือข่ายคอมพิวเตอร์ เพื่อใช้ทรัพยากรร่วมกัน

สามารถแงลักษณะของเครือข่ายตามบทบาทของเครื่องคอมพิวเตอร์ในการสื่อสารได้ดังนี้

1) เครือข่ายแบบรับ-ให้บริการ  หรือไคลเอนท์/เซิร์ฟเวอร์ (client-server network) จะมีเครื่องคอมพิวเตอร์ที่เป็นเครื่องให้บริการต่างๆ  เช่น บริการเว็บและ

บริการฐานข้อมูล  การให้บริการขึ้นกับการร้องขอบริการจากเครื่องรับบริการ  เช่น 

การเปิดเว็บเพจเครื่องรับบริการจะร้องขอบริการไปที่เครื่องบริการเว็บ  จากนั้นเครื่องให้

บริการเว็บจะตอบรับและส่งข้อมูลกลับมาให้เครื่องรับบริการ ข้อดีของระบบนี้คือสามารถให้

บริการแก่เครื่องรับบริการได้เป็นจำนวนมาก  ข้อด้อยคือระบบนี้มีค่าใช้จ่ายในการติดตั้งและ

การบำรุงรักษาค่อนข้างสูง

 2) เครือข่ายระดับเดียวกัน Peer- to-Peer network: P2P network )

เครื่องคอมพิวเตอร์สามารถเป็นได้ทั้งเครื่องให้บริการและเครื่องรับบริการในขณะเดียวกัน

การใช้งานส่วนใหญ่มักใช้ในการแบ่งปันข้อมูล เช่น เพลง ภาพยนตร์ โปรแกรมและเกม

เครือข่ายแบบนี้เริ่มแพร่หลายมากขึ้นในผู้ใช้งานอินเทอร์เน็ตการใช้งานจะมีซอฟต์แวร์เฉพาะ

เช่น โปรแกรม eDonkey, BitTorrent และ LimeWire ข้อดีของระบบแบบนี้คือ

ง่ายต่อการใช้งาน และราคาไม่แพง ข้อด้อยคือไม่มีการควบคุมเรื่องความปลอดภัย จึงอาจ

พบว่าถูกนำไปใช้ประโยชน์ในทางไม่ถูกต้อง เช่น การแบ่งปันเพลง ภาพยนตร์ และโปรแกรม

4.2 รูปร่างเครือข่าย การเชื่อมต่อคอมพิวเตอร์หรืออุปกรณ์รับส่งข้อมูลที่ประกอบกัน

เป็นเครือข่ายที่มีการเชื่อมโยงถึงกันในรูปแบบต่างๆ ตามลักษณะทางกายภาพที่เรียกว่า

รูปร่างเครือข่าย ( network topology ) โดยทั่วไปรูปร่างเครือข่ายสามารถแบ่งออกตาม

ลักษณะของการเชื่อมต่อได้ 4 รูปแบบคือ

 1) เครือข่ายแบบบัส ( bus topology ) เป็นรูปแบบที่มีโครงสร้างไม่ยุ่งยาก

สถานีทุกสถานีในเครือข่ายจะเชื่อมต่อเข้ากับสายสื่อสารหลักเพียงสายเดียวที่เรียกว่า บัส (bus)

การจัดส่งข้อมูลลงบนบัสจึงไปถึงทุกสถานีได้ ซึ่งการจัดส่งวิธีนี้ต้องกำหนดวิธีการที่จะไม่ให้

ทุกสถานีส่งข้อมูลพร้อมกันเพราะจะทำให้เกิดการชนกัน (collison) ของข้อมูล โดยวิธีการที่ใช้

อาจเป็นการแบ่งช่วงเวลาหรือให้แต่ละสถานีใช้คลื่นความถี่ในการส่งสัญญาณที่แตกต่างกัน

อย่างไรก็ตามเครือข่ายแบบบัส ไม่ได้รับความนิยมในปัจจุบัน เนื่องจากความเสียหายที่เกิดขึ้นกับ

บัสเพียงจุดเดียวก็จะส่งผลให้ทุกอุปกรณ์ไม่สามารถสื่อสารถึงกันได้เลย รูปร่างเครือข่ายแบบบัส

