ระบบสื่อสารข้อมูลสำหรับเครือข่ายคอมพิวเตอร์

           การสื่อสาร หมายถึง กระบวนการถ่ายกอดหรือแลกเปลี่ยนสารหรือสื่อระหว่างผู้ส่งและผู้รับ โดยผ่านช่องทางนำสารหรือสื่อ เพื่อให้เกิดความเข้าใจซึ่งกันและกัน

          การสื่อสารข้อมูล หมายถึง กระบวนการหรือวิธีถ่ายทอดข้อมูลระหว่างผู้ใช้กับคอมพิวเตอร์ที่มักอยู่ห่างไกลกัน และจำเป็นต้องอาศัยระบบการสื่อสารโทรคมนาคมเป็นสื่อกลางในการรับส่งข้อมูล

          เครือข่ายคอมพิวเตอร์ หมายถึง การเชื่อมโยงระหว่างคอมพิวเตอร์ตั้งแต่ 2 เครื่องขึ้นไป เพื่อให้สามารถสื่อสารและแลกเปลี่ยนข้อมูล รวมทั้งสามารถใช้อุปกรณ์คอมพิวเตอร์ภายในเครือข่ายร่วมกันได้

          ระบบสื่อสารข้อมูล หมายถึง การแลกเปลี่ยนข้อมูลระหว่างอุปกรณ์โดยผ่านสื่อหรือตัวกลางที่อาจเป็นสายเคเบิลในการเชื่อมต่อหรือไม่ใช้สายก็ได้ โดยอุปกรณ์ที่แลกเปลี่ยนข้อมูลนี้จะมีการทำงานร่วมกันของส่วนที่เป็นฮาร์ดแวร์ หรืออุปกรณ์คอมพิวเตอร์ และซอฟต์แวร์หรือชุดคำสั่ง ซึ่งประสิทธิภาพของระบบสื่อสารข้อมูลนี้ จะขึ้นอยู่กับปัจจัย 4 ประการ ดังนี้

1. ตรงเป้าหมาย

2. ความถูกต้อง

3. ความทันสมัย

4. ความคลาดเคลื่อน 

องค์ประกอบของระบบการสื่อสารข้อมูล 

ผู้ส่ง (Sender/Source) อุปกรณ์หรือเครื่องมือที่ใช้สำหรับส่งข้อมูลข่าวสาร เช่น คอมพิวเตอร์ โทรศัพท์

ผู้รับ (Receiver/Destination) อุปกรณ์หรือเครื่องมือที่ใช้สำหรับรับข่าวสารจากผู้ส่ง เช่น คอมพิวเตอร์ โทรศัพท์

สื่อกลาง (Transmission Medium) เป็นสื่อกลางที่ทำหน้าที่ให้ข้อมูลข่าวสารเดินทางจากเครื่องส่งไปสู่เครื่องรับ ซึ่งอาจจะเป็นสายไฟเบอร์ออปติก  สายเกลียวคู่ หรืออาจเป็นคลื่นวิทยุที่มีคลื่นพา (Carrier Wave) ในการนำข้อมูลไปพร้อมกับคลื่นวิทยุไปสู่เครื่องรับ เป็นต้น

โพรโทคอล (Protocol) กลุ่มของกฎเกณฑ์และข้อปฏิบัติต่าง ๆ ที่กำหนดขึ้นมา เพื่อนำมาใช้เป็นข้อตกลงร่วมกันระหว่างผู้ส่งและผู้รับเพื่อให้การสื่อสารบรรลุผล

          ข่าวสาร (Message) เป็นรายละเอียดซึ่งอยู่ในรูปแบบต่าง ๆ ที่จะส่งผ่านระบบการสื่อสาร ซึ่งมีหลายรูปแบบดังนี้

                    ข้อมูล (Data)  เป็นรายละเอียดของสิ่งต่าง ๆ ซึ่งถูกสร้างและจัดเก็บด้วยคอมพิวเตอร์ มีรูปแบบแน่นอน เช่น ข้อมูลเกี่ยวกับบุคคล ข้อมูลเกี่ยวกับสินค้า เป็นต้น ข้อมูลสามารถนับจำนวนได้และส่งผ่านระบบสื่อสารได้เร็ว

                    ข้อความ (Text)  อยู่ในรูปของเอกสารหรือตัวอักขระ ไม่มีรูปแบบที่แน่นอน ชัดเจนนับจำนวนได้ค่อนข้างยาก และมีความสามารถในการส่งปานกลาง

                    รูปภาพ (Image)  เป็นข่าวสารที่อยู่ในรูปของภาพกราฟิกแบบต่าง ๆ ได้แก่ รูปภาพนิ่ง ภาพเคลื่อนไหว ภาพวีดีโอ ซึ่งข้อมูลชนิดนี้จะต้องอาศัยสื่อสำหรับเก็บ และใช้หน่วยความจำเป็นจำนวนมาก

                    เสียง (Voice)  อยู่ในรูปของเสียงพูด เสียงดนตรี หรือเสียงอื่น ๆ ข้อมูลชนิดนี้จะกระจัดกระจาย ไม่สามารถวัดขนาดที่แน่นอนได้ การส่งจะทำได้ด้วยความเร็ว ค่อนข้างต่ำ

                   ตัวกลาง (Medium) เป็นตัวกลางหรือสื่อกลางที่ทำหน้าที่นำข่าวสารในรูปแบบต่าง ๆ จากผู้ส่งหรืออุปกรณ์ส่งต้นทางไปยังผู้รับ หรืออุปกรณ์รับปลายทาง ซึ่งมีหลายรูปแบบได้แก่ สายไป ขดลวด สายเคเบิล สายไฟเบอร์ออฟติก ตัวกลางอาจจะอยู่ในรูปของคลื่นที่ส่งผ่านทางอากาศ เช่น คลื่นไมโครเวฟ คลื่นดาวเทียม หรือคลื่นวิทยุ เป็นต้น

