Data Link Layer ( Layer 2 )

Layer ที่ 2 Datalink Layer
เป็นชั้นที่ทำหน้าที่เชื่อมต่อการรับส่งข้อมูลในระดับฮาร์ดแวร์ โดยเมื่อมีการสั่งให้รับข้อมูลจากใน Layer ที่ 3 ลงมา Layer ที่ 2 จะทำหน้าที่แปลคำสั่งนั้นให้เป็นคำสั่งควบคุมฮาร์ดแวร์ที่ใช้รับส่งข้อมูล ทำการตรวจสอบข้อผิดพลาดในการรับส่งข้อมูลของระดับฮาร์ดแวร์ และทำการแก้ข้อผิดพลาดที่ได้ตรวจพบ ข้อมูลที่อยู่ใน Layer ที่ 2 จะอยู่ในรูปของ Frame เช่น ถ้าฮาร์ดแวร์ที่ใช้เป็น Ethernet LAN ข้อมูลจะมีรูปร่างของ Frame ตามที่ระบุไว้ในมาตรฐานของ Ethernet หากว่าฮาร์ดแวร์ที่ใช้รับส่งข้อมูลเป็นชนิดอื่น รูปร่างของ Frame ก็จะเปลี่ยนไปตามมาตรฐานนั้น ๆจะเตรียมส่งผ่านข้อมูลข้ามเครือข่ายทางกายภาพ Data link layer ที่ต่างกันก็มีรายละเอียดของเครือข่าย และ protocol ที่ต่างกัน รวมไปถึง physical address, network topology ,การประกาศข้อผิดพลาด , ลำดับของframe และการควบคุมการไหลของข้อมูล Data Link layer จะแปลข้อมูลจาก Network layer ให้เป็น bits สำหรับ Physical layer เพื่อถ่ายโอนข้อมูล โดยรูปแบบ คือ จากข้อมูลแปลงเป็น frame แล้วเพิ่มส่วนหัวของข้อมูลซึ่งได้แก่ แหล่งกำเนิดและที่อยู่ของอุปกรณ์หลายทางData link layer จะรับผิดชอบการค้นหาอุปกรณ์บนเครือข่าย Physical Addressing(การเข้าถึงที่อยู่ของเครือข่าย ) บอกถึงที่อยู่ของอุปกรณ์เชื่อมต่อที่ Data link layer Network Topologyคือการระบุรายละเอียดของรูปแบบการเชื่อมต่อของอุปกรณ์ต่อเชื่อมต่างๆ เช่น ในรูปแบบ Bus หรือ Ring Error notificationแจ้งให้ layer ที่สูงกว่าทราบเมื่อเกิดข้อผิดพลาดขึ้น และจัดลำดับ frame ที่ส่งผ่านโดยไม่มีลำดับให้ใหม่ Flow control- ความหนาแน่นในการส่งข้อมูลต้องไม่เกินกว่าที่อุปกรณ์รับปลายทางจะสามารถทำการติดต่อสื่อสารได้ในช่วงเวลานั้นๆ- เมื่อ packet ถูกส่งระหว่าง router ก็คือ frame ที่ถูกควบคุมโดย Data link later ข้อมูลจะถูกนำออกมาที่ router ปลายทาง และ packet ต้นกำเนิดเท่านั้นที่ยังคงอยู่ ถ้า packet ไปที่เส้นทางอื่น ก็จะมีการส่งใหม่จะกว่าจะได้รับpacketจะไม่เปลี่ยนแปลงเพียงแต่ encapsulated ที่จะควบคุมข้อมูลให้ส่งผ่านไปยังสื่อที่ต่างชนิดกันIEEE จะแบ่ง Data link layer ออกเป็น 2 ชั้น คือ LLC และ MAC MAC (Media Access Control)จะจัดการ protocol ให้เข้าถึงตัวกลางเครือข่าย IEEE ได้นิยาม MAC ว่า เป็นอุปกรณ์ที่สามารถหาอุปกรณ์อื่นๆ บนData Link layer -MAC บอกรายละเอียดของตารางการรับส่งข้อมูลที่ถูกแบ่งใช้ในสื่ออื่นๆ-ส่งข้อมูลข้ามการเชื่อมต่อได้อย่างถูกต้อง, ทราบถึงข้อผิดพลาด และการควบคุมการไหลของข้อมูล-อธิบายราบละเอียดที่อยู่ของ packet บนสื่อต่างๆ-Physical addressing สามารถอธิบายได้เช่นเดียวกับรูปแบบการเชื่อมต่อ-ตัวอย่างของ MAC คือ Ethernet/802.3 และ Token Ring/802.5-การแจ้งข้อผิดพลาด, ลำดับการส่ง frame และการควบคุมการไหลของข้อมูล สามารถทำได้ที่ layer นี้-MAC เป็นเพียงสิ่งเดียวที่สามารถแบ่งปันทรัพยากรส่วนกลางได้ เมื่อมีการเชื่อมต่อและการส่งผ่านข้อมูลกัน LLC (Logical Link Control)ทำหน้าที่จัดการ ติดต่อสื่อสารระหว่างอุปกรณ์กับเครือข่ายที่มีการเชื่อมต่อแบบเดียว LLC ถูกนิยามใน IEEE802.2 ว่า สนับสนุนและรองรับการเชื่อมต่ออุปกรณ์ที่จะเชื่อมต่อโดยใช้ protocol ใน laye ที่สูงขึ้นไป IEEE802.2 ได้กำหนดจำนวนเขตข้อมูลใน Data Link layer ซึ่งทำให้แบ่งการเชื่อมต่อทางกายภาพโดย protocol ใน layerที่สูงกว่า-รับผิดชอบในการระบุ Network layer protocol สำหรับ encapsulating-LLC จะบอก Data Link layer ว่าจะต้องทำอย่างไรกับ packet เมื่อได้รับSwiches and Bridges- ทำงานที่ Data Link layer และทำให้เครือข่ายใช้งาน MAC ได้เหมาะสม 2 layer จะสลับกันใช้ hardware โดยใช้งานผ่าน ASIC (Application Spacific Integrated Circuit)- Switches และ Bridges จะอ่าน frame แต่ละ frame แล้วส่งต่อไป ดังนั้นจะวางที่อยู่ของแหล่งกำเนิดใน filtertable และเก็บไว้เมื่อได้รับข้อมูล- เมื่อ filter table ถูกสร้างขึ้น อุปกรณ์ต่อเชื่อมจะส่ง frame ถึง segment ไปยังปลายทางที่พบ ถ้าอุปกรณ์ปลาย ทางเป็น segment เดียวกันเหมือนใน frame ก็จะไปขัดขวางการส่ง ถ้าปลายทางเป็นคนละ segment frameก็จะสามารถส่งไป ที่ segment ได้ - เมื่อได้รับ frame และปลายทางไม่รู้จักอุปกรณ์ต่อเชื่อมจาก table filter จะส่ง frame ไปยังทุก segment ที่ต่อเชื่อมไว้ และ table filter จะปรับปรุงข้อมูลสำหรับอุปกรณ์ที่ค้นพบ- Swiches/ Bridges นิยมใช้กันแพร่หลายและมีการป้องกันด้วย router- แต่ละส่วนมีของเขตที่ติดต่อกัน- Swiches ยอมให้ทุกๆ segment ยอมให้ทุกๆ segment ส่งผ่านได้ในเวลาเดียวกัน- Switches ไม่สามารถแปลงข้อมูลให้อยู่ในรูปของสื่อสารต่างประเภทกันได้
เป็นชั้นที่ทำหน้าที่เชื่อมต่อการรับส่งข้อมูลในระดับฮาร์ดแวร์ โดยเมื่อมีการสั่งให้รับข้อมูลจากใน Layer ที่ 3 ลงมา Layer ที่ 2 จะทำหน้าที่แปลคำสั่งนั้นให้เป็นคำสั่งควบคุมฮาร์ดแวร์ที่ใช้รับส่งข้อมูล ทำการตรวจสอบข้อผิดพลาดในการรับส่งข้อมูลของระดับฮาร์ดแวร์ และทำการแก้ข้อผิดพลาดที่ได้ตรวจพบ ข้อมูลที่อยู่ใน Layer ที่ 2 จะอยู่ในรูปของ Frame เช่น ถ้าฮาร์ดแวร์ที่ใช้เป็น Ethernet LAN ข้อมูลจะมีรูปร่างของ Frame ตามที่ระบุไว้ในมาตรฐานของ Ethernet หากว่าฮาร์ดแวร์ที่ใช้รับส่งข้อมูลเป็นชนิดอื่น รูปร่างของ Frame ก็จะเปลี่ยนไปตามมาตรฐานนั้น ๆ

