องค์ประกอบพื้นฐานของการสื่อสารข้อมูล ได้แก่

องค์ประกอบพื้นฐานของระบบการสื่อสารข้อมูล

รูปที่ 4.4 องค์ประกอบพื้นฐานของระบบการสื่อสารข้อมูล

การสื่อสารข้อมูล

การสื่อสาข้อมูล หมายถึง การแลกเปลี่ยนข้อมูล/ข่าวสารโดยผ่านทางสื่อกลางในการสื่อสาร ซึ่งอาจเป็นสื่อกลางประเภทที่มีสายหรือไร้สายก็ได้ องค์ประกอบพื้นฐานของระบบการสื่อสารข้อมูล ดังรูปที่ 4.4 ประกอบด้วย

ข้อมูล/ข่าว สาร (data/message) คือข้อมูลหรือสารสนเทศต่างๆ ที่ต้องการส่งไปยังผู้รับโดยข้อมูล/ข่าวสารอาจประกอบด้วยข้อความ ตัวเลข รูปภาพ เสียง วีดีทัศน์ หรือสื่อประสม

ผู้ส่ง (sender) คือ คนหรืออุปกรณ์ที่ใช้สำหรับส่งข้อมูล/ข่าวสาร ซึ่งอาจเป็นเครื่องคอมพิวเตอร์ โทรศัพท์ กล้องวีดีทัศน์ เป็นต้น

ผู้ รับ (receiver) คือ คนหรืออุปกรณ์ที่ใช้สำหรับรับข้อมูล/ข่าวสารที่ทางผู้ส่งข้อมูลส่งให้ซึ่ง อาจเป็นเครื่องคอมพิวเตอร์ โทรศัพท์ เป็นต้น

สื่อกลางในการส่ง ข้อมูล (transmission media) คือสิ่งที่ทำหน้าที่ในการรับส่งข้อมูลข่าวสารไปยังจุดหมายปลายทาง โดยการสื่อกลางในการส่งข้อมูลจะมีทั้งแบบมีสาย เช่น สายเคเบิล สายยูทีพี สายไฟเบอร์ออพติก และสื่อกลางในการส่งข้อมูลแบบไร้สาย เช่น คลื่นวิทยุ ไมโครเวฟ และดาวเทียม

โพรโทคอล (protocol) คือ กฏเกณฑ์ ระเบียบ หรือข้อปฏิบัติต่างๆ ที่กำหนดขึ้นมาเพื่อเป็นข้อตกลงในการสื่อสารข้อมูลระหว่างผู้รับและผู้ส่ง

รูปที่ 4.5 สัญญาณแอนะล็อกและสัญญาณดิจิทัล

4.2.1 สัญญาณที่ใช้ในระบบการสื่อสาร แบ่งออกเป็น 2 ประเภท คือ สัญญาณแอนะล็อก (analog signal) และสัญญาณดิจิทัล (digital signal) ดังรูปที่ 4.5 สัญญาณแอนะล็อกเป็นสัญญาณที่มีขนาดแอมพลิจูด (amplitude) ที่เปลี่ยนแปลงตามเวลาและเป็นค่าต่อเนื่อง เช่น เสียงพูด และเสียงดนตรี ส่วนสัญญาณดิจิทัลถูกแทนด้วยระดับแรงดันไฟฟ้าสองระดับเท่านั้นโดยแสดงสถานะ เป็น “0” และ “1” ซึ่งตรงกับรหัสตัวเลขฐานสอง

