cable and wireless
บทเรียนนี้จะกล่าวถึงสายสัญญาณที่มีอยู่ในปัจจุบันเกือบทั้งหมด ความจริงอย่างหนึ่งเกี่ยวกับระบบเครือข่าย คือ ระบบเครือข่ายไม่อาจจะมีประสิทธิภาพดีกว่าที่สายสัญญาณสามารถรองรับได้ หรือกล่าวอีกนัยหนึ่งคือ ประสิทธิภาพของเครื่องจะถูกจำกัดด้วยสายสัญญาณที่ใช้ การที่คอมพิวเตอร์เครื่องหนึ่งจะส่งข้อมูลไปยังอีกเครื่องหนึ่งได้นั้น คอมพิวเตอร์หล่านี้ต้องมีการเชื่อมต่อกันด้วยสื่อนำสัญญาณประเภทใดประเภทหนึ่ง สื่อนำสัญญาณที่ใช้ในการเชื่อมต่อเครือข่ายมีหลายประเภทด้วยกัน เมื่ออ่านจบบทนี้ผู้อ่านจะได้ทราบถึงสื่อประเภทต่าง ๆ ที่ใช้ในเครือข่ายคอมพิวเตอร์ เลเยอร์ 1 ที่กำหนดในแบบอ้างอิง OSI ในบทที่ผ่านมานั้น เป็นเลเยอร์ที่ทำหน้าที่เกี่ยวกับการรับส่งบิตต่อเนื่องผ่านสายสัญญาณหรือสื่อกลางที่ใช้ นอกจากนี้ข้อกำหนดของเทคโนโลยี LAN ยังได้เพิ่มข้อกำหนดเกี่ยวกับประสิทธิภาพของสายสัญญาณที่เชื่อมต่อระหว่างอุปกรณ์เครือข่ายสองอุปกรณ์ใด ๆ แต่ไม่ได้กำหนดไปถึงตัวสายสัญญาณจริง ๆ ในบทนี้จะกล่าวถึงบทบาทความสำคัญของสายสัญญาณในระบบเครือข่าย พร้อมทั้งกล่าวถึงรายละเอียดเกี่ยวกับสายสัญญาณแต่ละประเภท พร้อมทั้งวิธีวัดประสิทธิและข้อจำกัดของสายสัญญาณแต่ละประเภท เครือข่ายคอมพิวเตอร์ในปัจจุบันนอกจากสายสัญญาณเป็นสื่อนำข้อมูลแล้ว สื่อไร้สายก็เป็นอีกทางเลือกหนึ่งที่ใช้เชื่อมต่อคอมพิวเตอร์เป็นเครือข่าย เช่น WLAN (Wireless LAN) เป็นเครือข่ายท้องถิ่นที่ใช้อากาศเป็นสื่อนำสัญญาณ ที่ผ่านมานั้นแต่ละบริษัทจะผลิตอุปกรณ์เครือข่ายที่ใช้กับ WLAN ที่มีลักษณะเฉพาะและอุปกรณ์ที่ผลิตจากต่างบริษัทจะไม่สามารถทำงานร่วมกันได้ จนกระทั่งช่วงหลังนี้ IEEE ได้กำหนดมาตรฐานเกี่ยวกับ WLAN หรือ IEEE802.11 ซึ่งทำให้ปัญหาดังกล่าวหมดไป ในช่วงท้ายของบทจะกล่าวถึงเทคโนโลยีของสื่อไร้สาย และมาตรฐาน IEEE 802.11
สื่อนำสัญญาณที่ใช้ในเครือข่ายคอมพิวเตอร์สามารถแบ่งออกได้ 2 ประเภทดังนี้ 1. สายสัญญาณ - สายโคแอ็กเชียล (Coaxial Cable) - สายคู่บิดเกลียว (Twisted Paires) - สายใยแก้วนำแสง (Fiber Optics) 2. สื่อไร้สาย (Wireless)
