การสื่อสารข้อมูลและเครือข่ายคอมพิวเตอร์

การสื่อสารข้อมูลและเครือข่ายคอมพิวเตอร์

                เทคโนโลยีการสื่อสารมีส่วนช่วยให้การดำเนินงานธุรกิจในปัจจุบันเป็นไปอย่างราบรื่น ช่วยให้การส่งข้อมูลในรูปแบบต่างๆ ไม่ว่าจะเป็นทางโทรสาร โทรศัพท์ อีเมล โทรทัศน์ และอื่นๆ ไปยังจุดหมายที่อยู่ห่างไกลเป็นไปอย่างสะดวกและรวดเร็ว

                เทคโนโลยีคมนาคมและการสื่อสารนำมาประยุกต์ใช้เพื่อพัฒนาและปรับปรุงการดำเนินงานทางธุรกิจโดยมีวัตถุประสงค์หลัก  4 ประการ คือ

1. เพื่อการสื่อสารทางธุรกิจที่ดีขึ้น ช่องทางการสื่อสารระหว่างบุคคลมีหลายรูปแบบ เทคโนโลยีคมนาคมช่วยให้การติดต่อสื่อสารรวดเร็ว ถูกต้อง

2. เพื่อให้ดำเนินงานอย่างมีประสิทธิภาพสูงขึ้น โดยปกติการดำเนินงานทางธุรกิจมักจะมีการใช้งานข้อมูลร่วมกันในแผนกต่างๆ ขององค์การ เมื่อมีคำสั่งซื้อสินค้าจากลูกค้า ฝ่ายต่างๆ  จะจัดการตามกระบวนการทางธุรกิจซึ่งเทคโนโลยีโทรคมนาคมช่วยอำนวยความสะดวกในการสื่อสารใช้งานข้อมูลร่วมกัน

3. เพื่อการกระจายข้อมูลที่ดีขึ้น ด้วยพัฒนาการของเทคโนโลยีคมนาคมที่ก้าวหน้าอย่างต่อเนื่องช่วยให้รับส่งข้อมูลระหว่างเครื่องคอมพิวเตอร์กระทำได้อย่างสะดวก และจะเรียกใช้ฐานข้อมูลกลางอย่างรวดเร็ว

4. เพื่อการจัดการกระบวนการธุรกิจที่สะดวกขึ้น  พัฒนาการทางอินเทอร์เน็ตช่วยในการดำเนินธุรกิจออนไลน์พัฒนาอย่างไม่หยุดยั้งตามไปด้วย กระบวนการทางธุรกิจอัตโนมัติกระทำด้วยการสนับสนุนของเทคโนโลยีคมนาคมที่ทันสมัย

องค์ประกอบของการสื่อสาร

1.      ผู้ส่งข้อมูล (Sender) คือ สิ่งที่ทำหน้าที่ส่งข้อมูล ไปยังจุดหมายที่ต้องการ

2.      ผู้รับข้อมูล (Receiver) คือ สิ่งที่ทำหน้าที่รับข้อมูลที่ถูกส่งมาให้

3.      ข้อมูล (Data) คือ ข้อมูลที่ผู้ส่งข้อมูลต้องการส่งไปยังผู้รับข้อมูล ข้อมูลอาจอยู่ในรูปของข้อความ เสียง ภาพเคลื่อนไหว และอื่นๆ

4.      สื่อนำข้อมูล (Medium) คือ สิ่งที่ทำหน้าที่เป็นตัวกลางในการขนถ่ายข้อมูลจากผู้ส่งข้อมูลไปยังผู้รับข้อมูล

5.      โปรโตคอล(Protocol) คือ กฎหรือวิธีที่ถูกกำหนดขึ้นเพื่อการสื่อสารข้อมูลซึ่งผู้ส่งข้อมูลจะต้องส่งข้อมูลในรูปแบบตามวิธีการสื่อสารที่ตกลงไว้กับผู้รับข้อมูล จึงจะสามารถสื่อสารข้อมูลกันได้

รูป องค์ประกอบของการสื่อสาร

ตัวอย่างการสื่อสารข้อมูลด้วยโทรศัพท์

ผู้ส่งข้อมูล: ผู้ที่ทำการส่งข้อความในรูปแบบของเสียงรวมถึงตัวเครื่องโทรศัพท์ที่ใช้ในการติดต่อด้วย

