การสื่อสารข้อมูล

การสื่อสารข้อมูล

การสื่อสารข้อมูลเป็นกระบวนการในการส่งและการรับข้อมูล และการทำงานของอุปกรณ์ที่ใช้ในการส่งรับข้อมูลการสื่อสารข้อมูลแบ่งเป็นสองระดับคือ ระดับแรกเป็นการสื่อสารข้อมูลภายเครื่องในคอมพิวเตอร์ เช่น การรับส่งขอมูลระหว่างหน่วยประมวลผลกลางและอุปกรณ์รอบข้าง คือ แป้นพิมพ์ จอภาพ เครื่องพิมพ์ และเครื่องอ่านจานแม่เหล็ก เป็นต้น การส่งข้อมูลในระดับที่สองเป็นการสื่อสารข้อมูลผ่านทางเครื่องคอมพิวเตอร์ทั้งที่อยู่ในองค์กรเดียวกัน อยู่ในจังหวัดเดียวกัน ประเทศเดียวกัน

การสื่อสารข้อมูล

คือ การโอนถ่าย หรือแลกเปลี่ยนข้อมูล(Transmission) กันระหว่างต้นทางกับปลายทางโดยผ่านอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์หรือคอมพิวเตอร์ ระบบการสื่อสารข้อมูลอิเล็กทรอนิกส์ต้องอาศัยอุปกรณ์ หรือเครื่องมืออิเล็กทรอนิกส์ช่วยในการถ่ายโอนหรือเคลื่อนย้ายข้อมูล รวมทั้งยังต้องอาศัยสื่อกลางในการนำข้อมูลจากต้นทางไปยังปลายทาง

องค์ประกอบพื้นฐานของระบบสื่อสารข้อมูล

1. ผู้ส่งหรืออุปกรณ์ข้อมูล (Sender) และ ผู้รับหรืออุปกรณ์รับข้อมูล (Receiver)  มี 2 ชนิด คือ

1.1 DTE (Data Terminal Equipment)

ในการส่งข้อมูล ของคอมพิวเตอร์ DTE (data terminal equipment) เป็นการอินเตอร์เฟซ RS-232 C ที่คอมพิวเตอร์ ใช้ในการแลกเปลี่ยนข้อมูลด้วยโมเด็ม หรืออุปกรณ์แบบอนุกรมอื่น ๆ สำหรับข้อมูลในอนาคตเกี่ยวกับการอินเตอร์เฟซ DTE และความสัมพันธ์กับการอินเตอร์เฟซแบบ data communication equipment (DCE) ให้ดูที่ RS-232 C

1.2 DCE (Data Communication Equipment)

อุปกรณ์การสื่อสารข้อมูล ใช้ติดต่อระหว่างสัญญาณสื่อสาร (line) กับ DTE มีความสามารถเต็มที่ในการสื่อสาร ตัวอย่างของ DCE คือ Modem, สายอากาศ

2. โปรโตคอล (Protocol) หรือซอฟต์แวร์ (Software)

โปรโตคอล คือ วิธีการ หรือ กฎระเบียบที่ใช้ในการสื่อสารข้อมูลเพื่อให้ผู้รับและผู้ส่งข้อมูลเข้าใจกันสามารถติดต่อสื่อสารกันได้ ตัวอย่างคือ x.25, SDLC, TCP/IP

ซอฟต์แวร์ คือ ส่วนที่ทำหน้าที่ในการดาเนินงานในการสื่อสารข้อมูลเป็นไปตามที่โปรแกรมกำหนด ตัวอย่าง คือ Windows, Novell’s Netware

3. ข่าวสาร (Message)

ข่าวสาร คือสัญญาณอิเล็กทรอนิกส์ที่ส่งผ่านไปในระบบสื่อสาร บางครั้งเรียกว่าสารสนเทศ (Information) รูปแบบของข่าวสารมี 4 รูปแบบคือ เสียง (Voice), ข้อมูล (Data), ข้อความ (Text), ภาพ (Picture)

4. สื่อกลาง (Medium)

