บทที่ 3 ตัวกลางในการสื่อสาร ... · 2020-01-29 ·...

36
บทที3 ตัวกลางในการสื่อสารข้อมูล แผนการสอนประจาบท รายวิชา การสื่อสารข้อมูลและเครือข่าย บทที3 ตัวกลางในการสื่อสารข้อมูล หัวข้อเนื้อหาหลัก 3.1 ตัวกลางในการสื่อสารข้อมูลแบบใช้สาย 3.2 ตัวกลางในการสื่อสารข้อมูลแบบไร้สาย แนวคิด 1. ตัวกลางในการสื่อสารข้อมูลเป็นองค์กระกอบพื้นฐานที่สาคัญของการสื่อสารข้อมูล ประกอบด้วย 2 แบบ ได้แก่ ตัวกลางในการสื่อสารข้อมูลแบบใช้สาย และตัวกลางในการสื่อสารข้อมูลแบบ ไร้สาย โดยแบบแรกเป็นการใช้สายนาสัญญาณสาหรับการสื่อสารข้อมูล มีสายนาสัญญาณที่นิยมใช้งานใน ระบบเครือข่ายคอมพิวเตอร์ ได้แก่ สายคู่ตีเกลียว สายโคแอกเซียล และสายใยแก้วนาแสง สายคู่ตีเกลียว และสายโคแอกเซียล เป็นสายที่มีลวดตัวนาผลิตจากทองแดง ที่จะมีผลกระทบจากคลื่นสนามแม่เหล็ก ไฟฟ้า ดังนั้นจึงทาให้มีการป้องกันคลื่นสนามแม่เหล็กไฟฟ้าด้วยการตีเกลียว หรือการห่อหุ้มด้วยใยตาข่าย โลหะ และสาหรับสายใยแก้วนาแสงแกนตัวนาเป็นแกนที่ผลิตจากสารอโลหะ คือ ซิลิก้า ซึ่งเป็นวัสดุ คล้ายแก้ว วัสดุดังกล่าวทาให้สายใยแก้วนาแสงไม่มีผลกระทบจากคลื่นสนามแม่เหล็กไฟฟ้าแต่อย่างใด 2. ตัวกลางแบบไม่ใช้สายนาสัญญาณ เนื่องจากการสื่อสารต้องการให้สามารถรับส่งสัญญาณให้ได้ ในระยะทางที่ไกลๆ ซึ่งตัวกลางแบบใช้สายไม่สามารถทาได้ ดังนั้นจึงได้มีการพัฒนาการสื่อสารแบบไร้สาย ขึ้นด้วยการใช้คลื่นสนามแม่เหล็กไฟฟ้าที่มีความถี่สูงในการนาพาข้อมูลส่งถึงปลายทาง คลื่นสนามแม่เหล็ก ไฟฟ้ามีช่วงความถี่ในการใช้งานมากมาย เช่น คลื่นวิทยุ คลื่นย่านไมโครเวฟ คลื่นอินฟราเรด เป็นต้น วัตถุประสงค์ เมื่อศึกษาบทที3 จบแล้ว ผู้เรียนสามารถอธิบายหัวข้อต่อไปนี้ได1. ลักษณะของตัวกลางแบบใช้สายในการสื่อสารข้อมูลได้ 2. คุณสมบัติของตัวกลางแบบใช้สายในการสื่อสารข้อมูลได้ 3. ข้อดีและข้อเสียของตัวกลางแบบใช้สายในการสื่อสารข้อมูลได้ 4. ลักษณะของตัวกลางแบบไร้สายในการสื่อสารข้อมูลได้ 5. คุณสมบัติของตัวกลางแบบไร้สายในการสื่อสารข้อมูลได้ 6. ข้อดีและข้อเสียของตัวกลางแบบไร้สายในการสื่อสารข้อมูลได้ กิจกรรมระหว่างเรียน 1. ทาแบบประเมินผลตนเองก่อนเรียนบทที3 2. ศึกษาเอกสารประกอบการสอนหัวข้อเนื้อหาหลักที3.1 - 3.2 3. ปฏิบัติกิจกรรมตามที่ได้รับมอบหมายในเอกสารประกอบการสอน

Transcript of บทที่ 3 ตัวกลางในการสื่อสาร ... · 2020-01-29 ·...

Page 1: บทที่ 3 ตัวกลางในการสื่อสาร ... · 2020-01-29 · 50 บทที่3 ตัวกลางในการสื่อสารข้อมูล

บทท 3

ตวกลางในการสอสารขอมล แผนการสอนประจ าบท รายวชา การสอสารขอมลและเครอขาย บทท 3 ตวกลางในการสอสารขอมล หวขอเนอหาหลก 3.1 ตวกลางในการสอสารขอมลแบบใชสาย 3.2 ตวกลางในการสอสารขอมลแบบไรสาย แนวคด 1. ตวกลางในการสอสารขอมลเปนองคกระกอบพนฐานทส าคญของการสอสารขอมล ประกอบดวย 2 แบบ ไดแก ตวกลางในการสอสารขอมลแบบใชสาย และตวกลางในการสอสารขอมลแบบไรสาย โดยแบบแรกเปนการใชสายน าสญญาณส าหรบการสอสารขอมล มสายน าสญญาณทนยมใชงานในระบบเครอขายคอมพวเตอร ไดแก สายคตเกลยว สายโคแอกเซยล และสายใยแกวน าแสง สายคตเกลยวและสายโคแอกเซยล เปนสายทมลวดตวน าผลตจากทองแดง ทจะมผลกระทบจากคลนสนามแมเหลกไฟฟา ดงนนจงท าใหมการปองกนคลนสนามแมเหลกไฟฟาดวยการตเกลยว หรอการหอหมดวยใยตาขายโลหะ และส าหรบสายใยแกวน าแสงแกนตวน าเปนแกนทผลตจากสารอโลหะ คอ ซลกา ซงเปนวสด คลายแกว วสดดงกลาวท าใหสายใยแกวน าแสงไมมผลกระทบจากคลนสนามแมเหลกไฟฟาแตอยางใด 2. ตวกลางแบบไมใชสายน าสญญาณ เนองจากการสอสารตองการใหสามารถรบสงสญญาณใหไดในระยะทางทไกลๆ ซงตวกลางแบบใชสายไมสามารถท าได ดงนนจงไดมการพฒนาการสอสารแบบไรสายขนดวยการใชคลนสนามแมเหลกไฟฟาทมความถสงในการน าพาขอมลสงถงปลายทาง คลนสนามแมเหลกไฟฟามชวงความถในการใชงานมากมาย เชน คลนวทย คลนยานไมโครเวฟ คลนอนฟราเรด เปนตน วตถประสงค เมอศกษาบทท 3 จบแลว ผเรยนสามารถอธบายหวขอตอไปนได 1. ลกษณะของตวกลางแบบใชสายในการสอสารขอมลได 2. คณสมบตของตวกลางแบบใชสายในการสอสารขอมลได 3. ขอดและขอเสยของตวกลางแบบใชสายในการสอสารขอมลได 4. ลกษณะของตวกลางแบบไรสายในการสอสารขอมลได 5. คณสมบตของตวกลางแบบไรสายในการสอสารขอมลได 6. ขอดและขอเสยของตวกลางแบบไรสายในการสอสารขอมลได กจกรรมระหวางเรยน 1. ท าแบบประเมนผลตนเองกอนเรยนบทท 3 2. ศกษาเอกสารประกอบการสอนหวขอเนอหาหลกท 3.1 - 3.2 3. ปฏบตกจกรรมตามทไดรบมอบหมายในเอกสารประกอบการสอน

Page 2: บทที่ 3 ตัวกลางในการสื่อสาร ... · 2020-01-29 · 50 บทที่3 ตัวกลางในการสื่อสารข้อมูล

48 บทท 3 ตวกลางในการสอสารขอมล

ปรญญา นอยดอนไพร || การสอสารขอมลและเครอขาย (Data Communication and Network)

4. ท าแบบประเมนผลตนเองหลงเรยนบทท 3 5. ท ากจกรรมประจ ารายวชา สอการสอน 1. เอกสารประกอบการสอน 2. แบบฝกปฏบต การประเมนผล 1. ประเมนผลจากแบบประเมนผลตนเองกอนเรยนและหลงเรยน 2. ประเมนผลจากการท ากจกรรมและแนวตอบทายเรอง 3. ประเมนผลจากกจกรรมประจ ารายวชา 4. ประเมนผลจากการสอบไลประจ าภาคการศกษา ขอก าหนด เมออานแผนการสอนประจ าบทท 3 แลว ก าหนดใหผเรยนท าแบบประเมนผลตนเองกอนเรยนบทท 3 ในแบบฝกปฏบต แลวจงศกษาเอกสารการสอนตอไป

Page 3: บทที่ 3 ตัวกลางในการสื่อสาร ... · 2020-01-29 · 50 บทที่3 ตัวกลางในการสื่อสารข้อมูล

บทท 3 ตวกลางในการสอสารขอมล 49

ปรญญา นอยดอนไพร || การสอสารขอมลและเครอขาย (Data Communication and Network)

3.1 ตวกลางในการสอสารขอมลแบบใชสาย หวขอเนอหายอย

3.1.1 สายคตเกลยว 3.1.2 สายโคแอกเซยล 3.1.3 สายใยแกวน าแสง

แนวคด 1. ตวกลางในการสอสารขอมลแบบใชสายม 3 ประเภทไดแก สายคตเกลยว สายโคแอกเซยล

และสายใยแกวน าแสง สายคตเกลยวเปนสายลวดทองแดง 2 เสนทหมดวยฉนวนพลาสตกและน ามาพนเกลยวเปนค ๆ เพอก าจดการรบกวนของสนามแมเหลกไฟฟา สายคตเกลยวแบงออกเปน 2 ชนดไดแก สายคตเกลยวแบบไมหมฉนวน และสายคตเกลยวแบบหมฉนวน

2. สายโคแอกเซยลเปนสายทมลวดทองแดงเปนตวน าเพยงเสนเดยว และถกหมดวยฉนวน ไดอเลกทรก โดยมตาขายโลหะและฉนวนพลาสตกหมสายอกชนหนง สายโคแอกเซยลมการปองกนการรบกวนจากคลนแมเหลกไฟฟาดวยตาขายโลหะ ชนดของสายแบงไดเปน 2 ชนด ไดแก สายโคแอกเซยล แบบหนา และสายโคแอกเซยลแบบบาง

3. สายใยแกวน าแสงเปนสายทมแกนตวน า เปนแทงแกวทผลตจากซลกา หรอพลาสตกและหมดวยสวนหอหม ทเปนแกวหรอพลาสตกทมความหนาแนนนอยกวาแกนตวน า เพอท าใหคลนแสงเดนทางสะทอนภายในแทงแกวไปยงปลายทางได สายใยแกวน าแสงเปนสายทไมมผลกระทบจากสนามแมเหลกไฟฟา ชนดของสายแบงตามรปแบบการเดนทางของแสง ไดแก สายใยแกวน าแสงแบบซงเกลโหมดและสายใยแกวน าแสงแบบมลตโหมด วตถประสงค

เมอศกษาหวขอเนอหาหลกท 3.1 จบแลว ผเรยนสามารถอธบายหวขอตอไปนได 1. โครงสรางของสายน าสญญาณแตละประเภทได 2. คณสมบตของสายน าสญญาณแตละประเภทได 3. ระบชนดของสายน าสญญาณแตละประเภทได 4. ขอดขอเสยของสายน าสญญาณแตละประเภทได 5. การใชสายน าสญญาณแตละประเภทได

Page 4: บทที่ 3 ตัวกลางในการสื่อสาร ... · 2020-01-29 · 50 บทที่3 ตัวกลางในการสื่อสารข้อมูล

50 บทท 3 ตวกลางในการสอสารขอมล

ปรญญา นอยดอนไพร || การสอสารขอมลและเครอขาย (Data Communication and Network)

3.1.1 สายคตเกลยว สายคตเกลยว (twisted pair cable) เปนสายน าสญญาณทไดรบความนยมในการใชงาน

ในระบบเครอขายคอมพวเตอรมากทสดในปจจบน เนองจากการตดตงงายและมราคาไมแพง รวมถงมการวจยและพฒนาใหสายคตเกลยวสามารถรองรบการรบสงสญญาณขอมลในอตราทคอนขางสงได

1) ลกษณะสายคตเกลยว สายคตเกลยวมลกษณะเปนเสนลวดทองแดง 2 เสนแตละเสนมฉนวนหมและพนเขา

ดวยกนเปนเกลยวหนงค สามารถลดการรบกวนจากสนามแมเหลกไฟฟาได แตไมสามารถปองกนการสญเสยพลงงานจากการแผรงสความรอนในขณะทมสญญาณสงผานสายได สายคตเกลยว 1 ค จะแทนการสอสารได 1 ชองทางสอสาร (Channel) ดงแสดงในภาพท 3.1 (ฉตรชย สมามาลย, 2549 : 63)

ภาพท 3.1 ลกษณะสายคตเกลยว

การตเกลยวคกนของลวดทองแดงท าเพอลดสญญาณรบกวนจากคลนสนามแมเหลกไฟฟาและสญญาณรบกวนแบบครอสทอลก (crosstalk) ระหวางลวดตวน า แตอยางไรกตามถาระดบการสงสญญาณมความแรงมาก ผลการเกดสญญาณรบกวนแบบครอสทอลกกจะรนแรงตามไปดวย ดงแสดงในภาพท 3.2

ภาพท 3.2 ลกษณะการเกดสญญาณรบกวนแบบครอสทอลก ทมา: VDV Works LLC. (2002).