Layer 2 : Data Link Layer (ชั้นเชื่อมโยงข้อมูล)
รับผิดชอบในการส่งข้อมูลบน network แต่ละประเภทเช่น Ethernet,Token ring,FDDI, หรือบน WAN ต่างๆ ดูแลเรื่องการห่อหุ้มข้อมูลจาก layer บนเช่น packet ip ไว้ภายใน
Frame และส่งจากต้นทางไปยังอุปกรณ์ตัวถัดไป layer นี้จะเข้าใจถึงกลไกและอัลกอริทึ่มรวมทั้ง format จอง frame ที่ต้องใช้ใน network ประเภทต่างๆเป็นอย่างดี ในnetworkแบบ
Ethernet layer นี้จะมีการระบุหมายเลข address ของเครื่อง/อุปกรณ์ต้นทางกับเครื่อง/อุปกรณ์ปลาทางด้วย hardware address ที่เรียกว่า MAC Address MAC Address เป็น
address ที่ฝังมากับอุปกรณ์นั้นเลยไม่สามารถเปลี่ยนเองได้ MAC Address เป็นตัวเลขขนาด 6 byte, 3 byte แรกจะได้รับการจัดสรรโดยองค์กรกลาง IEEE ให้กับผู้ผลิตแต่ละราย
ส่วนตัวเลข 3 byteหลังทางผู้ผลิตจะเป็นผู้กำหนดเอง หน่วยของ layer นี้คือ Frame