การถ่ายโอนข้อมูล

การถ่ายโอนข้อมูลแบบขนาน การถ่ายโอนข้อมูลแบบขนาน ทำได้โดยการส่งข้อมูลออกมาทีละ 1 ไบต์ หรือ 8 บิต จากอุปกรณ์ส่งไปยังอุปกรณ์รับ อุปกรณ์ตัวกลางระหว่างสองเครื่องจึงต้องมีช่องทางให้ข้อมูลเดินทางอย่างน้อย 8 ช่องทาง เพื่อให้กระแสไฟฟ้าผ่านโดยมากจะเป็นสายสัญญาณแบบขนาน ระยะทางของสายสัญญาณแบบขนานระหว่างสองเครื่องไม่ควรยาวเกิน 100 ฟุต เพราะอาจทำให้เกิดปัญหาสัญญาณสูญหายไปกับความต้านทานของสาย นอกจากนี้อาจมีปัญหาที่เกิดจากระดับไฟฟ้าในสายดินที่จุดรับผิดไปจากจุดส่ง ทำให้เกิดการผิดพลาดในการรับสัญญาณทางฝ่ายรับ 

การถ่ายโอนข้อมูลแบบอนุกรม ในการถ่ายโอนข้อมูลแบบอนุกรม ข้อมูลจะถูกส่งออกมาทีละบิต ระหว่างจุดส่งและจุดรับ การส่งข้อมูลแบบนี้จะช้ากว่าแบบขนาน การถ่ายโอนข้อมูลแบบอนุกรมต้องการตัวกลางสำหรับการสื่อสารเพียงช่องเดียวหรือสายเพียวคู่เดียว ค่าใช้จ่ายจะถูกกว่าแบบขนานสำหรับการส่งระยะทางไปไกลๆ โดยเฉพาะเมื่อเรามีระบบสื่อสารทางโทรศัพท์ไว้ใช้งานอยู่แล้ว ย่อมจะเป็นการประหยัดกว่าที่จะทำการติดต่อสื่อสารทีละ 8 ช่อง เพื่อการถ่ายโอนข้อมูลแบบขนาน

การถ่ายโอนข้อมูลแบบอนุกรมจะเริ่มโดยข้อมูลจากจุดส่งจะถูกเปลี่ยนให้เป็นสัญญาณอนุกรมเสียก่อน แล้วค่อยทยอยส่งออกทีละบิตไปยังจุดรับ และที่จุดรับจะต้องมีกลไกในการเปลี่ยนข้อมูลที่ส่งมาทีละบิต ให้เป็นสัญญาณแบบขนานซึ่งลงตัวพอดี เช่น บิตที่ 1 ลงที่บัสข้อมูลเส้นที่ 1

1. แบบทิศทางเดียวหรือซิมเพล็กซ์ (One-way หรือ Simplex)

เป็นการส่งข้อมูลในทิศทางเดียว คือข้อมูลถูกส่งไปในทางเดียว เช่น สถานีวิทยุกระจายเสียง การแพร่ภาพทางโทรทัศน์

2. แบบกึ่งทางคู่หรือครึ่งดูเพล็กซ์ (Half-Duplex)

เป็นการส่งข้อมูลแบบสลับการส่งและรับข้อมูลไปมา จะทำในเวลาเดียวกันไม่ได้ เช่น การใช้วิทยุสื่อสาร คือจะต้องสลับกันพูด เพราะจะต้องกดปุ่มก่อนแล้วจึงจะสามารถพูดได้

3. แบบทางคู่หรือดูเพล็กซ์เต็ม (Full - Duplex )

เป็นการส่งข้อมูลแบบที่สามารถส่งและรับข้อมูลได้พร้อมกันในเวลาเดียวกัน ซึ่งวิธีนี้ทำให้การทำงานเร็วขึ้นมาก เช่นการพูดทางโทรศัพท์ เป็นต้น

การเชื่อมต่อคอมพิวเตอร์สำหรับสื่อสารข้อมูล

เป็นการเชื่อมโยงคอมพิวเตอร์ต้นทางเข้ากับคอมพิวเตอร์ปลายทาง โดยใช้ตัวกลางหรือสื่อกลางสำหรับเชื่อมต่อ ซึ่งสามารถทำได้หลายรูปแบบ การต่อแบบสายตรงตามรูปนั้น อาจจะต่อตรงโดยใช้ช่องต่อแบบขนานของเครื่อง ทั้ง 2 เครื่อง เพื่อใช้สำหรับโอนย้ายข้อมูลระหว่างเครื่องได้ หรืออาจจะต่อโดยใช้อินเทอร์เฟสการ์ดใส่ไว้ใน เครื่องสำหรับเป็นจุดต่อก็ได้ ขึ้นอยู่กับลักษณะของการใช้งานเป็นการเชื่อมต่อ ระยะไกลจากคอมพิวเตอร์ต้นทางไปยังปลายทาง โดยผ่านเครือข่ายโทรศัพท์สาธารณะ

การส่งสัญญาณข้อมูล (Transmission Definition)