ฉนวนหมภายนอก สายคตเกลยว

ฉนวนพลาสตกหมชนในและ

รหสส

Page 5: บทที่ 3 ตัวกลางในการสื่อสาร ... · 2020-01-29 · 50 บทที่3 ตัวกลางในการสื่อสารข้อมูล

บทท 3 ตวกลางในการสอสารขอมล 51

ปรญญา นอยดอนไพร || การสอสารขอมลและเครอขาย (Data Communication and Network)

โดยปกตแลวเมอมกระแสไฟฟาวงผานลวดตวน าจะเกดสนามแมเหลกไฟฟาขนรอบ ๆตวน านน ดวยเหตดงกลาวเมอลวดตวน า 2 เสน ทมกระแสไฟฟาวงผานวางอยใกลกนจงเกดสนามแมเหลกไฟฟาและเกดการเหนยวน าของสนามแมเหลกไฟฟาขน ท าใหเกดขอผดพลาดเมอมการรบสงขอมล ดงนนเพอลดผลกระทบจากสนามแมเหลกไฟฟา จงน าลวดตวน าทวางใกลกนมาพนเปนเกลยวเพอใหอ านาจสนามแมเหลกของแตละลวดตวน าหกลางกนไปหมด

ส าหรบวธการปองกนการลดทอนสญญาณเมอมการรบสงสญญาณดวยระยะทางทไกลขน จะใชอปกรณเครองขยายสญญาณ (amplifier) ท าหนาทขยายสญญาณใหมสญญาณเหมอนตนทางส าหรบสญญาณแบบแอนะลอกหรอใชอปกรณเครองทวนสญญาณ (repeater) เพอท าหนาททวนสญญาณแบบดจตอล

2) ชนดของสายคตเกลยว ชนดของสายคตเกลยวสามารถแบงออกไดเปน 2 ชนดไดแก สายคตเกลยวแบบไมหม

ฉนวน (Unshielded Twisted Pair: UTP) และสายคตเกลยวแบบหมฉนวน (Shielded Twisted Pair: STP) 2.1) สายคตเกลยวแบบไมหมฉนวน

สายคตเกลยวแบบไมหมฉนวน นยมเรยกสน ๆ วา สาย UTP สายชนดนเปนสายทประกอบดวยลวดทองแดงหมฉนวนพนเปนค ๆ จ านวน 4 ค และหมดวยฉนวนพลาสตกแบบบางอกชนหนงเพอความสะดวกในการตดโคงงอเวลาเดนสาย ดงแสดงในภาพท 3.3

ภาพท 3.3 ลกษณะสายคตเกลยวแบบไมหมฉนวน

โครงสรางของสายคตเกลยวแบบ UTP ถกควบคมและพฒนาขนตามมาตรฐานสายสญญาณของสมาคมอตสาหกรรมอเลกทรอนกส หรอ EIA(Electronic Industries Association) และสมาคมอตสาหกรรมโทรคมนาคม หรอ TIA (Telecommunication Industries Association) โดยทงสองสมาคมไดรวมมอกนก าหนดมาตรฐานของสายน าสญญาณส าหรบสายคตเกลยวขนและใชชอมาตรฐานวา EIA/TIA 568 ส าหรบใชเปนมาตรฐานในการผลตสายคตเกลยว โดยมาตรฐานนไดแบงประเภทของสายคตเกลยวออกเปนหลายประเภท และเรยกแตละประเภทวา Category N โดยคาของ N หมายถง หมายเลขทบอกประเภทหนาทการใชงานของสายน าสญญาณ และในท านองเดยวกนสถาบนมาตรฐานนานาชาต (International Organization for Standardization: ISO) ไดมการก าหนดมาตรฐานเกยวกบเรองสายน าสญญาณนเชนกน โดยเรยกสายน าสญญาณของแตละประเภทเปน Class A ถง F ส าหรบคณสมบตทวไปของสายน าสญญาณของแตละประเภทแสดงได (กอกจ วระอาชากล. 2553, 37) ดงตารางท 3.1

ฉนวนหมภายนอก สายคตเกลยว

ฉนวนพลาสตกหมชนในและ

รหสส

Page 6: บทที่ 3 ตัวกลางในการสื่อสาร ... · 2020-01-29 · 50 บทที่3 ตัวกลางในการสื่อสารข้อมูล

52 บทท 3 ตวกลางในการสอสารขอมล

ปรญญา นอยดอนไพร || การสอสารขอมลและเครอขาย (Data Communication and Network)

ตารางท 3.1 คณสมบตของมาตรฐานสายสญญาณแบบคตเกลยว มาตรฐานสาย อตราบต

(Mbps) คณสมบต

Category 1/ Class A 1 ใชในระบบโทรศพทอยางเดยว มความสามารถในการสงผานขอมล 1 เมกกะบต (mega-bit per second: Mbps) สายชนดนไมสามารถใชในการสงขอมลแบบดจตอลได

Category 2/ Class B 4 เปนสายแบบ UTP มความสามารถในการสงผานขอมล 4 Mbps สามารถสอสารขอมลทงแบบแอนะลอกและดจตอลส าหรบเครอขายความเรวต า เชน ระบบโทรศพทแบบ ISDN2 และเครอขายโทเคนรง (Token ring)

Category 3/ Class C 10 เปนสายแบบ UTP ภายในมสายสญญาณจ านวน 4 ค โดยมขอก าหนดระบไววา สายแตละคจะตองน ามาบดเกลยวอยางนอย 3 รอบตอ 1 ฟต รองรบความเรวในการสงผานขอมลท 10 Mbps สายชนดนนยมใชกบเครอขายอเทอรเนต (10 Mbps) และเครอขายโทเคนรง (4 Mbps)

Category 4 20 เปนสายแบบ UTP ภายในมสายสญญาณจ านวน 4 ค รองรบความเรวในการสงผานขอมลท 20 Mbps สายชนดนนยมใชกบเครอขายอเทอรเนต (20 Mbps) และเครอขายโทเคนรง (16 Mbps)

Category 5/ Class D 100 เปนสายแบบ UTP มความสามารถในการสงผานขอมลท 100 Mbps โดยมการพนเกลยวประมาณ 3 เกลยวตอ 1 นว ในแตละคของสาย มทงหมด 4 ค โดยจะยดหลกการพนตามมาตรฐาน TIA/EIA 568[A|B] โดยปกตสายกลม CAT-5 หากใชมาตรฐาน TIA/EIA 568A มกใชท าเปนสายส าหรบเครอขายโทเคนรง สวนมาตรฐาน TIA/EIA 568B มกใชท าสายส าหรบเครอขายอเทอรเนต เชน 10BASE-T และ 100BASE-TX เปนตน ความยาวของสายสงสดไมเกน 100 เมตร และความถทสงไดสงสด คอ 100 MHz

Category 5 Enhanced (5E)

1,000 เชนเดยวกบ Class D แตมคณภาพของสายทดกวา เพอรองรบการสอสารขอมลแบบ Full duplex มความสามารถในการสงผานขอมลท 1 Gbps มกใชท าสายส าหรบเครอขายอเทอรเนตความเรวสง เชน 1000BASE-T เปนตน และหากเปรยบเทยบการสงผานขอมลในความเรว 100 Mbps จะสามารถสงขอมลไดไกลถง 350 เมตร แตความถทสงยงคงไดสงสดไมเกน 100 MHz

Page 7: บทที่ 3 ตัวกลางในการสื่อสาร ... · 2020-01-29 · 50 บทที่3 ตัวกลางในการสื่อสารข้อมูล

บทท 3 ตวกลางในการสอสารขอมล 53

ปรญญา นอยดอนไพร || การสอสารขอมลและเครอขาย (Data Communication and Network)

ตารางท 3.1 (ตอ) มาตรฐานสาย อตราบต

(Mbps) คณสมบต

Category 6/ Class E 1,000 เปนสาย UTP ทพฒนาใหมประสทธภาพเพมขนจากสาย CAT-5 และ CAT-5e ซงสมารถสงผานขอมลไดสงสด 1 Gbps และความถสงสดททดสอบได คอ 250 MHz นอกจากนยงเพมประสทธภาพในสวนการปองกนคลนรบกวนดวย ส าหรบมาตรฐานทใชอางอง คอ TIA/EIA-568B.2

Category 7/ Class F 10,000 เปนสายแบบ ScTP ตางกบแบบ STP ตรงทไดมการเพมฟอยลปองกนคลนรบกวนในแตละคเกลยวทง 4 ค และยงคงมแผนทองแดงบางหมอกชน CAT-7 ไดถกออกแบบใหรองรบความถในการสอสาร คอ 600 MHz และสามารถสงขอมลไดสงถง 10 Gbps ในระยะทาง 100 เมตร ดวยความสามารถนจงไดน ามาใชท าสายส าหรบเครอขายอเทอรเนต 10GBASE-T แตกท าใหท าใหไมสามารถใชหวเชอมตอแบบเดมชนด RJ-45 ได ตองเปลยนมาใชแบบใหม คอ GG-45 แทน

2.2) สายคตเกลยวแบบหมฉนวน

สายคตเกลยวแบบหมฉนวน นยมเรยกสนๆ วาสาย STP สายชนดนเปนสายทมลกษณะคลายกบสาย UTP แตมแผนอะลมเนยมฟอยลบาง ๆ (aluminum foil) หอหมคสายหรอม ใยโลหะทถกเปนตาขายหอหมคสายและแผนฟอยลอกชนหนง โดยแผนฟอยลและใยโลหะตาขายท าหนาทปองกนสญญาณรบกวนจากคลนแมเหลกไฟฟา ดงแสดงในภาพท 3.4

ภาพท 3.4 ลกษณะสายคตเกลยวแบบหมฉนวน

โดยทวไปสายน าสญญาณชนด STP นใชมาตรฐาน Category 5 ทมการพนตเกลยวกนถกวาแบบ UTP และสามารถใชสอสารขอมลไดสงถง 100 Mbps สายชนดนสวนใหญแลวมกใชในระบบเครอขาย LANแบบ Token Ring ทสามารถรบสงขอมลไดเรวถง 150 บตตอวนาท (bps) และ

ฉนวนหมภายนอก สายคตเกลยว

ฉนวนพลาสตกหมชนในและ

รหสส

ฉนวนฟอยล

Page 8: บทที่ 3 ตัวกลางในการสื่อสาร ... · 2020-01-29 · 50 บทที่3 ตัวกลางในการสื่อสารข้อมูล

54 บทท 3 ตวกลางในการสอสารขอมล

ปรญญา นอยดอนไพร || การสอสารขอมลและเครอขาย (Data Communication and Network)

แมวาคณภาพของสญญาณในสาย STP จะดกวา สายแบบ UTP แตสายแบบ STP จะมลกษณะสายคอนขางเทอะทะกวาสาย UTP มากจงท าใหไมสะดวกทจะน ามามดรวมกนเปนกลมสายเหมอนกบสาย UTP อยางไรกตามสายคตเกลยวแบบ STP สวนมากถกน าไปใชส าหรบการเดนสายน าสญญาณผานสภาพแวดลอมทมสญญาณรบกวนมากๆ เทานนเพราะเนองจากราคาของสายมราคาทสงกวาแบบ UTP

3) การเชอมตอสายคตเกลยว การเชอมตอสายคตเกลยวเพอท าการสอสารขอมลผานระบบเครอขาย จะใชอปกรณ

เชอมตอทเรยกวาหวตอ (connector) เชอมตอเขากบการดเครอขาย (LAN card) และเรยกลกษณะหวตอส าหรบสายคตเกลยว 4 ควา RJ-45 (Registered Jack 45) ดงแสดงในภาพท 3.5

ก) RJ-45 แบบตวผ (RJ-45 ตวผ) ข) JR-45 แบบตวเมย (RJ-45 ตวเมย)

ภาพท 3.5 หวตอส าหรบสายคตเกลยว RJ-45 แบบตวผและแบบตวเมย ทมา: NW Systems Group Limited. (2012). และ RAB Telecom Canada. (2013).

ส าหรบระบบสายโทรศพททว ๆ ไปจะใชสายคตเกลยวเพยง 2 คและเรยกหวตอทใชกบสายเพยง 2 คนวา RJ-11 อยางไรกตามนอกจากมาตรฐานประเภทของสายคตเกลยว ทก าหนดโดยสมาคม EIA/TIA แลวรหสสทใชส าหรบสายคตเกลยวกไดมการก าหนดใหมรหสสทแตกตางกนตามมาตรฐาน EIA/TIA-568A และ EIA/TIA-568B โดยแตละคจะจบคเปนสหลก ๆ ไดแกสน าเงน (blue) สสม (orange) สเขยว (green) และสน าตาล (brown) เพอใชในการเขาหวตอ RJ-45 ดงแสดงในตารางท 3.2

ตารางท 3.2 มาตรฐานการเขาหวตอ RJ-45 ตวผ ต าแหนงขา สญญาณ EIA/TIA 568A EIA/TIA 568B

1 Transmit+ ขาวเขยว ขาวสม 2 Transmit- เขยว สม 3 Receive+ ขาวสม ขาวเขยว 4 N/A น าเงน น าเงน 5 N/A ขาวน าเงน ขาวน าเงน 6 Receive- สม เขยว 7 N/A ขาวน าตาล ขาวน าตาล 8 N/A น าตาล น าตาล

การเขาหวตอ RJ-45 ตามมาตรฐานทงสองจะมวธการประยกตใชงานทแตกตางกน คอ

เมอมการเชอมตอดวยสายคตเกลยวระหวางฮบหรอสวตชกบเครองคอมพวเตอรปลายสายทงสองควร เขาหวตอแบบ EIA/TIA-568B

Page 9: บทที่ 3 ตัวกลางในการสื่อสาร ... · 2020-01-29 · 50 บทที่3 ตัวกลางในการสื่อสารข้อมูล

บทท 3 ตวกลางในการสอสารขอมล 55

ปรญญา นอยดอนไพร || การสอสารขอมลและเครอขาย (Data Communication and Network)

ภาพท 3.6 การเขาหว RJ-45 แบบ EIA/TIA-568B ส าหรบเชอมตอระหวางคอมพวเตอรกบฮบหรอสวตช

ส าหรบการเชอมตอระหวางฮบกบฮบหรอเครองคอมพวเตอรกบเครองคอมพวเตอร ปลายสายขางหนงควรเปนแบบ EIA/TIA-568A และอกปลายอกขางหนงควรเปนแบบ EIA/TIA-568B

ก) เขาหวปลายขางหนงแบบ EIA/TIA-568B ข) เขาหวปลายขางหนงแบบ EIA/TIA-568A

ภาพท 3.7 การเขาหว RJ-45 ส าหรบเชอมตอระหวางฮบกบฮบ หรอ คอมพวเตอรกบคอมพวเตอร

เทคนคการเขาหวสาย UTP กบ RJ-45 จากทกลาวมาทงหมดเกยวกบสายคตเกลยวสามารถสรปลกษณะทวไปไดดงตารางท 3.3

ตารางท 3.3 สรปลกษณะทวไปของสายคตเกลยว สายคตเกลยว รายละเอยด

ลกษณะสายสญญาณ เปนสายลวดทองแดง 2 เสนแตละเสนมฉนวนพลาสตกหม น ามาพนเกลยวกนเปนค หรอมแผนอลมเนยมฟอยลหมคสายอกชนหนง

ขา 4 (น าเงน)

ขา 3 (ขาว/เขยว)

ขา 2 (สม)

ขา 1 (ขาว/สม)

ขา 5 (ขาว/น าเงน)

ขา 6 (เขยว)

ขา 7 (ขาว/น าตาล)

ขา 8 (น าตาล)

ขา 4 (น าเงน)

ขา 3 (ขาว/สม)

ขา 2 (เขยว)

ขา 1 (ขาว/เขยว)

ขา 5 (ขาว/น าเงน)

ขา 6 (สม)

ขา 7 (ขาว/น าตาล)

ขา 8 (น าตาล)

ขา 5 (ขาว/น าเงน)

ขา 6 (เขยว)

ขา 7 (ขาว/น าตาล)

ขา 8 (น าตาล)

ขา 4 (น าเงน)

ขา 3 (ขาว/เขยว)

ขา 2 (สม)

ขา 1 (ขาว/สม)

Page 10: บทที่ 3 ตัวกลางในการสื่อสาร ... · 2020-01-29 · 50 บทที่3 ตัวกลางในการสื่อสารข้อมูล

