(pdf)【 96304 】module 03 ตัวกลางในการสื่อสารข้อมูล

Module 3 ▶ ตัวกลางในการสื่อสารข้อมูล ผู้สอน ▶ อาจารย์ ดร.พิ มผกา ประเสริฐศิลป์

Module 3

ตัวกลาง ในการสื่อสารข้อมูล อาจารย์ ดร.พิ มผกา ประเสริฐศิลป์ สาขาวิ ช าวิ ท ยาศาสตร์ แ ละเทคโนโลยี มหาวิ ท ยาลั ย สุ โ ขทั ย ธรรมาธิ ร าช

96304 Data Communications and Networking

1

Module 3 ▶ ตัวกลางในการสื่อสารข้อมูล ผู้สอน ▶ อาจารย์ ดร.พิ มผกา ประเสริฐศิลป์

ตัวกลาง ในการสื่อสารข้อมูล แบบ

มีสาย

แบบ

ไร้สาย

96304 Data Communications and Networking

2

Module 3 ▶ ตัวกลางในการสื่อสารข้อมูล ผู้สอน ▶ อาจารย์ ดร.พิ มผกา ประเสริฐศิลป์

่ สารข้อมูลแบบมีสาย 1) ตัวกลางในการสือ

สาย คู่บิดเกลียว

สาย โคแอกเชียล

96304 Data Communications and Networking

สาย ใยแก้วนําแสง

3

Module 3 ▶ ตัวกลางในการสื่อสารข้อมูล ผู้สอน ▶ อาจารย์ ดร.พิ มผกา ประเสริฐศิลป์

1.1 สายคู่บิดเกลียว

(Twisted Pair Cable)

-

Separately insulated Twisted together Often “bundled” into cables Usually installed in building during construction

Twist length

ประกอบด้วย สายทองแดง 2 เส้น แต่ละเส้นมีฉนวนเป็นพลาสติกหุ้ม บิดพั นกันเป็นเกลียวคู่ • นิยมใช้มากที่สุด และ มีราคาถูกที่สุด • ตัวอย่างเช่น สายโทรศัพท์ •

96304 Data Communications and Networking

4

Module 3 ▶ ตัวกลางในการสื่อสารข้อมูล ผู้สอน ▶ อาจารย์ ดร.พิ มผกา ประเสริฐศิลป์

สายคู่บิดเกลียว มี 2 ชนิด UTP

STP

แบบไม่มีฉนวนป้องกันสัญญาณรบกวน (Unshielded Twisted Pair: UTP)

แบบมีฉนวนป้องกันสัญญาณรบกวน (Shielded Twisted Pair: STP)

96304 Data Communications and Networking

5

Module 3 ▶ ตัวกลางในการสื่อสารข้อมูล ผู้สอน ▶ อาจารย์ ดร.พิ มผกา ประเสริฐศิลป์

ข้อดีและข้อจํากัดของสายคู่บิดเกลียว • • • •

ราคาถูก นํ้าหนักเบา ง่ายต่อการนําไปใช้งาน มีการนําไปใช้งานอย่างแพร่หลาย มีอุปกรณ์สนับสนุนมากมาย

• มีความเร็วในการส่งข้อมูล ค่อนข้างจํากัด • ใช้ได้ในระยะทางสัน ้ ๆ • ไวต่อสัญญาณรบกวนจากภายนอก กรณีเป็นสาย UTP 96304 Data Communications and Networking

6

Module 3 ▶ ตัวกลางในการสื่อสารข้อมูล ผู้สอน ▶ อาจารย์ ดร.พิ มผกา ประเสริฐศิลป์

1.2 สายโคแอกเชียล

(Coaxial Cable)

Outer conductor

Outer sheath

Insulation Inner conductor - Outer conductor is braided shield - Inner conductor is solid metal - Separated by insulating material - Covered by padding

• ประกอบด้วย § สายทองแดงเส้นหนึ่งเป็นตัวนําที่อยู่แกนกลาง ่ ําสัญญาณจากอุปกรณ์ต้นทางไปปลายทาง ทําหน้าทีน สายทองแดงบนแกนกลางจะถูกหุ้มด้วยพลาสติก § มีเส้นใยที่ถักเป็นตาข่ายโลหะเป็นฉนวน หุ้มด้วยพลาสติกอีกชั้นหนึ่ง • มีคุณภาพสูงกว่า และราคาสูงกว่าสายคู่บิดเกลียว • ตัวอย่างเช่น สายโทรทัศน์ เคเบิลทีวี 96304 Data Communications and Networking