การส่งสัญญาณข้อมูล หมายถึง การส่งข้อมูลหรือข่าวสารต่างๆจากอุปกรณ์สำหรับส่งหรือผู้ส่ง ผ่านทางตัวกลางหรือสื่อกลาง ไปยังอุปกรณ์รับหรือผู้รับข้อมูลหรือข่าว ซึ่งข้อมูลหรือข่าวสารที่ส่งไปอาจจะอยู่ในรูปของสัญญาณเสียง  คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าหรือแสงก็ได้ โดยที่สื่อกลางหรือตัวกลางของสัญญาณนั้นแบ่งเป็น 2 ชนิด คือชนิดที่สามารถกำหนดเส้นทางสัญญาณได้ เช่น สายเกลียวคู่ (Twisted paire) สายโทรศัพท์ สายโอแอกเชียล (Coaxial) สายใยแก้วนำแสง (Fiber Optic) ส่วนตัวกลางอีกชนิดหนึ่งนั้นไม่สามารถกำหนดเส้นทางของสัญญาณได้ เช่น สุญญากาศ น้ำ และ ชั้นบรรยากาศ เป็นต้น

มาตรฐานสากล  (International Standards)

เพื่อความเป็นระเบียบและความสะดวกของผู้ผลิตในการผลิตอุปกรณ์สื่อสารแบบต่าง ๆ ขึ้นมา จึงได้มีการกำหนดมาตรฐานสากล สำหรับระบบติดต่อสื่อสารข้อมูลขึ้น ซึ่งประกอบด้วยโปรโตคอล และสถาปัตยกรรมโดยมีการจัดตั้งองค์การสำหรับพัฒนา และควบคุมมาตรฐานหมายองค์กรดังต่อไปนี้

1. ISO (The International Standards Organization)

เป็นองค์การสากลที่พัฒนามาตรฐานสากลเกี่ยวกับสถาปัตยกรรมเครือข่าย โดยมีการแบ่งโครงสร้างในการติดต่อสื่อสารออกเป็น 7 ชั้น (Layers)

2. CCITT (The Conseclitive Committee in International)

เป็นองค์กรสากลที่พัฒนามาตรฐาน v และ x โดยที่มาตรฐาน v ใช้สำหรับวงจรโทรศัพท์และโมเด็ม เช่น  v29,v34 ส่วนมาจรฐาน x ใช้กับเครือข่ายข้อมูลสาธารณะเช่น เครือข่าย x.25 แพ็กเกจสวิตช์ (Package switch) เป็นต้น

3. ANSI (The American National Standards Institute)

เป็นองค์กรมาตรฐานของสหรัฐเมริกา ANSI ได้พัฒนามาตรฐานเกี่ยวกับการสื่อสารข้อมูลและ ระบบเครือข่ายมาตรฐานส่วนใหญ่จะ เกี่ยวข้องกับการประดิษฐ์ตัวเลข ที่ใช้ในการติดต่อสื่อสารข้อมูลและมาตรฐานเทอร์มินัล

4. IEE (The Institute of Electronic Engineers)

เป็นมาตรฐานที่เกิดจากการรวมตัวของกลุ่มนักวิชาการ และผู้ปกครองอาชีพทางสาขาไฟฟ้า และอิเล็กทรอนิกส์ในอเมริกา มาตรฐานจะเน้นไปทางด้านอุตสาหกรรมไฟฟ้า อิเล็กทรอนิกส์ ไมโครโปรเซสเซอร์ และอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ในไมโครคอมพิวเตอร์ เช่น IEE 802.3 ซึ่งใช้ระบบ LAN (Local Area Network)

5. EIA (The Electronics Industries Association)

เป็นองค์กรมาตรฐานของอเมริกาได้กำหนดมาตรฐานทางด้านไฟฟ้า และอิเล็กทรอนิกส์มาตรฐาน EIA จะขึ้นต้นด้วย RS (Recommended Standard) เช่น Rs-232-c เป็นต้น

การผลิตของผู้ประกอบการต่าง ๆ ไม่ว่าจะใช้มาตรฐานใดก็ตาม สิ่งที่ผลิตนั้นอย่างน้อยจะต้องได้ครบตามมาตรฐาน แต่อาจจะดีเหนือกว่ามาตรฐานก็ได้

ลักษณะของสัญญาณที่ใช้ในการส่งสัญญาณข้อมูล

การส่งสัญญาณข้อมูล หรือข่าวสารต่าง ๆ สามารถทำได้ 2 ลักษณะดังนี้

1. การส่งสัญญาณแบบอนาลอก(Analog Transmission)

การส่งสัญญาณแบบอนาลอกจะไม่คำนึงถึงสิ่งต่าง ๆ ที่รวมอยู่ในสัญญาณเลย โดยสัญญาณจะแทนข้อมูล อนาลอก เช่น สัญญาณเสียง เป็นต้น ซึ่งสัญญาณอนาลอกที่ส่งออกไปนั้นเมื่อระยะห่างออกไปสัญญาณก็จะอ่อนลงเรื่อย ๆ ทำให้สัญญาณไม่ค่อยดี ดังนั้นเมื่อระยะห่างไกลออกไปสามารถแก้ไขได้โดยใช้เครื่องขยายสัญญาณ (Amplifier) แต่ก็มีผลทำให้เกิดสัญญาณรบกวน (Noise) ขึ้น ยิ่งระยะไกลมากขึ้นสัญญาณรบกวนก็เพิ่มมากขึ้น ซึ่งสามารถแก้ไขสัญญาณรบกวนนี้ได้โดยใช้เครื่องกรองสัญญาณ (Filter) เพื่อกรองเอาสัญญาณรบกวนออกไป

2. การส่งสัญญาณแบบดิจิตอล(Digital Transmission)

การส่งสัญญาณแบบดิจิตอลจะใช้เมื่อต้องการข้อมูลที่ถูกต้องชัดเจนแน่นอน ดังนั้นจึงจำเป็นต้องสนใจรายละเอียดทุกอย่างที่บรรจุมากับสัญญาณ ในทำนองเดียวกันกับการส่งสัญญาณแบบอนาลอก กล่าวคือ เมื่อระยะทางในการส่งมากขึ้น สัญญาณดิจิตอลก็จะจางลง ซึ่งสามารถแก้ไขได้โดยใช้อุปกรณ์ทำสัญญาณซ้ำ หรือรีพีตเตอร์ (Repeater)

