การสื่อสารข้อมูล: 2014

วันอังคารที่ 25 พฤศจิกายน พ.ศ. 2557

การสื่อสาร

การสื่อสาร (Communication) หมายถึง การติดต่อสื่อสารระหว่างมนุษย์โดยมีจุดมุ่งหมายเพื่อนำเสนอ หรือแลกเปลี่ยน ข่างสาร ข้อมูล ความต้องการ ความรู้สึกนึกคิด ตลอดจนความคิดเห็นให้รับรู้เรื่องราวร่วมกัน และเกิดการตอบสนองระหว่างผู้ส่งสาร โดยอาศัยสื่อกลางในการติดต่อสื่อสาร

ศึกษาเพิ่มเติมได้ที่
https://www.youtube.com/watch?v=QoNacIijFM0

ความหมายของการสื่อสารข้อมูล

การติดต่อสื่อสารเป็นสิ่งที่เกิดขึ้นควบคู่มากับมนุษย์ เนื่องจากมนุษย์ต้องอยู่รวมกันเป็นกลุ่มเป็นก้อน โดยมนุษย์ใช้ภาษาเป็นสื่อในการส่งข้อมูล แลกเปลี่ยนข้อมูลซึ่งกันและกัน โดยมีอากาศเป็นตัวกลาง ซึ่งในภาษาที่มนุษย์ใช้สื่อสารกันนั้น จะต้องมีข้อตกลงกันว่าแต่ละสัญลักษณ์ หรือคำพูด แทนหรือหมายถึงสิ่งใด มนุษย์ได้คิดค้นวิธีการและเครื่องมือที่ใช้ในการติดต่อสื่อสารกันมาตั้งแต่สมัยโบราณแล้ว ยกตัวอย่างเช่น การใช้สัญญาณควันไฟของชาวอินเดียแดง หรือการใช้ม้าเร็วในการส่งสาร จนกระทั่งพัฒนามาเป็นการใช้โทรเลข วิทยุ โทรทัศน์ โทรศัพท์ และอินเทอร์เน็ต
ความหมายของการสื่อสารข้อมูล เกิดจากคำสองคำ คือ การสื่อสาร (Communication) ซึ่งหมายถึง การส่งเนื้อหาจากฝ่ายหนึ่งไปยังอีกฝ่ายหนึ่ง และคำว่าข้อมูล (Data) หมายถึง ข้อเท็จจริงหรือสิ่งที่ถือหรือยอมรับว่าเป็นข้อเท็จจริงสำหรับใช้เป็นหลักอนุมานหาความจริงหรือการคำนวณ ซึ่งในที่นี้เราจะหมายถึงข้อมูลที่เกิดขึ้นจากเครื่องคอมพิวเตอร์ในรูปตัวเลข 0 หรือ 1 ต่อเนื่องกันไป ซึ่งเป็นค่าที่เครื่องคอมพิวเตอร์เข้าใจ นั่นคือ การสื่อสารข้อมูล หมายถึง การส่งเนื้อหาที่อยู่ในรูปตัวเลขฐานสองที่เกิดจากอุปกรณ์หรือเครื่องคอมพิวเตอร์ตั้งแต่ 2 เครื่องขึ้นไป โดยมีจุดประสงค์เพื่อต้องการติดต่อ แลกเปลี่ยนข้อมูลข่าวสาร ตลอดจนแบ่งปันการใช้ทรัพยากรที่มีอยู่ให้เกิดประโยชน์สูงสุด

องค์ประกอบของระบบสื่อสารข้อมูล

ระบบสื่อสารข้อมูลสาหรับเครือข่ายคอมพิวเตอร์ มีองค์ประกอบพื้นฐานที่สำคัญ ดังนี้

1. ข่าวสาร (Message) ในทางเทคโนโลยีและการสื่อสาร ข่าวสารเป็นข้อมูลที่ผู้ส่งทาการส่งไปยังผู้รับผ่านระบบการสื่อสาร ซึ่งอาจอยู่ในรูปแบบ ดังต่อไปนี้

- ข้อมูล (Data) เป็นรายละเอียดของสิ่งต่าง ๆ ที่ถูกสร้างและจัดเก็บด้วยคอมพิวเตอร์ เช่น ข้อมูลเกี่ยวกับบุคคล ข้อมูลเกี่ยวกับสินค้า ข้อมูลเกี่ยวกับหนังสือ เป็นต้น ซึ่งข้อมูลต้องมีรูปแบบที่แน่นอน นับจานวนได้ และสามารถส่งผ่านระบบสื่อสารได้อย่างรวดเร็ว

- ข้อความ (Text) อยู่ในรูปของเอกสารหรือตัวอักขระ ไม่มีรูปแบบที่แน่นอนและ

ไม่ชัดเจน นับจานวนได้ค่อนข้างยาก และสามารถส่งผ่านระบบสื่อสารด้วยความเร็วในระดับปานกลาง