2) เครือข่ายแบบวงแหวน (ring topology) เป็นการเชื่อมแต่ละสถานีเข้าด้วยกันแบบ

วงแหวน สัญญาณข้อมูลจะส่งอยู่ในวงแหวนไปในทิศทางเดียวกันจนถึงผู้รับ หากข้อมูลที่ส่งเป็น

ของสถานีใดสถานีนั้นก็รับไว้ถ้าไม่ใช่ก็ส่งต่อไป ซึ่งระบบเครือข่ายแบบวงแหวนนี้ สามารถรองรับ

จำนวนสถานีได้เป็นจำนวนมาก ข้อด้อยของเครือข่ายแบบวงแหวน คือ สถานีจะต้องรอจนถึงรอบ

ของตนเอง ก่อนที่จะสามารถส่งข้อมูลได้ รูปร่างเครือข่ายแบบวงแหวน

3) เครือข่ายแบบดาว (star topology) เป็นการเชื่อมต่อสถานีในเครือข่าย โดยทุก

สถานีจะต่อเข้ากับหน่วยสลับสายกลาง เช่น ฮับ (hub) หรือสวิตซ์ (switch) ซึ่งทำหน้าที่

เป็นศูนย์กลางของการเชื่อมต่อระหว่างสถานีต่างๆที่ต้องการติดต่อกันข้อดีของการเชื่อมต่อ

แบบดาว คือ ถ้าสถานีใดเสีย หรือสายเชื่อมต่อระหว่างฮับ/สวิตซ์กับสถานีใดชำรุด ก็จะไม่กระทบ

กับการเชื่อมต่อของสถานีอื่น ดังนั้นการเชื่อมต่อแบบนี้จึงเป็นที่นิยมใช้กันในปัจจุบัน

รูปร่างเครือข่ายแบบดาว

 4) เครือข่ายแบบแมช (mesh topology) เป็นรูปแบบของการเชื่อมต่อที่มีความ

นิยมมากและมีประสิทธิภาพสูงเนื่องจากถ้ามีเส้นทางของการเชื่อมต่อคู่ใดคู่หนึ่งขาดจากกัน

การติดต่อสื่อสารระหว่างคู่นั้นยังสามารถติดต่อได้โดยอุปกรณ์จัดเส้นทาง (router) จะทำ

การเชื่อมต่อเส้นทางใหม่ไปยังจุดหมายปลายทางอัตโนมัติ การเชื่อมต่อแบบนี้มักนิยมสร้าง

บนเครือข่ายแบบไร้สาย รูปร่างเครือข่ายแบบแมช

องค์ประกอบของเครือข่าย ประกอบด้วย

ฮาร์ดแวร์ (Hardware)  คอมพิวเตอร์ (Client Computer)  โมเด็ม (Modem)  เน็ตเวอร์คการ์ด (Network Card)

ซอฟต์แวร์ (Software)  ระบบปฏิบัติการของระบบเครือข่าย (Network Operating Sytems)

แอบพลิเคชั่นของเครือข่าย (Network Application Sytems)  ตัวนำข้อมูล (Media Transmission)

เซอร์เวอร์ (Server)  ฮับ (Hub)  บริดจ์ (Bridge)  เราท์เตอร์ (Router)  เกตเวย์ (Gateway)

      โพรโทคอลและอุปกรณ์สื่อสารในระบบเครือข่ายคอมพิวเตอร์

        การสื่อสารโดยผ่านระบบเครือข่ายคอมพิวเตอร์ จะต้องมีการเชื่อมต่อระหว่างเครื่องคอมพิวเตอร์ และอุปกรณ์เครือข่ายชนิดต่างๆ กัน ซึ่งไม่สามารถเชื่อมต่อกันโดยตรงได้ ดังนั้น จึงต้องการมีการเปลี่ยนรูปแบบของข้อมูลที่ส่ง และกำหนดมาตรฐานทางด้านฮาร์ดแวร์และซอฟต์แวร์ เพื่อให้อุปกรณ์สามารถติดต่อสื่อสารกันได้

1.โพรโทคอล  (protocol)  คือ ข้อตกลงอย่างเป็นทางการเกี่ยวกับวิธีที่คอมพิวเตอร์จะจัดรูปแบบและตอบรับข้อมูลระหว่างการสื่อสาร ซึ่งโพรโทคอลจะมีหลายมาตรฐาน และในแต่ละโพรโทคอลจะมีข้อดีข้อเสียต่างกันไป