ปัจจุบันการส่งสัญญาณแบบดิจิตอลจะเข้ามามีบทบาทสูงในการสื่อสารข้อมูล เนื่องจากให้ความถูกต้องชัดเจนของข้อมูลสูง และส่งได้ในระยะไกลด้วย สามารถเชื่อมต่อเข้าสู่ระบบคอมพิวเตอร์ได้ง่ายด้วย ทั้งนี้เนื่องจากสัญญาณจากคอมพิวเตอร์อยู่ใน รูปของดิจิตอลนั่นเองแต่เดิมนั้นถ้าหากระยะทางใน             การสื่อสารไกลมักจะใช้สัญญาณแบบอนาลอกเสียส่วนใหญ่ เช่น โทรศัพท์, โทรเลข เป็นต้น

สื่อกลางที่ใช้ในการสื่อสารข้อมูล

องค์ประกอบที่สำคัญที่ใช้ในการสื่อสารข้อมูลอันหนึ่งที่ขาดไม่ได้ คือสายสื่อกลาง ซึ่งแบ่งเป็น 2 ประเภทใหญ่ คือ สื่อกลางที่กำหนดเส้นทางได้ เช่น สายโคแอกเซียล (Coaxial) สายเกลียวคู่ (Twisted-pair) สายไฟเบอร์ออฟติก (Fiber Optic) และสื่อกลางที่กำหนดเส้นทางไม่ได้ เช่น คลื่นวิทยุ คลื่นดาวเทียม คลื่นไมโครเวฟ เป็นต้น

การเลือกสื่อกลางที่จะนำมาใช้ในการเชื่อมต่อระบบสื่อสารข้อมูลนั้น จำเป็นต้องพิจารณากันหลายประการ เช่น ความเร็วในการส่งข้อมูล ราคาของอุปกรณ์ที่ใช้ สถานที่ใช้ การบริการ การควบคุม ตลอดจนเทคโนโลยีที่จะนำมาใช้ ซึ่งลื่อกลางแต่ละชนิดจะมีคุณสมบัติแตกต่างกันไป

สายโคแอกเซียล (Coaxial Cable)

สายโคแอกเซียลเป็นสายที่นิยมใช้กันค่อนข้างมากในระบบการสื่อสารความถี่สูง เช่น สายอากาศของทีวี สายชนิดนี้ถูกออกแบบมาให้มีค่าความต้านทาน 75 โอห์มและ 50 โอห์ม โดยสาย 75 โอห์ม ส่วนใหญ่ใช้กับสายอากาศทีวีและสาย 50 โอห์ม จะนำมาใช้กับการสื่อสารที่เป็นระบบดิจิตอล

คุณสมบัติของสายโคแอกเซียลประกอบด้วยตัวนำสองสาย โดยมีสายหนึ่งเป็นแกนอยู่ตรงกลางและอีกเส้นเป็นตัวนำล้อมรอบอยู่อีกชั้น มีขนาดของสาย 0.4 ถึง 1 นิ้ว

สายโคแอกเซียลมี 2 แบบ คือ แบบหนา (Thick) และแบบบาง (Thin) แบบหนาจะแข็ง การเดินสายทำได้ค่อนข้างยาก แต่สามารถส่งสัญญาณได้ไกลกว่าแบบบางสามารถ เปรียบเทียบข้อดีข้อเสียของสายสื่อสารกลางแบบโคแอกเชียลได้ดังต่อไปนี้

สายคู่บิดเกลียว (Twisted-Pair)

สายคู่เกลียวเป็นสายมาตรฐานสองเส้นหุ้มด้วยฉนวนแล้วบิดเป็นเกลียว สามารถรับส่งข้อมูลได้ทั้งแบบ อนาลอกและแบบดิจิตอล สายชนิดนี้จะมีขนาด 0.015-0.056 นิ้ว ส่งข้อมูลได้ด้วยความเร็ว 10 เมกะบิทต่อวินาที ถ้าใช้ส่งสัญญาณแบบอนาลอกจะต้องใช้วงจรขยายหรือแอมพลิฟายเออร์ ทุก ๆ ระยะ 5-6 กม. แต่ถ้าต้องการส่งสัญญาณแบบดิจิตอลจะต้องใช้อุปกรณ์ทำซ้ำสัญญาณ (Repeater) ทุก ๆ ระยะ 2-3 กม. โดยทั่วไปแล้วสำหรับการส่งข้อมูลแบบดิจิตอล สัญญาณที่ส่งเป็นลักษณะคลื่นสี่เหลี่ยม สายคู่บิดเกลียวสามารถใช้ส่งข้อมูลได้หลายเมกะบิตต่อวินาทีในระยะทางได้ไกลหลายกิโลเมตร เนื่องจากสายคู่เกลียว มีราคาไม่แพงมาก ใช้ส่งข้อมูลได้ดี และมีน้ำหนักเบา นอกจากนั้นยังง่ายต่อการติดตั้ง จึงถูกใช้งานอย่างกว้างขวางตัวอย่างของสายคู่บิดเกลียว คือ สายโทรศัพท์ สำหรับสายคู่บิดเกลียวนั้นจะมีอยู่ 2 ชนิดคือ

1. สายคู่บิดเกลียวชนิดหุ้มฉนวน (Shielded Twisted Pair : STP) เป็นสายคู่บิดเกลียวที่หุ้มด้วยฉนวนชั้นนอกที่หนาอีกชั้นหนึ่ง เพื่อป้องกันการรบกวนของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า