56 บทท 3 ตวกลางในการสอสารขอมล

ปรญญา นอยดอนไพร || การสอสารขอมลและเครอขาย (Data Communication and Network)

ตารางท 3.3 (ตอ) สายคตเกลยว รายละเอยด

ชนดสายสญญาณ 1. สายคตเกลยวแบบไมมการหมฉนวน (UTP) 2. สายคตเกลยวแบบมการหมฉนวน (STP)

การสงสญญาณ ใชรบสงสญญาณดจตอลและแอนะลอกทมความถไมสง

อปกรณสนบสนน ใชอปกรณทวนสญญาณ (Repeater) ชวยขยายระยะทางการรบสงขอมล ขอด 1. ราคาถก

2. มน าหนกเบา และตดตงใชงานงาย

ขอเสย 1. คลนแมเหลกไฟฟารบกวนงาย 2. จ ากดระยะทางการรบสงขอมล

การน าไปใชงาน 1. ใชในระบบโทรศพทสาธารณะ 2. ใชในระบบเครอขายคอมพวเตอรแลน (LAN)

3.1.2 สายโคแอกเซยล สายโคแอกเซยล (Coaxial Cable) หรอเรยกสน ๆ วา สายโคแอก (Coax) เปนสายน า

สญญาณทมคณภาพดกวาและราคาแพงกวาสายคตเกลยว 1) ลกษณะสายโคแอกเซยล

สายโอแอกเซยล ประกอบดวยแกนตวน าทเปนลวดทองแดงตรงกลาง 1 เสน และมฉนวนพลาสตกหนาหรอ ไดอเลกทรก (Dielectric) หมลวดตวน า เชน โฟมเมด โพลเอธลน (Foamed Polyethylene) เปนตน และถดจากฉนวนไดอเลกทรกจะมตาขายทถกจากลวดตวน าหมฉนวนอกชนหนง เพอปองกนการรบกวนจากคลนสนามแมเหลกไฟฟาและสญญาณรบกวนอน ๆ และหมรอบตาขายอกชนดวยพลาสตก ดงแสดงในภาพท 3.8

ภาพท 3.8 ลกษณะโครงสรางสายโคแอกซ

สายโคแอกซเปนสายทมฉนวนพลาสตกหนาหมลวดตวน า ท าใหชวยเพมความคงทนใหกบสายและยงท าใหสามารถตดตงฟงสายได สายโคแอกซมฉนวนปองกนสญญาณรบกวนจากภายนอก ท าใหสามารถรบสงขอมลในชวงแถบความถกวางไดด สงผลใหการรบสงขอมลมความเรวสง แตอยางไรกตาม ชวงแถบความถกวางของสญญาณจะขนอยกบความยาวของสายดวย เนองจากสายทมขนาดยาวจะม

พลาสตกหมสาย ตาขายลวดตวน า

ฉนวนไดอเลกทรก

แกนลวดทองแดง

Page 11: บทที่ 3 ตัวกลางในการสื่อสาร ... · 2020-01-29 · 50 บทที่3 ตัวกลางในการสื่อสารข้อมูล

บทท 3 ตวกลางในการสอสารขอมล 57

ปรญญา นอยดอนไพร || การสอสารขอมลและเครอขาย (Data Communication and Network)

การลดทอนสญญาณเกดขน ท าใหอตราความเรวในการรบสงขอมลลดลง ดงนน เพอปองกนการลดทอนของสญญาณ อปกรณขยายสญญาณ (Amplifier หรอ Repeater) จงไดถกน ามาใชขยายสญญาณใหมขนาดคงท และดวยคณสมบตทดในชวงแถบความถกวางของสายโคแอกซ ท าใหสายไดรบความนยมไปใชในการรบสงสญญาณในระบบเคเบลทว สายโคแอกซสามารถสงสญญาณขอมลไดทงในชองทางแบบเบสแบนด และบรอดแบนด การสงสญญาณในเบสแบนดสามารถท าไดเยง 1 ชองทาง และเปนแบบกงสองทศทาง แตในสวนของการสงสญญาณในบรอดแบนดจะเปนเชนเดยวกบสายเคเบลทว คอ สามารถสงไดพรอมกนหลายชองทางทงขอมลแบบดจตอลและแบบแอนาลอก สายโคแอกซของเบสแบนดสามารถสงสญญาณไดไกลประมาณ 2 กโลเมตร ในขณะทบรอดแบนดสงไดไกลกวาถง 6 เทา โดยไมตองใชเครองทบทวนหรอเครองขยายสญญาณ ถาอาศยหลกการมลตเพลกซสญญาณแบบเอฟดเอม (FDM) สายโคแอกซสามารถมชองทาง (เสยง) ไดถง 10,000 ชองทางในเวลาเดยวกน อตราเรวในการสงขอมลสงสด คอ 50 Mbps หรอ 1,000 Mbps ถาใชเครองทบทวนสญญาณทก ๆ 1.6 กโลเมตร (ฉตรชย สมามาลย, 2549 : 66)

2) ชนดของสายโคแอกเซยล ชนดของสายโคแอกซสามารถแบงออกไดเปน 2 ชนดหลกไดแก มลทาร เกรดหรอเอมไอแอลเกรด (Military grade : MIL grade) และแยเนอรล เกรด (General grade) โดยมาตรฐาน MIL เปนมาตรฐานทางดานการทหารทเหมาะส าหรบระบบการรกษาความปลอดภย (Security) และระบบกลองโทรทศนวงจรปด (Closed-Circuit Television : CCTV) สวนมาตรฐานเยเนอรลเกรด เปนมาตรฐานทวไปทเหมาะส าหรบการใชงานดานระบบเคเบลทว อยางไรกตามโดยทวไปแลวนยมแบงชน ดของสายโอแอกซ ตามขนาดของเสนผานศนยกลางของลวดตวน าตรงกลางไดแก สายโคแอกเซยล แบบหนา (Thick Coaxial) และสายโคแอกเซยลแบบบาง (Thin Coaxial) 2.1) สายโคแอกเซยลแบบหนา เปนสายทมขนาดเสนผานศนยกลางของลวดตวน าประมาณ 0.5 นว และมคาอมพแดนซ (Impedance) 50 โอหม (Ohms) สายแบบนบางครงเรยกวา “สายธคเนต (thicknet)” หรอมชอเรยกมาตรฐานวา “RG – 11 (Radio Guide: RG)” สามารถรบสงสญญาณไดไกลประมาณ 500 เมตร ปกตแลวสายแบบ thicknet เปนสายน าสญญาณแบบ Broadband ทใชส าหรบการรบสงสญญาณขอมลแบบแอนะลอก และถกนมาใชเปนสายสอสารหลก (Backbone) ของเครอขาย แตเนองดวยสายมขนาดเสนผานศนยกลางทใหญท าใหการตดตงเดนสายท าไดยากกวาสายน าสญญาณแบบอน อยางไรกตามตามระบบเครอขายคอมพวเตอรแบบ Ethernet 10 Base-5 ไดน าสาย โคแอเซยลแบบนมาใชเชอมตอแบบเจาะสมผสแกนกลางลวดตวน ากบเครองคอมพวเตอรผานอปกรณรบสญญาณ (Transceiver) ซงวธเชอมตอนถกเรยกวา “แวมไพร แทบ (vampire tap)” ดงแสดงในภาพท 3.9

Page 12: บทที่ 3 ตัวกลางในการสื่อสาร ... · 2020-01-29 · 50 บทที่3 ตัวกลางในการสื่อสารข้อมูล

58 บทท 3 ตวกลางในการสอสารขอมล

ปรญญา นอยดอนไพร || การสอสารขอมลและเครอขาย (Data Communication and Network)

ภาพท 3.9 การเชอมตอระบบเครอขายคอมพวเตอร 10Base-5 ดวยสายโคแอกเซยลแบบหนา

2.2) สายโคแอกเซยลแบบบาง เปนสายทมเสนผานศนยกลางของลวดตวน าประมาณ 0.25 นว ท าใหบางครงเรยกสายแบบนวา “สายธนเนต (Thinnet)” สายแบบนมคาอมพแดนซหรอคาความตานทานสาย 50 โอหม และมชอเรยกมาตรฐานวา “RG-58” ซงเปนสายทใชในระบบเครอขายคอมพวเตอร และส าหรบคาอมพแดนซ 75 โอหมเรยกวา “RG-59” เปนสายทใชส าหรบการใหบรการทว หรอ เคเบลทว (Cable TV) และเนองจากโครงสรางสายโคแอกเซยลแบบนมขนาดไมใหญ ท าใหไมสามารถรบสงสญญาณไดไกลมากเหมอนกบสายโคแอกเซยลแบบหนา โดยมระยะทางการรบสงสญญาณไดไมเกน 200 เมตร สายชนดนปกตแลวเปนสายน าสญญาณแบบ Baseband ทใชส าหรบการรบสงขอมลดจตอล ดงเชนในระบบเครอขายคอมพวเตอรแบบ Ethernet 10Base-2 (10Base-2 เปนระบบเครอขายคอมพวเตอรทใชสายโคแอกเซยลแบบบาง มความเรวการรบสงสญญาณขอมลแบบ baseband ท 10 Mbps และระยะทางรบสงประมาณ 200 เมตร) ดงแสดงในภาพท 3.10

ภาพท 3.10 การเชอมตอระบบเครอขายคอมพวเตอร 10Base-2 ดวยสายโคแอกเซยลแบบบาง จากภาพท 3.10 เปนการเชอมตอระบบเครอขายคอมพวเตอรดวยสายโคแอกเซยล แบบบางกบการดเครอขายโดยการตดตอสายดวยหวตอ BNC แบบตว T (BNC-T Connector) 2.3) การเชอมตอสายโคแอกเซยล

การเชอมตอแบบ "แวมไพร แทบ"

สายโคแอกซแบบหนา

หวตอแบบ DB25

คอมพวเตอร

คอมพวเตอร

สายโคแอกเซยลแบบบาง

หวตอแบบ BNC-T

Page 13: บทที่ 3 ตัวกลางในการสื่อสาร ... · 2020-01-29 · 50 บทที่3 ตัวกลางในการสื่อสารข้อมูล

บทท 3 ตวกลางในการสอสารขอมล 59

ปรญญา นอยดอนไพร || การสอสารขอมลและเครอขาย (Data Communication and Network)

สายโคแอกเซยลจะมหวตอทนยมใชส าหรบการเชอมตอเรยกวา “หวตอ BNC” ซง BNC มาจากค าเตมวา “Bayone-Neill-Concelman” หรอ “British Naval Connector” ลกษณะของหวตอ BNC ทใชส าหรบการเชอมตอสามารถแบงออกไดเปน 3 แบบไดแก หวตอ BNC Connector หวตอ BNC T Connector และหวตอ BNC Terminator ดงแสดงในภาพ 3.11

ภาพท 3.11 ลกษณะของหวตอ BNC แบบตางๆ ส าหรบสายโคแอกเซยล

ทมา: มหาวทยาลยสโขทยธรรมาธราช. (2554 : 3-17)

จากภาพท 3.14 หวตอ BNC แตละแบบมลกษณะการใชงานดงน หวตอ BNC ใชส าหรบเชอมตออปกรณตนทางและปลายทางผานสายโคแอกเซยล หวตอ BNC แบบตว T ใชเชอมตออปกรณหวตอ BNC Connector หรอ

หวตอแบบ BNC Terminator หวตอ BNC Terminator ใชส าหรบเชอมตอปลายทางเพอปองกนการสะทอน

กลบของสญญาณ อยางไรกตาม การเชอมตอของสายโคแอกเซยลเขากบการดเครอขายทรองรบหวตอแบบ BNC ในเครองคอมพวเตอรแตละครง จะตองท าการตดสายและเขาหวตอ BNC แบบตว T ดงแสดงในภาพท 3.12

ภาพท 3.12 การเชอมตอระบบเครอขายคอมพวเตอรดวยสายโคแอกเซยลและการดเครอขาย

ทมา: มหาวทยาลยสโขทยธรรมาธราช. (2554 : 3-17)

ดงนนการเชอมตอระบบเครอขายคอมพวเตอรดวยสายโคแอกเซยลจง ไมไดรบความนยมในการน ามาใชงานกบระบบเครอขายทมการเปลยนจ านวนเครองคอมพวเตอรในการเชอมตอบอยครง จากทกลาวมาเกยวกบสายโคแอกเซยลสามารถสรปลกษณะทวไปไดดงตารางท 3.4

Page 14: บทที่ 3 ตัวกลางในการสื่อสาร ... · 2020-01-29 · 50 บทที่3 ตัวกลางในการสื่อสารข้อมูล

60 บทท 3 ตวกลางในการสอสารขอมล

ปรญญา นอยดอนไพร || การสอสารขอมลและเครอขาย (Data Communication and Network)

ตารางท 3.4 สรปลกษณะทวไปของสายโอแอกเซยล สายโคแอกเซยล รายละเอยด

ลกษณะสายสญญาณ มลวดตวน า 1 เสนเปนแกนกลาง ถกหมดวยฉนวนไดอเลกทรกตามดวยชนตาขายโลหะ และชนฉนวนพลาสตกหมชนนอกสด

ชนดสายสญญาณ 1. สายโคแอกเซยลแบบหนา 2. สายโคแอกเซยลแบบบาง

การสงสญญาณ ใชรบสงสญญาณดจตอลและแอนะลอกทมความถปานกลาง

อปกรณสนบสนน ใชอปกรณทวนสญญาณ ชวยขยายระยะทางการรบสงขอมล

ขอด 1. มระยะทางการรบสงสญญาณไดไกลกวาสายคตเกลยว 2. สายสญญาณมคณภาพดกวาสายคตเกลยว

ขอเสย 1. สายมลกษณะแขง น าหนกมากท าใหการตดตงล าบาก 2. ราคาแพงกวาสายคตเกลยว

การน าไปใชงาน สวนใหญใชในระบบเคเบลทว และไมคอยไดรบความนยมใชในระบบเครอขายคอมพวเตอรในปจจบน

3.1.3 สายใยแกวน าแสง สายใยแกวน าแสง (fiber optic) เปนสายน าสญญาณประเภทอโลหะ (conductive non-

metal) ทใชส าหรบการรบสงขอมลสญญาณแสง การเดนทางของสญญาณแสงจากตนทางไปปลายทางอาศยการสะทอนของแสงทไดรบจากดชนการหกเหระหวางแทงแกวน าแสงกบวสดหมแสงทมความหนาแนนแตกตางกน สายใยแกวน าแสงไมมผลการสะทอนสญญาณตอคลนแมเหลกไฟฟา จงท าใหสามารถรบสงขอมลสญญาณไดในระยะทางทไกลและมเบนดวธทสงกวาสายโคแอกเซยล และดวยขอดท าใหสายใยแกวน าแสงน ามาใชเปนงานสายสอสารหลก (backbone) แตอยาไรกตามกมขอเสยไดแก เนองจากตนทนในการผลตสายมมลคาสงจงท าใหมราคาแพง และการแตกหกงาย จงตองใชความระมดระวงในการตดตงสง