การติดต่อสื่อสารข้อมูลผ่านทางเครือข่ายนั้น จำเป็นต้องมีโพรโทคอลที่เป็นข้อกำหนดตกลงในการสื่อสารขึ้น เพื่อช่วยให้ระบบสองระบบที่แตกต่างกันสามารถสื่อสารกันอย่างเข้าใจได้ โพรโทคอลนี้เป็นข้อตกลงที่กำหนดเกี่ยวกับการสื่อสารระหว่างคอมพิวเตอร์ต่างๆ ทั้งวิธีการส่งและรับข้อมูล วิธีการตรวจสอบข้อผิดพลาดของการส่งและการรับข้อมูล การแสดงผลข้อมูลเมื่อส่งและรับกันระหว่างเครื่องสองเครื่อง ดังนั้น จะเห็นได้กว่าโพรโทคอลมีความสำคัญมากในการสื่อสารบนเครือข่าย ซึ่งหากไม่มีโพรโทคอลแล้ว การสื่อสารบนเครือข่ายคงไม่สามารถเกิดขึ้นได้

ในปัจจุบันการทำงานของเครือข่ายใช้มาตรฐานโพรโทคอลต่าง ๆ ร่วมกันทำงานมากมาย นอกจากโพรโทคอลระดับประยุกต์แล้ว การดำเนินการภายในเครือข่ายยังมีโพรโทคอลย่อยที่ช่วยทำให้

การทำงานของเครือข่ายมีประสิทธิภาพขึ้น ซึ่งโพรโทคอลที่ใช้ในการสื่อสารในปัจจุบันมีหลายประเภท ตัวอย่างเช่น

1)  โพรโทคอลเอชทีทีพี (Hyper Tex Transfer Protocol : HTTP) เป็นโพรโทคอลหลักในการใช้งานเวิลด์ไวด์เว็บ โดยมีจุดประสงค์เพื่อเป็นช่องทางสำหรับเผยแพร่และแลกเปลี่ยนภาษาเอชทีเอ็มแอล (Hyper Text Markup Language : HTML) ใช้ร้องขอหรือตอบกลับระหว่างเครื่องลูกข่าย ที่ใช้โปรแกรมค้นดูเว็บกับเครื่องแม่ข่าย (web server) โดยทำงานอยู่บนโพรโทคอลทีซีพี (Transfer Control Protocol : TCP)

2) โพรโทคอลทีซีพี/ไอพี (Transfer Control Protocol/Internet Protocol : TCP/IP) เป็นโพรโทคอลที่ใช้ในการสื่อสารในระบบอินเทอร์เน็ต โดยมีการระบุผู้รับ ผู้ส่งในเครือข่าย และแบ่งข้อมูลออกเป็นแพ็กเก็ตส่งผ่านไปทางอินเทอร์เน็ต ซึ่งหากการส่งข้อมูลเกิดความผิดพลาดจะมีการร้องขอให้ส่งข้อมูลใหม่

3) โพรโทคอลเอสเอ็มทีพี (Simple Mail Transfer Protocol : SMTP) คือ โพรโทคอลสำหรับส่งไปรษณีย์อิเล็กทรอนิกส์(electronic mail) หรืออีเมล (Email) ไปยังจุดหมายปลายทาง

4) บลูทูท (Bluetooth) เป็นโพรโทคอลที่ใช้คลื่นวิทยุความถี่ 2.4 GHz ในการรับส่งข้อมูล คล้ายกับระบบแลนไร้สาย เพื่อได้ผู้ใช้งานคอมพิวเตอร์สามารถติดต่อสื่อสารกับอุปกรณ์ต่อพ่วงไร้สาย เช่น เครื่องพิมพ์ เมาส์ คีย์บอร์ด โทรศัพท์เคลื่อนที่ หูฟัง เป็นต้น เข้าด้วยกันได้สะดวก

    ปัจจุบันมีโพรโทคอลในระดับประยุกต์ใช้งานมากมาย นอกจากโพโทคอลที่กล่าวมาข้างต้น เช่น การโอนย้ายแฟ้มข้อมูลระหว่างกัน ใช้โพรโทคอลชื่อเอฟทีพี (File Transfer Protocol : FTP)การโอนย้ายข่าวสารระหว่างกันใช้โพรโทคอลชื่อเอ็นเอ็นทีพี (Network News Transfer Protocol : NNTP)เป็นต้น จะเห็นได้ว่าการใช้เครือข่ายคอมพิวเตอร์ในทุกวันนี้ เป็นผลมาจากการพัฒนาโพรโทคอลต่างๆขึ้นใช้งาน ซึ่งการทำงานอย่างใดอย่างหนึ่งจำเป็นต้องผ่านการใช้งานโพรโทคอลต่างๆ หลายโพรโทคอลร่วมกัน