เป็นสื่อกลางที่ใช้ในการสื่อสารข้อมูลจากต้นกำเนิดไปยังปลายทางสื่อกลางนี้อาจจะเป็น เส้นลวด สายไฟ สายเคเบิล หรือสายไฟเบอร์ออปติก เป็นต้น หรืออาจจะเป็นคลื่นที่ส่งผ่านในอากาศ เช่น คลื่นไมโครเวฟ คลื่นดาวเทียม หรือคลื่นวิทยุ เป็นต้น

สื่อกลางส่งข้อมูล

สื่อกลางส่งข้อมูล ประกอบด้วยวัสดุและรวมถึงการนำเทคนิคต่างๆ มาใช้เพื่อนำส่งสัญญาณ โดยสื่อกลางส่งข้อมูลอาจเป็นได้ทั้งแบบมีสายสัญญาณหรือเคเบิลต่างๆ รวมถึงสื่อกลางแบบไร้สาย เช่น คลื่นวิทยุ อินฟราเรด หรือดาวเทียม เป็นต้น เมื่อมีการส่งข้อมูลจากคอมพิวเตอร์สัญญาณเหล่านี้จะเดินไปตามสื่อกลาง และพื้นฐานความเป็นจริงสื่อกลางที่นามาใช้เพื่อเชื่อมโยงบนเครือข่ายที่มีระยะทางไกลๆ อาจประกอบด้วยสื่อกลางหลากหลายชนิดที่นำมาใช้งานร่วมกัน และอาจมีความแตกต่างกันตามความเหมาะสมบนพื้นที่นั้นๆ สาหรับเทคนิคการส่งสัญญาณบนสื่อกลาง อาจส่งเพียงสัญญาณเดียว หรือมากกว่าหนึ่งสัญญาณก็เป็นได้ (สมโภชน์ ชื่นเอี่ยม, 2553)

1. การส่งสัญญาณบนสื่อกลางแบบเบสแบนด์ (Baseband) เป็นการใช้ช่องทางการสื่อสารเพียงช่องทางเดียวสาหรับการส่งสัญญาณดิจิทัลในแต่ละครั้งในช่วงเวลาหนึ่ง โดยเครือข่ายคอมพิวเตอร์ส่วนใหญ่มักใช้การส่งสัญญาณชนิดนี้ เนื่องจากเป็นวิธีการที่ไม่ซับซ้อนและสามารถจัดการควบคุมง่าย

2. การส่งสัญญาณบนสื่อกลางแบบบรอดแบนด์ (Broadband) เป็นการใช้ช่องทองการสื่อสารหลายช่องทางเพื่อส่งสัญญาณอนาล็อก โดยแต่ละครั้งข้อมูลสามารถจัดส่งหรือลาเลียงบนช่วงความถี่ที่แตกต่างกัน ดังนั้นการส่งสัญญาณชนิดนี้จะมีระบบการจัดการที่ยุ่งยากกว่าการส่งสัญญาณแบบเบสแบนด์มาก เพราะจะต้องจัดการกับจานวนข้อมูลต่างๆ ที่ลาเลียงอยู่บนหลายช่องความถี่บนสายส่ง สาหรับสื่อกลางข้อมูลที่นามาใช้เพื่อส่งสัญญาณแบบบรอดแบนด์นั้น จะรับรองความเร็วที่สูงกว่าแบบเบสแบนด์ และมีต้นทุนสูงกว่า โดยปัจจุบันมักมีการนาเทคโนโลยีบรอดแบนด์มาใช้งานตามบ้านเรือนที่พักหรือองค์กรธุรกิจมากขึ้น เช่น เทคโนโลยีบรอดแบนด์อินเทอร์ เน็ตเป็นต้น

ชนิดของสื่อกลางข้อมูล

1. สื่อกลางส่งข้อมูลแบบใช้สาย

สื่อกลางชนิดนี้จะใช้สายเพื่อการลำเลียงข้อมูลระหว่างกัน ซึ่งประกอบด้วยสายเคเบิลชนิดต่างๆ เช่น สายคู่บิดเกลียว สายโคแอกเชียล และสายใยแก้วนำแสง

-             สายคู่บิดเกลียว (Twisted-Pair cable)