สายโคแอ็กซ์ สายโคแอ็กเชียล (Coaxial Cable) เป็นสายสัญญาณประเภทแรกที่ใช้ และเป็นที่นิยมมากในเครือข่ายคอมพิวเตอร์สมัยแรก ๆ แต่ในปัจจุบันเครือข่ายส่วนใหญ่จะใช้สายคู่เกลียวบิตและสายใยแก้วนำแสง ส่วนสายโคแอ็กซ์ถือได้ว่าเป็นสายที่ล้าสมัยสำหรับเครือข่ายคอมพิวเตอร์ในปัจจุบัน อย่างไรก็ตามยังมีระบบเครือข่ายบางประเภทที่ยังใช้สายประเภทนี้อยู่ สายโคแอกเชียล (Coaxial Cable) ส่วนใหญ่จะเรียกสั้น ๆ ว่าสายโคแอ็กซ์ (Coax) จะมีตัวนำไฟฟ้าอยู่สองส่วน คำว่า โคแอ็กซ์ มีความหมายว่า "มีแกนร่วมกัน" ซึ่งชื่อก็บอกความหมายว่าต้นนำทั้งสองตัวมีแกนร่วมกันนั่นเอง โครงสร้างของสายโคแอ็กซ์ประกอบด้วยสายทองแดงเป็นแกนกลาง แล้วห่อหุ้มด้วยวัสดุที่เป็นฉนวน ชั้นต่อมาจะเป็นตัวนำไฟฟ้าอีกชั้นหนึ่ง ซึ่งจะเป็นแผ่นโลหะบาง ๆ หรืออาจจะเป็นใยโลหะที่ถักเปียปุ้มอีกชั้นหนึ่ง สุดท้ายก็หุ้มด้วยฉนวนและวัสดุป้องกันสายสัญญาณ

รูป สายโคแอ็กซ์
ส่วนแกนเป็นส่วนที่นำสัญญาณข้อมูล ส่วนชั้นใยข่ายเป็นชั้นที่ใช้ป้องกันสัญญาณรบกวนจากภายนอกและเป็นสายดินในตัว ดังนั้นสองส่วนนี้ต้องไม่เชื่อมต่อกันมิฉะนั้นอาจเกิดไฟช็อตได้ ถึงแม้ว่าส่วนใหญ่โคแอ็กซ์จะมีลักษณะคล้ายกัน แต่ก็แบ่งออกได้หลายประเภทขึ้นอยู่กับชนิดของเครือข่ายที่ใช้ สายโคแอ็กซ์จะถูกแยกเป็นประเภทต่าง ๆ โดยใช้มาตรา RG (Radio Grade Scale) เช่น สายโคแอ็กซ์แบบ RG-58 จะใช้ได้กับเครือข่ายอีเธอร์เน็ตแบบ 10Base2 ซึ่งมีค่าความต้านทานที่ 50 โอห์ม
สายโคแอ็กซ์แบ่งออกเป็น 2 ประเภท คือ 1. สายโคแอ็กซ์แบบบาง (Thin Coaxial Cable) 2. สายโคแอ็กซ์แบบหนา (Thick Coaxial Cable)
สายโคแอ็กซ์แบบบาง สายโคแอ็กซ์แบบบาง (Thin Coaxial Cable หรือ Thinnet Cable) เป็นสายที่มีขนาดเล็ก เส้นผ่านศูนย์กลางประมาณ 0.64 cm เนื่องจากสายประเภทนี้มีขนาดเล็กและมีความยืดหยุ่นสูงจึงสามารถใช้ได้กับการติดตั้งเครือข่ายเกือบทุกประเภท สายประเภทนี้สามารถนำสัญญาณได้ไกลถึง 185 เมตร ก่อนที่สัญญาณจะเริ่มอ่อนกำลังลง บริษัทผู้ผลิตสายโคแอ็กซ์ได้ลงความเห็นร่วมกันในการแบ่งประเภทของสายโคแอ็กซ์ สายโคแอ็กซ์แบบบางได้ถูกรวมไว้ในสายประเภท RG-58 ซึ่งสายประเภทนี้จะมีความต้านทาน (Impedance) ที่ 50 โอห์ม สายประเภทนี้จะมีแกนกลางอยู่ 2 ลักษณะคือ แบบที่เป็นสายทองแดงเส้นเดียวและแบบที่เป็นใยโลหะหลายเส้น