1 .รูปแบบ การเชื่อมต่อระบบเครือข่าย
ในระบบเครือข่ายทุกชนิด เทอร์มินอล คอมพิวเตอร์ และอุปกรณ์ต่าง ๆ จะต้องเชื่อมต่อเข้าด้วยกัน ซึ่งรูปแบบหรือวิธีการเชื่อมต่อจะเป็นตัวกำหนดวิธีการทำงานของอุปกรณ์นั้น ๆ การเชื่อมต่อ พื้นฐานมีอยู่สองแบบ คือ แบบจุด-ต่อ-จุด และแบบเชื่อมต่อหลายจุด
1.1 การเชื่อมต่อแบบจุด-ต่อ-จุด
การเชื่อมต่อแบบจุด-ต่อ-จุด (Point-to-Point Connection) อาศัยการเชื่อมต่อโดยตรงระหว่างเทอร์มินอลกับเครื่องคอมพิวเตอร์ ซึ่งมักจะนำมาใช้ในหลายแบบคือ 8.1.1.1 การเชื่อมต่อโดยตรงระหว่างเทอร์มินอลกับเครื่องเมนเฟรมในกรณีที่สามารถเชื่อมต่อได้และมีค่าใช้จ่ายไม่แพงจนเกินไป 8.1.1.2 การเชื่อมต่อระหว่างเทอร์มินอลบางเครื่องกับเครื่องเมนเฟรมเมื่อเทอร์มินอลอยู่ไกลออกไปมาก 8.1.1.3 การเชื่อมต่อระหว่างเครื่องคอมพิวเตอร์กับเครื่องคอมพิวเตอร์ ผู้บริหารระบบ ผู้บริหารเครือข่าย หรือโปรแกรมเมอร์ มักจะใช้เทอร์มินอลที่อยู่ใกล้กับเครื่องเมนเฟรมเรียกว่า คอนโซลเทอร์มินอล (Console Terminal) สำหรับการตรวจสอบการทำงานของระบบคอมพิวเตอร์และระบบเครือข่ายจะมีเครื่องที่เรียกว่า คอนโซลเทอร์มินอล จะเชื่อมต่อกับเมนเฟรมแบบจุด-ต่อ-จุด ซึ่งจะช่วยให้การติดต่อเกิดขึ้นได้ทันทีทันใด เหมาะสำหรับการทำงานที่ต้องการการควบคุมอย่างใกล้ชิด และการติดต่อที่ต้องการส่ง ข้อมูลปริมาณมาก
1.2 การเชื่อมต่อแบบหลายจุด
การเชื่อมต่อแบบหลายจุด (Multipoint Connections) มีเครื่องโฮสต์หนึ่งเครื่องที่ต้นสายสื่อสาร ส่วนที่ปลายสายจะมีเทอร์มินอลอยู่จำนวนหนึ่ง ซึ่งเป็นวิธีการที่นิยมใช้มากกว่าการเชื่อมต่อแบบจุด-ต่อ-จุด อันที่จริงแล้วการเชื่อมต่อของเทอร์นินอลส่วนใหญ่เป็นแบบเชื่อมต่อแบบหลายจุดโดยมีสายสื่อสารเพียงเส้นเดียวติดต่อรับและส่งข้อมูลเข้าที่เครื่องเมนเฟรม สายสื่อสารเส้นเดียวนี้อาจเชื่อมต่อผ่านโมเด็มเพื่อติดต่อกับเทอร์มินอลที่อยู่ไกลออกไป หรือติดต่อกับเครื่องฟร้อนท์เอนด์โปรเซสเซอร์ หรือคอนเซ็นเทรเตอร์ เพื่อรวบรวมข้อมูลในเบื้องต้นก่อนที่จะส่งให้กับเครื่องเซิร์ฟเวอร์ (Server) ทำการประมวลผลในที่สุด