1) ลกษณะสายใยแกวน าแสง เนองจากปญหาของของสายน าสญญาณมลวดเปนโลหะ (conductive metal) เชน

สายคตเกลยว หรอสายโคแอกเชยว จะมผลการรบกวนจากคลนแมเหลกไฟฟา เชน มอเตอรไฟฟา หรอเครองใชไฟฟา ไดมการสรางสายสญญาณจากวสดประชลกา (SiO2) ซงเปนสารทใชผลตแกว หรอ จากพลาสตก โดยเปนเสนใยแกวน าแสงขน และมาใชส าหรบการรบสงสญญาณขอมลทไมมการสญเสย หรอถกรบกวนจากสนามแมเหลกไฟฟา แตอยางใด สวนประกอบของสายใยแกวน าแสงประกอบดวยสวนตางๆ ดงภาพแสดงไวในภาพท 3.13

Page 15: บทที่ 3 ตัวกลางในการสื่อสาร ... · 2020-01-29 · 50 บทที่3 ตัวกลางในการสื่อสารข้อมูล

บทท 3 ตวกลางในการสอสารขอมล 61

ปรญญา นอยดอนไพร || การสอสารขอมลและเครอขาย (Data Communication and Network)

ภาพท 3.13 สวนประกอบสายใยแกวน าแสง

ทมา: ดดแปลงจาก Nick Adams (2012)

จากภาพท 3.13 สวนประกอบสายใยแกวน าแสง มดงตอไปน แกนแทงแกว (core) หมายถง เสนใยแกวน าแสงทมแทงแกวเปนสวนแกนกลางท า

หนาทน าแสงทผานเขาไปในแกนจะถกขงดวยสวนหอหม และเคลอนทไปตามแกนของเสนใยแกวน าแสงดวยกระบวนการหกเหและการสะทอนกลบหมดภายใน

สวนหอหม (cladding) หมายถง สวนทหอหมแกนแทงแกวท าหนาทใหล าแสงสะทอนภายในแกนโดยใชกฎการสะทอนกลบหมดตามหลกของมมวกฤต (critical angle)

สวนปองกน (coating) หมายถง สวนการปองกน(coating/buffer)ซงเปนการหอหมมโครงสรางประกอบไปดวยชนของพลาสตกหลายชน ท าหนาทปองกนแสงจากภายนอก และปองกนแรงดงหรอแรงกระทบจากภายนอกไมใหสายไฟเบอรขาดในตอนตดตงสายสญญาณ

สวนเพมความแขงแรง (strengthening fiber) หมายถง สวนชวยเพมความแรงใหกบสายใยแกวน าแสงท าหนาทปองกนสายขาดจากแรงดง

สวนหมภายนอก (cable jacket) หมายถง สวนทหอหมภายนอกสดของสาย ท าหนาทปองกนโคงงอของสาย หลกการการสงสญญาณผานสายใยแกวน าแสง 1.1) ธรรมชาตของแสง ปกตแลวแสงจะเดนทางผานตวกลางเปนเสนตรงส าหรบตวกลางทมความหนาแนนคงท ถาความหนาแนนของตวกลางมคาไมเทากนเมอแสงเดนทางผานจะท าใหเกด การหกเหของแสงไดแสดงในภาพท 3.14

ก.มมตกกระทบ < มมวกฤต ข.มมตกกระทบ = มมวกฤต ค.มมตกกระทบ > มมวกฤต

ภาพท 3.14 มมการสะทอนและการหกเหของแสง

แทงเหลกยด

แกนแทงแกว

สวนหอหมแทงแกว สวนเพมความแขงแรง

สวนหมภายนอก

ความหนาแนนนอย ความหนาแนนนอยมาก

ความหนาแนนนอย ความหนาแนนนอยมาก

ความหนาแนนนอย ความหนาแนนนอยมาก

ล าแสง

ล าแสง ล าแสง

Page 16: บทที่ 3 ตัวกลางในการสื่อสาร ... · 2020-01-29 · 50 บทที่3 ตัวกลางในการสื่อสารข้อมูล

62 บทท 3 ตวกลางในการสอสารขอมล

ปรญญา นอยดอนไพร || การสอสารขอมลและเครอขาย (Data Communication and Network)

จากภาพท 3.14 แสดงถงการหกเหของแสงเมอตองเดนทางจากตวกลางทมความหนาแนนมากไปยงตวกลางทมความหนาแนนนอย ถามมตกกระทบ (angle of incidence) มคานอยกวามมวกฤต (critical angle) แสงจะหกเหไปเหมอนดงภาพท 3.14 ก ทางดานซายมอ ถามมตกกระทบมคาเทากบมมวกฤต แสงจะหกเหไปเหมอนภาพท 3.14 ตรงกลางและถามมตกกระทบมคามากกวามมวกฤตทไมเทากนดงนนมมวกฤตจงเปนคณสมบตอยางหนงของตวกลางแสงสามารถผานได ดงนนความแตกตางกนของความหนาแนนนเองทจะท าใหแสงสามารถเดนทางภายในแทงแกวไดโดยทจะไมเกดการหกเหออกไปนอกทอแกวดง แสดงในภาพท 3.15

ภาพท 3.15 การเดนทางของสญญาณภายในสายใยแกวน าแสง

จากภาพท 3.15 แสดงการเดนทางของสญญาณและหกเหของแสงระหวางแทงแกวและวสดทหอหมดวยมมตกกระทบของสญญาณแสงทมากกวามมวกฤต ท าใหสญญาณ แสงเกดการสะทอนไปขางหนาภายในแทงแกวไปเรอย ๆ จนกระทงถงปลายทาง 1.2) คณสมบตสายใยแกวน าแสง สายใยแกวน าแสงเปนสายทมขนาดเลกมาก และมน าหนกเบามากเมอเปรยบเทยบกบสายชนดอน อยางไรกตามสายชนดนมความกวางชองสอสารสงมากกวาสายทกชนด และสามารถถายทอดสญญาณขอมลปรมาณสงในระยะเวลาชวงสน ๆ อตราความเรวในการรบสงขอมลสงกวาอตราความเรวใน สายคตเกลยวและสายโคแอกเซยลมาก สายใยแกวน าแสงใหความปลอดภยแกขอมลไดเปนอยางดเมอเปรยบเทยบกบสายสญญาณ ทท าจากทองแดง เนองจากการขโมยสญญาณ หรอทนยมเรยกกนวา การแทปสาย (tapping) สายทท าจากทองแดงสามารถท าการแทปสายไดงายโดยทผใชเองจะไมทราบเลยวาก าลงถกขโมยสญญาณ ซงแตกตางกบสายใยแกวน าแสงทโอกาสลกลอบขโมยสญญาณจาก สายเกอบจะเปนไปไมไดเลย เพราะถงแมวาการแทปสายจะประสบผลส าเรจการตรวจจบจากตนสายและปลายสายกสามารถท าไดโดยงาย เนองจากการแทปสายจะท าใหความเขมของล าแสง ณ ต าแหนงนนมระดบสญญาณเปลยนไป และเนองจากสายใยแกวน าแสงเปนสายทผลตจากสารประเภทอโลหะท าใหสญญาณทรบสงภายในสายใยแกวปลอดภยจากคลนแมเหลกฟาทกชนดรวมถงปญหา ครอสทอลก ซงถอเปนขอดขอหนงของสายใยแกวน าแสง อยางไรกตามแมวาสายใยแกวน าแสงจะมคณสมบตดานคณภาพสญญาณทดกวาสายทผลตจากทองแดง แตการลดทอนคณภาพของสญญาณยงขนอยกบระยะทางการเชอมตอของสายใยแกวน าแสงทแตกตางกน ท าใหการลดทอนสญญาณจะมระดบทแตกตางกนดวย

2) ชนดของของสายใยแกวน าแสง ชนดของสายใยแกวน าแสงสามารถแบงออกไดเปน 2 ชนดตามเทคนคทใชในการสงล าแสงผาน ไดแก สายใยแกวน าแสงแบบมลตโหมด (Multi-Mode: MM) และแบบชงเกลโหมด (Single-

แกนแทงแกว

สวนหอหมแทงแกว

สวนหอหมแทงแกว

ล าแสง

Page 17: บทที่ 3 ตัวกลางในการสื่อสาร ... · 2020-01-29 · 50 บทที่3 ตัวกลางในการสื่อสารข้อมูล

บทท 3 ตวกลางในการสอสารขอมล 63

ปรญญา นอยดอนไพร || การสอสารขอมลและเครอขาย (Data Communication and Network)

Mode: SM) อยางไรกตามสายใยแกวน าแสงแบบมลตโหมดยงสามารถแบงตามรปแบบการสงไดอก 2 ชนด ไดแกแบบ Step - Index (SI) และแบบ Graded - Index (GI) 2.1) สายใยแกวน าแสงแบบมลตโหมด การสงสญญาณแสงในโหมดนผานสายใยแกวน าแสง สญญาณแสงหลายล าแสงจะถกสงจากแหลงก าเนดแสงดวยมมหกเหทมมตางๆ กนภายในแกนกลางของสายและอาศยการสะทอนแสงทเกดขนภายในสาย น าพาสญญาณ แสงไปยงปลายสาย ถาสายมความกวางพอสมควรจะท าใหเกดมมในการสะทอนของแสงมาก และสาย ทมความกวางมาก กจะยงมมมสะทอนแสงมากขนลกษณะของแสงทถกสงออกไปหลายๆ ล าแสงจงเรยกลกษณะการสงแบบนวา มลตโหมด สายใยแกวน าแสงชนดนมราคาไมแพงมากนก และมประสทธภาพในการรบสงสญญาณดพอสมควร อยางไรกตามสายใยแกวน าแสงแบบมลตโหมดยงสามารถแบงออกเปน 2 ลกษณะ คอ

แบบ step-index โครงสรางสายชนดนสวนของสวนหอหม มขนาดเสนผาศนยกลางระหวาง 125 ถง 400 ไมโครเมตร (micrometer: m9) และส าหรบสวนแกนกลางมขนาดเสนผาศนยกลางระหวา 50 ถง 200 m โดยมความหนาแนนทเทากนตลอดทงสาย ดงนนล าแสงทมมมตกกระทบทตางกน จะมมมหกเหทตางกนดวยสวนทหอหมแกนกลางจะท าหนาทในการสะทอนล าแสง ท าใหแสงเคลอนทไปยงแกนเรอย ๆ จนกระทงถงปลาย

แบบ Graded- index โครงสรางสายชนดนสวนของสวนหอหม มขนาดเสนผานศนยกลางระหวาง 125 m ถง 140 m สวนแกนกลางมขนาดเสนผานศนยกลางระหวาง 50ถง 100 um และมความหนาแนนขนเรอยๆจนกระทงมคาสงสดทสวนหอหม ดงนน เมอมการสงล าแสงเขาไปแสงจะคอยๆ หกเหตามความหนาแนนของสายใยแกวน าแสง จนกระทงหกเหกลบหมด ทสวนหอหม และลกษณะของการหกเหของล าแสงจะมลกษณะเปนเสนโคง 2.2) สายใยแกวน าแสงแบบชงเกลโหมด สายใยแกวน าแสงในโหมดนมขนาดเสนผานศนยกลางของสวนหอหม 125 ไมโครเมตร และขนาดเสนผานศนยกลางของแกนกลางท 8 m ถง 12 m ซงขนาดนอยกวาแบบมลตโหมด การสงล าแสงของสายชนดน จะคลายกนกบสายแบบ step-Index แตล าแสงทออกจากแหลงก าเนดนนจะสงออกไปเกอบทจะเปนเสนตรง จงท าใหล าแสงเดนทางออกไปเปนแนวนอนของเสนตรงโดยไมอาศยหลกการหกเหและการสะทอนของล าแสงเหมอนกบสายใยแกวน าแสงประเภทอน

ภาพท 3.16 ลกษณะการเดนทางของสญญาณแสงส าหรบในสายใยแกวน าแสงแบบตาง ๆ

แหลงก าเนดแสง

สวนหอหม

ล าแสง

ก) ลกษณะการเดนทางของสญญาณแสงในสายใยแกวน าแสงชนดมลตโหมด แบบ Step - Index

ข) ลกษณะการเดนทางของสญญาณแสงในสายใยแกวน าแสงชนดมลตโหมด แบบ Graded - Index

ค) ลกษณะการเดนทางของสญญาณแสงในสายใยแกวน าแสงชนดซงเกลโหมด

แกนแทงแกว

Page 18: บทที่ 3 ตัวกลางในการสื่อสาร ... · 2020-01-29 · 50 บทที่3 ตัวกลางในการสื่อสารข้อมูล

64 บทท 3 ตวกลางในการสอสารขอมล

ปรญญา นอยดอนไพร || การสอสารขอมลและเครอขาย (Data Communication and Network)

3) การเชอมตอสายใยแกวน าแสง การเชอมตอของสายใยแกวน าแสงกบอปกรณเครอขายหรออปกรณอนๆจะใชหวตอ(connector) เขาหวทปลายสายของสายใยแกวน าแสงและลกษณะของหวตอสายใยแกวน าแสงทนยมใชงานมอย 3 แบบ ดงน 3.1) หวตอแบบ SC (Subscriber Channel) เปนหวตอทออกแบบโดยบรษท AT&T เพอใชเชอมตอสายใยแกวน าแสงทงแบบซงเกลโหมดและแบบมลตโหมดเขากบอปกรณเครอขาย LAN ภายในอาคารส านกงานหรอเชอมตอ อปกรณสอสารในระบบเคเบลทวหวตอสายใยแกวน าแสงแบบ SC ดงแสดงในภาพท 3.17

ภาพท 3.17 ลกษณะหวตอสายใยแกวน าแสงแบบ SC

ทมา: B&B Electronics (2012) และ Wikimedia Commons (2009)

3.2) หวตอแบบ ST (Straight-Tip) เปนหวตอทใชงานส าหรบสายใยแกวน าแสงแบบซงเกลโหมดและแบบมลตโหมดมากทสด หวตอแบบนมอตราการสญเสยก าลงแสงไมเกน 0.5 เดซเบล (dB) นยมใชงานในระบบเครอขาย LAN เพอเชอมตอสายกบอปกรณฮบและสวตชดงแสดงในภาพท 3.18

ภาพท 3.18 ลกษณะหวตอสายใยแกวน าแสงแบบ ST ทมา: B&B Electronics (2012) และ Wikimedia Commons (2009)

Page 19: บทที่ 3 ตัวกลางในการสื่อสาร ... · 2020-01-29 · 50 บทที่3 ตัวกลางในการสื่อสารข้อมูล

บทท 3 ตวกลางในการสอสารขอมล 65

ปรญญา นอยดอนไพร || การสอสารขอมลและเครอขาย (Data Communication and Network)