2. สายคู่บิดเกลียวชนิดไม่หุ้มฉนวน  (Unshielded Twisted Pair : UTP) เป็นสายคู่บิดเกลียวที่หุ้มด้วยฉนวนชั้นนอกที่บางทำให้สะดวกในการโค้งงอ แต่จะป้องกันการรบกวนของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าได้น้อยกว่าชนิดแรก

สายส่งข้อมูลแบบไฟเบอร์ออฟติกจะประกอบด้วยเส้นใยทำจากแก้ว 2 ชนิด ชนิดหนึ่งอยู่ตรงแกนกลาง อีกชนิดหนึ่งอยู่ด้านนอก โดยที่ใยแก้วทั้ง 2 นี้จะมีดัชนีในการสะท้อนแสงต่างกัน ทำให้แสงที่ส่งจากปลายด้านหนึ่งผ่านไปยังอีกด้านหนึ่งได้

สายส่งแบบไฟเบอร์ออฟติก  (Fiber Optic)

เป็นการส่งสัญญาณด้วยใยแก้ว และส่งสัญญาณด้วยแสงมีความเร็วในการส่งข้อมูลสูงสามารถส่งข้อมูล ได้ด้วยเร็วเท่ากับแสง ไม่มีสัญญาณรบกวนจากภายนอก

สายส่งข้อมูลแบบไฟเบอร์ออฟติกจะประกอบด้วยเส้นใยแก้ว 2 ชนิด ชนิดหนึ่งอยู่ตรงแกนกลาง อีกชนิดหนึ่งอยู่ด้านนอก โดยที่ใยแก้วทั้ง 2 นี้จะมีดัชนีในการสะท้อนแสงต่างกัน ทำให้แสงที่ส่งจากปลายด้านหนึ่งผ่านไปยังอีกด้านหนึ่งได้

รูปร่างเครือข่าย

คอมพิวเตอร์หรืออุปกรณ์รับ-ส่งข้อมูลที่ประกอบกันเป็นเครือข่าย มีการเชื่อมโยงถึงกันในรูปแบบต่าง ๆ ตามความเหมาะสม เทคโนโลยีการออกแบบเชื่อมโยงนี้เรียกว่า รูปร่างเครือข่าย (network topology) เมื่อพิจารณาการต่อเชื่อมโยงถึงกันของอุปกรณ์สำนักงานซึ่งใช้งานที่ต่าง ๆ หากต้องการเชื่อมต่อถึงกันโดยตรง จะต้องใช้สายเชื่อมโยงมาก

ปัญหาของการเชื่อมต่อคอมพิวเตอร์ หรืออุปกรณ์ของสถานีปลายทางหลาย ๆ สถานี คือ จำนวนสายที่ใช้เชื่อมโยงระหว่างสถานีเพิ่มมากขึ้น และระบบการสลับสายเพื่อโยงข้อมูลถึงกันในการสื่อสารระหว่างสถานีนั้น ถ้ามีการเพิ่มสถานีมากขึ้นค่าใช้จ่ายในการเดินสายก็มากตามไปด้วย และในขณะที่สถานีหนึ่งสื่อสารกับสถานีหนึ่งก็จะถือครองการใช้สายเชื่อมโยงระหว่างสถานีนั้น ทำให้การใช้สายเชื่อมโยงไม่เต็มประสิทธิภาพจึงมีความพยายามที่จะหาลักษณะรูปร่างเครือข่าย ที่จะประหยัดค่าใช้จ่ายในการเดินสายเชื่อมโยง ง่ายต่อการติดตั้ง และมีประสิทธิภาพที่ดีต่อระบบ รูปร่างเครือข่ายงานที่ใช้ในการสื่อสารมีหลายรูปแบบ 

แบบดาว

แบบดาว เป็นแบบการต่อสายเชื่อมโยง โดยการนำสถานีต่างๆ มาต่อร่วมกันกับหน่วยสลับสายกลาง การติดต่อสื่อสารระหว่างสถานีจะกระทำได้ด้วยการติดต่อผ่านทางวงจรของหน่วยสลับสายกลาง การทำงานของหน่วยสลับสายกลางจึงคล้ายกับศูนย์กลางของการติดต่อวงจรเชื่อมโยงระหว่างสถานีต่าง ๆ ที่ต้องการติดต่อกัน

แบบวงแหวน

แบบวงแหวน เป็นแบบที่สถานีของเครือข่ายทุกสถานีจะต้องเชื่อมต่อกับเครื่องขยายสัญญาณของตัวเอง โดยจะมีการเชื่อมโยงของสัญญาณของทุกสถานีเข้าด้วยกันเป็นวงแหวน เครื่องขยายสัญญาณเหล่านี้จะมีหน้าที่ในการรับข้อมูลจากเครื่องคอมพิวเตอร์ของตัวเองหรือจากเครื่องขยายสัญญาณตัวก่อนหน้าและส่งข้อมูลต่อไปยังเครื่องขยายสัญญาณตัวถัดไปเรื่อย ๆ เป็นวง หากข้อมูลที่ส่งเป็นของสถานีใด เครื่องขยายสัญญาณของสถานีนั้นก็รับและส่งให้กับสถานีนั้น เครื่องขยายสัญญาณจึงต้องมีการตรวจสอบข้อมูลที่ได้รับว่าเป็นของตนเองหรือไม่ด้วย ถ้าใช่ก็รับไว้ ถ้าไม่ใช่ก็ส่งต่อไป