7

Module 3 ▶ ตัวกลางในการสื่อสารข้อมูล ผู้สอน ▶ อาจารย์ ดร.พิ มผกา ประเสริฐศิลป์

สายโคแอกเชียล มี 2 ชนิด

แบบบาง (Thinnet)

แบบหนา (Thicknet)

96304 Data Communications and Networking

8

Module 3 ▶ ตัวกลางในการสื่อสารข้อมูล ผู้สอน ▶ อาจารย์ ดร.พิ มผกา ประเสริฐศิลป์

ข้อดีและข้อจํากัดของสายโคแอกเชียล ่ มต่อได้ไกลกว่าสายคู่บิดเกลียว • เชือ • ป้องกันสัญญาณรบกวนจากภายนอก ได้เป็นอย่างดี • ป้องกันการสะท้อนกลับได้ดี • มีราคาแพงกว่าสายคู่บิดเกลียว • สายสัญญาณมีขนาดค่อนข้างใหญ่ และนํ้าหนักมาก • การติดตั้งหัวเชื่อมต่อทําได้ยาก ต้องใช้ความเชี่ยวชาญ 96304 Data Communications and Networking

9

Module 3 ▶ ตัวกลางในการสื่อสารข้อมูล ผู้สอน ▶ อาจารย์ ดร.พิ มผกา ประเสริฐศิลป์

1.3 สายใยแก้วนําแสง

(Fiber Optic Cable)

Jacket Core

Cladding

- Glass or plastic core - Laser or light emitting diode - Specially designed jacket - Small size and weight

Light at less than Critical angle is absorbed in jacket

Angle of incidence

Angle of reflection

• ทําด้วยใยแก้วหรือพลาสติก • แกนกลางประกอบด้วยเส้นใยแก้วหรือพลาสติกขนาดเล็ก หลาย ๆ เส้นอยู่รวมกัน • มีฉนวนหุ้มชั้นนอก • การเดินทางของแสง จะอาศัยการสะท้อนภายในแท่งแก้ว เพื่ อทําให้แสงเคลื่อนไปยังปลายทางได้ • มีคุณภาพการส่งสัญญาณสูงกว่าสายสื่อสารทุกประเภท • มีราคาสูงและการติดตั้งดูแลรักษายากกว่า • ตัวอย่างเช่น สายใยแก้วนําแสงสําหรับอินเทอร์เน็ตความเร็วสูง 96304 Data Communications and Networking

10

Module 3 ▶ ตัวกลางในการสื่อสารข้อมูล ผู้สอน ▶ อาจารย์ ดร.พิ มผกา ประเสริฐศิลป์

สายใยแก้วนําแสง มี 2 ชนิด แบบมัลติโหมด Multi-mode Fiber: MMF

แบบซิงเกิลโหมด Single-mode Fiber: SMF 96304 Data Communications and Networking

11

Module 3 ▶ ตัวกลางในการสื่อสารข้อมูล ผู้สอน ▶ อาจารย์ ดร.พิ มผกา ประเสริฐศิลป์

การประยุกต์ใช้งานสายใยแก้วนําแสง

อินเทอร์เน็ต ความเร็วสูง

(Fiber to the X: FTTx)

ระบบเสียงดิจิทัล – สายสัญญาณเสียง ใยแก้วระบบดิจิทัล (Digital Optical Audio Cable)

96304 Data Communications and Networking

อุปกรณ์ขยายสัญญาณ ใยแก้วเอชดีเอ็มไอ (HDMI Fiber Extender)

12

Module 3 ▶ ตัวกลางในการสื่อสารข้อมูล ผู้สอน ▶ อาจารย์ ดร.พิ มผกา ประเสริฐศิลป์

ข้อดีและข้อจํากัดของสายใยแก้วนําแสง • มีอัตราการลดทอนของสัญญาณตํ่า สัญญาณอ่อนกําลังยาก • รองรับอัตราการส่งข้อมูลด้วยความเร็วสูง • ไม่มีการรบกวนของสัญญาณ คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า • มีขนาดเล็กและนํ้าหนักเบา • มีความปลอดภัยในการส่งข้อมูลสูง • เส้นใยแก้วมีความเปราะบาง แตกหักง่าย ไม่สามารถโค้งงอได้มาก • การเดินสายและติดตั้งจําเป็นต้องระมัดระวัง และต้องใช้ผู้เชี่ยวชาญโดยเฉพาะ • มีราคาสูง เมื่อเทียบกับสายเคเบิลทั่วไป 96304 Data Communications and Networking