ผู้รับข้อมูล:ผู้รับข้อมูล: ผู้ที่ทำการรับข้อความเสียงรวมถึง ตัวเครื่องโทรศัพท์ที่ใช้ในการรับข้อมูลด้วยข้อมูล:ข่าวสารที่ถูกส่งในการสนทนาระหว่างสองฝ่าย ในรูปแบบของเสียงสื่อนำข้อมูล: สายโทรศัพท์ ชุมสายโทรศัพท์

โปรโตคอล: ใช้วิธีการแปลงข้อมูลจากสัญญาณเสียงให้อยู่ในรูปของสัญญาณไฟฟ้า ทำการจัดส่งไปตามสายโทรศัพท์ ผ่านชุมสายโทรศัพท์ จนไปถึงเครื่องโทรศัพท์ปลายทางและทำการแปลงสัญญาณกลับไปอยู่ในรูปแบบของเสียง จนถึงผู้รับปลายทาง

  

การใช้เทคโนโลยีการสื่อสาร

= ไปรษณีย์อิเล็กทรอนิกส์(Electronic Mail : E-mail)

= โทรสาร(Facsimile หรือ Fax)

= วอยซ์เมล(Voice Mail)

= การประชุมทางไกลอิเล็กทรอนิกส์(Video Conferencing)

= การระบุตำแหน่งด้วยดาวเทียม(Global Positioning)

= กรุ๊ปแวร์(Groupware)

= การโอนเงินทางอิเล็กทรอนิกส์(Electronic Fund Transfer : EFT)

= การแลกเปลี่ยนข้อมูลอิเล็กทรอนิกส์(Electronic Data Interchange : EDI)

= การระบุลักษณะของวัตถุด้วยคลื่นความถี่วิทยุ(RFID) 

 ชนิดของสัญญาณข้อมูล

สัญญาณแอนะล็อก (Analog Signal)

      เป็นสัญญาณแบบต่อเนื่อง มีลักษณะเป็นคลื่นไซน์()โดยที่แต่ละคลื่นจะมีความถี่และความเข้มของสัญญาณที่ต่างกัน เมื่อนำสัญญาณข้อมูลเหล่านี้มาผ่านอุปกรณ์รับสัญญาณและแปลงสัญญาณก็จะได้ข้อมูลที่ต้องการได้ ตัวอย่าง คือ การส่งข้อมูลผ่านระบบโทรศัพท์

รูป สัญญาณแอนะล็อก

      เฮิรตซ์ ()  คือ หน่วยวัดความถี่ของสัญญาณข้อมูลแบบแอนะล็อก วิธีวัดความถี่จะนับจำนวนรอบของสัญญาณที่เกิดขึ้นภายใน 1 วินาที เช่น สัญญาณข้อมูลที่มีความถี่ 60 Hz หมายถึง 1 วินาทีสัญญาณมีการเปลี่ยนแปลงระดับสัญญาณ 60 รอบ(ขึ้นและลงนับเป็น 1 รอบ)

สัญญาณดิจิทัล (Digital Signal)

      สัญญาณดิจิทัล เป็นสัญญาณแบบไม่ต่อเนื่อง รูปแบบของสัญญาณมีความเปลี่ยนแปลงที่ไม่ปะติดต่ออย่างสัญญาณแอนะล็อก ในการสื่อสารด้วยสัญญาณดิจิทัล ข้อมูลในคอมพิวเตอร์ซึ่งเป็นเลขฐานสอง(0และ1)จะถูกแทนสัญญาณดิจิทัล เป็นวิธีแทนบิตข้อมูล 0 ด้วยสัญญาณไฟฟ้าที่เป็นกลางและบิตข้อมูล 1 ด้วยสัญญาณไฟฟ้าที่เป็นบวก

รูป สัญญาณดิจิทัล

      Bit Rate เป็นอัตราความเร็วในการส่งข้อมูลแบบดิจิทัล วิธีวัดความเร็วจะนับจำนวนบิตข้อมูลที่ส่งได้ในช่วงระยะเวลา 1 วินาที เช่น 14,400 bps หมายถึง มีความเร็วในการส่งข้อมูลจำนวน14,400 บิตในระยะเวลา 1 วินาที