การใช้ระบบเครือข่ายแบบเชื่อมต่อหลายจุด ช่วยลดค่าใช้จ่ายที่ต้องใช้ในส่วนของการเชื่อมต่อแบบจุด - ต่อ - จุดลงได้มากโดยเฉพาะในระบบที่มีเทอร์มินอลระยะไกลติดตั้งอยู่เป็นจำนวนมาก สมมุติว่าบริษัทแห่งหนึ่งที่สำนักงานใหญ่อยู่ที่กรุงเทพฯ และมีสาขาแห่งหนึ่งอยู่ที่จังหวัดเชียงใหม่ ซึ่งมีเทอร์มินอลจำนวน 10 เครื่อง การเชื่อมต่อแบบหลายจุดจะใช้คอนเซ็นเทรเตอร์ตัวหนึ่งพ่วงเทอร์มินอลทั้งหมดเข้าด้วยกัน แล้วใช้โมเด็มคู่หนึ่งเพื่อติดต่อผ่านสายโทรศัพท์มาเชื่อมต่อเข้ากับเครื่องเมนเฟรมที่กรุงเทพ เมื่อเปรียบเทียบกับการเชื่อมต่อแบบจุด - ต่อ - จุดแล้ว จะต้องใช้โมเด็มจำนวน 10 คู่พร้อมสายโทรศัพท์ 10 คู่สาย เพื่อเชื่อมต่อเทอร์มินอลทั้งหมดกับเมนเฟรมซึ่งจะเป็นค่าใช้จ่ายที่สูงมากทีเดียว

2.โครงสร้างการเชื่อมต่อ

2.1 เครือข่ายแบบบัส (Bus Network)
เป็นเครือข่ายที่เชื่อมต่อคอมพิวเตอร์และอุปกรณ์ต่าง ๆ ด้วยสายเคเบิ้ลยาวต่อเนื่องไปเรื่อย ๆ โดยจะมีคอนเน็กเตอร์เป็นตัวเชื่อมต่อคอมพิวเตอร์ และอุปกรณ์ เข้ากับสายเคเบิ้ลในการส่งข้อมูลจะมีคอมพิวเตอร์เพียงตัวเดียวเท่านั้น ที่สามารถส่งข้อมูลได้ในช่วง เวลาหนึ่งๆ การจัดส่งข้อมูลวิธีนี้จะต้องกำหนดวิธีการที่จะไม่ให้ทุกสถานีส่งข้อมูลพร้อมกัน เพราะจะทำ ให้ข้อมูลชนกัน วิธีการที่ใช้อาจแบ่งเวลาหรือให้แต่ละสถานีใช้ความถี่สัญญาณที่แตกต่างกัน การเซตอัป เครื่องเครือข่ายแบบบัสนี้ ทำได้ไม่ยากเพราะคอมพิวเตอร์และอุปกรณ์แต่ละชนิด ถูกเชื่อมต่อด้วยสาย เคเบิ้ลเพียงเส้นเดียวโดยส่วนใหญ่เครือข่ายแบบบัส มักจะใช้ในเครือข่ายขนาดเล็ก ซึ่งอยู่ในองค์กรที่มี คอมพิวเตอร์ใช้ไม่มากนัก
ข้อดี ไม่ต้องเสียค่าใช้จ่ายในการวางสายเคเบิลมากนัก สามารถขยายระบบได้ง่าย เสียค่าใช้จ่ายน้อยข้อเสีย อาจเกิดข้อผิดพลาดง่าย เนื่องจากทุกเครื่องคอมพิวเตอร์ต่อยู่บนสายสัญญาณเพียงเส้นเดียวดังนั้นหากมีการขาดที่ตำแหน่งใดตำแหน่งหนึ่ง ก็จะทำให้เครื่องอื่นส่วนใหญ่หรือทั้งหมดในระบบไม่สามารถใช้งานได้ตามไปด้วยการตรวจหาโหนดเสียทำได้ยากเนื่องจากขณะใดขณะหนึ่งจะมีคอมพิวเตอร์เพียงเครื่องเดียวเท่านั้นที่สามารถส่งข้อความออกมาบนสายสัญญาณ ดังนั้นถ้ามีเครื่องคอมพิวเตอร์จำนวนมากๆ อาจทำให้เกิดการคับคั่งของเน็ตเวิร์กซึ่งจะทำให้ระบบช้าลงได้