อุปกรณ์สื่อสารในระบบเครือข่ายคอมพิวเตอร์

  การเชื่อมต่อเครื่องคอมพิวเตอร์ให้กลายเป็นระบบเครือข่ายได้นั้นจะต้องอาศัยอุปกรณ์สื่อสารในระบบเครื่องคอมพิวเตอร์ (network device) ซึ่งทำหน้าที่รับและส่งข้อมูลโดยผ่านทางสื่อกลาง ไม่ว่าจะเป็นสื่อกลางแบบใช้สาย และสื่อกลางแบบไร้สาย ซึ่งอุปกรณ์สื่อสารในระบบเครือข่ายคอมพิวเตอร์มีดังนี้

1) เครื่องทวนสัญญาณ (repeater) เป็นอุปกรณ์ที่ทำหน้าที่รับสัญญาณดิจิทัล แล้วส่งต่อออกไปยังอุปกรณ์ตัวอื่น เหตุที่ต้องใช้อุปกรณ์ทวนสัญญาณ เนื่องจากการส่งสัญญาณไปในตัวกลางที่เป็นสายสัญญาณนั้น เมื่อระยะทางมากขึ้นแรงดันของสัญญาณจะลดลงเรื่อยๆ ทำให้ไม่สามารถส่งสัญญาณในระยะทางไกลๆ ได้ ดังนั้น การใช้อุปกรณ์ทวนสัญญาณจะทำให้สามารถส่งสัญญาณไปได้ไกลขึ้น โดยสัญญาณไม่สูญหาย

2) ฮับ (hub) เป็นอุปกรณ์ที่ทำหน้าที่รวมสัญญาณที่มาจากอุปกรณ์รับส่ง หรือเครื่องคอมพิวเตอร์หลายๆ เครื่องเข้าด้วยกัน สัญญาณที่ส่งมาจากฮับจะกระจายไปยังทุกเครื่องที่ต่อยู่กับฮับ ซึ่งแต่ละเครื่องจะเลือกรับเฉพาะข้อมูลที่ส่งมาถึงตนเองเท่านั้น

3) บริดจ์ (bridge) ใช้ในการเชื่อมต่อเครือข่ายหลายเครือข่ายเข้าด้วยกัน โดยจะต้องเป็นเครือข่ายที่ใช้โพรโทคอลตัวเดียวกัน ซึ่งมีความสามารถมากกว่าฮับและอุปกรณ์ทวนสัญญาณ คือ สามารถกรองข้อมูลที่จะส่งต่อได้ โดยการตรวจสอบว่า ข้อมูลที่ส่งนั้นมีปลายทางอยู่ที่ใด หากเครื่องปลายทางอยู่ภายในเครือข่ายเดียวกันกับเครื่องส่ง ก็จะส่งข้อมูลนั้นไปในเครือข่ายเดียวกันเท่านั้น ไม่ส่งไปยังเครือข่ายอื่น แต่หากข้อมูลมีปลายทางอยู่ที่เครือข่ายอื่น ก็จะส่งข้อมูลไปในเครือข่ายที่มีเครื่องปลายทางอยู่เท่านั้น ทำให้สามารถจัดการกับความหนาแน่นของข้อมูลได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้น

4) อุปกรณ์จัดเส้นทาง (router) สามารถกรองข้อมูลได้เช่นเดียวกับบริดจ์ แต่จะมีความสามารถมากกว่า ตรงที่สามารถหาเส้นทางในการส่งกลุ่มข้อมูล (data packer) ไปยังเครื่องปลายทางในระยะทางที่สั้นที่สุดได้