แบบบัส

                                                     แบบต้นไม้

แบบบัสและต้นไม้ เป็นรูปแบบที่มีผู้นิยมใช้มากแบบหนึ่ง เพราะมีโครงสร้างไม่ยุ่งยากและไม่ต้องใช้เครื่องขยายสัญญาณหรืออุปกรณ์สลับสาย เหมือนแบบวงแหวนหรือแบบดาว สถานีต่าง ๆ จะเชื่อมต่อเข้าหาบัสโดยผ่านทางอุปกรณ์เชื่อมต่อที่เป็นฮาร์ดแวร์ การจัดส่งข้อมูลลงบนบัส จึงสามารถทำให้การส่งข้อมูลไปถึงทุกสถานีได้ การจัดส่งวิธีนี้จึงต้องกำหนดวิธีการที่จะไม่ให้ทุกสถานีส่งข้อมูลพร้อมกันเพราะจะทำให้ข้อมูลชนกัน โดยวิธีการที่ใช้อาจเป็นการแบ่งช่วงเวลา หรือให้แต่ละสถานีใช้ความถี่สัญญาณที่แตกต่างกัน

ระบบเครือข่ายคอมพิวเตอร์ มี3ประเภทด้วยกัน

1. LAN ย่อมาจาก Local Area Network คือระบบเครือข่าย แบบเชื่อมต่อคอมพิวเตอร์เข้าด้วยกันในระยะจำกัด เช่น ในอาคารเดียวกัน หรือบริเวณเดียวกันที่สามารถลากสายถึงกันได้โดยตรง ส่วนมากจะใช้สายเคเบิ้ล หรือ ที่เรียกกันว่า สายแลน เป็นตัวกลางในการเชื่อมต่อ อัตราเร็วของเครือข่าย  LAN อยู่ที่ระหว่าง 1-100 Mbps ทั้งนี้ความเร็วขอมูลขึ้นอยู่กับ ตัวกลางสายส่งที่ใช้ เทคนิคการส่งสัญญาณ และข้อกำหนดของผู้ให้บริการเน็ตเวิร์ค

การเชื่อมโยงเครือข่ายแบบแลน มี 3 รูปแบบ คือ

    1.Bus มีการรับส่งข้อมูลด้วยความเร็ว 10-100 MB/sจะเชื่อมต่อกันบนสายสัญญาณเส้นเดียวกัน โดยจะมีอุปกรณ์ที่เรียกว่า T-Connector เป็นตัวแปลงสัญญาณข้อมูลเพื่อนำเข้าสู่ระบบคอมพิวเตอร์และ Terminator ในการปิดหัวท้ายของสายในระบบเครือข่ายเพื่อดูดซับข้อมูลไม่ให้เกิดการสะท้อนกลับของสัญญาณ

    2.Star เป็นระบบที่มีเป็นการต่อแบบรวมศูนย์ โดยเครื่องคอมพิวเตอร์ทุกเครื่องจะต่อสายเข้าไปที่อุปกรณ์ที่เรียกว่า Hub หรือ Switch โดยอุปกรณ์ที่เรียกว่า Hub หรือ Switch จะทำหน้าที่เปรียบศูนย์กลางที่ทำหน้าที่กระจายข้อมูล โดยข้อดีของการต่อในรูปแบบนี้คือ หากสายสัญญาณเกิดขาดในคอมพิวเตอร์เครื่องใดเครื่องหนึ่ง เครื่องคอมพิวเตอร์อื่นๆจะสามารถใช้งานได้ปรกติ แต่หากศูนย์กลางคือ Hub หรือ Switch เกิดเสียจะทำให้ระบบทั้งระบบไม่สามารถทำงานได้ทั้งระบบ

    3.Ring เป็นระบบที่มีการส่งข้อมูลไปในทิศทางเดียวกัน โดยจะมีเครื่อง Server หรือ Switch ในการปล่อย Token เพื่อตรวจสอบว่ามีเครื่องคอมพิวเตอร์ใดต้องการส่งข้อมูลหรือไม่และระหว่างการส่งข้อมูลเครื่องคอมพิวเตอร์อื่นๆที่ต้องการส่งข้อมูลจะต้องทำการรอให้ข้อมูลก่อนหน้านั้นถูกส่งให้สำเร็จเสียก่อน

ข้อดีของระบบ LAN

➛ เนื่องจาผู้ใช้คอมพิเตอร์ในวง LAN เดียวกันสามารถใช้ทรัพยากรที่มีในวง LAN ร่วมกันได้ ทำให้ประหยัดค่าใช้จ่ายในการจัดซื้อสำหรับอุปกรณ์ที่สามารถใช้งานร่วมกันได้ เช่น เครื่องพิมพ์ หรือสแกนเนอร์ เป็นต้น การขนย้ายข้อมูลระหว่างเครื่องต่อเครื่องในระบบ ทำได้รวดเร็วกว่าการขนย้ายข้อมูลด้วยแผ่นดิสเก็ต เป็นระบบพื้นฐานในการเชื่อมต่อเข้ากับอินเทอร์เน็ต

ข้อเสียของระบบ LAN

➛ ถ้าสายเคเบิ้ลขาดจะไม่สามารถโอนถ่ายข้อมูลได้

2. WAN  ย่อมาจาก Wide Area Networks คือ เครือข่ายคอมพิวเตอร์ ที่ใช้สำหรับเชื่อมโยงกันในระยะทางที่ห่างไกลมากเป็นหลาย ๆ กิโลเมตร ซึ่งอาจใช้เชื่อมโยงระหว่างเมือง หรือระหว่างประเทศ ดังนั้นความเร็วในการเชื่อมโยงระหว่างกันอาจไม่สูงมากนัก เพราะระยะทางไกลทำให้มีสัญญาณรบกวนได้สูง ความเร็วจึงอยู่ในระดับช่วง 9.6-64 Kbps และ 1.5-2 Mbps ขึ้นอยู่กับแอพพลิเคชั่นและขนาดของข้อมูล ผ่านสื่อที่เป็นตัวกลางรับ-ส่งข้อมูลเช่น      สายเคเบิล หรือ ดาวเทียม เป็นต้น WAN ต่างกับ LAN ตรงที่สามารถเชื่อมโยงได้ในระยะทางที่ไกลมากกว่า