2.2 เครือข่ายแบบดาว (Star Network)
เป็นเครือข่ายที่เชื่อมต่อคอมพิวเตอร์ เข้ากับอุปกรณ์ ที่เป็น จุดศูนย์กลางของเครือข่าย โดยการนำสถานีต่าง ๆ มาต่อร่วมกันกับหน่วย สลับสายกลาง การติดต่อสื่อสารระหว่างสถานีจะกระทำได้ด้วยการ ติดต่อผ่านทางวงจรของหน่วยสลับสายกลาง การทำงานของหน่วยสลับสายกลางจึงเป็นศูนย์กลางของการติดต่อ วงจรเชื่อมโยงระหว่างสถานี ต่าง ๆ ที่ต้องกา
ข้อดีติดตั้งและดูแลง่าย แม้ว่าสายที่เชื่อมต่อไปยังบางโหลดจะขาด โหลดที่เหลืออยู่ก็ยังจะสามารถทำงานได้ทำให้ระบบเน็ตเวิร์กยังคงสามารถทำงานได้เป็นปกติ การมี Central node อยู่ตรงกลางเป็นตัวเชื่อมระบบ ถ้าระบบเกิดทำงานบกพร่องเสียหายทำให้เรารู้ได้ทันทีว่าจะไปแก้ปัญหาที่ใดข้อเสียเสียค่าใช้จ่ายมาก ทั้งในด้านของเครื่องที่จะใช้เป็น central nodeและค่าใช้จ่ายในการติดตั้งสายเคเบิลในสถานีงาน การขยายระบบให้ใหญ่ขึ้นทำได้ยาก เพราะการขยายแต่ละครั้งจะต้องเกี่ยวเนื่องกับโหลดอื่นๆ ทั้งระบบเครื่องคอมพิวเตอร์ศูนย์กลางมีราคาแพง แบบ วงแหวน (Ring Network)

2.3 เครือข่ายแบบวงแหวน (Ring Network)
เป็นเครือข่ายที่เชื่อมต่อ คอมพิวเตอร์ด้วยสายเคเบิลยาวเส้นเดียวในลักษณะวงแหวน การรับส่งข้อมูลในเครือข่ายวงแหวน จะใช้ทิศทางเดียวเท่านั้น เมื่อคอมพิวเตอร์เครื่องหนึ่งส่งข้อมูลมันก็จะส่งไปยังคอมพิวเตอร์เครื่องถัดไป ถ้าข้อมูลที่รับมาไม่ตรง ตามที่คอมพิวเตอร์เครื่องต้นทางระบุ ก็จะส่งผ่านไปยังคอมพิวเตอร์เครื่องถัดไปซึ่งจะเป็นขั้นตอน อย่างนี้ไปเรื่อย ๆ จนกว่าจะถึงคอมพิวเตอร์ปลายทางที่ถูกระบุตามที่อยู่จากเครื่องต้นทางติดต่อกัน

ข้อดีใช้เคเบิลและเนื้อที่ในการติดตั้งน้อย คอมพิวเตอร์ทุกเครื่องในเน็ตเวิร์กมีโอกาสที่จะส่งข้อมูลได้อย่างทัดเทียมกันข้อเสีย
หากโหลดใดโหลดหนึ่งเกิดปัญหาขึ้นจะค้นหาได้ยากว่าต้นเหตุอยู่ที่ไหน และวงแหวนจะขาดออก แบบบัส