- รูปภาพ (Image) อยู่ในรูปของภาพกราฟิกแบบต่าง ๆ เช่น ภาพนิ่ง ภาพเคลื่อนไหว เป็นต้น ข้อมูลชนิดนี้จะต้องใช้หน่วยความจามาก และต้องอาศัยสื่อสาหรับเก็บข้อมูล

- เสียง (Voice) อยู่ในรูปของเสียงพูด เสียงดนตรี หรือเสียงอื่น ๆ ข้อมูลชนิดนี้ไม่สามารถวัดขนาดที่แน่นอนได้และสามารถส่งผ่านระบบสื่อสารด้วยความเร็วค่อนข้างต่ำ

2. แหล่งกำเนิดข่าวสาร (Source) หรือเรียกว่า “ผู้ส่งข้อมูล (sender)” เป็นอุปกรณ์หรือซอฟต์แวร์ที่ทาหน้าที่จัดส่งข้อมูลที่อยู่ต้นทาง โดยข้อมูลต้องถูกจัดเตรียมนาเข้าสู่อุปกรณ์ส่งข้อมูล เช่น เครื่องคอมพิวเตอร์ โมเด็ม (modem) จานไมโครเวฟ จานดาวเทียม

3. สื่อกลางหรือตัวกลาง (Media) เป็นอุปกรณ์ที่ทาหน้าที่นาข่าวสารรูปแบบต่าง ๆ จากผู้ส่งไปยังผู้รับ ได้แก่ สายไฟ ขดลวด สายเคเบิล สายไฟเบอร์ออฟติก เป็นต้น สื่อกลางอาจจะอยู่ในรูปของคลื่นที่ส่งผ่านทางอากาศ เช่น คลื่นไมโครเวฟ คลื่นดาวเทียม คลื่นวิทยุ เป็นต้น ซึ่งสามารถเชื่อมต่อแหล่งกำเนิดข่าวสารและแหล่งรับข่าวสารเข้าด้วยกันหรือเป็นตัวกลางในการส่งข้อมูล

4. แหล่งรับข่าวสาร (Receiver) หรือเรียกว่า ผู้รับข้อมูล ทาหน้าที่รับข้อมูลที่ถูกถ่ายทอดมาจากผู้ส่งข้อมูลผ่านสื่อที่เชื่อมระหว่างกัน การสื่อสารจะสมบูรณ์ก็ต่อเมื่อข่าวสารที่ผู้รับข้อมูลได้รับนั้น เป็นข่าวสารเดียวกันกับข่าวสารที่ผู้ส่งข้อมูลได้ถ่ายทอดผ่านสื่อมายังผู้รับข้อมูล

5. โปรโตคอล (Protocol) คือ วิธีการหรือกฎระเบียบที่ใช้ในการสื่อสารข้อมูลเพื่อให้ผู้รับและผู้ส่งสามารถเข้าใจกันหรือคุยกันรู้เรื่อง โดยทั้งสองฝั่งทั้งผู้รับและผู้ส่งได้ตกลงกันไว้ก่อนล่วงหน้าแล้ว ในคอมพิวเตอร์โปรโตคอลอยู่ในส่วนของซอฟต์แวร์ที่มีหน้าที่ทาให้การดาเนินงาน ในการสื่อสารข้อมูลเป็นไปตามโปรแกรมที่กำหนดไว้ ตัวอย่างเช่น X.25, SDLC, HDLC, และ TCP/IP เป็นต้น

ระบบสื่อสารทุกชนิดจะต้องมีองค์ประกอบครบทั้งสี่ส่วนนี้ หากขาดส่วนใดส่วนหนึ่งแล้ว การสื่อสารจะไม่เกิดขึ้นอย่างแน่นอน เช่น การโทรศัพท์ไปหาเพื่อน แต่ไม่มีผู้รับสารหรือเป็นเสียงตอบรับจากเครื่องตอบรับโทรศัพท์อัตโนมัติ ก็จะไม่มีการสื่อสารเกิดขึ้น เป็นต้น ในกรณีนี้ สิ่งที่ขาดหายไปคือ ผู้รับข้อมูล ถ้าเพื่อนตอบรับโทรศัพท์ ก็แสดงว่า การสื่อสารได้เริ่มต้นขึ้นแล้ว

ชนิดของสัญญาณข้อมูล

สัญญาณอนาล็อก (Analog signal)คือ เป็นสัญญาณแบบต่อเนื่อง ที่มีลักษณะเป็นคลื่นไซน์(Sine Wave) โดยหน่วยวัดสัญญาณแบบนี้คือ เฮิรตซ์(Hertz) โดยมีลักษณะสมบัติ 2 ประการคือ