5) สวิตช์ (switch) นำความสามารถของฮับกับบริดจ์มารวมกัน แต่การส่งข้อมูลจากคอมพิวเตอร์ตัวหนึ่งจะไม่กระจายไปยังคอมพิวเตอร์ทุกเครื่องเหมือนกับฮับ เพราะสวิตช์จะทำหน้าที่รับกลุ่มข้อมูลมาตรวจสอบก่อนว่าเป็นของคอมพิวเตอร์เครื่องใด แล้วนำข้อมูลนั้นส่งต่อไปยังคอมพิวเตอร์เป้าหมาย ซึ่งช่วยลดปัญหาการชนหรือความคับคั่งของข้อมูล

6) เกตเวย์ (gateway) เป็นอุปกรณ์ที่ทำหน้าที่เชื่อมต่อเครือข่ายต่างๆ เข้าด้วยกัน ไม่ว่าเครือข่ายนั้นจะใช้โพรโทคอลตัวใดก็ตาม เนื่องจากเกตเวย์สามารถแปลงรูปแบบแพ็กเก็ตของโพรโทคอลหนึ่งไปเป็นรูปแบบของอีกโพรโทคอลหนึ่งได้ เพื่อให้เหมาะสามกับการใช้งานในเครือข่าย ทำให้สามารถเชื่อมต่อกับเครือข่ายอื่นๆ ได้อย่างไม่มีข้อจำกัด แต่ในปัจจุบันนี้ได้รวมการทำงานของเกตเวย์ไว้ในอุปกรณ์จัดเส้นทาง(router) แล้ว ทำให้อุปกรณ์จัดเส้นทางสามารถทำงานเป็นเกตเวย์ได้ จึงไม่จำเป็นต้องซื้อเกตเวย์อีก

เทคโนโลยีการรับส่งข้อมูลในเครือข่ายคอมพิวเตอร์

     เทคโนโลยีในการส่งข้อมูลผ่านเครือข่ายคอมพิวเตอร์ สามารถแบ่งเป็น 2 ประเภทหลัก ได้แก่ เทคโนโลยีการรับส่งข้อมูลแบบใช้สาย และเทคโนโลยีการรับส่งข้อมูลแบบไร้สาย ดังนี้

1.เทคโนโลยีการรับส่งข้อมูลแบบใช้สาย เทคโนโลยีการส่งข้อมูลแบบใช้สาย แบ่งออกตามชนิด

ของสายสื่อสารได้ 3 ชนิด ดังนี้

1)      สายตีเกลียวคู่ (twisted pair cable) ประกอบด้วยเส้นลวดทองแดง 2 เส้น ที่หุ้มด้วยฉนวนพลาสติก พันบิดกันเป็นเกลียว เพื่อลดการรบกวนจากคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าจากคู่สายข้างเคียงภายในเคเบิลเดียวกัน หรือจากภายนอก เนื่องจากสายตีเกลียวคู่นี้ยอมให้สัญญาณไฟฟ้าความถี่สูงผ่านได้ สำหรับอัตราการส่งข้อมูลผ่านสายตีเกลียวคู่จะขึ้นอยู่กับความหนาของสาย คือ สายทองแดงที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางกว้าง จะสามารถส่งสัญญาณไฟฟ้ากำลังแรงได้ ทำให้สามารถส่งข้อมูลได้ด้วยความเร็วสูง โดยทั่วไปใช้สำหรับส่งข้อมูลดิจิทัล สามารถใช้ส่งข้อมูลได้ถึง 100 เมกะบิตต่อวินาที ในระยะทางไม่เกินร้อยเมตร เนื่องจากราคาไม่แพงมาก ใช้ส่งข้อมูลได้ดีจึงมีการใช้งานอย่างกว้างขวาง สายตีเกลียวคู่มี 2 ชนิด ดังนี้

1.       แบบไม่มีฉนวนหุ้ม (UTP : Unshielded Twisted Pair)

2.       แบบมีฉนวนหุ้ม (STP : Shielded Twisted Pair) 

สายคู่บิดเกลียวแบบไม่มีฉนวนหุ้ม (UTP : Unshielded Twisted Pair)

      สาย UTP เป็นสายที่พบเห็นกันมาก มักจะใช้เชื่อมโยงคอมพิวเตอร์ไปยังอุปกรณ์สื่อสารตามมาตรฐานที่กำหนด สำหรับสายประเภทนี้จะมีความยาวของสายในการเชื่อมต่อได้ไม่เกิน 100 เมตร และสาย UTP มีจำนวนสายบิดเกลียวภายใน 4 คู่ คู่สายในสายคู่ตีเกลียวไม่หุ้มฉนวนคล้ายสายโทรศัพท์ มีหลายเส้นซึ่งแต่ละเส้นก็จะมีสีแตกต่างกัน และตลอดทั้งสายนั้นจะถูกหุ้มด้วยพลาสติก (Plastic Cover) ปัจจุบันเป็นสายที่ได้รับความนิยมมากที่สุด เนื่องจากราคาถูกและติดตั้งได้ง่าย 