ลักษณะของสายคู่บิดเกลียวแต่ละคู่จะทำด้วยสายทองแดง 2 เส้น แต่ละเส้นจะมีฉนวนหุ้ม พันกันเป็นเกลียวเพื่อป้องกันการรบกวนจากคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า แบ่งเป็น 2 สาย คือ

1. UTP ไม่มีฉนวนป้องกันสัญญาณรบกวน

2. STP แบบที่มีฉนวนป้องกันสัญญาณรบกวน

     สายโคแอกเชียล (Coaxial Cable)

สายแบบนี้จะประกอบด้วยตัวนาที่ใช้ในการส่งข้อมูลเส้นหนึ่งอยู่ตรงกลางอีกเส้นหนึ่งเป็นสายดิน ระหว่างตัวนาสองเส้นนี้จะมีฉนวนพลาสติก กั้นสายโคแอคเชียลแบบหนาจะส่งข้อมูลได้ไกลกว่าแบบบางแต่มีราคาแพงและติดตั้งได้ยากกว่า

-             สายใยแก้วนำแสง (Fiber Optic)

ทำจากแก้วหรือพลาสติกมีลักษณะเป็นเส้นบางๆ คล้าย เส้นใยแก้วจะทำตัวเป็นสื่อในการส่งแสงเลเซอร์ที่มีความเร็วในการส่งสัญญาณเท่ากับ ความเร็วของแสง

2. สื่อกลางส่งข้อมูลแบบไร้สาย

สื่อกลางชนิดนี้จะใช้ลำเลียงข้อมูลผ่านอากาศ ซึ่งภายในอากาศจะมีพลังงานคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าแพร่กระจายอยู่ทั่วไป โดยคลื่นดังกล่าวจะมีทั้งคลื่นความถี่ต่ำและคลื่นความถี่สูง ดังแสดง ดังรายละเอียดต่อไปนี้

-    คลื่นวิทยุ (Cellular Radio)

ลักษณะของระบบสื่อสารวิทยุ เป็นสื่อกลางการสื่อสารแบบไร้สายที่สามารถแพร่ได้บนระยะทางไกล เช่น ระหว่างเมืองหรือระหว่างประเทศ และยังไม่รวมถึงการแพร่บนระยะทางสั้นๆ อย่างไรก็ตาม คลื่นวิทยุนั้นมีความเร็วค่อนข้างต่า อีกทั้งไวต่อสัญญาณรบกวน แต่ข้อดีคือมีความยืดหยุ่นสูง สะดวกต่อการใช้งาน และผู้ใช้ไม่ต้องเสียค่าใช้จ่าย

-    คลื่นไมโครเวฟ (Microwave)

การส่งสัญญาณข้อมูลไปกลับคลื่นไมโครเวฟเป็นการส่งสัญญาณข้อมูลแบบรับช่วงต่อๆ กันจากหอ(สถานี) ส่ง-รับสัญญาณหนึ่งไปยังอีกหอหนึ่งแต่ละหอจะครอบคลุมพื้นที่ รับสัญญาณประมาณ 30-50 กม.

-   สัญญาณดาวเทียม (Satellite)

ลักษณะของการรับส่งสัญญาณข้อมูลอาจจะเป็นแบบจุดต่อจุด (Point-to-Point) หรือแบบแพร่สัญญาณ (Broadcast) สถานีดาวเทียม 1 ดวง สามารถมีเครื่องทบทวนสัญญาณดาวเทียมได้ถึง 25 เครื่อง และสามารถครอบคลุมพื้นที่การส่งสัญญาณได้ถึง 1 ใน 3ของพื้นผิวโลก เครื่องทบทวนสัญญาณของดาวเทียมเรียกว่า (Transponder) ไปยังสถานีปลายทาง การส่งสัญญาณข้อมูลขึ้นไปยังดาวเทียมเรียกว่า "สัญญาณอัปลิงก์" และการส่งสัญญาณข้อมูลกลับลงมายังพื้นโลกเรียกว่า "สัญญาณ ดาวน์-ลิงก์"

-    สัญญาณบลูทูธ (Bluetooth)