2.4 เครือข่ายแบบต้นไม้ (Tree Network)
เป็นเครือข่ายที่มีผสมผสานโครงสร้างเครือข่าย แบบต่าง ๆ เข้าด้วยกันเป็นเครือข่ายขนาดใหญ่ การจัดส่งข้อมูลสามารถส่งไปถึงได้ทุกสถานี การสื่อสารข้อมูลจะผ่านตัวกลางไปยังสถานีอื่น ๆ ได้ทั้งหมด เพราะทุกสถานีจะอยู่บนทางเชื่อม รับส่งข้อมูลเดียวกัน
ข้อดี- มีความเร็วในการสื่อสารข้อมูลสูง โปรแกรมที่ใช้ในการควบคุมการสื่อสารก็เป็นแบบพื้นฐานไม่ซับซ้อนมากนัก- สามารถรับส่งข้อมูลได้ปริมาณมากและไม่มีปัญหาเรื่องการจัดการการจราจรในสื่อส่งข้อมูลไม่เหมือนกับแบบที่ใช้สื่อส่งข้อมูลร่วมกัน- มีความทนทานต่อความเสียหายเมื่อสื่อส่งข้อมูลหรือสายใดสายหนึ่งเสียหายใช้การไม่ได้ ไม่ส่งผลต่อระบบเครือข่ายโดยรวม แต่เกิดเสียหายเฉพาะเครื่องต้นสายและปลายสายเท่านั้น- ระบบเครือข่ายมีความปลอดภัยหรือมีความเป็นส่วนตัว เมื่อข่าวสารถูกรับส่งโดยใช้สายเฉพาะระหว่าง 2 เครื่องเท่านั้น เครื่องอื่นไม่สามารถเข้าไปใช้สายร่วมด้วย- เนื่องจากโทโพโลยีแบบสมบูรณ์เป็นการเชื่อมต่อแบบจุดต่อจุด ทำให้เราสามารถแยกหรือระบุเครื่องหรือสายที่เสียหายได้ทันที ช่วยให้ผู้ดูแลระบบแก้ไขข้อผิดพราดหรือจุดที่เสียหายได้ง่าย
ข้อเสีย- จำนวนสายที่ใช้ต้องมีจำนวนมากและอินพุด / เอาต์พุตพอร์ต (i / o port ) ต้องใช้จำนวนมากเช่นกัน เพราะแต่ละเครื่องต้องต่อเชื่อมไปยังทุก ๆ เครื่องทำให้การติดตั้งหรือแก้ไขระบบทำได้ยาก- สายที่ใช้มีจำนวนมาก ทำให้สิ้นเปลืองพื้นที่ในการเดินสาย- เนื่องจากอุปกรณ์ต้องการใช้อินพุด / เอาต์พุตพอร์ตจำนวนมาก ดังนั้นราคาของอุปกรณ์ต่อเชื่อมจึงมีราคาแพงและจากข้อเสียข้างต้นทำให้โทโพโลยีแบบสมบูรณ์จึงถูกทำไปใช้ค่อนข้างอยู่ในวงแคบ
2.5 แบบผสม (Hybrid Network)
เป็นเครือข่ายคอมพิวเตอร์ที่ผสมผสานระหว่างรูปแบบต่างๆ หลายๆ แบบเข้าด้วยกันคือจะมีเครือข่ายคอมพิวเตอร์ย่อย หลายๆเครือข่ายเพื่อให้เกิดประสิทธิภาพสูงสุดในการทำงานเครือข่ายบริเวณกว้าง เป็นตัวอย่างเครือข่ายผสมที่พบเห็นกัน มากที่สุดเครือข่ายแบบนี้จะเชื่อมต่อเครือข่ายเล็ก-ใหญ่หลากหลายเผ่า พันธ์เข้าด้วยกันเป็นเครือข่ายเดียว ซึ่งเครือข่ายที่ถูกเชื่อมต่ออาจจะอยู่ห่างกันคนละจังหวัด หรืออาจจะอยู่คนละประเทศก็เป็นได้การเข้าถึงระยะไกล

http://tsl.tsu.ac.th/file.php/1/courseware/aa_2/lesson03/lesson3-4.htm

สื่อกลางในการส่งข้อมูล

สื่อกลางในการส่งข้อมูล
สื่อแบบใช้สาย
สื่อกลางประเภทมีสาย หมายถึง สื่อกลางที่เป็นสายซึ่งใช้ในการเชื่อมโยงโดยอุปกรณ์ต่างๆ เพื่อใช้ในการส่งผ่านข้อมูลระหว่างอุปกรณ์และอุปกรณ์ในระยะทางที่ห่างกันไม่มากนัก
1.1 สายคู่บิดเกลียว (twisted pair) เป็นเส้นลวดทองแดงที่หุ้มด้วยฉนวนพลาสติก 2 เส้น พันบิดเป็นเกลียว เพื่อลดการรบกวนจากคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่มากระทบความเร็วของการส่งข้อมูลในสายคู่บิดเกลียวประมาณ 100 เมกะบิตต่อวินาที (ในระยะทางไม่เกิน 100 เมตร) สายคู่บิดเกลียวที่นิยมใช้กันมากคือ สายคู่บิดเกลียวชนิดไม่หุ้มฉนวน (unshielded twisted pair : UTP) สาย UTP ที่พบเห็นใช้ทั่วไป เช่น สายโทรศัพท์ที่มีสายทองแดง 2 คู่ (ใช้กับหัวต่อ RJ-11) สาย UTP สำหรับหัวต่อ RJ- 45 มีสายทองแดง 4 คู่ ใช้เพื่อเชื่อมโยงคอมพิวเตอร์ไปยังอุปกรณ์ต่าง ๆ สำหรับเครือข่ายคอมพิวเตอร์

1.2 สายโคแอกเซียล (coaxial cable) สายโคแอกเซียลมีลักษณะเช่นเดียวกับสายที่ต่อจากแผงรับสัญญาณมายังโทรทัศน์ มีอยู่ 2 ชนิด คือ 50 โอห์ม ใช้ส่งข้อมุลประเภทดิจิทัล และชนิด 75 โอห์ม ใช้ส่งข้อมูลประเภทแอนะล็อก สายโคแอกเซียลจะมีลวดทองแดงพันเป็นเกลียวอยู่ถัดจากชั้นฉนวนพลาสติดนอกสุด เพื่อป้องกันการรบกวนของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า และสัญญาณรบกวนอื่น ๆ สายโคแอกเซียลสามารถให้ความถี่สัญญาณไฟฟ้าได้กว้างถึง 500 MHz จึงเหมาะสำหรับใช้เชื่อมโยงผ่านใต้ทะเลและใต้ดิน