สายโคแอ็กซ์แบบหนา สายโคแอ็กซ์แบบหนา (Thicknet Cable) เป็นสายโคแอ็กซ์ที่ค่อนข้างแข็ง และขนาดใหญ่กว่าสายโคแอ็กซ์แบบบาง โดยมีเส้นผ่านศูนย์กลางประมาณ 1.27 cm สายโคแอ็กซ์แบบหนานี้เป็นสายสัญญาณประเภทแรกที่ใช้กับเครือข่ายแบบอีเธอร์เน็ต ส่วนแกนกลางที่เป็นสายทองแดงของสายโคแอ็กซ์แบบหนาจะมีขนาดใหญ่กว่า ดังนั้นสายโคแอ็กซ์แบบหนานี้จึงสามารถนำสัญญาณได้ไกลกว่าแบบบาง โดยสามารถนำสัญญาณได้ไกลถึง 500 เมตร ด้วยความสามารถนี้สายโคแอ็กซ์แบบหนาจึงนิยมใช้ในการเชื่อมต่อเส้นทางหลักของข้อมูล หรือ แบ็คโบน (Backbone) ของเครือข่ายสมัยแรก ๆ แต่ปัจจุบันได้เลิกใช้สายโคแอ็กซ์แล้ว โดยสายที่นิยมใช้ทำเป็นแบ็คโบน คือ สายใยแก้วนำแสง ซึ่งจะได้กล่าวในรายละเอียดในส่วนต่อไป
เปรียบเทียบระหว่าง Thinnet และ Thicknet ตามกฎการนำสัญญาณ สายที่ใหญ่กว่าย่อมนำสัญญาณได้ดีกว่าสายธิกค์เน็ต (Thicknet) จะยุ่งยากในการติดตั้งมากกว่าเนื่องจากเป็นสายที่ค่อนข้างแข็งแรง ในขณะที่สายแบบธินเน็ต (Thinnet) มีความยืดหยุ่นที่ดีกว่าทำให้ง่ายต่อการติดตั้งและราคาก็ถูกกว่า ความยืดหยุ่นของสายมีผลต่อการติดตั้งเมื่อเดินสายผ่านท่อขนาดเล็กที่ติดบนฝ้าเพดาน ทำให้เป็นที่นิยมมากกว่า
หัวเชื่อมต่อที่ใช้กับสายโคแอ็กซ์ ทั้งสายแบบ Thinnet และ Thicknet จะใช้หัวเชื่อมต่อชนิดเดียวกัน ที่เรียกว่าหัว BNC ซึ่งใช้ในการเชื่อมต่อระหว่างสายสัญญาณละเน็ตเวิร์คการ์ด หัวเชื่อมต่อแบบ BNC นี้มีหลายแบบดังต่อไปนี้ 1. หัวเชื่อมสาย BNC (BNC Cable Connector) เป็นหัวที่เชื่อมเข้ากับปลายสาย ดังแสดงในรูปที่ 1 2. หัวเชื่อมสายรูปตัว T (BNC T-Connector) เป็นหัวที่ใช้เชื่อมต่อระหว่างสายสัญญาณกับเน็ต เวิร์คการ์ด ดังแสดงในรูปที่ 2 3. หัวเชื่อมสายแบบ Barrel (BNC Barrel Connector) เป็นหัวที่ใช้ในการเชื่อมต่อสายสัญญาณเพื่อให้สายมีขนาดยาวขึ้น 4. ตัวสิ้นสุดสัญญาณ (BNC Terminator) เป็นหัวที่ใช้ในการสิ้นสุดสัญญาณที่ปลายสายเพื่อเป็นการสิ้นสุดสัญญาณไม่ให้ สะท้อนกลับ ถ้าไม่อย่างนั้นสัญญาณะสะท้อนกลับทำให้รบกวนสัญญาณที่ใช้นำข้อมูลจริง ซึ่งจะทำให้เครือข่ายล้ม เหลวในที่สุด
 รูปที่ 1 หัว BNC

รูปที่ 2 BNC T-Connector