13

Module 3 ▶ ตัวกลางในการสื่อสารข้อมูล ผู้สอน ▶ อาจารย์ ดร.พิ มผกา ประเสริฐศิลป์

่ สารข้อมูลแบบไร้สาย 2) ตัวกลางในการสือ

คลื่นวิทยุ

ไมโครเวฟ

96304 Data Communications and Networking

อินฟาเรด

14

Module 3 ▶ ตัวกลางในการสื่อสารข้อมูล ผู้สอน ▶ อาจารย์ ดร.พิ มผกา ประเสริฐศิลป์

่ วิทยุ 2.1 คลืน

(Broadcast Radio) Atmosphere

Radio Tower

Earth

Home

• แพร่กระจายได้ในระยะทางไกล หรือ ในสถานที่ท่ไี ม่สามารถ ใช้สายส่งได้ และยังรวมถึงการแพร่สัญญาณในระยะทางสั้น ๆ • ช่วงความถี่ของคลื่นวิทยุ อยู่ระหว่าง 3 kHz ถึง 1 GHz สามารถใช้ส่งข่าวสาร ทั้งในระบบ AM, FM และโทรทัศน์ • ลักษณะของการแพร่กระจายสัญญาณ จะเกิดขึ้นในทุกทิศทาง (Omnidirectional) 96304 Data Communications and Networking

15

Module 3 ▶ ตัวกลางในการสื่อสารข้อมูล ผู้สอน ▶ อาจารย์ ดร.พิ มผกา ประเสริฐศิลป์

การแพร่กระจายสัญญาณ (Propagation)

การแพร่กระจายตาม ภาคพื้ นดิน (Ground Wave Propagation)

การแพร่กระจาย บนท้องฟ้า

การแพร่กระจาย ระดับสายตา

(Sky Wave Propagation)

(Line-of-sight Propagation)

96304 Data Communications and Networking

16

Module 3 ▶ ตัวกลางในการสื่อสารข้อมูล ผู้สอน ▶ อาจารย์ ดร.พิ มผกา ประเสริฐศิลป์

่ วิทยุ ข้อดีและข้อจํากัดของคลืน • รับส่งสัญญาณแพร่ออกไป ได้ในระยะทางไกล ๆ • เดินทางทะลุผ่านสิ่งกีดขวางต่าง ๆ ได้ดี • เป็นคลื่นที่แพร่ออกไปได้ทั่วทิศทาง • รับและส่งสัญญาณคลื่นในขณะเคลื่อนที่ได้ • เกิดการรบกวนกันระหว่างความถี่ที่ใกล้เคียง กันได้ง่าย • ในขณะพายุฝนฟ้าคะนอง รับส่งข้อมูลได้ไม่ดี • ดักจับสัญญาณได้ง่าย ความปลอดภัยในการสื่อสารข้อมูลตํ่า

96304 Data Communications and Networking

17

Module 3 ▶ ตัวกลางในการสื่อสารข้อมูล ผู้สอน ▶ อาจารย์ ดร.พิ มผกา ประเสริฐศิลป์

2.2 ไมโครเวฟ (Microwave)

• รับส่งสัญญาณผ่านสถานีไมโครเวฟภาคพื้ นดิน หรือ ดาวเทียมได้ แต่ต้องส่งคลื่นสัญญาณให้เดินทาง เป็นเส้นตรงระดับสายตา (Line-of-sight Transmission) • มีช่วงความถี่สูงกว่าคลื่นวิทยุ อยู่ระหว่าง 1-300 GHz ช่วยให้สามารถส่งข้อมูลปริมาณมาก ด้วยอัตราความเร็วสูงบนระยะทางไกล ๆ ได้ • ทิศทางการรับส่งข้อมูลเป็นแบบสัญญาณทิศทางเดียว (Unidirectional) 96304 Data Communications and Networking