1.3 เส้นใยแก้วนำแสง (fiber optic) มีแกนกลางของสายประกอบด้วยเส้นใยแก้ว หรือพลาสติกขนาดเล็กหลาย ๆ เส้นอยู่รวมกัน การส่งสัญญาณจะใช้เลเซอร์วิ่งผ่านช่องกลวงของเส้นใย ทำให้ไม่มีการรบกวนของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า สามารถส่งด้วยความเร็วหลายร้อยเมกะบิต ทำให้สามารถส่งข้อมูลได้ทั้งภาพกราฟิก อักษร เสียง หรือวีดิทัศน์ ได้ในเวลาเดียวกัน และมีความปลอดภัยขึ้นการในส่งข้อมูล




สื่อแบบไร้สาย
ในบางสถานการณ์นั้นการเชื่อมโยงอุปกรณ์ต่าง ๆ เพื่อใช้ในการส่งผ่านข้อมูลระหว่างอุปกรณ์โดยใช้สื่อกลาง
ประเภทใช้สายอาจทำได้ไม่สะดวกนัก จึงจำเป็นต้องใช้สื่อกลางประเภทไร้สาย ซึ่งจะส่งผ่านข้อมูลด้วยการแพร่สัญญาณในรูปของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าผ่านไปในอากาศโดยไม่จำเป็นต้องใช้สาย

2.1 ไมโครเวฟ (terrextrial microwave) เป็นการแพร่สัญญาณคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าในลักษณะที่เดินทางเป็นเส้นตรง จากจานส่งที่ติดตั้งอยู่บนเสาหรือบนยอดดอยอาคารไปยังจานรับสัญญาณปลายทางในลักษณะเส้นสายตา (light of sight) หมายความว่า ถ้าส่องไฟออกจากจานด้านที่ส่งสัญญาณแล้วจานด้านที่รับสัญญาณจะต้องสามารถมองเห็นแสงไฟที่ส่องนั้นได้ ดังนั้น จานที่ใช้รับหรือส่งสัญญาณมักจะต้องติดตั้งอยู่บนที่สูง ๆ เพื่อให้พ้นจากสิ่งกีดขวางและช่วยให้สามารถส่งสัญญาณไปได้ไกล ๆ หากมีตึกหรือภูเขากั้นระหว่างจานส่งต้นทางและจานรับปลายทางแล้ว จะต้องติดตั้งจานรับส่งบนยอดของสิ่งกีดขวางนั้น ๆ เพื่อให้ส่งสัญญาณต่อกันเป็นทอด ๆ ออกไป ซึ่งจานรับส่งแต่ละอันจะทำหน้าที่ทวนสัญญาณไมโครเวฟ เพื่อส่งต่อทอดออกไปจนกว่าสัญญาณจะเดินทางไปถึงจุดหมายปลายทางที่ต้องการ ระบบไมโครเวฟนี้มีราคาถูก ติดตั้งใช้งานได้ง่ายและสามารถส่งข้อมูลได้ด้วยอัตราความเร็วสูง จึงเหมาะสำหรับพื้นที่ใช้งานที่ไม่สามารถติดตั้งสื่อกลางประเภทใช้สายได้ แต่สัญญาณไมโครเวฟอาจถูกรบกวนจากพายุ ลม ฝน หรือแม้กระทั่งอุณหภูมิที่เปลี่ยนแปลงได้ง่าย ทำให้สัญญาณอาจขาดหายไปในระหว่างการส่งได้