สายโคแอ็กซ์ยังแบ่งออกเป็น 2 เกรดแล้วแต่การใช้งาน 1. สายโคแอ็กซ์เกรด PVC สายประเภทนี้จะใช้พลาสติกเป็นวัสดุห่อหุ้ม เป็นสายชนิดที่ใช้ในสำนักงาน เพราะเป็นสายที่มีความยืดหยุ่นมาก แต่เมื่อติดไฟจะทำให้เกิดแก๊สที่เป็นอันตรายต่อมนุษย์ 2. สายโคแอ็กซ์เกรด Plenum เป็นสายที่ใช้ติดตั้งเพดาน หรือระหว่างชั้น หรือพื้นที่มีอุณหภูมิต่างจากอุณหภูมิห้อง เพราะเป็นสายที่ทนไฟ และถ้าไฟไหม้สาย แก๊สที่เกิดขึ้นก็ไม่เป็นอันตรายมากนัก
สายคู่บิดเกลียว สายคู่บิดเกลียว (Twisted Pairs) เมื่อก่อนเป็นสายสัญญาณที่ใช้ในระบบโทรศัพท์ แต่ปัจจุบันได้กลายเป็นมาตรฐานสายสัญญาณที่เชื่อมต่อในเครือข่ายท้องถิ่น (LAN) สายคู่บิดเกลียวหนึ่งคู่ประกอบด้วยสายทองแดงขนาดเล็ก เส้นผ่านศูนย์กลางประมาณ 0.016-0.035 นิ้ว หุ้มด้วยฉนวนแล้วบิดเป็นเกลียวเป็นคู่ การบิดเป็นเกลียวของสายแต่ละคู่มีจุดประสงค์เพื่อช่วยลดคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่รบกวนซึ่งกันและกัน สายคู่เกลียวบิดที่มีขายในท้องตลาดมีหลายประเภทด้วยกัน ซึ่งสายสัญญาณอาจประกอบด้วยสายคู่บิดเกลียวตั้งแต่หนึ่งคู่ไปจนถึง 600 คู่ในสายขนาดใหญ สายคู่บิดเกลียวที่ใช้กับเครือข่าย LAN จะประกอบด้วย 4 คู่ สายคู่บิดเกลียวที่ใช้ในเครือข่ายแบ่งออกได้เป็น 2 ประเภทคือ - STP (Shielded Twisted Pairs) หรือสายคู่บิดเกลียวหุ้มฉนวน - UTP (Unshielded Twisted Pairs) หรือสายคู่บิดเกลียวไม่หุ้มฉนวน
Shielded Twisted Pairs (STP) สายคู่บิดเกลียวแบบมีส่วนป้องกันสัญญาณรบกวน หรือ STP (Shielded Twisted Pairs) มีส่วนที่เพิ่มขึ้นมาคือ ส่วนที่ป้องกันสัญญาณรบกวนจากภายนอก ซึ่งชั้นป้องกันนี้อาจเป็นแผ่นโลหะบาง ๆ หรือใยโลหะที่ถักเปียเป็นตาข่าย ซึ่งชี้นป้องกันนี้จะห่อหุ้มสายคู่บิดเกลียวทั้งหมด ซึ่งจุดประสงค์ของการเพิ่มขั้นห่อหุ้มนี้เพื่อป้องกันการรบกวนจากคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า เช่น คลื่นวิทยุจากแหล่งต่าง ๆ
 รูปสาย Shielded Twisted Pairs (STP)
Unshielded Twisted Pairs (UTP) สายคู่บิดเกลียวแบบไม่มีส่วนป้องกันสัญญารรบกวนหรือ UTP (Unshielded Twisted Pairs) เป็นสายสัญญาณที่นิยมเรียกสั้น ๆ ว่าสาย UTP เป็นสายสัญญาณที่นิยมใช้กันมากที่สุดในระบบเครือข่ายคอมพิวเตอร์ปัจจุบัน ซึ่งการใช้สายนี้ความยาวต้องไมเกิน 100 เมตร
 รูปสาย Unshielded Twisted Pairs (UTP)