ในบางครั้งการสื่อสารข้อมูลต้องมีการแปลงสัญญาณแอนะล็อกและสัญญาณดิจิทัล กลับไปมา เพื่อให้อยู่ในรูปแบบที่เหใสม และนำไปใช้งานได้ ตัวอย่างเช่น การเชื่อมต่อคอมพิวเตอร์สองเครื่องเข้าด้วยกันโดยผ่านระบบโทรศัพท์ซึ่ง ถูกออกแบบมาเพื่อรองรับเสียงพูด ที่มีลักษณะของสัญญาณเป็นแบบแอนะล็อก ไม่เหมาะสมสำหรับการส่งข้อมูลแบบดิจิทัลระหว่างคอมพิวเตอร์ จึงต้องมีอุปกรณ์ช่วยในการแปลงสัญญาณ ดิจิทัลจากคอมพิวเตอร์ เพื่อส่งออกไปเป็นสัญญาณแอนะล็อก จากนั้นจะแปลงกลับเป็นสัญญาณดิจิทัลเมื่อสัญญาณถูกส่งถึงผู้รับ โดยผ่านอุปกรณ์ในการแปลงสัญญาณที่เรียกว่าโมเด็ม (modem) ซึ่งใช้เทคนิคการบีบอัดข้อมูลร่วมกับการแก้ไขข้อผิดพลาดของข้อมูลที่อาจเกิด ขึ้นจากการส่งสัญญาณด้วย ดังรูปที่ 4.6

รูปที่ 4.6 การแปลงระหว่างสัญญาณดิจิทัล และแอนะล็อก
การถ่ายโอนข้อมูล เป็นการส่งสัญญาณออกจากอุปกรณ์ส่ง ไปยังอุปกรณ์รับโดยจำแนกได้ 2 แบบ คือ
1.การถ่ายโอนข้อมูลแบบขนาน ทำได้โดยการส่งข้อมูลออกมาทีละหลายบิตพร้อมกันจากอุปกรณ์ส่งไปยังอุปกรณ์ รับ ผ่านสื่อกลางนำสัญญาณที่มีช่องทางส่งข้อมูลหลายช่องทางโดยทั่วไปจะเป็นสายนำ สัญญาณหลายๆ เส้นที่มีจำนวนสายส่งสัญญาณเท่ากับจำนวนบิตที่ต้องการส่งในแต่ละครั้ง เช่น ส่งข้อมูล 11110001 ออกไปพร้อมกัน สายส่งก็ต้องมี 8 เส้น นอกจากการส่งข้อมูลหลักที่ต้องการแล้ว อาจมีการส่งข้อมูลอื่นเพิ่มเติมไปด้วย เช่น บิตพาริตี (paritybit) ใช้ในการตรวจสอบความผิดพลาดของการรับสัญญาณที่ปลายทาง หรือสายที่ควบคุมการโต้ตอบ เพื่อควบคุมจังหวะของการรับ-ส่งข้อมูลแต่ละชุด ดังรูปที่ 4.7

สาย ส่งข้อมูลแบบขนานที่มีความยาวไม่มาก เนื่องจากถ้าสายยาวมากเกินไปจะก่อให้เกิดปัญหาสัญญาณสูญหายไปกับความต้าทาน ของสาย และเกิดการรบกวนกันของสัญญาณ การส่งโดยวิธีนี้จึงนิยมใช้กับการส่งข้อมูลในระยะทางใกล้ ข้อดีของการรับ-ส่งข้อมูลชนิดนี้คือการรับ-ส่งข้อมูลทำได้เร็ว แต่มีข้อเสียที่ต้องใช้สายส่งหลายเส้นทำให้มีค่าใช้จ่ายสูง ตัวอย่างที่พบเห็นได้บ่อย คือ การเชื่อมต่อระหว่างเมนบอร์ดกับฮาร์ดดิสก์ภายในคอมพิวเตอร์แบบ EIDE ดังรูปที่ 4.8 ก. และการเชื่อมต่อระหว่างเครื่องคอมพิวเตอร์กับเครื่องพิมพ์ด้วยพอร์ตขนาน ดังรูปที่ 4.8 ข.