รูป สัญญาณดิจิทัล

 โมเด็ม(Modulator DEModulator หรือ MODEM)โมเด็ม(Modem)  เป็นอุปกรณ์ที่ทำหน้าที่แปลงสัญญาณดิจิทัลจากเครื่องคอมพิวเตอร์ให้เป็นสัญญาณแอนะล็อก เรียกขั้นตอนนี้ว่า มอดูเลชัน(Demodulation)และทำหน้าที่แปลงสัญญาณแอนะล็อกให้เป็นสัญญาณดิจิทัลเพื่อคอมพิวเตอร์จะได้นำไปประมวลผล ขั้นตอนนี้เรียกว่า ดีมอดูเลชัน(Demodulation) 

ทิศทางการส่งข้อมูล(Transmission Mode)

- การส่งข้อมูลแบบทิศทางเดียว(Simplex Transmission)

- การส่งข้อมูลแบบสองทิศทางสลับกัน(Half-Duplex Transmission)

- การส่งข้อมูลแบบสองทิศทางพร้อมกัน(Full-Duplex Transmission)

รูป ทิศทางการส่งข้อมูล

ตัวกลางการสื่อสาร

                ตัวกลางการสื่อสาร เป็นสื่อที่ใช้ต่อเชื่อมการสื่อสารระหว่างผู้ส่งและผู้รับข้อมูล ตัวกลางที่ใช้ในการสื่อสารแบ่งออกเป็น 2 ประเภท คือ

1. สื่อนำข้อมูลแบบมีสาย (Wired Media)

สื่อข้อมูลแบบมีสายที่นิยมใช้ มี 3 ชนิด

- สายคู่บิดเกลียว (Twisted-Pair Cable)

-สายคู่บิดเกลียว เป็นสายสัญญาณนำข้อมูลไฟฟ้า สายแต่ละเส้นมีลักษณะคล้ายสายไฟทั่วไป จำนวนสายจะมีเป็นคู่ เช่น  2, 4 หรือ 6 เส้น แต่ละคู่จะมีการพันบิดกันเป็นเกลียว การบิดเกลียวนี้จะช่วยลดสัญญาณรบกวนที่เกิดขึ้นในการส่งข้อมูล ทำให้ส่งข้อมูลได้ไกลกว่าปกติ และยังมีความถี่ในการส่งข้อมูลประมาณ 100 Hz ถึง  5 MHz ลักษณะของสายสัญญาณชนิดนี้มี 2 ลักษณะ คือ สายคู่บิดเกลียวแบบไม่มีชั้นโลหะห่อหุ้ม(Unshielded Twisted-Pair หรือ UTP) และ สายคู่บิดเกลียแบบมีชั้นโลหะห่อหุ้ม(Shielded Twisted-Pair หรือ STP)

รูป สายคู่บิดเกลียวแบบไม่มีชั้นโลหะห่อหุ้ม

- สายโคแอกเชียล (Coaxial Cable)

สายโคแอกเชียล เป็นสายสัญญาณนำข้อมูลไฟฟ้า มีความถี่ในการส่งข้อมูลประมาณ 100 MHz ถึง 500 MHz สายโคแอกเชียลมีความเร็วในการส่งข้อมูลและราคาสูงกว่าสายคู่บิดเกลียว ลักษณะของสายโคแอกเชียลเป็นสายนำสัญญาณที่มีฉนวนหุ้มเป็นชั้นๆ หลายชั้นสลับกับตัวนำโลหะ ตัวนำโลหะชั้นในทำหน้าที่ส่งสัญญาณ ส่วนตัวนำโลหะชั้นนอกทำหน้าที่เป็นสายดิน และเป็นเกราะป้องกันสัญญาณรบกวนจากภายนอก ทำให้สัญญาณรบกวนตัวนำชั้นในน้อย จึงส่งข้อมูลได้ในระยะไกล

 รูป  สายโคแอกเชียล 

- สายใยแก้วนำแสง (Optical Fiber Cable)