ระบบเครือข่ายแบบ WAN หรือระบบเครือข่ายระยะไกล จะเป็นระบบเครือข่ายที่เชื่อมโยง เครือข่ายแบบท้องถิ่นตั้งแต่ 2 เครือข่ายขึ้นไปเข้าด้วยกันผ่านระยะทางที่ไกลมาก โดยการเชื่อมโยงจะผ่านช่องทางการสื่อสารข้อมูลสาธารณะของบริษัทโทรศัพท์หรือองค์การโทรศัพท์ของประเทศต่างๆ  เช่นสายโทรศัพท์แบบอนาลอกสายแบบดิจิตอล  ดาวเทียม  ไมโครเวฟ เป็นต้น

ประเภทของเครือข่าย WAN เครือข่าย WAN สามารถแบ่งเป็น 2 ประเภทใหญ่ๆ คือ

1. เครือข่ายส่วนตัว ( Private Network )

เป็นการจัดตั้งระบบเครือข่ายซึ่งมีการใช้งานเฉพาะองค์กรที่เป็นเจ้าของเครือข่ายอยู่เพื่อเชื่อมโยงสาขาต่าง ๆ  ในระดับกายภาพ ( Physical Layer ) ของการเชื่อมต่อส่วนตัวจะยังคงต้องใช้ช่องทางการสื่อสารข้อมูลสาธารณะ เช่น สายโทรศัพท์ สายเช่า ดาวเทียม เป็นต้น ( เนื่องจากข้อกำหนดของประเทศต่าง ๆ โดยปกติแล้วจะไม่อนุญาตให้วางเครือข่ายเองได้

ข้อดีของเครือข่ายส่วนตัว ( Private Network )

➛ สามารถควบคุมดูแลเครือข่ายและขยายเครือข่ายไปยังจุดที่ต้องการข้อเสียของเครือข่ายส่วนตัว  ( Private Network )

➛ ในกรณีที่ไม่ได้มีการส่งข้อมูลต่อเนื่องตลอดเวลาจะเสียค่าใช้จ่ายสูงมากเมื่อเทียบกับการส่งข้อมูลผ่านเครือข่ายสาธารณะ

➛ ถ้ามีการส่งข้อมูลระหว่างสาขาต่างๆจะต้องมีการจัดหาช่องทางสื่อสารเชื่อมโยงระหว่างแต่ละสาขาด้วยและอาจทำให้ไม่สามารถจัดหาช่องทางการสื่อสารไปยังพื้นที่ที่ต้องการได้

2. เครือข่ายสาธารณะ ( Public Data Network )

เครือข่ายสาธารณะ บางครั้งเรียกว่า เครือข่ายมูลค่าเพิ่ม ( Value Added Network )  เป็นระบบเครือข่าย WAN  ซึ่งองค์กรที่ได้รับสัมปทานทำการจัดตั้งขึ้น เพื่อให้บุคคลทั่งไปหรือองค์กรอื่น ๆที่ไม่ต้องการวางเครือข่ายเองสามารถแบ่งกันเช่าใช้งานได้ระบบเครือข่ายสาธารณะนิยมใช้ในการเชื่อมต่อระบบเครือข่ายแบบ WAN กันมาก

      ข้อดีของเครือข่ายสาธารณะ ( Public Data Network )

➛ ค่าใช้จ่ายต่ำกว่าการจัดตั้งเครือข่ายส่วนตัว

➛ สามารถใช้ได้ทันทีโดยไม่ต้องเสียเวลาในการจัดตั้งเครือข่ายใหม่

➛ มีบริการให้เลือกอย่างหลากหลาย

     ข้อเสียของเครือข่ายสาธารณะ ( Public Data Network )

➛ ไม่สามารถเก็บรักษาความลับข้อมูลได้

3. MAN ย่อมาจาก Metropolitan Area Network คือ  เครือข่ายระดับเมือง ซึ่งเป็นเครือข่ายที่มักเชื่อมโยงกันเฉพาะในเขตเมืองเดียวกัน หรือหลายเขตเมืองที่อยู่ใกล้กัน ระยะทางประมาณ 10 กิโลเมตร ระบบเครือข่าย MAN เป็นกลุ่มของเครือข่าย LAN ที่นำมาเชื่อมต่อกันเป็นวงที่ใหญ่ขึ้นภายในพื้นที่ใกล้เคียงกัน ซึ่งออกแบบมาเพื่อใช้งานให้ครอบคลุมเมืองทั้งเมือง ซึ่งอาจเป็นเครือข่ายเดียวกัน เช่น เครือข่ายเคเ้บิลทีวี หรืออาจเป็นการรวมเครือข่ายกันของเครือข่าย LAN หลาย ๆ เครือข่ายเข้าด้วยกัน

      ตัวอย่าง เช่น ภายในมหาวิทยาลัยหรือในสถานศึกษาหนึ่งๆ จะมีระบบ MAN เพื่อเชื่อมต่อระบบ LAN ของแต่ละคณะวิชาเข้าด้วยกันเป็นเครือข่ายเดียวกันในวงกว้าง เทคโนโลยีที่ใช้ในเครือข่าย MAN ได้แก่ ATM, FDDI และ SMDS ระบบเครือข่าย MAN ที่จะเกิดในอนาคตอันใกล้ คือระบบที่จะเชื่อมต่อคอมพิวเตอร์ภายในเมืองเข้าด้วยกันโดยผ่านเทคโนโลยี Wi-Max