3.3) หวตอแบบ FC เปนหวตอทไดรบการออกแบบโดยบรษท NTT ของประเทศญปนและเปนหวตอทไดรบความนยมใชงานทงในประเทศสหรฐอเมรกาและยโรป หวตอ FC ถกน าไปใชในงานส าหรบการเชอมตอสายกบอปกรณสอสารในระบบเครอขายโทรศพท โดยอาศยการขนเกลยวเพอยดตดกบหวปรบท าใหการเชอมตอแนนหนาขน แตอาจตองใชเวลาบางดงแสดงในภาพท 3.19

ภาพท 3.19 ลกษณะหวตอสายใยแกวน าแสงแบบ FC

ทมา: NINGBO TONGRUN ELECTRONICS (2013)

4) การทดสอบสายไฟเบอร เมอตดตงสายไฟเบอรเสรจเรยบรอยแลวกอนทจะใชงานสายไฟเบอรนนจ าเปนทตองท าการทดสอบสายกอน เพอใหแนใจวาสายไฟเบอรนนใชรบสงขอมลไดตามตองการ ซงการทดสอบดานตาง ๆ มดงน (จตชย แพงจนทร และคณะ, 2546: 71)

ตารางท 3.5 การทดสอบสายไฟเบอร การทดสอบดานเมคานก (Mechanical Test)

การทดสอบดานกายภาพ

(Geometrical Test)

การทดสอบเกยวกบคณสมบตของสาย (Optical Test)

การทดสอบเกยวกบการรบสงสญญาณ (Transmission

Test) Traction Concentricity Index Profile Bandwidth Torsion Cylindricity Numerical Aperture Optical Power Bending Core Diameter Spot Size Optical Loss

Temperature Cladding Diameter - Reflectometry จากตารางท 3.5 การทดสอบดานเมคานก การทดสอบดานกายภาพ และการทดสอบเกยวกบคณสมบตของสาย จะทดสอบเพยงครงเดยว เพราะคาพารามเตอรมการเปลยนแปลงนอยมากในระหวางการใชงาน กอนทจะมการใชงานสายไฟเบอรนนตองมการตรวจวดคาคณสมบตตาง ๆ ของสายกอน ซงการวดคาตาง ๆ นจะถกอธบายใน FOTP (Fiber Optic Test Procedure) เปนขนตอนการทดสอบทเสนอโดย EIA (Electronic Industries Association) และไดถกก าหนดใน ITU-T G650 หรอในเอกสาร EN 188 000 3.1) การทดสอบการรบสงขอมล การทดสอบหลก ๆ ของสายไฟเบอรทตดตงแลว เพอใหแนใจไดวาสายไฟเบอรสามารถรบสงขอมลไดตามตองการมดงน

การทดสอบการสญเสยของสญญาณลงค (End-to-End Optical Link Loss) อตราการสญเสยตอหนวยความยาว (Attenuation) การสญเสยเนองจากการเชอมตอแบบตาง ๆ (Splice and Connector) ความยาวของสายไฟเบอร

Page 20: บทที่ 3 ตัวกลางในการสื่อสาร ... · 2020-01-29 · 50 บทที่3 ตัวกลางในการสื่อสารข้อมูล

66 บทท 3 ตวกลางในการสอสารขอมล

ปรญญา นอยดอนไพร || การสอสารขอมลและเครอขาย (Data Communication and Network)

การทดสอบแบบอน ๆ เชน แบนดวดท หรอการสญเสยเนองจากการแตกกระจายของแสง (Modal Dispersion) การสญเสยเนองจากการสะทอนกลบของแสง 3.2) คาการสญเสยของสญญาณแสง (Optical Loss Budget)

คาการสญเสยของสญญาณแสงทเดนทางผานสายไฟเบอรออปตกนนจะมขอจ ากดอย เพอใหการรบสงขอมลเปนไปไดอยางถกตอง คานจะขนอยกบหลายอยาง เชน ก าลงแสงทใชสง ความสามารถในการรบสญญาณของตวรบสญญาณ การเชอมตอสายสญญาณ ไมวาจะเปนการสไปลซ (Splice) หรอการใชหวเชอมตอ เพอใหสามารถค านวณคาสญเสยของสายสญญาณได ตอไปนเปนคาสญเสยทนยมใชในการค านวณ

0.2 dB/KM ส าหรบสายซงเกลโหมดทความยาวคลน 1,550 nm 0.35 dB/KM ส าหรบสายซงเกลโหมดทความยาวคลน 1,310 nm 1.0 dB/KM ส าหรบสายมลตโหมดทความคลน 1,300 nm 3.0 dB/KM ส าหรบสายมลตโหมดทความยาวคลน 850 nm 0.05 dB ส าหรบการสไปลซแบบหลอมละลาย (Fusion Splice) 0.1 dB ส าหรบการสไปลซเชงกล (Mechanic Splice) 0.2-0.5 dB ส าหรบการเชอมตอโดยใชหวเชอมตอ (Connector) 3.5 dB ส าหรบการใชตวแยกสญญาณจาก 1 ไป 2 (Splitter) หลกจากททราบคาโดยประมาณของการสญเสยอนเนองมาจากสาเหตตาง ๆ แลว

คาสญเสยของสญญาณแสงของลงคกสามารถค านวณได 3.3) โอทดอาร (OTDR : Optical Time Domain Reflectometer) โอทดอาร คอ เครองมอทใชทดสอบคณสมบตของสายไฟเบอร จดประสงคของเครองมอนกเพอตรวจวดและคนหาเหตการณตาง ๆ ทเกดขนบนสายไฟเบอร เชน ความยาวของสาย ต าแหนงทมการเชอมตอ หรอหวเชอมตอ และอตราการสญเสยของสญญาณ ขอดของโอทดอาร กคอ สามารถใชทดสอบสายไฟเบอรจากปลายขางเดยวเทานน โดยโอทดอารจะแสดงผลเปนกราฟทแสดงการสญเสยของสญญาณในระหวางการสงขอมล ดงนนโอทดอารจงเปนเครองวดทนยมมากทสดส าหรบทดสอบสายไฟเบอร

ภาพท 3.20 เครองโอทดอารส าหรบทดสอบสายไฟเบอรออปตก ทมา: AD ONE Techonology. (2013).

Page 21: บทที่ 3 ตัวกลางในการสื่อสาร ... · 2020-01-29 · 50 บทที่3 ตัวกลางในการสื่อสารข้อมูล

บทท 3 ตวกลางในการสอสารขอมล 67

ปรญญา นอยดอนไพร || การสอสารขอมลและเครอขาย (Data Communication and Network)

โอทดอารสามารถตรวจวดคณสมบตของสายไฟเบอรไดหลายประเภท สงทโอทดอารรายงานใหทราบนนจะเรยกวาเหตการณ (Event) ม 2 ประเภท คอ

เหตการณทมการสะทอนกลบของแสง (Reflective Event) คอ เหตการณทคาสะทอนกลบของแสงมการเปลยนแปลงในสายไฟเบอร ซงอาจเกดไดเนองจากสายแตกหก การเชอมตอสายไมวาจะเปนแบบใหหวเชอมตอ การสไปลซแบบแมคานก หรอสดปลายสาย การเชอมตอแบบใหหวเชอมตอจะสญเสยสญญาณประมาณ 0.5 dB และการสไปลซแบบแมคานก จะสญเสยสญญาณประมาณ 0.2 dB

เหตการณทไมมการสะทอนกลบของแสง (Non-reflective Event) คอ เหตการณทแสงไมสะทอนกลบ เชน การสไปลซแบบหลอมละลาย (Fusion Splice)

ภาพท 3.21 ตวอยางกราฟทแสดงโดยโอทดอาร ทมา: The Fiber Optic Association, Inc. (2013).

การแสดงผลของโอทดอาร โดยทวไปจะมลกษณะดงภาพดานบน เหตการณ ตาง ๆ จะแสดงผลบนกราฟทไมเหมอนกน กราฟจะอธบายลกษณะของสายไฟเบอรทก าลงทดสอบอยท าใหสามารถนบจ านวนครงและต าแหนงทมการเชอมตอ สไปลซหวเชอมตอได ซงจะชวยในการคนหาจดเสยของสาย จดทสายขาด หรอจดทมการเชอมตอไมด เปนตน

โอทดอารเปนเครองมอตรวจวดสายไฟเบอรทส าคญและมประโยชนมากส าหรบการตดตงเครอขายทใชสายไฟเบอรออปตก ผใชเครองมอนควรมความรทวไปเกยวกบแสง และกอนทจะใชงานควรศกษาคมอการใชงานใหดกอน จากทกลาวมาเกยวกบสายใยแกวน าแสงสามารถสรปลกษณะทวไปไดดงตารางท 3.4

Page 22: บทที่ 3 ตัวกลางในการสื่อสาร ... · 2020-01-29 · 50 บทที่3 ตัวกลางในการสื่อสารข้อมูล

68 บทท 3 ตวกลางในการสอสารขอมล

ปรญญา นอยดอนไพร || การสอสารขอมลและเครอขาย (Data Communication and Network)

ตารางท 3.6 สรปลกษณะทวไปของสายใยแกวน าแสง สายโคแอกเซยล รายละเอยด

ลกษณะสายสญญาณ แกนกลางเปนแทงแกว มสวนหอหม รอบแทงแกว และสวนปองกน หมบนสวนหอหมและชนนอกสดหมดวย สวนหมภายนอก เพอปองกนการโคงงอสาย

ชนดสายสญญาณ 1. สายใยแกวน าแสงแบบ ซงเกลโหมด 2. สายใยแกวน าแสงแบบ มลตโหมด แบงออกไดเปน 2 ชนด 2.1 สายใยแกวน าแสงชนด Step – index 2.2 สายใยแกวน าแสงชนด Graded – index

การสงสญญาณ ใชสญญาณแสง โดยการเปลยนสญญาณทางไฟฟาใหเปนสญญาณแสงกอนรบสง

อปกรณสนบสนน 1. ใชอปกรณทวนสญญาณ (Repeater) ขยายระยะทางการรบสงขอมล 2. ใชอปกรณก าเนดแสง และอปกรณตรวจจบแสง

ขอด 1. มความกวางของชองสอสารมาก 2. ไมน ากระแสไฟฟา และไมมการเหนยวน าทางไฟฟา 3. มการสญเสยต า 4. มความนาเชอถอของระบบและความปลอดภยของสญญาณสง

ขอเสย 1. สายมราคาแพง 2. การเชอมตอมขนตอนยงยาก 3. อปกรณทใชกบระบบมราคาแพง 4. การเดนสายและตดตงตองระมดระวงสงและยงยาก

การน าไปใชงาน 1. ใชในระบบเครอขายคอมพวเตอรความเรวสง 2. เปนสายสอสารหลกระหวางเครอขายสอสาร

กจกรรมท 3.1 1. วตถประสงคของการพนสายลวดตวน าเปนเกลยวคส าหรบสายคตเกลยวคออะไร 2. สาย STP มขอดกวาสาย UTP อยางไร 3. ในการเชอมตอสายโคแอกเซยลเขากบเครองคอมพวเตอรมขอเสยอยางไร 4. เพราะเหตใดสายโคแอกเซยลแบบหนามระยะทางการรบสงสญญาณขอมลไดไกลกวาสาย โคแอกเซยลแบบบาง 5. สญญาณแสงเคลอนทผานสายใยแกวน าแสงไดอยางไร 6. สายใยแกวน าแสงมผลกระทบจากคลนสนามแมเหลกไฟฟาหรอไมอยางไร

Page 23: บทที่ 3 ตัวกลางในการสื่อสาร ... · 2020-01-29 · 50 บทที่3 ตัวกลางในการสื่อสารข้อมูล

บทท 3 ตวกลางในการสอสารขอมล 69

ปรญญา นอยดอนไพร || การสอสารขอมลและเครอขาย (Data Communication and Network)

3.2 ตวกลางในการสอสารขอมลแบบไรสาย หวขอเนอหายอย

3.2.1 คลนวทย 3.2.2 ไมโครเวฟ 3.2.3 อนฟราเรด 3.2.4 บลทธ 3.2.5 เซลลลาร

แนวคด 1. คลนวทย เปนคลนสนามแมเหลกไฟฟาชนดหนง ทมความถระหวาง 3 กโลเฮรตซ ถง 3

กกะเฮรตซ ลกษณะของการแพรกระจายสญญาณจะแพรกระจายออกไปรอบทศทาง 2. ไมโครเวฟเปน คลนสนามแมเหลกไฟฟาชนดหนง ทมความถระหวาง 1 กกะเฮรตซ ถง 300

กกะเฮรตซ ลกษณะการแพรกระจายสญญาณจะเปนแบบแนวเสนตรง ในระดบสายตาทไมมสงกดขวางการรบสงสญญาณ

3. อนฟราเรดเปน คลนสนามแมเหลกไฟฟาชนดหนงทมความถระหวาง 300 กกะเฮรตซ ถง 400 ทราเฮรตซ อนฟราเรดเปนคลนแสงทอยต ากวาแสงสแดง ลกษณะการรบสงสญญาณจะเปนแนวเสนตรง ไมมสงกดขวางและระยะทางการรบสงสญญาณจะไมไกล

4. บลทธ เปนเทคโนโลยการสอสารไรสายทใชคลนวทยความถสงประมาณ 2.4 กกะเฮรตซ ส าหรบการรบสงขอมลระหวางอปกรณสอสารขนาดเลกตาง ๆ มระยะทางการรบสงขอมลสงสดไมเกน 100 เมตร

5. เซลลลาร เปนเทคโนโลยการสอสารไรสายส าหรบระบบโทรศพทมอถอ มการรบสงสญญาณเปนทอด ๆ ระหวางเซลลรงผงทอยตดกน วตถประสงค

เมอศกษาหวขอเนอหาหลกท 3.2 จบแลว ผเรยนสามารถอธบายหวขอตอไปนได 1. คณสมบตและขอดขอเสยของคลนวทยได 2. คณสมบตและขอดขอเสยของระบบไมโครเวฟได 3. คณสมบตและขอดขอเสยของคลนอนฟราเรดได 4. คณสมบตหลกการท างานและขอดขอเสยของเทคโนโลยบลทธได 5. คณสมบตหลกการท างานและขอดขอเสยของระบบโทรศพทเซลลลารได

Page 24: บทที่ 3 ตัวกลางในการสื่อสาร ... · 2020-01-29 · 50 บทที่3 ตัวกลางในการสื่อสารข้อมูล

70 บทท 3 ตวกลางในการสอสารขอมล

ปรญญา นอยดอนไพร || การสอสารขอมลและเครอขาย (Data Communication and Network)