 สายคู่บิดเกลียวแบบมีฉนวนหุ้ม (STP : Shielded Twisted Pair)

       สายสัญญาณ STP มีการนำสายคู่พันเกลียวมารวมอยู่และมีการเพิ่มฉนวนป้องกันสัญญาณรบกวน ซึ่งร่างแหนี้จะมีคุณสมบัติเป็นเกราะในการป้องกันสัญญาณรบกวนจากคลื่นแม่ เหล็กไฟฟ้าต่างๆ เรียกเกราะนี้ว่า ชิลด์ (Shield) และเป็นสายสัญญาณที่ได้รับการพัฒนาต่อจากสายUTP โดยเพิ่มการชีลด์กันสัญญาณรบกวนเพื่อทำให้คุณสมบัติโดยรวมของสัญญาณดีมาก ขึ้น คุณลักษณะของสาย STP ก็เหมือนกับสาย UTPคือมีเรื่องเกี่ยวกับอัตราการบั่นทอนครอสทอร์ก

2) สายโคแอซ์ก (coaxial cable) มีลักษณะเช่นเดียวกับสายที่ต่อมาจากเสาอากาศประกอบด้วยลวดทองแดงที่เป็นแกนหุ้มด้วยฉนวนชั้นหนึ่ง เพื่อป้องกันกระแสไฟฟ้ารั่ว จากนั้นจะหุ้มด้วยตัวนำซึ่งทำจากลวดทองแดงถักเป็นเปียเพื่อป้องกันการรบกวนของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าและสัญญาณรบกวนอื่นๆ ก่อนจะหุ้มชั้นนอกสุดด้วยฉนวนพลาสติก สัญญาณไฟฟ้าสามารถผ่านได้สูงมาก นิยมใช้เป็นช่องสื่อสารเชื่อมโยงผ่านใต้ทะเลและใต้ดิน สายโคแอกซ์ที่ใช้ทั่วไปมี 2 ชนิด คือ 50 โอห์ม ซึ่งใช้ส่งข้อมูลดิจิทัล และชนิด 75 โอห์ม ซึ่งใช้ส่งข้อมูลสัญญาณอะนาล็อก 

 

 3) สายใยแก้วนำแสง (fiber optic cable) หรือเส้นใยนำแสง แกนกลางของสายประกอบด้วยเส้นใยแก้วหรือพลาสนิกขนาดเล็กภายในกลวง หลายๆ เส้น อยู่รวมกัน เส้นใยแต่ละเส้นมีขนาดเล็กประมาณเส้นผมของมนุษย์ เส้นใยแต่ละเส้นห่อหุ้มด้วยเส้นใยอีกชนิดหนึ่งก่อนจะหุ้มชั้นนอกสุดด้วยฉนวน การส่งข้อมูลผ่านทางสื่อกลางชนิดนี้จะแตกต่างจากชนิดอื่นๆ ซึ่งจะใช้เลเซอร์วิ่งผ่านช่องกลวงของเส้นใยแต่ละเส้น และอาศัยหลักการหักเหของแสง โดยใช้เส้นใยชั้นนอกเป็นกระจกสะท้อนแสง สามารถส่งข้อมูลด้วยอัตราความหนาแน่นของสัญญาณข้อมูลที่สูงมาก และไม่มีการก่อกวนของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า ทำให้สามารถส่งข้อมูลทั้งตัวอักษร ภาพ กราฟิก เสียง หรือวีดีทัศน์ได้ในเวลาเดียวกัน แต่ยังมีข้อเสีย เนื่องจากการบิดงอของสายสัญญาณจะทำให้เส้นใยหัก จึงไม่สามารถใช้สื่อกลางนี้เดินทางตามมุมตึกได้ สายใยแก้ว นำแสง มีลักษณะพิเศษที่ใช้สำหรับเชื่อมโยงแบบจุดไปจุด จึงเหมาะที่จะใช้กับการเชื่อมโยงระหว่างอาคารกับอาคารหรือระหว่างเมืองกับเมือง