สายสัญญาณทำจากใยแก้วหรือสารนำแสงห่อหุ้มด้วยวัสดุป้องกันแสง มีความเร็วในการส่งสูงเท่ากับความเร็วแสง สามารถใช้ในการส่งข้อมูลที่มีความถี่สูงได้ สัญญาณที่ส่งผ่านสายใยแก้วนำแสง คือแสง และสัญญาณรบกวนจากภายนอกมีเพียงอย่างเดียว คือแสงจากภายนอก ดังนั้นสายใยแก้วนำแสงที่มีสภาพดีจะมีสัญญาณรบกวนน้อยมาก สายใยแก้วนำแสงมีราคาค่อนข้างสูงและดูแลรักษายาก จึงไม่ค่อยเป็นที่นิยมสำหรับการใช้งานสื่อสารทั่วๆ ไปในองค์การขนาดเล็ก หรือในการสื่อสารที่ไม่ต้องการความเร็วสูง

รูป สายใยแก้วนำแสง

2. สื่อนำข้อมูลแบบไร้สาย (Wireless Media)

                การสื่อสารข้อมูลแบบไร้สาย จะใช้อากาศเป็นตัวกลางของการสื่อสาร ลักษณะของการสื่อสารข้อมูลประเภทนี้ เช่น

- แสงอินฟราเรด(Infrared)

อินฟราเรด เป็นการสื่อสารข้อมูลโดยใช้แสงอินฟราเรดเป็นสื่อกลางโดยในการส่งข้อมูลจำเป็นต้องมีอุปกรณ์ที่ทำหน้าที่ส่งข้อมูลและอุปกรณ์ที่รับข้อมูล ซึ่งคอมพิวเตอร์และอุปกรณ์ในปัจจุบัน เช่น เมาส์ เครื่องพิมพ์ และกล้องดิจิทัล ซึ่งสื่อประเภทนี้นิยมใช้สำหรับการสื่อสารข้อมูลระยะใกล้

รูป การสื่อสารข้อมูลด้วยแสงอินฟราเรด

- สัญญาณวิทยุ(Radio Wave)

สัญญาณวิทยุ เป็นสื่อนำข้อมูลแบบไร้สาย(Wireless Media) ที่มีการส่งข้อมูลเป็นสัญญาณคลื่นวิทยุไปในอากาศไปยังตัวรับสัญญาณ จึงทำให้ถูกสภาพแวดล้อมรบกวนข้อมูลได้ในช่วงที่สภาพอากาศไม่ดีการส่งสัญญาณวิธีนี้จะช่วยส่งข้อมูลในระยะทางไกล หรือในสภาพภูมิประเทศที่ไม่เอื้ออำนวยในการใช้สายส่งข้อมูล

- ไมโครเวฟภาคพื้นดิน(Terrestrial Microwave)

ไมโครเวฟภาคพื้นดิน เป็นการสื่อสารโดยใช้สื่อนำข้อมูลแบบไร้สายอีกประเภทหนึ่ง การสื่อสารประเภทนี้จะมีเสาส่งสัญญาณไมโครเวฟที่อยู่ห่างๆ กัน ทำการส่งข้อมูลไปยังอากาศไปยังเสารับข้อมูล ในกรณีที่ระยะทางห่างกันมาก หรือมีสิ่งกีดขวางสัญญาณ จะต้องใช้สถานีทวนสัญญาณ(Repeater Station) เพื่อส่งสัญญาณต่อเป็นช่วงๆ การสื่อสารประเภทนี้สามารถส่งข้อมูลปริมาณมากได้ แต่ในบ้างครั้งอาจถูกสภาพแวดล้อมรบกวนได้เช่นกัน โดยเฉพาะช่วงฝนตกหรือมีพายุ จะทำให้การส่งข้อมูลทำได้ไม่ดีนัก

รูป เสาส่งสัญญาณไมโครเวฟ

- การสื่อสารผ่านดาวเทียม(Satellite Communication)