ลักษณะของบลูทูธเป็นเทคโนโลยีสมัยใหม่ เกิดขึ้นประมาณปี ค.ศ. 1998 ใช้ความถี่ในการส่งสัญญาณข้อมูล 2.5 GHz. สื่อสารได้ในระยะทางไม่เกิน 10 เมตร สื่อสารระหว่างอุปกรณ์หลาย ๆ อุปกรณ์ได้

-    อินฟราเรด (Infrared)

ลักษณะของแสงอินฟราเรดเป็นคลื่นความถี่สั้น ซึ่งมีความคล้ายคลึงกับคลื่นไมโครเวฟตรงที่การส่งสัญญาณเป็นแนวเส้นตรงในระดับสายตาเหมือนกัน คลื่นอินฟราเรดนิยมนามาใช้งานสาหรับการสื่อสารระยะใกล้ โดยมีอุปกรณ์หลายชิ้นในปัจจุบัน เช่น รีโมตคอนโทรล คอมพิวเตอร์ และรวมถึงอุปกรณ์อื่นๆ เช่น เครื่องพิมพ์ เมาส์ และกล้องดิจิทัล ซึ่งจะมีพอร์ต IrDA ที่ใช้สาหรับเชื่อมต่ออุปกรณ์ที่สื่อสารด้วยคลื่นอินฟราเรด

-         -   สัญญาณไวเลส (Wireless)

ระบบเครือข่ายไร้สาย (Wireless LAN : WLAN) หมายถึง เทคโนโลยีที่ช่วยให้การติดต่อสื่อสารระหว่างเครื่องคอมพิวเตอร์ 2 เครื่อง หรือกลุ่มของเครื่องคอมพิวเตอร์สามารถสื่อสารกันได้ ร่วมถึงการติดต่อสื่อสารระหว่างเครื่องคอมพิวเตอร์กับอุปกรณ์เครือข่ายคอมพิวเตอร์ด้วยเช่นกัน โดยปราศจากการใช้สายสัญญาณในการเชื่อมต่อ แต่จะใช้คลื่นวิทยุเป็นช่องทางการสื่อสารแทน

พิจารณาสื่อกลางส่งข้อมูล

ในการใช้งานด้านการสื่อสารข้อมูลหรือการออกแบบเครือข่าย สิ่งสำคัญอย่างหนึ่งทีควรพิจารณาก็คือ "การใช้สื่อกลางที่เหมาะสม" เพราะหากมีการเลือกใช้สื่อกลางที่ไม่เหมาะสมแล้ว เครือข่ายนั้นอาจไม่สมบูรณ์หรือนำไปสู่ความล้มเหลวได้ ซึ่งปัจจัยต่างๆ ที่ควรพิจารณา มีดังนี้ (สมโภชน์ ชื่นเอี่ยม, 2553)

1.ต้นทุน

พิจารณาต้นทุนของตัวอุปกรณ์ที่ใช้ การติดตั้งอุปกรณ์ เปรียบเทียบราคาของอุปกรณ์ และประสิทธิภาพการใช้งาน

2. ความเร็ว

ความเร็วในการส่งผ่านสัญญาณ จำนวนบิตต่อวินาที ความเร็วในการแพร่สัญญาณข้อมูลที่สามารถเคลื่อนที่ผ่านสื่อกลางไปได้

3. ระยะทาง

สื่อกลางแต่ละชนิดมีความสามารถในการส่งสัญญาณข้อมูลไปได้ในระยะทางต่างกัน ดังนั้นการเลือกใช้สื่อกลางแต่ละชนิดจะต้องทราบข้อจากัดด้านระยะทาง เพื่อที่จะต้องทาการติดตั้งอุปกรณ์ทบทวนสัญญาณเมื่อใช้สื่อกลางในระยะไกล

4. สภาพแวดล้อม

เป็นปัจจัยสำคัญอย่างหนึ่งในเลือกใช้สื่อกลาง เช่น สภาพแวดล้อมที่เป็นโรงงานอุตสาหกรรมเครื่องจักรกล จะมีคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าต่าง ๆ ดังนั้นการเลือกใช้สื่อกลางควรเลือกสื่อกลางที่ทนทานต่อสัญญาณรบกวนได้ดี