เทคโนโลยีการรับส่งข้อมูลแบบไร้สาย

     เทคโนโลยีการส่งข้อมูลแบบไร้สาย อาศัยคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าเป็นสื่อกลางนำสัญญาณซึ่งสามารถแบ่งตามช่วงความถี่ของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าได้ 4 ชนิด ดังนี้

1)      อินฟราเรด (infrared) เป็นลักษณะของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่ใช้ในการส่งข้อมูลระยะใกล้ๆ ในช่วงความถี่ที่แคบมาก ใช้ช่องทางสื่อสารน้อย มักใช้กับการสื่อสารข้อมูลที่ไม่มีสิ่งกีดขวางระหว่างตัวส่งกับตัวรับสัญญาณ โดยต้องใช้วิธีการสื่อสารตามแนวเส้นตรง ระยะทางไม่เกิน 1-2 เมตร ความเร็วประมาณ 4-16 เมกะบิตต่อวินาที เช่น การส่งสัญญาณจากรีโมตคอนโทรลไปยังโทรทัศน์ การเชื่อมต่อคอมพิวเตอร์สองเครื่องโดยผ่านพอร์ตไออาร์ดีเอ เป็นต้น

2) คลื่นวิทยุ (radio frequency) ใช้ส่งสัญญาณไปในอากาศ โดยมีตัวกระจายสัญญาณส่งไปยังตัวรับสัญญาณ และใช้คลื่นวิทยุในช่วงความถี่ต่างๆ กัน มีความเร็วต่ำประมาณ 2 เมกะบิตต่อวินาที เช่น การสื่อสารในระบบวิทยุเอฟเอ็ม (Frequency Modulation : FM) เอเอ็ม (Amplitude Modulation : AM) การสื่อสารโดยใช้ระบบไร้สาย (Wi-Fi) และบลูทูธ

 3) ไมโครเวฟ (microwave) จะใช้การส่งสัญญาณคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าไปในอากาศ พร้อมกับข้อมูลที่ต้องการส่ง และต้องมีสถานนีที่ทำหน้าทีส่งและรับข้อมูล และเนื่องจากสัญญาณไมโครเวฟจะเดินทางเป็นเส้นตรงไม่สามารถเลี้ยวหรือโค้งตามขอบโลกได้ จึงต้องมีการตั้งสถานีรับ-ส่งข้อมูลเป็นระยะๆ และส่งข้อมูลต่อกันเป็นทอดๆ ระหว่างสถานีต่อสถานี จนกว่าจะถึงสถานีปลายทาง และแต่ละสถานีจะตั้งอยู่ในที่สูง เช่น ดาดฟ้าของตึกสูง ยอดเขา เป็นต้น เพื่อหลีกเลี่ยงการชนสิ่งกีดขวางในแนวการเดินทางของสัญญาณ เหมาะกับการส่งข้อมูลในพื้นที่ห่างไกล และทุรกันดาร

  4) ดาวเทียม (satellite) เป็นสถานีรับส่งสัญญาณไมโครเวฟบนท้องฟ้า ซึ่งได้รับการพัฒนาขึ้นเพื่อหลีกเลี่ยงข้อจำกัดของสถานีรับ-ส่งไมโครเวฟบนผิวโลก เพื่อใช้เป็นสถานีรับส่งสัญญาณไมโครเวฟบนอวกาศ และทวนสัญญาณในแนวโคจรของโลกซึ่งจะต้องมีสถานีภาคพื้นดิน ทำหน้าที่รับและส่งสัญญาณขึ้นไปบนดาวเทียมที่โคจรอยู่สูงจากพื้นโลกประมาณ 35,600 ไมล์ โดยดาวเทียมเหล่านั้นจะเคลื่อนที่ด้วยความเร็วที่เท่ากับการหมุนของโลก จึงเสมือนกับดาวเทียมนั้นอยู่นิ่งกับที่ขณะโลกหมุนรอบตัวเอง ทำให้การส่งสัญญาณไมโครเวฟจากสถานีหนึ่งขึ้นไปบนดาวเทียมและการกระจายสัญญาณจากดาวเทียมลงมายังสถานีตามจุดต่างๆ บนผิวโลกเป็นไปอย่างแม่นยำ