คุณสมบัติพิเศษของสายคู่บิดเกลียว การใช้สายคู่บิดเกลียวในการรบส่งสัญญาณนั้นจำเป็นต้องใช้สายหนึ่งคู่ในการส่งสัญญาณ และอีกหนึ่งคู่ในการรับสัญญาณ ซึ่งในแต่ละคู่สายจะมีทั้งขั้วบวกและขั้วลบ ในการทำเช่นนี้เป็นเทคนิคอย่างหนึ่งในการรับส่งข้อมูลที่เรียกว่า "Differential Signaling" ซึ่งเทคนิคนี้คิดค้นขึ้นมาเพื่อจะกำจัดคลื่นรบกวน (Electromagnetic Noise) ที่เกิดกับสัญญาณข้อมูล ซึ่งคลื่นรบกวนนี้เกิดขึ้นได้ง่าย และเมื่อเกิดขึ้นกับสายสัญญาณแล้วจะทำให้สัญญาณข้อมูลยากต่อการอ่านหรือแปลความหมาย
มาตรฐานสายสัญญาณ สมาคมอุตสาหกรรมอิเล็กทรอนิกส์ หรือ EIA (Electronics Industries Association) และสมาคมอุตสาหกรรมโทรคมนาคม หรือ TIA (Telecommunication Industries Association) ได้ร่วมกันกำหนดมาตรฐาน EIA/TIA 568 ซึ่งเป็นมาตรฐานที่ใช้ในการผลิตสาย UTP โดยมาตรฐานนี้ได้แบ่งประเภทของสายออกเป็นหลายประเภทโดยแต่ละประเภทเรียกว่า Category N โดย N คือหมายเลขที่บอกประเภท ส่วนสถาบันมาตรฐานนานาชาติ (International Organization for Standardization) ได้กำหนดมาตรฐานนี้เช่นกัน โดยจะเรียกสายแต่ละประเภทเป็น Class A-F คุณสมบัติทั่วไปของสายแต่ละประเภทเป็นดังนี้
Category 1 / Class A : เป็นสายที่ใช้ในระบบโทรศัพท์อย่างเดียว โดยสายนี้ไม่สามารถใช้ในการส่ง ข้อมูลแบบดิจิตอลได้ สายโทรศัพท์ที่ใช้ก่อนปี 1983 จะเป็นสายแบบ Cat 1 Category 2 / Class B : เป็นสายที่รองรับแบนด์วิธได้ถึง 4 MHz ซึ่งทำให้สามารถส่งข้อมูลแบบดิจิตอล ได้ถึง 4 MHz ซึ่งจะประกอบด้วยสายคู่บิดเกลียวอยู่ 4 คู่ Category 3 / Class C : เป็นสายที่สามารถส่งข้อมูลได้ถึง 16 Mbps และมีสายคู่บิดเกลียวอยู่ 4 คู่ Category 4 : ส่งข้อมูลได้ถึง 20 Mbps และมีสายคู่บิดเกลียวอยู่ 4 คู่ Category 5 / Class D : ส่งข้อมูลได้ถึง 100 Mbps โดยใช้ 2 คู่สาย และรับส่งข้อมูลได้ถึง 1000 mbps เมื่อใช้ 4 คู่สาย Category 5 Enhanced (5e) : เช่นเดียวกับ Cat 5 แต่มีคุณภาพของสายที่ดีกว่า เพื่อรองรับการส่งข้อมูลแบบฟูลล์ ดูเพล็กซ์ที่ 1000 Mbps ซึ่งใช้4 คู่สาย Category 6 / Class E : รองรับแบนด์วิธได้ถึง 250 MHz Category 7 / Class F : รองรบแบนด์วิธได้ถึง 600 MHz และกำลังอยู่ในระหว่างการวิจัย มาตรฐาน TIA/EIA