18

Module 3 ▶ ตัวกลางในการสื่อสารข้อมูล ผู้สอน ▶ อาจารย์ ดร.พิ มผกา ประเสริฐศิลป์

ไมโครเวฟ มี 2 ประเภท ไมโครเวฟภาคพื้ นดิน

(Terrestrial Microwave)

ไมโครเวฟดาวเทียม

(Satellite Microwave)

96304 Data Communications and Networking

19

Module 3 ▶ ตัวกลางในการสื่อสารข้อมูล ผู้สอน ▶ อาจารย์ ดร.พิ มผกา ประเสริฐศิลป์

ข้อดีและข้อจํากัดของไมโครเวฟ • • • •

ส่งสัญญาณแพร่ออกไปได้ไกลทั่วโลก มีช่วงความถี่ที่กว้างสําหรับการใช้งาน ต้นทุนค่าใช้จ่ายไม่ข้น ึ กับระยะทาง ใช้ได้ในพื้ นที่ทุรกันดาร ที่ไม่สามารถเดินสายเคเบิลได้

• ไม่สามารถเดินทางผ่านสิ่งกีดขวางได้ • ความโค้งของผิวโลกเป็นอุปสรรค ในการรับส่งสัญญาณในระยะทางที่ไกลขึ้น • ความปลอดภัยของข้อมูลตํ่า • ลงทุนสูงมาก เนื่องจากอุปกรณ์มีราคาแพง 96304 Data Communications and Networking

20

Module 3 ▶ ตัวกลางในการสื่อสารข้อมูล ผู้สอน ▶ อาจารย์ ดร.พิ มผกา ประเสริฐศิลป์

2.3 อินฟราเรด (Infrared) รีโมทคอนโทรล

โปรเจคเตอร์

• เป็นคลื่นความถี่สั้น • มีการส่งสัญญาณเป็นแนวเส้นตรงในระดับสายตา (Line-of-sight Transmission) • มีช่วงความถี่อยู่ระหว่าง 300 GHz – 400 THz • ระยะทางการรับส่งสัญญาณสั้นที่สุด เมื่อเทียบกับคลื่นวิทยุและไมโครเวฟ 96304 Data Communications and Networking

21

Module 3 ▶ ตัวกลางในการสื่อสารข้อมูล ผู้สอน ▶ อาจารย์ ดร.พิ มผกา ประเสริฐศิลป์

ข้อดีและข้อจํากัดของอินฟราเรด ่ สารระยะใกล้ • เหมาะสมกับการสือ • อุปกรณ์มีขนาดเล็ก ราคาถูก และใช้พลังงานน้อย • สัญญาณสื่อสารมีความปลอดภัย จากการถูกลักลอบดักฟังสัญญาณ • ไม่มีคลื่นแทรกจากสัญญาณใกล้เคียง • ไม่สามารถเดินทางผ่านวัตถุทึบแสง หรือสิ่งกีดขวางได้ เช่น กําแพง ผนังห้อง • ไม่เหมาะกับการสื่อสารระยะไกล • สื่อสารได้ในบริเวณจํากัด • ถ้ามีการปิดบังทางเดินของแสงอินฟราเรด จะทําให้การรับส่งสัญญาณขาดหายได้ 96304 Data Communications and Networking

22

Module 3 ▶ ตัวกลางในการสื่อสารข้อมูล ผู้สอน ▶ อาจารย์ ดร.พิ มผกา ประเสริฐศิลป์

การพิ จารณาตัวกลาง ในการส่งข้อมูล ü ต้นทุน ü ความเร็ว ü ระยะทาง และการรองรับการขยายตัว ü สภาพแวดล้อม ü ความมั่นคงปลอดภัย

96304 Data Communications and Networking

23

Module 3 ▶ ตัวกลางในการสื่อสารข้อมูล ผู้สอน ▶ อาจารย์ ดร.พิ มผกา ประเสริฐศิลป์

Module 3

ตัวกลาง ในการสื่อสารข้อมูล อาจารย์ ดร.พิ มผกา ประเสริฐศิลป์ สาขาวิ ช าวิ ท ยาศาสตร์ แ ละเทคโนโลยี มหาวิ ท ยาลั ย สุ โ ขทั ย ธรรมาธิ ร าช

96304 Data Communications and Networking

24