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