นั้นได้กำหนดคุณสมบัติต่าง ๆ ของสายสัญญาณ UTP ดังนี้ - ค่าความต้านทาน (Impedance) : โดยทั่วไปจะกำหนดไว้ที่ 100 Ohm + 15% - ค่าสูญเสียสัญญาณ (Attenuation) : ของสายที่ความยาว 100 เมตร หรือ อัตราส่วนระหว่างกำลังสัญญาณที่ส่ง ต่อกำลังสัญญาณที่วัดได้ที่ปลายสาย โดยมีหน่วยเป็นเดซิเบล (dB) - NEXT (Near-End Cross Talk) : เป็นค่าของสัญญาณรบกวนของสายคู่ส่งต่อสายคู่รับที่ฝั่งส่งสัญญาณ โดยวัดเป็น เดซิเบลเช่นกัน - PS-NEXT (Power-Sum NEXT) : เป็นค่าที่คำนวณได้จากสัญญาณรบกวน NEXT ของสายอีก 3 คู่ที่มีผลต่อสายคู่ ที่วัด ค่านี้จะมีผลเมื่อใช้สายสัญญาณทั้งคู่ในการรับส่งสัญญาณ เช่นกิกะบิตอีเธอร์เน็ต - FEXT (Far-End Cross Talk) : จะคล้ายกับ NEXT แต่เป็นการวัดค่าสัญญาณรบกวนที่ปลายสาย - EFEXT (Equal-Level Far-End Cross Talk) : เป็นค่าที่คำนวณได้จากค่าสูญเสียของสัญญาณ (Attenuation) ลบด้วยค่า FEXT ดังนั้น ELFEXT ยิ่งแสดงว่าค่าสูญเสียยิ่งสูงด้วย - PS-ELFEXT (Power-Sum ELFEXT): เป็นค่าที่คำนวณคล้าย ๆ กับค่า PS-NEXT คือเป็นค่าที่คำนวณได้จากการ รวม ELFEXT ที่เกิดจากสายสามคู่ที่เหลือ - Return Loss : เป็นค่าที่วัดได้จากอัตราส่วนระหว่างกำลังสัญญาณที่ส่งไปต่อกำลังสัญญาณที่สะท้อนกลับมายังต้น สาย - Delay Skew : เนื่องจากสัญญาณเดินทางบนสายสัญญาณแต่ละคู่ด้วยเวลาที่ต่างกันค่าดีเลย์สกิวคือ ค่าแตกต่าง ระหว่างคู่ที่เร็วที่สุดกับคู่ที่ช้าที่สุด
หัวเชื่อมต่อ สายคู่บิดเกลียจะใช้หัวเชื่อมต่อแบบ RJ-45 ซึ่งจะมีลักษณะคล้ายกับหัวเชื่อมต่อแบบ RJ-11 ซึ่งเป็นหัวที่ใช้กับสายโทรศัพท์ทั่ว ๆ ไป ข้อแตกต่างระหว่างหัวเชื่อมต่อสองประเภทนี้คือ หัว RJ-45 จะมีขนาดใหญ่กว่าเล็กน้อยและไม่สามารถเสียบเข้ากับปลั๊กโทรศัพท์ได้ และอีกอย่างหัว RJ-45 จะเชื่อมสายคู่บิดเลียว 4 คู่ในขณะที่หัว RJ-11 ใช้ได้กับสายเพียง 2 คู่เท่านั้น ดังรูปจะแสดงสาย UTP และหัวเชื่อมต่อแบบ RJ-45

รูป สาย UTP และหัวเชื่อมต่อแบบ RJ-45
การทำสายแพทช์คอร์ด หรือสายที่เชื่อมระหว่างฮับกับเครื่องคอมพิวเตอร์นั้นปลายสายทั้งสองข้างจะต้องเข้าตามมาตรฐาน EIA/TIA 568B ส่วนสายครอสส์โอเวอร์ หรือสายที่ใช้เชื่อมต่อระหว่างฮับกับฮับ หรือระหว่างคอมพิวเตอร์กับคอมพิวเตอร์นั้นปลายสายด้านหนึ่งต้องเข้าแบบ EIA/TIA 568A ส่วนปลายสายอีกด้านต้องเข้าแบบ EIA/TIA 568B
