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