การสื่อสารผ่านดาวเทียม เป็นการสื่อสารจากพื้นโลกที่มีการส่งข้อมูลไปยังดาวเทียม โดนดาวเทียมจะทำหน้าที่เป็นสถานีทวนสัญญาณ เพื่อจัดส่งสัญญาณต่อไปยังสถานีภาคพื้นดินอื่นๆ ระยะทางจากโลกถึงดาวเทียมประมาณ22,000 ไมล์ ซึ่งเป็นระยะทางที่ไกลมาก ทำให้ข้อมูลที่ส่งไปยังดาวเทียมเกิดความล่าช้าขึ้นได้ โดยเฉลี่ยความล่าช้าที่เกิดขึ้นมีค่าประมาณ 2 วินาที การส่งข้อมูลวิธีนี้จะทำให้ส่งข้อมูลที่มีระยะทางไกลมากๆ ได้ การสื่อสารผ่านดาวเทียมนิยมใช้สำหรับการสื่อสารระหว่างประเทศรูป การสื่อสารผ่านดาวเทียม

หลักเกณฑ์การพิจารณาเลือกสื่อนำข้อมูล

1.ราคา

2.ความเร็ว

3.ระยะทาง

4.สัญญาณรบกวนที่อาจจะเกิดขึ้น

5.ความปลอดภัยของข้อมูล

มาตรฐานเครือข่ายไร้สาย(Wireless Networking Protocols)

- บลูทูธ(Bluetooth)

สัญญาณวิทยุ เป็นสื่อนำข้อมูลแบบไร้สาย(Wireless Media) ที่มีการส่งข้อมูลเป็นสัญญาณคลื่นวิทยุไปในอากาศไปยังตัวรับสัญญาณ จึงทำให้ถูกสภาพแวดล้อมรบกวนข้อมูลได้ในช่วงที่สภาพอากาศไม่ดีการส่งสัญญาณวิธีนี้จะช่วยส่งข้อมูลในระยะทางไกล หรือในสภาพภูมิประเทศที่ไม่เอื้ออำนวยในการใช้สายส่งข้อมูล

รูป ตัวอย่างบลูทูธ

- ไว-ไฟ(Wi-Fi)

     ไว-ไฟ เป็นเทคโนโลยีอินเทอร์เน็ตไร้สายความเร็วสูงที่นิยมใช้กันทั่วโลก ใช้สัญญาณวิทยุในการรับส่งข้อมูลความเร็วสูงผ่านเครือข่ายไร้สายจากบริเวณที่มีการติดตั้งแอกเซสพอยท์(Access Point) ไปยังอุปกรณ์ที่ใช้เชื่อมต่อ เช่น โทรศัพท์มือถือ พีดีเอ และโน๊ตบุ๊ค เป็นต้น

รูป ตัวอย่างไว-ไฟ

- ไว-แมกซ์(Wi-MAX)

     ไว-แมกซ์ เป็นเทคโนโลยีการสื่อสารไร้สายระดับบรอดแบรนด์บนมาตรฐาน IEEE 802.16 โดยสามารถส่งข้อมูลกระจายสัญญาณจากจุดหนึ่งไปยังหลายจุด (Point to Multipointได้พร้อมๆ กัน และสามารถส่งข้อมูลผ่านสิ่งกีดขวางได้เป็นอย่างดี ปัจจุบันจึงนิยมใช้งานกับเครือข่ายอินเตอร์เน็ตที่มีรัศมีทำการกว้างถึงประมาณ50 กิโลเมตร

รูป ตัวอย่างการประยุกต์ใช้ไวแม็กซ์

เครือข่ายคอมพิวเตอร์

-จำนวนของเครื่องคอมพิวเตอร์ภายในเครือข่าย

-สื่อนำข้อมูล(Transmission Medium)

-เครื่องคอมพิวเตอร์และอุปกรณ์(Hardware)

-โปรแกรมคอมพิวเตอร์ที่ใช้ในการสื่อสารข้อมูล(Software)

 โครงสร้างเครือข่ายคอมพิวเตอร์(Topology)

1.  โครงสร้างเครือข่ายคอมพิวเตอร์แบบบัส(Bus Topology)

2.   โครงสร้างเครือข่ายคอมพิวเตอร์แบบวงแหวน(Ring Topology)

3.   โครงสร้างเครือข่ายคอมพิวเตอร์แบบดาว(Star Topology)

4.   โครงสร้างเครือข่ายคอมพิวเตอร์แบบเมช(Mesh Topology)

5    โครงสร้างเครือข่ายคอมพิวเตอร์แบบผสม(Hybrid Topology) 