รูปที่ 4.8ก การเชื่อมต่อระหว่างเมนบอร์ดกับฮาร์ดดิสก์ รูปที่ 4.8ข การเชื่อมต่อระหว่างเครื่องพิมพ์กับเครื่องคอมพิวเตอร์
2. การถ่ายโอนข้อมูลแบบอนุกรม ในการถ่ายโอนข้อมูลแบบอนุกรม ข้อมูลจะถูกส่งออกมาทีละบิต ระหว่างจุดส่งและจุดรับ การถ่ายโอนข้อมูลแบบอนุกรมต้องการสื่อกลางสำหรับการสื่อสารเพียงช่องเดียว หรือเพียงคู่สายเดียว ค่าใช้จ่ายในด้านของสายสัญญาณจะถูกกว่าแบบขนานสำหรับการส่งระยะทางไกลๆ

การถ่ายโอนข้อมูลแบบอนุกรมจะเริ่มโดยข้อมูลแต่ละชุดจะถูกเปลี่ยนให้เป็น อนุกรมแล้วทยอยส่งออกทีละบิตไปยังจุดรับแต่เนื่องจากการทำงานและการส่ง ข้อมูลระหว่างอุปกรณ์ต่างๆภายในเครื่องคอมพิวเตอร์จะใช้ช่องทางการสื่อสาร แบบขนานที่ประกอบด้วยชุดของข้อมูลหลายบิตดังนั้นที่จุดรับจะต้องมีกลไกในการ เปลี่ยนแปลงข้อมูลที่รับมาทีละบิตให้เป็นชุดของข้อมูลที่ลงตัวพอดีกับขนาด ของช่องทางการสื่อสารที่ใช้ในคอมพิวเตอร์เช่น บิตที่ 1 ลงที่บัส ข้อมูลเส้นที่ 1 เป็นต้น ดังรูปที่ 4.9 การเชื่อมต่อสามารถทำได้โดยใช้สายถ่ายโอนข้อมูลแลลอนุกรม หรือที่เรียกว่า สายซีเรียล (serial cable) ในปัจจุบันมีการพัฒนาการถ่ายโอนข้อมูลแบบนุกรมความเร็วสูงโดยใช้การเชื่อม ต่อแบบยูเอสบี ตัวอย่างการเชื่อมต่อแบบอนุกรมกับอุปกรณ์ต่างๆ ดังรูปที่ 4.10

รูปที่ 4.9 การถ่ายโอนข้อมูลแบบอนุกรม

4.2.3 รูปแบบการรับ-ส่งข้อมูล ดังรูปที่ 4.11 ไม่ว่าจะเป็นการรับ-ส่งข้อมูลแบบขนาน หรืออนุกรมสามารถแบ่งได้เป็น 3 แบบดังนี้

1) การสื่อสารทางเดียว (simplextransmission) ข้อมูลสามารถส่งได้ทางเดียวโดยแต่ละฝ่ายจะทำหน้าที่อย่างใดอย่างหนึ่ง เช่น เป็นผู้รับหรือผู้ส่ง บางครั้งเรียกการสื่อสารแบบนี้ว่าการส่งทิศทางเดียว (unidirectional transmission) เช่น การกระจายเสียงของสถานีโทรทัศน์หรือสถานีวิทยุ

2) การสื่อสารสองทางครึ่งอัตรา (halfduplex transmission) สามารถส่งข้อมูลทั้งสองฝ่าย แต่จะต้องผลัดกันส่งและผลัดกันรับจะส่งและรับพร้อมกันไม่ได้ เช่น วิทยุการสื่อสาร (walkie-talkie radio)

3) การสื่อสารสองทางต็มอัตรา (full duplex transmission) สามารถส่งข้อมูลได้สองทางโดยที่ผู้รับและผู้ส่งสามารถรับส่งข้อมูลได้ในเวลา เดียวกัน เช่น การสนทนาทางโทรศัพท์คู่สนทนาคุยโต้ตอบได้ในเวลาเดียวกัน

รูปที่ 4.10 ตัวอย่างการเชื่อมต่อแบบอนุกรมกับอุปกรณ์ต่างๆ

Ref : http://krusunanta.net/