5. ความปลอดภัยของข้อมูล

หากสื่อกลางที่เลือกใช้ไม่สามารถป้องกันการลักลอบนาข้อมูลไปได้ ดังนั้นการสื่อสารข้อมูลจะต้องมีการเข้ารหัสข้อมูลก่อนที่จะส่งไปในสื่อกลาง และผู้รับก็ต้องมีการถอดรหัสที่ใช้หลักเกณฑ์เดียวกัน จึงจะสามารถนาข้อมูลนั้นไปใช้ได้

เกณฑ์วัดประสิทธิภาพเครือข่าย

ประสิทธิภาพของเครือข่ายพิจารณาจากกฎเกณฑ์ที่ใช้วัด (สมโภชน์ ชื่นเอี่ยม, 2553) ดังต่อไปนี้

1. สมรรถนะ สามารถประเมินได้หลายทางด้วยกัน ซึ่งคือช่วงระยะเวลาระหว่างที่มีการร้องขอข้อมูลจนได้รับข้อมูลกลับมา สมรรถนะของเครือข่ายขึ้นอยู่กับปัจจัยหลายด้าน ดังนี้

1.1 จำนวนผู้ใช้งาน ถ้าหากมีผู้ใช้งานบนเครือข่ายมาก ก็จะทาให้การสื่อสารข้อมูลในช่วงเวลาดังกล่าวมีความคับคั่ง และส่งผลต่อประสิทธิภาพการใช้งานด้อยลงไป

1.2 ชนิดสื่อกลางที่ใช้ส่งข้อมูล ควรเลือกใช้สื่อกลางที่เหมาะสมกับเครือข่ายที่ใช้งานอยู่ หรืออาจเลือกสื่อกลางความเร็วสูงเพื่อรองรับอัตราการเติบโตของเครือข่าย

1.3 อุปกรณ์ฮาร์ดแวร์ ประสิทธิภาพของฮาร์ดแวร์ส่งผลต่อความเร็วในการส่งผ่านข้อมูล

1.4 ซอฟต์แวร์ เป็นส่วนสำคัญที่ส่งผลต่อสมรรถนะโดยรวมของเครือข่าย

2. ความน่าเชื่อถือ ความน่าเชื่อถือของระบบเครือข่าย สามารถประเมินได้จากสิ่งต่อไปนี้

2.1 ความถี่ของความล้มเหลว ความล้มเหลวดังกล่าวอาจเกิดจากอุปกรณ์ฮาร์ดแวร์ ซอฟต์แวร์ หรือการออกแบบเครือข่ายที่ไม่ได้รับการวางแผนที่ดี

2.2 ระยะเวลาในการกู้คืน หากเป็นเครือข่ายที่ได้รับการออกแบบที่ดี ย่อมสามารถกู้คืนระบบให้กลับมาใช้งานดังเดิมได้ และหากใช้ระยะเวลาในการกู้คืนในระยะเวลาอันสั้น ย่อมส่งผลต่อประสิทธิภาพที่ดีของเครือข่าย

2.3 ความมั่นคงต่อความล้มเหลว เครือข่ายที่ดีจะต้องมีระบบป้องกันภัยต่างๆ ที่อาจเกิดขึ้นได้เสมอ ดังนั้นต้องออกแบบระบบ Fault Tolerant ที่ดี

3. ความปลอดภัย เครือข่ายที่ดีจะต้องมีการออกแบบให้สามารถรองรับความปลอดภัยที่อาจจะเกิดขึ้นได้ เช่น

3.1 การป้องกันบุคคลที่ไม่มีสิทธิ์ในการเข้าถึงข้อมูล เป็นการป้องกันไม่ให้ผู้ที่ไม่มีสิทธิ์เข้าถึงระบบเครือข่ายโดยลักลอบเข้าสู่ระบบได้ ทั้งนี้เพื่อป้องกันการโจรกรรมข้อมูล หรือการมุ่งโจมตีทาร้ายระบบเครือข่ายเพื่อให้เกิดความเสียหาย

3.2 การป้องกันไวรัสคอมพิวเตอร์ ควรติดตั้งโปรแกรมป้องกันไวรัส และต้องอัพเดตโปรแกรมไวรัสอยู่เสมอ