ประโยชน์ของเครือข่ายคอมพิวเตอร์

1. การใช้ทรัพยากรร่วมกัน (Resources Sharing) หมายถึง การใช้อุปกรณ์ต่างๆ เช่น เครื่องพิมพ์ร่วมกัน

2. การแชร์ไฟล์ เมื่อคอมพิวเตอร์ถูกติดตั้งเป็นระบบเน็ตเวิร์กแล้ว การใช้ไฟล์ข้อมูลร่วมกันหรือการแลกเปลี่ยนไฟล์ทำได้อย่างสะดวกรวดเร็ว

3. สามารถบริหารจัดการทำงานคอมพิวเตอร์ทุกเครื่องได้จากศูนย์กลาง (Centralized Management)

4. สามารถทำการสื่อสารกันในเครือข่าย (Communication) ได้หลายรูปแบบ

5. มีระบบรักษาความปลอดภัยของข้อมูลบนเครือข่าย (Network Security)

คำชี้แจง  จงเลือกคำตอบที่ถูกต้องที่สุดเพียงคำตอบเดียว

1. ข้อใดคือความหมายของการสื่อสารข้อมูล

     ก. กระบวนการถ่ายทอดข้อมูลโดยผ่านช่องทางสื่อระหว่างผู้ส่งและผู้รับ

     ข. กระบวนการหรือวิธีการถ่ายทอดข้อมูลระหว่างผู้ส่งและผู้รับที่อยู่ห่างไกลกันด้วย      ระบบการสื่อสารโทรคมนาคมเป็นสื่อกลาง

     ค. มีรากฐานมาจากความพยายามในการเชื่อมต่อระหว่างคอมพิวเตอร์กับคอมพิวเตอร์

     ง. การติดต่อระหว่างคอมพิวเตอร์เรียกว่าระบบเครือข่าย (Network)

2. ข้อใดเป็นวัตถุประสงค์ของการสื่อสารข้อมูล

     ก. เพื่อกระจายข้อมูลให้แพร่หลาย

     ข. เพื่อสืบสานวัฒนธรรมด้านภาษา

     ค. เพื่อให้ผู้รับสารเข้าใจข้อมูลของผู้ส่งสาร

     ง. เพื่อให้เกิดการพัฒนาตัวกลางการสื่อสาร

3. โดยทั่วไปการสื่อสารข้อมูลมีส่วนประกอบที่สำคัญ ยกเว้นข้อใด

     ก. ผู้ส่งข้อมูล

     ข. ข้อมูล

     ค. ช่องทางการส่งข้อมูล

     ง. ผู้รับข้อมูล

4. ข้อใดกล่าวถึง Protocol ได้ถูกต้อง

     ก. เป็นอุปกรณ์ที่ใช้ในการสื่อสารระหว่างผู้สื่อสาร

     ข. เป็นข้อตกลงหรือวิธีการที่ทำการสื่อสารระหว่างผู้สื่อสาร

     ค. เป็นเครื่องมือหรือเทคโนโลยีที่ใช้ในการสื่อสาร

     ง. เป็นช่องทางการสื่อสารระหว่างเครื่องคอมพิวเตอร์

5. การส่งสัญญาณแบบมีสายสัญญาณแบบใดที่มีความเร็วสูงสุด

     ก. สายโคแอกเซียล

     ข. สายคู่บิดเกลียว

     ค. สายใยแก้วนำแสง

     ง. สายแกนนำโลหะ

6. รูปแบบเครือข่ายใดเมื่อเครื่องคอมพิวเตอร์เครื่องใดเครื่องหนึ่งเสียระบบก็จะไม่ทำงาน

     ก. แบบดาว

     ข. แบบวงแหวน

     ค. แบบบัส

     ง. แบบตาข่าย

7. รูปแบบการเชื่อมโยงเครือข่ายแบบใดที่มีเครื่อง Server อยู่ตรงกลาง

     ก. แบบดาว

     ข. แบบวงแหวน

     ค. แบบตาข่าย

     ง. แบบบัส

8. เครือข่ายในท้องถิ่น มีชื่อเรียกอีกอย่างหนึ่งว่าอย่างไร

     ก. แลน

     ข. แวน

     ค. แมน

     ง. อินเตอร์เน็ต

9. เครือข่ายคอมพิวเตอร์ในข้อใดที่มีขนาดใหญ่ที่สุด

     ก. อินทราเน็ต      

     ข. แลน

     ค. แวน

     ง. แมน

10. ข้อใดไม่ใช่ประโยชน์ของเครือข่ายคอมพิวเตอร์

    ก. เพื่อใช้ทรัพยากรร่วมกัน

    ข. เพื่อให้ผู้ใช้สามารถติดต่อสื่อสารร่วมกัน

    ค. เพื่อความสะดวกและรวดเร็วในการค้นหาข้อมูลจากหน่วยงานภายนอก
            ง. เพื่อแลกเปลี่ยนข้อมูลหรือใช้ข้อมูลร่วมกัน

บรรณานุกรม
[ระบบออนไลน์].แหล่งที่มา https://sites.google.com/a/thoengwit.ac.th/master_site/bi-khwam-ru-thi-1-1
[ระบบออนไลน์].แหล่งที่มา http://www.tanti.ac.th/Com-tranning/IT/technof7.htm
[ระะบบออนไลน์].แหล่งที่มา https://chalad.wordpress.com/subject/31241-2/31241-lesson-3/
สืบค้นเมื่อ (26 กรกฏาคม 2560)