2.2 ดาวเทียม (satellite system) ในปัจจุบันมีการส่งสัญญาณผ่านดาวเทียมกันอย่างแพร่หลาย ทั้งในการส่งข้อมูลคอมพิวเตอร์ งานบริการด้านโทรศัพท์ การส่งสัญญาณโทรทัศน์ ระบบสารสนเทศทางภูมิศาสตร์ งานด้านการทหาร งานประชุมทางไกล รวมทั้งระบบเครือข่ายอินเทอร์เน็ต หลักการทำงานของระบบดาวเทียมจะคล้ายกับระบบไมโครเวฟ ซึ่งจะทำการส่งสัญญาณจากแต่ละสถานีต่อกันไปจนถึงจุดหมายปลายทางที่ต้องการ โดยสถานีต้นทางจะส่งสัญญาณขึ้นไปยังดาวเทียมที่ลอยอยู่เหนือตำแหน่งพื้นที่ของตนเอง เรียกว่า สัญญาณเชื่อมต่อขาขึ้น และดาวเทียมจะตรวจสอบตำแหน่งของสถานีปลายทาง แต่หากอยู่ในขอบเขตพื้นที่ที่ครอบคลุมอยู่กับจะส่งสัญญาณไปยังสถานีปลายทางทันที เรียกว่า สัญญาณเชื่อมต่อขาลง แต่หากสถานีปลายทางอยู่นอกเขตพื้นที่ที่ดาวเทียมรับสัญญาณครอบคลุมอยู่ ก็จะส่งสัญญาณไปยังดาวเทียมดวงอื่นที่ครอบคลุมสถานีปลายทางต่อไป การส่งสัญญาณผ่านดาวเทียมเป็นการส่งแบบกระจายไปทุกที่ ทุก ๆ สถานีภาคพื้นดินที่อยู่ในรัศมีของลำคลื่นจะสามารถรับสัญญาณได้ทั้งหมด ดังนั้นข้อมูลที่ส่งผ่านดาวเทียมจึงมีการเข้ารหัสข้อมูลเพื่อความปลอดภัยของข้อมูล

2.3 คลื่นวิทยุ (radio) เป็นการแพร่สัญญาณคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าในคลื่นความถี่ตั้งแต่ 30 เมกกะเฮิตรซ์ (MHz) จนถึง 1 กิกะเฮิตรซ์ (GHz) เหมาะสำหรับการกระจายเสียง เนื่องจากคลื่นวิทยุไม่สะท้อนที่ชั้นบรรยากาศ จึงไม่เกิดการรบกวนของคลื่นวิทยุที่ตัวเครื่องรับแม้จะอยู่ในระยะทางไกล แต่คลื่นวิทยุจะแพร่กระจายไปทั้วทุกทิศทาง จึงมีความปลอดภัยของข้อมูลน้อย คลื่นวิทยุถูกนำมาใช้เป็นระบบวิทยุสื่อสารในงานด้านการขนส่ง หรือการสื่อสารในรถแท็กซี่ หรืองานด้านการทหารและตำรวจ เป็นต้น

อัตราการส่งผ่านข้อมูล
อัตราการส่งผ่านข้อมูล (transmission rate) คือ จำนวนของข้อมูลที่สามารถส่งผ่านสื่อกลางที่ใช้ส่งผ่านข้อมูลได้ มีหน่วยวัดเป็นบิตต่อวินาที (bits per second : bps) อัตราการส่งผ่านข้อมูลจะขึ้นอยู่กับค่าของตัวแปร 2 ตัว คือ ความถี่ และแถบกว้างความถี่
ความถี่ (frequency) คือ จำนวนของคลื่นความถี่ที่สามารถส่งผ่านสื่อกลางแต่ละประเภท มีหน่วยวัดเป็นเฮิตรซ์ (hertz) หรือรอบต่อวินาที
แถบกว้างความถี่ (bandwidth) หรือแบนด์วิดท์ คือระยะความถี่ที่สามารถส่งสัญญาณผ่านระบบสื่อสารได้ ซึ่งจะมีค่าเท่ากับผลต่างระหว่างความถี่สูงสุด และความถี่ต่ำสุดที่สามารถจะสื่อสารกันได้บนสื่อกลางแต่ละประเภท เช่น เครือข่ายโทรศัพท์แห่งหนึ่งสามารถส่งสัญญาณความถี่ได้ในระยะระหว่าง 300 ถึง 3,400 เฮิตรซ์ นั่นคือ เครือข่ายโทรศัพท์นี้จะมีแบนด์วิดท์เท่ากับ 3,100 เฮิตรซ์

สื่อที่ใช้ส่งผ่านข้อมูล , ความถี่ , แถบกว้างความถี่ , อัตราการส่งผ่านข้อมูล
สายคู่บิดเกลียว , 0 – 35 KHz , 5KHz – MHz , 300 bps – 10 Mbps
สายโคแอกเซียล , 3 – 30 GHz , 0 – 500 MHz , 256 Kbps – 100 Mbps
สายใยแก้วนำแสง , 3 – 30 GHz , 0 – 500 MHz , 256 Kbps – 100 Mbps
ไมโครเวฟ , 0 – 500 MHz , 0 – 20 MHz , 56 Kbps – 200 Mbps
ดาวเทียม , 180 – 370 THz , 0 – 1 GHz , 500 Kbps – 10 Gbps

bps หมายถึง บิตต่อวินาที Kbps หมายถึง กิโลบิตต่อวินาที
Mbps หมายถึง เมกะบิตต่อวินาที Gbps หมายถึง กิกะบิตต่อวินาที