สายใยแก้วนำแสง สายสัญญาณที่ใช้กับเครือข่ายคอมพิวเตอร์ในปัจจุบันมี 2 ประเภท โดยแบ่งตามชนิดของตัวนำที่ใช้ประเภทแรกคือ แบบที่ใช้โลหะเป็นตัวนำสัญญาณ (Conductive Metal) เช่น สายคู่บิดเกลียว (Twisted Pairs) และสายโคแอ็กซ์ (Coaxial Cable) ซึ่งปัญหาของสายที่มีตัวนำเป็นโลหะนั้นก็คือ สัญญาณที่วิ่งอยู่ภายในสายนั้น อาจจะถูกรบกวนได้โดยคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าแหล่งต่าง ๆ เช่น มอเตอร์ไฟฟ้า เครื่องใช้ไฟฟ้าต่าง ๆ ที่ผลิตสนามแม่เหล็ก หรือแม้กระทั่งปรากฎการณ์ธรรมชาติ เช่น ฟ้าผ่า เป็นต้น และการเดินสายเป็นระยะทางไกลมาก ๆ เช่น ระหว่างประเทศจะมีการสูญเสียของสัญญาณเกิดขึ้น จึงต้องใช้อุปกรณ์สำหรับทวนสัญญาณติดเป็นจำนวนมาก เพราะฉะนั้นจึงมีการคิดค้นและพัฒนาสายสัญญาณแบบใหม่ ซึ่งใช้ตัวนำซึ่งไม่ได้เป็นโลหะขึ้นมาก็คือ สายใยแก้วนำแสง (Fiber Optic) ซึ่งใช้สัญญาณแสงในการส่งสัญญาณไฟฟ้า ทำให้การส่งสัญญาณไม่ถูกรบกวนจากสนามแม่เหล็กไฟฟ้าต่าง ๆ ทั้งยังคงทนต่อสภาพแวดล้อมอีกด้วย และตัวกลางที่ใช้สำหรับการส่งสัญญาณแสงก็คือ ใยแก้วซึ่งมีขนาดเล็กและบางทำให้ประหยัดพื้นที่ไปได้มาก สามารถส่งสัญญาณไปได้ไกลโดยมีการสูญเสียของสัญญาณน้อย ทั้งยังให้อัตราข้อมูล (Bandwidth) ที่สูงยิ่งกว่าสายแบบโลหะหลายเท่าตัว
โครงสร้างของใยแก้วนำแสง ส่วนประกอบของใยแก้วนำแสงประกอบด้วยส่วนสำคัญคือ ส่วนที่เป็นแกน (Core) ซึ่งจะอยู่ตรงกลางหรือชั้นในแล้วหุ้มด้วยส่วนห่อหุ้ม (Cladding) แล้วถูกห่อหุ้มด้วยส่วนป้องกัน (Coating) อีกชั้นหนึ่งโดยที่แต่ละส่วนนั้นทำด้วยวัสดุที่มีค่าดัชนีหักเหของแสงต่างกัน ทั้งนี้ก็เพราะต้องคำนึงถึงหลักการหักเหและสะท้อนกลับหมดของแสง ส่วนที่เหลือก็จะเป็นส่วนที่ช่วยในการติดตั้งสายสัญญาณได้ง่ายขึ้น เช่น Strengthening Fiber ก็เป็นส่วนที่ป้องกันไม่ให้สายไฟเบอร์ขาดเมื่อมีการดึงสายในตอนติดตั้งสายสัญญาณ
 รูปสายใยแก้วนำแสง (Fiber Obtic)
แกน (Core) เป็นส่วนกลางของเส้นใยแก้วนำแสง และเป็นส่วนนำแสง โดยดัชนีหักเหของแสงส่วนนี้ต้องมากกว่าส่วนของแคลด ลำแสงที่ผ่านไปในแกนจะถูกขังหรือเคลื่อนที่ไปตามแกนของเส้นใยแก้วนำแสงด้วยกระบวนการสะท้อนกลับหมดภายใน