ความถี่ของคลื่น (Frequency) คือ จำนวนครั้งที่คลื่นทวนซ้ำระหว่างช่วงเวลาที่กำหนด หมายถึง จำนวนครั้งที่คลื่นจะเสร็จสิ้นหนึ่งรอบในหนึ่งวินาที ความถี่ที่ถูกเพิ่มขึ้นจะถูกแทนด้วย 1

ช่วงกว้างของคลื่น (Ampitude) คือ ความสูงของคลื่นภายในคาบเวลาที่กำหนด ความกว้าง หมายถึง ความดังของสัญญาณเสียง โดยกำหนดให้เสียงที่ดังเพิ่มขึ้นถูกแทนด้วย 1

สัญญาณดิจิตอล (Digital signal)คือ สัญญาณที่ไม่ต่อเนื่อง โดยรูปแบบของสัญญาณมีความเปลี่ยนแปลง ที่ไม่ปะติดปะต่อกัน อัตราการส่งข้อมูลมีหน่วยเป็น bps หรือ Bit Per Second

ทิศทางการรับ-ส่งข้อมูล

1. การสื่อสารข้อมูลทิศทางเดียว (Simplex Transmission) เป็นการติดต่อสื่อสารเพียงทิศทางเดียว คือผู้ส่งจะส่งข้อมูลเพียงฝั่งเดียวและโดยฝั่งรับไม่มีการตอบกลับ เช่น การกระจายเสียงของสถานีวิทยุ การส่ง e-mail เป็นต้น
Simplex Communication เปรียบเสมือนรถยนต์ที่วิ่งไปบนถนนวันเวย์ การเดินทางของข้อมูลจะไปในทิศทางเดียวเท่านั้น ระบบการสื่อสารข้อมูลนี้จะใช้ไม่บ่อยนัก ตัวอย่าง มันอาจจะถูกใช้เป็น
จุดที่นำข้อมูลนั้นไปสู่ปลายทางเท่านั้น

รูป แสดงการสื่อสารข้อมูลทิศทางเดียว

2.การสื่อสารข้อมูลสองทิศทางสลับกัน (Half Duplex Transmission) เป็นการสื่อสาร 2 ทิศทางแต่คนละเวลากัน เช่น วิทยุสื่อสาร เป็นต้น

รูป แสดงการสื่อสารข้อมูลสองทิศทางสลับกัน

Half-duplex Communication ข้อมูลนั้นไหลได้ทั้งสองทิศทาง แต่ไม่พร้อมกัน นั่นคือ การไหลของข้อมูลไปในทิศทางเดียวในเวลาใดเวลาหนึ่งเท่านั้น เปรียบเสมือนการจราจร
บนสะพานที่มีช่องทางเดียว Half-duplex ที่ใช้เป็นส่วนมากหรือบ่อย ๆ ในการเชื่อมต่อ
คอมพิวเตอร์ของคุณผ่านสายโทรศัพท์กับคอมพิวเตอร์อื่น ๆ มินิคอมพิวเตอร์ และเมนเฟรม ดังนั้นเมื่อคุณหมุนเข้าไปในกระดานข้อความอิเล็กโทรนิคผ่านคอมพิวเตอร์ของคุณนั้น
อาจจะกำลังใช้การสื่อสารแบบ Half-duplex อยู่ก็ได้

3. การสื่อสารข้อมูลสองทิศทางพร้อมกัน (Full Duplex Transmission) เป็นการสื่อสาร 2 ทิศทาง โดยสามารถส่งข้อมูลในเวลาเดียวกันได้ เช่น การคุยโทรศัพท์ เป็นต้น

รูป แสดงการสื่อสารข้อมูลสองทิศทางพร้อมกัน

Full-duplex Communication คือการสื่อสารข้อมูลที่ส่งออกไปและตอบกลับมาในเวลาเดียวกัน ซึ่งเหมือนกับการจราจรบนถนนทูเวย์มันเป็นการสื่อสารที่รวดเร็ว ชัดเจนและมีประสิทธิภาพ
มากกว่าทั้ง 2 วิธี อย่างไรก็ตามมันต้องการที่จะจัดหามาให้เป็นพิเศษและที่สำคัญจะใช้สำหรับ
การสื่อสารของเมนเฟรม ตัวอย่างเช่น สถิติการขายในสัปดาห์และตารางของซุปเปอร์มาร์เก็ต
ที่ส่งให้หรือสาขาย่อยต่าง ๆ ที่รับและส่งข้อมูลไปให้สำนักงานใหญ่ตามที่กำหนด