ส าหรบการสอสารแบบไรสาย การรบสงขอมลโดยทวไปจะผานอากาศ ซงภายในอากาศนนจะมพลงงานคลนแมเหลกไฟฟาแพรกระจายอยทวไป โดยจะตองมอปกรณท ไวคอยจดการกบคลนแมเหลกไฟฟาเหลานน ปกตแลวจะมอย 2 ชนดดวยกน คอ 1) แบบก าหนดทศทางของสญญาณ (Directional) ดวยการโฟกสคลนนน ๆ ซงจ าเปนตองท าการรบสงดวยความระมดระวง โดยจะตองอยในแนวระนาบเดยวกน เชน การสอสารดวยคลนไมโครเวฟ อปกรณรบสงจ าเปนตองสอสารกนอยในระดบสายตา ในการก าหนดทศทางสญญาณมกใชงานไดดกบคลนความถสงทอยในชวงระหวาง 2 GHz - 40 GHz ซงเปนคลนความถไมโครเวฟ ท าใหสามารถสอสารในลกษณะแบบจดตอจดได เชน การใชคลนไมโครเวฟในการสอสารระหวางดาวเทยมกบภาคพนดน เปนตน 2) แบบกระจายสญญาณรอบทศทาง (Omni directional) ซงสญญาณทสงออกไปนน จะกระจายหรอแพรไปทวทศทางในอากาศ ท าใหสามารถรบสงสญญาณเหลานไดดวยการตงเสาอากาศ สญญาณดงกลาวจะอยในชวงความถ 30 MHz - 1 GHz ซงเปนชวงความถของคลนวทยนนเอง ชวงความถชวงนเหมาะสมกบการกระจายสญญาณแบบรอบทศทาง เชน วทยกระจายเสยง หรอการแพรภาพสญญาณโทรทศน ซงท าไดดวยการตดตงเสาอากาศทวเพอรบภาพสญญาณโทรทศนทแพรมาตามอากาศ โดยมรายละเอยดของตวกลางในการสอสารขอมลแบบไรสาย ดงตอไปน (โอภาส เอยมสรวงศ, 2549: 150-151) 3.2.1 คลนวทย

การตดตอสอสารขอมลผานสอตวกลางแบบใชสาย นนเหมาะส าหรบบรเวณทสามารถเดนสายสญญาณไดสะดวก แตส าหรบบรเวณทไมสามารถเดนสายสญญาณไดสะดวกหรอมระยะทางไกล ท าใหการตดตงตองใชการลงทนสง ดงนนเพอแกไขปญหาดงกลาวและท าใหการตดตอสอสารมความสะดวกมากขนจงไดมการพฒนารปแบบการตดตอสอสารผานสอตวกลางใหมและเรยกสอตวกลางนวา "สอตวกลางแบบไรสาย (wireless)" โดยปกตแลวลกษณะของสอตวกลางแบบไรสายจะอาศยตวกลางคอ อากาศส าหรบน าพาสญญาณขอมลสงไปยงปลายทางหรอ ผรบแตดวยคณสมบตของสญญาณขอมลทไมสามารถเดนทางผานตวกลางทเปนอากาศไปไดไกล ดงนน เพอท าใหระยะทางการสงสญญาณขอมลผานอากาศไกลขนจงไดมการผสมสญญาณขอมลเขากบคลนแมเหลกไฟฟา อยางไรกตามคลนแมเหลกไฟฟาเปนคลนทมแถบความถในการใชงานมากมายดงแสดงในภาพท 3.19

ภาพท 3.22 แถบความถของคลนแมเหลกไฟฟา ทมา : Institute for Innovation and Development of Learning Process. (2004).

ดงนนชนดของสอตวกลางไรสายทจะกลาวถงจงหมายถงชวงของความถคลนแมเหลกไฟฟาทถกน ามาใชในการตดตอสอสาร เชน คลนวทย คลนไมโครเวฟ คลนอนฟราเรด เปนตน

Page 25: บทที่ 3 ตัวกลางในการสื่อสาร ... · 2020-01-29 · 50 บทที่3 ตัวกลางในการสื่อสารข้อมูล

บทท 3 ตวกลางในการสอสารขอมล 71

ปรญญา นอยดอนไพร || การสอสารขอมลและเครอขาย (Data Communication and Network)

1) หลกการคลนวทย การสอสารดวยคลนวทยถอไดวาเปนจดเรมตนของการสอสารแบบไรสายในสมยแรกๆ

และจดประสงคของการสอสารดวยคลนวทย คอ เพอท าใหสามารถรบสงขอมลในระยะทางไกล ๆ ได คลนวทยเปนคลนแมเหลกไฟฟาชนดหนงทถกคนพบในป ค.ศ.1864 โดย เจมเคลรค แมกเวลล (James Clerk Maxwell) นกฟสกสชาวองกฤษ หลงจากนนกไดม การศกษาคนควาเกยวกบคลนวทยเพมขนอยางตอเนอง คลนวทยนนเกดจากการเคลอนทของกระแสไฟฟาในสายอากาศ ท าใหเกดคลนแมเหลกไฟฟากระจายออกไปรอบๆ สายอากาศในทกทศทกทาง (omni–directional) ดงนน การรบสญญาณคลนแมเหลกไฟฟาของเสาอากาศจงไมจ าเปนตองตงทศทางใหชตรงกบทศทางของเสาสงสญญาณหรอทศทางการแพรกระจายคลน โดยปกตแลวการแพรกระจายคลนวทยจะมวธการแพรกระจายได 3 รปแบบ ดงแสดงในภาพท 3.20 ไดแก

1.1) การแพรกระจายตามพนดน (Ground propagation) วธนคลนวทยความถต านอยกวา 2 เมกะเฮรตซ (MHz) จะถกสงใหเคลอนทไปตามแนวความโคงของโลก หรอตามผวดน ระยะทางการเดนทาของสญญาณขนกบก าลงสงของเครองสง คอ ถาสถานสงมก าลงเครองสงสง จะท าใหการสงสญญาณคลนตามผวดนสามารถเดนทางไปไดไกล ๆ

1.2) การแพรกระจายตามทองฟา (Sky propagation) วธนคลนวทยความถสงอยระหวาง 2 ถง 30 เมกะเฮรตซ (MHz) จะถกสงขนไปบนทองฟาในชนบรรยากาศชนไอโอโนสเฟยร(Ionosphere) ซงเปนชนบรรยากาศทมอออนอยมาก ท าใหคลนวทยเมอเดนทางมาถงชนบรรยากาศนจะถกสะทอนมายงพนโลกอกครงดวยระยะทางทไกลกวาการแพรสญญาณตามพนดน

1.3) การแพรกระจายระดบสายตา(Line-of-sight propagation) วธนเปนการสงคลนวทยความถสง มากกวา 30 เมกะเฮรตซ (MHz) ในแนวเสนตรงระหวางตวสงและตวรบ โดยการสงและการรบสญญาณจะใชเสาอากาศทมความสงเพยงพอในการรบสงกนได เพอหลกเลยงแนวความโคงของโลก

ชนบรรยากาศไอโอโนสเฟยร ชนบรรยากาศไอโอโนสเฟยร ชนบรรยากาศไอโอโนสเฟยร

ก) การแพรกระจายตามพนดน ข) การแพรกระจายตามทองฟา ค) การแพรกระจายระดบสายตา ภาพท 3.23 วธการแพรสญญาณคลนวทย

โดยทวไปแลวการแพรกระจายคลนวทยมชวงความถส าหรบการแพรกระจายตงแต 3 กโลเฮรตซ (kilohertz: KHz) ถง 1 กกะเฮรตซ (Gigahertz: GHz) และนยมสงสญญาณวทยแพรกระจายตามทองฟาซงสามารถสงคลนวทยไปไดเปนระยะทางไกล ๆ เชน การสงกระจายคลนวทยระบบ AM และระบบ FM เปนตน ดงแสดงในตารางท 3.7

Page 26: บทที่ 3 ตัวกลางในการสื่อสาร ... · 2020-01-29 · 50 บทที่3 ตัวกลางในการสื่อสารข้อมูล

72 บทท 3 ตวกลางในการสอสารขอมล

ปรญญา นอยดอนไพร || การสอสารขอมลและเครอขาย (Data Communication and Network)

ตารางท 3.7 แถบความถการใชงานของสญญาณคลนวทย แถบความถ ความถใชงาน การแพรกระจาย การประยกตใชงาน

ความถต ามาก 3-30 KHz พนดน วทยคลนยาว การเดนเรอ

ความถต า

30-300 KHz พนดน วทยส าหรบเครองบนและแจงการเดนเรอ

ความถปานกลาง 300KHz-3MHz ทองฟา วทย AM

ความถสง 3-30 MHz ทองฟา วทยสอสาร การสอสารดานเดนเรอและอากาศยาน

ความถสงมาก 30-300MHz ทองฟาและระดบสายตา โทรทศน วทย AM

ความถสงมากมาก 300MHz-3GHz ระดบสายตา โทรทศน เพจเจอร โทรทศนเซลลลาร

ความถสงมากพเศษ 3-30 GHz ระดบสายตา การสอสารดาวเทยม ความถสงมากทสด 30-300 GHz ระดบสายตา การสอสารดาวเทยมเรดา

2) ขอดและขอดอยของการใชงานคลนวทย 2.1) ขอด

สามารถรบสงสญญาณไดในระยะทางทไกลได คลนสามารถเดนทางผานทะลก าแพงได เดนทางผานตวกลางของคลนจะไมเสยคาใชจาย สามารถรบและสงสญญาณเคลอนขณะคลนทได

2.2) ขอดอย เกดการรวบรวมกนระหวางความถทใกลเคยงกนไดงาย ไมสามารถควบคมการเคลอนสญญาณใหอยเฉพาะภายในหรอภายนอกบรเวณ

ทตองการได

3.2.2 ไมโครเวฟ เนองจากความตองการวทยความถสงเพอตดตอสอสารไมใหรบกวนการสอสารของ

คลนวทยทใชในระบบคลนวทย AM คลนวทย FM หรอระบบโทรทศนมมากขน จงท าใหมการน าคลนวทยความถสงระหวาง 1 GHz ถง 300 GHz มาใชตดตอสอสารและผลจากการน าทางการรบสงสญญาณระหวางสถานรบและสถานสงในแนวระดบสายตาได ดงนน จงไดมการตงชอเรยก ส าหรบการใชงานในชวงความถนใหมวา "คลนไมโครเวฟ" เนองจากความถของคลนในชวงนมคาทสนมากในระดบไมโครเมตร

1) ลกษณะไมโครเวฟ ไมโครเวฟเปนคลนวทยชนดหนงทมความถในระหวาง 2 GHz ถง 40 GHz (เกษรา

ปญญา, 2548: 67) การรบสงสญญาณไมโครเวฟมลกษณะเปนแนวเสนตรงหรอ อยในระดบสายตา (line

Page 27: บทที่ 3 ตัวกลางในการสื่อสาร ... · 2020-01-29 · 50 บทที่3 ตัวกลางในการสื่อสารข้อมูล

บทท 3 ตวกลางในการสอสารขอมล 73

ปรญญา นอยดอนไพร || การสอสารขอมลและเครอขาย (Data Communication and Network)

of sight) โดยเสาอากาศทท าหนาทในการรบสงสญญาณนนตองอยในแนวเสนตรงเดยวกน ดงแสดงในภาพท 3.24

ภาพท 3.24 การสงสญญาณขอมลแบบแนวเสนตรงดวยระบบไมโครเวฟ

ทศทางในการรบสงขอมลโดยการอาศยสญญาณไมโครเวฟในการแพรกระจาย (Broadcasting) ส าหรบสถานรบสงสญญาณเปนแบบทศทางเดยว (Unidirectional) ท าหนาทรบและสงสญญาณหนงไปยงอกสถานรบสงสญญาณหนงซงสญญาณนนคอ คลนแมเหลกไฟฟาความถสงทถกสงสญญาณจากจานสงบนเสาอากาศจากตนทางไปยงจานรบสญญาณทปลายทาง การรบสงสญญาณไมโครเวฟเหมาะส าหรบการสอสารระยะใกล (ไมเกน 30 ไมล) ในบรเวณทไมสามารถเดนสายน าสญญาณได เชน ภเขา เปนตน อยางไรกตามระหวางการรบสงขอมลตองไมมตก ภเขา ตนไม หรอ สง กดขวางระดบสง มาบดบงการเดนทางของคลน

การพฒนาการสอสารไมโครเวฟใหสามารถมระยะทางการรบสงสญญาณไดไกลขนเพอตองการใหสามารถครอบคลมการสอสารไดทงทวปหรอทวโลก โดยระบบไมโครเวฟทไดรบการพฒนาจะอาศยสถานทวนสญญาณใหลอยอยบนอวกาศตามแนววงโคจรคางฟาทอยเนองจากพนโลกประมาณ 22,236 ไมล หรอประมาณ 35,785 กโลเมตร (เกษรา ปญญา, 2548: 68) และเคลอนทตามการหมนของโลกดงนนจะเรยกระบบการสอสารไมโครเวฟทไดรบการพฒนาการนวา "ระบบการสอสารผานดาวเทยม" ดงแสดงในภาพท 3.25

ภาพท 3.25 ระบบการสอสารผานดาวเทยม

สถานรบสงสญญาณ สถานรบสงสญญาณ

ดาวเทยม

ระยะทางประมาณ 35,785 กโลเมตร

แนวระดบสายตา สถานรบสงสญญาณ สถานรบสงสญญาณ

ระยะทางถายทอดสญญาณ สงสด 30 ไมล หรอ 48.28 กโลเมตร

Page 28: บทที่ 3 ตัวกลางในการสื่อสาร ... · 2020-01-29 · 50 บทที่3 ตัวกลางในการสื่อสารข้อมูล

74 บทท 3 ตวกลางในการสอสารขอมล

ปรญญา นอยดอนไพร || การสอสารขอมลและเครอขาย (Data Communication and Network)

ระบบการสอสารผานดาวเทยมมลกษณะการตดตอสอสารโดยใชคลนแมเหลกไฟฟาความถยานไมโครเวฟในการรบสงสญญาณ การสงสญญาณของระบบเรมจากการสงสญญาณจากสถานภาคพนดนตนทางผานชนบรรยากาศไปยงดาวเทยมในอวกาศทมจานเสาอากาศส าหรบรบสญญาณโดยจะเรยกสญญาณสงชวงนวา "สญญาณเชอมตอขาขน (uplink)" และเมอดาวเทยมไดรบสญญาณเชอมตอขาขน แลวกจะท าใหการสงทวนสญญาณผานชนบรรยากาศกลบไปยงสถานภาคพนดนปลายทาง และจะเรยกสญญาณสงกลบสญญาณชวงนวา "สญญาณเชอมตอขาลง ( downlink)" โดยมอปกรณบนดาวเทยมทเรยกวา "ทรานสปอนเดอร (transponder)" ท าหนาทรบสญญาณเชอมตอขาขนสญญาณและเชอมตอขาลงไปยงปลายทาง และเนองจากการรบสงสญญาณยานความถไมโครเวฟ (2-40 GHz) ทชวงความถ สง ๆ สญญาณจะมผลกระทบจากสภาพอากาศมากกวาในชวงความถต า ดงนนจงท าใหมการนยมใชงานยานความถของไมโครเวฟส าหรบระบบการสอสารผานดาวเทยมในชวงความถตงแต 1 ถง 10 GHz มากกวาความถชวงอน เนองจากชวงความถนมผลกระทบจากสภาพอากาศนอยกวา และความถในชวงนไดมการแบงความถออกเปนชวงความถตาง ๆ พรอมกบการก าหนดชอเรยกในแตละชวงความถ ดงแสดงในตารางท 3.8