ส่วนห่อหุ้ม (Cladding) เป็นส่วนที่ห่อหุ้มส่วนของแกนเอาไว้ โดยส่วนนี้จะมีดัชนีหักเหน้อยกว่าส่วนของแกน เพื่อให้แสงที่เดินทางภายใน สะท้อนอยู่ภายในแกนตามกฎของการสะท้อนด้วยการสะท้อนกลับหมด โดยใช้หล้กของมุมวิกฤติ
ส่วนป้องกัน (Coating/Buffer) เป็นชั้นที่ต่อจากแคลดที่กันแสงจากภายนอกเข้าเส้นใยแก้วนำแสงและยังใช้ประโยชน์เมื่อมีการเชื่อมต่อเส้นใยแก้วนำแสง โครงสร้างอาจจะประกอบไปด้วยชั้นของพลาสติกหลาย ๆ ชั้น นอกจากนั้นส่วนป้องกันยังทำหน้าที่เป็นตัวป้องกันจากแรงกระทำภายนอกอีกด้วย ตัวอย่างของค่าดัชนีหักเห เช่น แกนมีค่าดัชนีหักเหประมาณ 1.48 ส่วนขอแคลดและส่วนป้องกันซึ่งทำหน้าที่ป้องกันแสงจากแกนไปภายนอกและป้องกันแสงภายนอกรบกวน จะมีค่าดัชนีหักเหเป็น 1.46 และ 1.52 ตามลำดับ
สื่อไร้สาย (Wireless) นอกการใช้สายสัญญาณเป็นสื่อกลางนำสัญญาณแล้ว อากาศก็เป็นสื่อนำสัญญาณได้เช่นกันซึ่งระบบที่ใช้อากาศเป็นสื่อนำสัญญาณจะเรียกว่าเครือข่ายแบบไร้สาย (Wireless) ก่อนที่จะศึกษารายละเอียดของระบบเครือข่ายแบบไร้สาย ก่อนอื่นเราต้องทำความรู้จักกับแถบคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า (Electromagnetic Spectrum) ซึ่งคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าเป็นสัญญาณส่งข้อมูลในทุก ๆ การสื่อสารที่กล่าวมาทั้งหมด ไม่ว่าจะเป็นสาย UTP สายโคแอ็ซ์ สายไฟเบอร์ หรือแม้กระทั่งการรับส่งสัญญาณโทรทัศน์ วิทยุ โทรศัพท์มือถือ ก็ยังใช้คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าทั้งสิ้น ข้อแตกต่างระหว่างข้างต้นคือ สื่อกลางที่ใช้ ความถี่ของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า และเทคนิคในการส่งสัญญารไปบนสื่อต่าง ๆ เหล่านั้น
เทคโนโลยีการสื่อสารไร้สาย เทคโนโลยีการสื่อสารไร้สายแบ่งออกเป็น 4 ประเภท โดยแต่ละประเภทจะใช้ช่วงความถี่ของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่ต่างกัน ดังนี้ - ช่วงครอบคลื่นวิทยุ (Spread Spectrum Radio) - ช่วงความถี่แคบหรือช่วงความถี่เดี่ยวของคลื่นวิทยุ (Narrowband or single-band radio) - อินฟราเรด (Infrared) - เลเซอร์ (Laser)
ที่มาของเนื้อหา:
Thaiinternetwork
เข้าอ่าน: 43737
|