ช่องทางการสื่อสารข้อมูล

ช่องทางการสื่อสารข้อมูล (Data transmission Channels)หมายถึงสื่อ (Medium) ที่เป็นตัวกลางและอนุญาตให้ข้อมูล/สารสนเทศผ่านจากจุดส่งถึงผู้รับในระบบเครือข่ายคอมพิวเตอร์ หรือระหว่างคอมพิวเตอร์ในระบบเครือข่ายหนึ่งไปยังอีกเครือข่ายหนึ่ง ปริมาณของข้อมูลที่ช่องทางการสื่อสารสามารถนำไปได้นั้น เรียกว่า ความจุของช่องทางการสื่อสาร หรือ แบนด์วิดธ์ (Bandwidth) ซึ่งนับเป็นจำนวนบิต (Bits) ต่อ 1 วินาที (bits per second : bps) สื่อที่ทำหน้าที่เป็นช่องทางการสื่อสารมีอยู่ 2 แบบ

1. แบบมีสาย ได้แก่

สายคู่บิดเกลียว

สายโคแอกเชียล

สายใยแก้วนำแสง

2. แบบไม่มีสาย ได้แก่ ไมโครเวฟ ดาวเทียม อินฟราเรด ระบบวิทยุ

ตัวอย่างที่สำคัญ

ระบบวิทยุ (Radio)จะใช้คลื่นวิทยุในการส่งผ่านข้อมูลระหว่างคอมพิวเตอร์ในเครือข่ายอย่างไรก็ดีระบบนี้จะมีปัญหากับการขออนุญาตใช้คลื่นความถี่ ซึ่งจะมีข้อกำหนดในแต่ละประเทศที่เข้มงวดต่างกันไป

ระบบดาวเทียม (Satellite Systems) ระบบดาวเทียมจะคล้ายกับระบบไมโครเวฟในส่วนของการใช้หลักการยิงสัญญาณจากแต่ละสถานี ต่อกันไปยังจุดหมายที่ต้องการ แต่ในที่นี้จะใช้ดาวเทียมที่ลอยอยู่เหนือพื้นโลก 36000 กม. เป็นสถานีในการยิงสัญญาณไปยังจุดหมายที่ต้องการ ซึ่งจากการที่ดาวเทียมลอยอยู่สูงมากนี่เองทำให้สามารถใช้ดาวเทียมซึ่งลอยอยู่

รูปภาพ การส่งสัญญาณผ่านระบบดาวเทียม และสถานีรับสัญญาณดาวเทียม

ระบบไมโครเวฟ (Micorwave system) ระบบไมโครเวฟใช้วิธีส่งสัญญาณที่มีความถี่สูงกว่าคลื่นวิทยุเป็นทอด ๆ จากสถานีหนึ่งไปยังอีกสถานีหนึ่ง บ่อยครั้งที่สัญญาณของไมโครเวฟจะถูกเรียกว่าสัญญาณแบบ เส้นสายตา (Line of sight) เนื่องจากสัญญาณเดินทางที่ส่งจากสถานีหนึ่งไปยังอีกสถานีหนึ่งจะไปได้ไม่ไกลกว่าเส้นขอบฟ้าโลกเพราะสัญญาณเดินทางเป็นเส้นตรงนั่นเอง ดังนั้นสถานีจะต้องพยายามอยู่ในที่ ๆ สูงเพื่อช่วยให้ส่งสัญญาณไปได้ไกลขึ้นและลดจำนวนสถานนีที่จำเป็นต้องมี โดยปกติแล้วสถานีหนึ่งจะครอบคลุมพื้นที่รับสัญญาณได้ประมาณ 30 - 50กม.

รูปภาพ สถานีทวนสัญญาณไมโครเวฟ

การสื่อสายผ่านระบบไมโครเวฟและดาวเทียม

สายโทรศัพท์ (Telephone Line) เป็นช่องทางการสื่อสารในระบบเครือข่ายคอมพิวเตอร์ที่รู้จักและใช้กันอย่างแพร่หลาย ประกอบด้วยลวดทองแดงหุ้มด้วยฉนวน 2 เส้นพันบิดเป็นเกลียว เป็นสายสื่อสารที่ใช้ได้ทั้งในบ้านและในองค์กรธุรกิจ ซึ่งโดยทั่วไปองค์การโทรศัพท์ฯ จะเป็นผู้รับผิดชอบในการให้บริการสื่อสารข้อมูลผ่านสื่อกลางชนิดนี้

สิ่งที่ต้องคำนึงถึงในการเลือกช่องทางการสื่อสาร มีดังนี้

• อัตราเร็วในการส่งผ่านข้อมูล (Transmission Rate)

• ระยะทาง (Distance)

• ค่าใช้จ่าย (Cost)

• ความสะดวกในการติดตั้ง (Ease of Installation)• ความทนทานต่อสภาพแวดล้อม (Resistance to Environmental)