ตารางท 3.8 ชอเรยกความถทใชงานในระบบการสอสารผานดาวเทยม

ชอแถบความถ ความถใชงาน

L-Band 1-2 GHz S-Band 2-4 GHz

C-Band 4-8 GHz

X-Band 8-12 GHz

ในตารางท 3.8 แถบความถทนยมใชกนมากทสด คอ แถบความถยาน C-Band ซงมความถสญญาณเชอมตอขาขน ประมาณ 6 GHz สญญาณเชอมตอขาลงประมาณ 4 GHz และเนองจากยาน C-Band เปนยานความถทมการใชงานคอนขางมากจนท าใหอาจเกดปญหาการรบกวนกน เนองจากชองสญญาณไมเพยงพอตอการใชงาน ดงนนจงไดมการขยายยานความถใหมเปนยานความถขาขนประมาณ 14 GHz และความถสญญาณเชอมตอขาลงประมาณ 12 GHz โดยก าหนดชอเรยกยานความถดงกลาวเปน Ku-Band จากตรงนจะสงเกตไดวาสญญาณเชอมตอขาขน และสญญาณเชอมตอขาลง จะมความถสญญาณไมเทากน หรอความถขาขนสงกวาความถขาลง เพอปองกนการรบกวนของสญญาณการรบและการสง จงตองใชความถส าหรบสญญาณขาขน และเชอมตอขาลงทมความถแตกตางกน อยางไรกตาม เนองจากดาวเทยมมระยะหางจากพนโลกมาก ดงนนการสงสญญาณจากพนโลกขนไป หรอการสงสญญาณกลบลงมาซงเปนระยะทางประมาณ 70,000 กโลเมตร ท าใหตองใชระยะเวลาชวงหนงกอนสญญาณสงถงสถานปลายทาง และเรยกชวงเวลาดงกลาววา ชวงเวลาหนวง (delay time) ซงเปนขอเสยทส าคญของระบบน

2) ขอดและขอดอยของการใชงานระบบไมโครเวฟ 2.1) ขอด

มชวงความถทกวางส าหรบการใชงาน สามารถใชในพนททรกนดารทไมสามารถเดนสายได

Page 29: บทที่ 3 ตัวกลางในการสื่อสาร ... · 2020-01-29 · 50 บทที่3 ตัวกลางในการสื่อสารข้อมูล

บทท 3 ตวกลางในการสอสารขอมล 75

ปรญญา นอยดอนไพร || การสอสารขอมลและเครอขาย (Data Communication and Network)

2.2) ขอดอย สญญาณไมโครเวฟไมสามารถเดนทางผานสงกดขวางได เชน ก าแพง ตก

อาคาร ภเขา เปนตน ความโคงของผวโลกเปนอปสรรคในการรบสงสญญาณในระยะทางทไกลขน

3.2.3 อนฟราเรด ล าแสงอนฟราเรดมชอเรยกอกอยางหนงวา รงสใตแดง หรอรงสความรอน ถกน ามา

ประยกตใชกบการสอสารระยะใกลมาหลายศตวรรษ มลกษณะเปนคลนวทยความถทมความยาวคลนต ากวาความยาวคลนสแดง ท าใหสายตาคนไมสามารถสงเกตเหนแสงของอนฟราเรดได คลนอนฟราเรดมลกษณะการเดนทางของแสงเปนแนวเสนตรงหรอในแนวระดบสายตา ไมสามารถทะลผานวตถทบแสงได นยมใชในการตดตอในระยะทางทใกล ๆ การประยกตใชคลนอนฟราเรดจะเปนการประยกตใชในการสอสารแบบไรสาย (Wireless communication) ในการควบคมเครองมอ เครองใชไฟฟา โดยการสงสญญาณไปทาง LED (Light Emitting Diode) โดยตวสง (transmitter) หรอเลเซอรไดโอด (laser diode) และจ าเปนตองมตวรบ (receiver) คอยท าหนาทเปลยนขอมลใหกลบไปเปนขอมลทสงเขามา

1) ลกษณะอนฟราเรด อนฟราเรด (infrared: IR) มชอเรยกอกชอวา รงสใตแดง หรอรงสความรอน เปนคลน

แมเหลกไฟฟาทมความยาวคลนอยระหวางคลนวทยและแสงมความถในชวง 1012 – 1014 Hz (โอภาส เอยมสรวงศ, 2549: 153) มความถในชวงเดยวกบไมโครเวฟ มความยาวคลนอยระหวางแสงสแดงกบคลนวทยสอสารทกชนดทมอณหภมอยระหวาง -200 องศาเซลเซยสถง 4,000 องศาเซลเซยส จะปลอยรงสอนฟาเรดออกมา คณสมบตเฉพาะตวของอนฟราเรด เชน ไมเบยงเบนในสนามแมเหลกไฟฟา ทแตกตางกนกคอ คณสมบตทขนอยกบความถ คอยงความถสงมากขน พลงงานกสงขนดวย คลนสญญาณอนฟราเรดมความยาวคลนตงแต 1 มลลเมตร ถง 700 นาโนเมตร ความถของสญญาณอนฟราเรดถอไดวาเปนความถของแสงทต ากวาแสงสแดงทตาคนเราไมสามารถมองเหนได ปจจบนน าแสงอนฟราเรดมาประยกตใชเพอควบคมอปกรณไฟฟา เชน รโมทคอนโทรลส าหรบวทยและโทรทศน เปนตน ส าหรบการประยกตใชงานทางดานเครอขายไรสายเฉพาะบรเวณพนทครอบคลมระยะทางประมาณ 10-30 เมตร (เกษรา ปญญา, 2548: 70)

ตวอยางของอปกรณทใชอนฟราเรดในการสอสารขอมล เชน เมาส เครองพมพ รโมทคอนโทรล เปนตน โดยปกตพอรตส าหรบการเชอมตออนฟราเรดจะเรยกวา "Infrared Data Association : IrDA" และการใชงานของคลนอนฟราเรด ไดแก การใชคยบอรดแบบไรสายตดตอกบคอมพวเตอร เปนตน

2) ขอดและขอดอยของการใชงานระบบไมโครเวฟ 2.1) ขอด

น ามาปรบใชกบการสอสารแบบไรสาย ทมการสอสารในระยะทางแบบใกลๆ เชน รโมทคอนโทรล ส าหรบควบคมการท างานของเครองใชไฟฟา (โทรทศน วทย รถยนต) และอปกรณตอพวงกบเครองคอมพวเตอร คยบอรดหรอเมาสไรสาย รวมทงระบบเปดปดประต หรอ หฟงแบบไรสาย เปนตน

เนองจากอปกรณอนฟราเรดมขนาดเลก ราคาถก รวมทงใชพลงงานนอยและยงสามารถใชเชอมตอกบอปกรณอนไดงาย จงถกน ามาประยกตเพอใชงานกบโนตบค และโทรศพท

สญญาณสอสารมความปลอดภยสงและไมจ าเปนตองขออนญาตการใชงาน

Page 30: บทที่ 3 ตัวกลางในการสื่อสาร ... · 2020-01-29 · 50 บทที่3 ตัวกลางในการสื่อสารข้อมูล

76 บทท 3 ตวกลางในการสอสารขอมล

ปรญญา นอยดอนไพร || การสอสารขอมลและเครอขาย (Data Communication and Network)

ไมมคลนแทรกจากสญญาณใกลเคยง 2.2) ขอดอย

ไมเหมาะกบการสอสารระยะไกล ไมสามารถใชภายนอกอาคารทมแสงแดดได เนองจากแสงแดดจะมคลน

อนฟราเรดเหมอนกน ดงนนจงมโอกาสทสญญาณจะถกรบกวนได ถามการปดบงทางเดนของแสงอนฟราเรดจะท าใหการรบสงสญญาณขาดหายได

3.2.4 บลทธ บลทธ (Bluetooth) เปนเทคโนโลยทใชในการตดตอเชอมโยงระหวางอปกรณ โดยใช

เทคโนโลยการตดตอสอสารไรสายทใชคลนวทยความถสงประมาณ 2.4 GHz โดยทไมจ าเปนตองใชการเดนทางของคลนเปนแบบเสนตรงเหมอนอนฟราเรด และยงสามารถสงขอมลไดหลากหลายประเภททงขอมลภาพและเสยง การสอสารบลทธไดรบการวจยพฒนาจากการรวมตวของบรษทยกษใหญ เชน อรคสน โมบาย คอมมนเคชน จ ากด (Ericson Mobile Communication Co. Ltd.,) บรษท โนเกย จ ากด (Nokia Co. Ltd.,) บรษทไอบเอม จ ากด (IBM Co. Ltd.,) บรษทโตชบา จ ากด (Toshiba Co. Ltd.,) และบรษทอนเทลคอรปอเรชน จ ากด (Intel Corporation Co. Ltd.,) ใชชอกลมวา "Special Interest Group (SIG)" โดยทางกลม SIG ไดท าการวจยและพฒนาโดยมวตถประสงคหลกเพอการสอสารแบบใหมทปราศจากสายสญญาณเชอมตอระหวางอปกรณสอสาร เพอพฒนาเพอน าไปใชตดตอสอสารระโทรศพทมอถอและอปกรณสอสารตาง ๆ หรออาจใชเปนอปกรณสอสารทเปนขนาดเลกดวยกนในระยะทางทไมไกลส าหรบการรบสงขอมลขนาดไมใหญและจ านวนไมมาก และมการสญเสยพลงงานนอย ท าใหใชงานส าหรบการตดตอสอสารไดนาน เชน ไฟลภาพ ไฟลเสยง และแอปพลเคชนตาง ๆ

1) ประเภทของบลทธ เทคโนโลยไรสายบลทธใชคลนความถประมาณ 2.4 GHz ส าหรบการตดตอสอสาร

รบสงขอมลไมมากและมระยะทางการตดตอสอสารทไมไกลดงนนระยะทางการตดตอสอสารของบลทธจงมผลตอการรบสงขอมลอยางมาก และท าใหการแบงประเภทของบลทธตามระยะทางส าหรบการใชงานไดเปน 3 คลาส ไดแก

1.1) แบบคลาส 1 (Class 1) มระยะทางส าหรบการรบสงขอมลมระยะรศมไมเกน 100 เมตร และใชพลงงานประมาณ 100 มลลวตต (milliwatt: mW) โดยพลงงานดงกลาวมคาการใชพลงงาน ประมาณครงหนงของอปกรณไรสาย ในระบบไวรเลสแลน (Wireless LAN) ตามมาตรฐาน IEEE 802.11 โดยอปกรณไรสายในระบบนมการใชพลงงานประมาณ 250 mW

1.2) แบบคลาส 2 (Class 2) มระยะทางส าหรบการรบสงขอมลในระยะรศมประมาณไมเกน 10 เมตร และใชพลงงานประมาณ 2.5 mW โดยคลาสการท างานนไดรบความนยมส าหรบการใชงาน เนองจากใชพลงงานคอนขางนอย

1.3) แบบคลาส 3 (Class 3) มระยะทางส าหรบการรบสงขอมลระยะรศมประมาณ ไมเกน 1 เมตร และใชพลงงานประมาณ 1mW โดยคลาสการท างานนถอวาเปนคลาสการท างานทใชพลงงานนอยทสด แตอยางไรกตามเนองจากระยะทางส าหรบการรบสงขอมลคอนขางสน ท าใหไมเปนทนยมส าหรบการใชงาน อยางไรกตามระยะทางการรบสงขอมลของบลทธจะขนตอก าลงสง หรอพลงงานทสญเสยไปทใชส าหรบแพรกระจายสญญาณโดยการใชก าลงสงสญญาณทสง ๆ จะท าใหการรบสงขอมลมระยะทางการรบสงทไกลขน

Page 31: บทที่ 3 ตัวกลางในการสื่อสาร ... · 2020-01-29 · 50 บทที่3 ตัวกลางในการสื่อสารข้อมูล

บทท 3 ตวกลางในการสอสารขอมล 77

ปรญญา นอยดอนไพร || การสอสารขอมลและเครอขาย (Data Communication and Network)

2) ลกษณะบลทธ การรบสงขอมลของบลทธมหลกการท างานโดยการแบงสญญาณคลนวทยความถสง

ประมาณ 2.4 GHz ออกเปนชองสญญาณจ านวน 79 ชองสญญาณ แลวใชชองสญญาณจ านวนนสลบชองไปมาจ านวน 1,600 ครงตอ 1 วนาท โดยมการเปลยนชองสญญาณทใชตดตอสอสารทไมไดเรยงตามหมายเลขชองอยางอตโนมต เพอท าใหการดกฟงหรอการลกลอบขโมยขอมลท าไดยากขน และปองกนสญญาณคลนรบกวนกนและกนในกรณทมอปกรณบลทธตดตอสอสารกนอยใกล ๆ กนจ านวนมาก อยางไรกตามการตดตอสอสารกนระหวางอปกรณของบลทธ จะมการคนหาอปกรณบลทธและตรวจสอบขอมลการสอสารของอปกรณทพบวาสามรถสอสารกนไดหรอไม ถาพบวาไดกจะมการปอนรหสกอนการเชอมตอสอสารกบอปกรณบลทธนน

3) ขอดและขอดอยของการใชงานบลทธ 3.1) ขอด

การรบสงอปกรณขอมลไมจ าเปนตองใชสายเชอมตอสญญาณ อปกรณสอสารมขนาดเลก ท าใหสะดวกตอการใชงาน ใชพลงงานนอย ประมาณ 0.1 วตต สามารถรบสงขอมลไดทงภาพและเสยง

3.2) ขอดอย ระยะการตดตอสอสารของบลทธจ ากดเพยง 5-10 เมตร เทานน จงไมเหมาะ

กบการสอสารระยะไกล ความสามารถในการสงถายขอมลเพยง 1 Mbps ซงเหมาะกบการสงขอมลบน

โทรศพทมอถอ เพราะปรมาณการสงผานขอมลนอยเมอเปรยบเทยบกบขอมลทวไป จ ากดจ านวนการเชอมตอสญญาณ มกใชเพยง 1 อปกรณตอการเชอมตอหนง

ครงเทานน ถามจ านวนการเชอมตอทมากจะตองสลบการใชงาน ซงจะท าใหการท างานลาชากวาการใชสายสญญาณ

3.2.5 เซลลลาร เซลลลลาร (Cellular) เปนเทคโนโลยส อสารรปแบบหน งของระบบการสอสาร

โทรศพทเคลอนทหรอบางครงเรยกวา "โทรศพทมอถอ" ทไดรบความนยมใชงานในปจจบน ระบบเซลลลารเปนระบบทไดรบการพฒนามาจากระบบโทรศพทเคลอนท (Mobile Telephone System: MTS) โดยการใชงานในระยะแรกไดเรยกชอวา "ระบบ AMPS (Analog Advance Mobile Phone Service)" ระบบดงกลาวสงสญญาณแบบแอนะลอกความถสงในชวงแถบความถ 300 MHz-3 GHz ดวยหลกการแบงชองสญญาณทางความถ (Frequency Division Multiple Access: FDMA) ท าใหมชองสญญาณส าหรบการตดตอสอสารเปนจ านวนมากได (มหาวทยาลยสโขทยธรรมาธราช, 2554: 3-41)