ประเภทของเครื่องคอมพิวเตอร์ภายในเครือข่ายคอมพิวเตอร์

เครื่องคอมพิวเตอร์ที่ใช้ในระบบเครือข่ายคอมพิวเตอร์ จำแนกได้เป็น 4 ประเภท คือ

1. เซิร์ฟเวอร์(Server)

                เป็นเครื่องคอมพิวเตอร์ที่ทำหน้าที่ให้บริการต่างๆ โดยแต่ละเครือข่ายคอมพิวเตอร์สามารถมีเครื่องคอมพิวเตอร์เซิร์ฟเวอร์ได้หลายเครื่องตามต้องการ

-ไฟลเซิร์ฟเวอร์(File Server)

-ดาต้าเบสเซิร์ฟเวอร์(Database Server)

-พรินต์เซิร์ฟเวอร์(Print Server)

-อินเทอร์เน็ตเซิร์ฟเวอร์(Internet Server)

-เว็บเซิร์ฟเวอร์(Web Server)

-เมลเซิร์ฟเวอร์(Mail Server)

-ระบบโดเมนเนม(Domain Name System Server)

2. เวิร์กสเตชัน(Workstation)

        เป็นเครื่องคอมพิวเตอร์ทั่วๆ ไปที่สามารถทำการประมวลผลข้อมูลต่างๆ ได้

3.ไคลเอนต์(Client)

         เป็นเครื่องคอมพิวเตอร์ที่มีการเรียกใช้ข้อมูลจากเซิร์ฟเวอร์

4.เทอร์มินัล(Terminal)

        เป็นอุปกรณ์ที่ประกอบด้วยจอภาพ แป้นพิมพ์ และอุปกรณ์อื่นๆ เทอร์มินัลไม่สามารถประมวลผลข้อมูลได้ด้วยตัวเองแต่ใช้การสื่อสารข้อมูลกับ เซิร์ฟเวอร์และใช้เซิร์ฟเวอร์ทำการประมวลผลข้อมูลพร้อมทั้งส่งข้อมูลมาปรากฏบนจอภาพได้

รูปแบบการประมวลผลข้อมูลในเครือข่ายคอมพิวเตอร์(Computing Architecture)

1.การประมวลผลข้อมูลที่ศูนย์กลาง

2.การประมวลผลข้อมูลแบบไคลเอนต์/เซิร์ฟเวอร์

ชนิดของเครือข่ายคอมพิวเตอร์

ใช้ขนาดทางกายภาพของเครือข่ายเป็นเกณฑ์ แบ่งออกได้เป็น 4 ประเภทดังนี้

1. PAN ( PERSONAL AREA NETWORK) เครือข่ายแบบบุคคล

          -เชื่อมโยง อุปกรณ์การสื่อสารหลายๆ เครื่องเข้าด้วยกัน
          -ระยะทางการเชื่อมต่อ ไม่เกิน 1 เมตร
          -ความเร็ว ประมาณ 10  Mbps
          -ใช้สื่อ IrDA Port, Bluetooth, Wireless

2.LAN ( LOCAL AREA NETWORK) เครือข่ายแบบท้องถิ่น

          -เชื่อมโยง คอมพิวเตอร์หลายๆ เครื่องเข้าด้วยกันติดต่อ เชื่อมโยงในระยะใกล้  เช่น ภายในตึก องค์กร สำนักงาน
          -ระยะทางการเชื่อมต่อ ไม่เกิน 10 กิโลเมตร
          -ความเร็ว ประมาณ 10 – 100 Mbps
          -ใช้สื่อ Coaxial, UTP, STP, Fiber Optical, Wireless

3. MAN (METROPOLITAN AREA NETWORK)

          -เชื่อมโยงเครือข่ายที่อยู่ห่างไกล เช่นติดต่อข้ามจังหวัด
          -ระยะทาง 100 กิโลเมตร
          -ความเร็ว 1 Gbps
          -ใช้สื่อ Fiber Optical, Microware, Satellite

4. WAN (WIDE AREA NETWORK)

          -เชื่อมโยงเครือข่ายที่อยู่ห่างไกลมาก ครอบคลุมทั่วโลก
          -ความเร็ว 10 Gbps
          -ใช้สื่อ Microware, Satellite

ที่มาจาก : guru.google.co.th