โครงสรางระบบโทรศพทเครองทแบบเซลลลาร มสวนประกอบหลกดวยกน 3 สวนไดแก ชมสายโทรศพทเคลอนท (Mobile Telephone Exchange: MTX หรอ Mobile

Station Control: MSX) มหนาทควบคมการท างานของชมสายทงหมด ไดแก การตดตอ การคนหา เลขหมาย การเลอกเสนทางรวมทงสงสญญาณตาง ๆ เปนตน

สถานฐาน (Base Station: BS หรอ Base Transceiver Station: BTS) มหนาทรบสงสญญาณกบเครองโทรศพท เพอท าการตดตอสอสารและถายทอดสญญาณไปยงชมสายโทรศพทเคลอนท

Page 32: บทที่ 3 ตัวกลางในการสื่อสาร ... · 2020-01-29 · 50 บทที่3 ตัวกลางในการสื่อสารข้อมูล

78 บทท 3 ตวกลางในการสอสารขอมล

ปรญญา นอยดอนไพร || การสอสารขอมลและเครอขาย (Data Communication and Network)

สถานฐานนมการกระจายอยตามจดตาง ๆ ในพนททใหบรการและเรยกจดใหบรการเหลานนวา "เซลล (cell)"

เครองโทรศพทเคลอนท (Mobile Station: MS) หมายถง อปกรณสอสารเคลอนททท าหนาทรบสงสญญาณระหวางผรบกบผสง

1) ลกษณะเซลลลาร ระบบการสอสารโทรศพทเคลอนทแบบเซลลลารนนจะท าการแปลสญญาณเสยงใหเปน

คลนความถเพอออกไปยงผรบผานเซลล (Cell) แตละเซลลเปนทอดๆทเรยงตอกนคลายรงผง จนกวาจะถงเซลลของผรบ ดงแสดงภาพท 3.26

ภาพท 3.26 พนทเซลลส าหรบการตดตอสอสารทมลกษณะคลายรงผง

ในภาพท 3.26 พนทเซลลแตละเซลลทอยตดกนจะใหบรการครอบคลมเฉพาะพนทใน

เซลลนน ๆ โดยมเครองรบสงสญญาณความถสงทไมซ ากนตดตอสอสารกบเครองโทรศพทเคลอนท และส าหรบแตละเซลลทอยตดกนความถทไมซ ากนกเพอปองกนการรบกวนซงกนและกน โดยทวไปขนาดพนทเซลลส าหรบการใชงานจรงไมจ ากนตองมขนาดเทากน เชนในพนททมความหนาแนนตามความตองการการใชงานโทรศพทมาก ขนาดพนทเซลลทใหบรการจะมขนาดเลก และในทางตรงกนขาม ขนาดพนทเซลลส าหรบใหบรการจะมขนาดใหญส าหรบพนททมความหนาแนนความตองการการใชงานโทรศพทนอย เปนตน ดงแสดงในภาพท 3.27

B

C

D

A

D

B

A

A

D

ความถ A

ความถ B

ความถ C

ความถ D

Page 33: บทที่ 3 ตัวกลางในการสื่อสาร ... · 2020-01-29 · 50 บทที่3 ตัวกลางในการสื่อสารข้อมูล

บทท 3 ตวกลางในการสอสารขอมล 79

ปรญญา นอยดอนไพร || การสอสารขอมลและเครอขาย (Data Communication and Network)

ภาพท 3.27 ขนาดพนทเซลลทขนอยกบความหนาแนนความตองการใชงานโทรศพท

ในภาพท 3.27 โดยปกตทวไปเซลลมาตรฐาน (Standard cell) จะใหบรการในบรเวณกวาง มพนทใหบรการอยทประมาณ 20-50 กโลเมตร แตถาพนทใดทมความหนาแนนและความตองการของผใชงานเพมมากขนจะมการลดขนาดของเซลลลง เพอเปนการเพมจ านวนชองสญญาณรองรบการตดตอสอสารทมจ านวนมากขน ส าหรบเซลลเลก (Small cell) มขนาดพนทใหบรการอยทประมาณ 5-15 กโลเมตร และเซลลจว (Micro cell) จะมขนาดพนทใหบรการอยท 1-5 กโลเมตร รองรบการใชงานทเพมมากขน เมอมผใชจ านวนหนาแนนมากขนหรอเปนเมองใหญหรอแหลงชมชน

โดยปกตแลวผใชบรการโทรศพทเคลอนทมกจะเคลอนทไปพรอมขณะใชบรการเชน ก าลงใชโทรศพทมอถออยบนรถยนตซงก าลงวง เปนตน การเคลอนทดงกลาวสามารถท าใหโทรศพททใชพนทเซลลใหบรการพนทหนงเปลยนไปใชบรการของพนทเซลลขางเคยงอกเซลลหนงแทน เพอใหการใชงานตดตอสอสารเปนไปอยางตอเนองโดยสายไมหลดวธการรกษาความตอเนองของชองสญญาณการสอสารนเรยกวา "การสงตอ (Hand off)" การสงตอเปนลกษณะของการสงตอการสอสารระหวางพนทเซลลทตดกน อยางไรกตาม ในขณะการสงตอมกจะเกดปญหาขน คอเมอผใชบรการโทรศพทมอถอมจ านวนมากทตองการสงตอระหวางเซลลพรอมๆ กน ระบบชมสายอาจท างานผดพลาดได และเพอปองกนการท างานทอาจจะผดพลาดดงกลาว จงไดมการสรางเซลลคลม หรอเรยกวา "เซลลรม (Umbrella Cell)" ขนมาเพอชวยเพมความสามารถในการสงขอมลขามเซลล และตรวจสอบการขามเซลลจ านวนทละมาก ๆ โดยเซลลรมจะใหบรการครอบคลมพนทเซลลปกตหลาย ๆ เซลล ทมจ านวนการใชงานโทรศพทอยจ านวนมาก

ในปจจบนระบบโทรศพทเซลลลารแบบดจตอล ไดรบความนยมในการใชงานกนอยางมากเมอเทยบกบระบบโทรศพทเซลลลารแบบแอนะลอก เนองจากระบบทใชสญญาณแอนะลอกมความไวตอสญญาณรบกวน และการใชแบงชองสญญาณแบบ FDMA จะก าหนดคลนความถส าหรบผใชกลมหนง ผใชกลมอนจะไมสามารถใชคลนความถนไดจนกวาจะเลกใชหรอชองสญญาณนนวางลง ท าใหเกดปญหาและยากตอการเพมความถของชองสญญาณไดอก เมอจ านวนผใชบรการโทรศพทเพมมากขน ดงนนจงไดมการปรบเปลยนสญญาณจากสญญาณแอนะลอกมาเปนสญญาณดจตอลทมความทนตอสญญาณการรบกวน และใชการแบงชองสญญาณออกเปนชวงเวลา (Time Slot) ถกเรยกวา "ทดเอมเอ (Time

เซลลขนาดกลางส าหรบพนททมความหนาแนนความตองการใชงานปานกลาง

เซลลขนาดใหญส าหรบพนททมความหนาแนนความตองการใชงานนอย

เซลลขนาดเลกส าหรบพนททมความหนาแนนความตองการใชงานมาก

Page 34: บทที่ 3 ตัวกลางในการสื่อสาร ... · 2020-01-29 · 50 บทที่3 ตัวกลางในการสื่อสารข้อมูล

80 บทท 3 ตวกลางในการสอสารขอมล

ปรญญา นอยดอนไพร || การสอสารขอมลและเครอขาย (Data Communication and Network)

Division Multiple Access: TDMA)" ท าใหผใชชองสญญาณสามารถใชคลนความถเดยวกนไดส าหรบการรบสงสญญาณแบบหลายชองและเรยกระบบสอสารโทรศพทแบบใหมนวาระบบจเอสเอม (Global System for Mobile: GSM) อยางไรกตาม การใชความถทไมซ าในพนทเซลลทอยตดกนกยงมขอจ ากดในเรองความถอย ดงนนจะไดมการคดคนพฒนาระบบการสงสญญาณแบบหลายชองสญญาณใหมขนมาเรยกวา "ระบบซดเอมเอ (Code Division Multiple Access: CDMA)" ในระบบนแตละเซลลทอยตดกนจะใชความถซ ากนแตมรหส (Code) ของสญญาณตางกน ท าใหระบบนชวยประหยดทรพยากรทางดานความถไดอยางมาก

2) ขอดและขอดอยของเซลลลาร 2.1) ขอด

รบสงสญญาณไดหลายชองสญญาณ อปกรณโทรศพทส าหรบตดตอสอสารมขนาดเลกท าใหงายตอการพกพา น ามาใชในการสอสารของระบบโทรศพทเคลอนท

2.2) ขอดอย ปรมาณการรบสงขอมลไมมากนก ระยะทางการตดตอสอสารขนอยกบทตงของสถานฐาน

กจกรรมท 3.2 1. ลกษณะของการแพรกระจายสญญาณแบบแพรกระจายตามทองฟาเปนอยางไร 2. สญญาณคลนวทยทความถสงจะมความยาวคลนเปนอยางไร 3. ลกษณะการรบสงสญญาณแบบแพรกระจายระดบสายตา เปนอยางไร 4. เพราะเหตใดความถของสญญาณเชอมตอขาขน และสญญาณเชอมตอขาลง ส าหรบการรบสงสญญาณดาวเทยมจงไมเทากน 5. คลนอนฟราเรดเปนคลนทสามารถมองเหนไดหรอไม เพราะเหตใด 6. การรบสงคลนอนฟราเรดมลกษณะการรบสงสญญาณอยางไร 7. เทคโนโลยบลทธมลกษณะการแพรกระจายสญญาณคลนวทยเพอรบสงขอมลอยางไร 8. เทคโนโลยบลทธ และเทคโนโลยไรสายมความแตกตางกนอยางไร 9. หลกการท างานของระบบโทรศพทเซลลลารเปนอยางไร 10. ระบบเซลลลารใชสญญาณแบบใดในการตดตอสอสาร

Page 35: บทที่ 3 ตัวกลางในการสื่อสาร ... · 2020-01-29 · 50 บทที่3 ตัวกลางในการสื่อสารข้อมูล

บทท 3 ตวกลางในการสอสารขอมล 81

ปรญญา นอยดอนไพร || การสอสารขอมลและเครอขาย (Data Communication and Network)

เอกสารอางอง

กอกจ วระอาชากล. (2553). Guide & Practice Network Administration. นนทบร : ไอดซฯ. เกษรา ปญญา. (2548). ระบบการสอสารขอมล Data Communication System. ภเกต:

มหาวทยาลยราชภฏภเกต. จตชย แพงจนทร และอนโชต วฒพงษ. (2546). เจาะระบบ Network ฉบบสมบรณ. นนทบร : ไอดซ. ฉตรชย สมามาลย. (2549). การสอสารขอมลคอมพวเตอรและระบบเครอขาย. กรงเทพฯ : ไทยเจรญการ

พมพ. มหาวทยาลยสโขทยธรรมาธราช. (2554). เอกสารการสอนชดวชาการสอสารขอมลและระบบเครอขาย

คอมพวเตอร หนวยท 1-7. พมพครงท 2. นนทบร: มหาวทยาลยสโขทยธรรมาธราช. โอภาส เอยมสรวงศ. (2549). เครอขายคอมพวเตอรและการสอสาร. กรงเทพฯ : ซเอดยเคชน. AD ONE Techonology. (2013). Fiber Tester Instrument. [Online]. Available : http : www.ad-

one.com.my/category/34/Fiber-Tester--Instrument.html. [March 1, 2013]. B&B Electronics. (2012). [Online]. Available : http : secure.bb-elec.com/tech_articles/

NTRON_fiber_optics.asp. [March 1, 2013]. Institute for Innovation and Development of Learning Process. (2004). Media. [Online].

Available : http : www.il.mahidol.ac.th/e-media/computer/network/net_media1 .htm. [February 20, 2013].

Nick Adams. (2012 November 28). Reasons Why Fiber Optic Cable Are Gaining Popularity. [Online]. Available : http : gizmorati.com/2012/11/reasons-why-fiber-optic-cable-are-gaining-popularity/. [February 25, 2013].

NINGBO TONGRUN ELECTRONICS. (2013). Single Mode FC connector on 3mm jacketed fiber. [Online]. Available : http : www.wire-cable-solution.com/Single-Mode-FC-connector-on-3mm-jacketed-fiber-652.html. [March 1, 2013].

NW Systems Group Limited. (2012). [Online]. Available : http : www.networkwebcams. com/ip-camera-learning-center/2008/08/15/glossary-term-rj-45-ethernet-network-connections/. [March 1, 2013].

RAB Telecom Canada. (2013). Keystone Jack and RJ45 Female. [Online]. Available : http : www.cablesandlabels.com/category/Keystones-185. [March 1, 2013].

The Fiber Optic Association, Inc. (2013). The FOA Reference Guide To Fiber Optics. [Online]. Available : http : www.thefoa.org/tech/ref/quickstart/OTDR.html. [March 1, 2013].

VDV Works LLC. (2002). [Online]. Available : http : www.vdvworks.com/UncleTed/ test.html. [March 1, 2013].

Wikimedia Commons. (2009). SC optical fiber connector. [Online]. Available : http : commons.wikimedia.org. [March 1, 2013].

Page 36: บทที่ 3 ตัวกลางในการสื่อสาร ... · 2020-01-29 · 50 บทที่3 ตัวกลางในการสื่อสารข้อมูล

82 บทท 3 ตวกลางในการสอสารขอมล

ปรญญา นอยดอนไพร || การสอสารขอมลและเครอขาย (Data Communication and Network)

บนทก

....................................................................................................................................................................................

....................................................................................................................................................................................

....................................................................................................................................................................................

....................................................................................................................................................................................

....................................................................................................................................................................................

....................................................................................................................................................................................

....................................................................................................................................................................................

....................................................................................................................................................................................

....................................................................................................................................................................................

....................................................................................................................................................................................

....................................................................................................................................................................................

....................................................................................................................................................................................

....................................................................................................................................................................................

....................................................................................................................................................................................

....................................................................................................................................................................................

....................................................................................................................................................................................

....................................................................................................................................................................................

....................................................................................................................................................................................

....................................................................................................................................................................................

....................................................................................................................................................................................

....................................................................................................................................................................................

....................................................................................................................................................................................

....................................................................................................................................................................................

....................................................................................................................................................................................

....................................................................................................................................................................................

....................................................................................................................................................................................

....................................................................................................................................................................................

....................................................................................................................................................................................

....................................................................................................................................................................................

....................................................................................................................................................................................

....................................................................................................................................................................................

....................................................................................................................................................................................

....................................................................................................................................................................................

....................................................................................................................................................................................

....................................................................................................................................................................................

....................................................................................................................................................................................