หน่วยที่ 1 ความรู้ทั่วไปเกี่ยวกับระบบเครือข่ายคอมพิวเตอร์
เรื่อง สื่อกลางทางกายภาพ (Physical Media)
____________________________________________________________________________
เป็นการเชื่อมโยงสถานีระหว่างผู้รับและผู้ส่งข้อมูล โดยอาศัยสายสัญญาณเป็นสื่อกลางในระบบสื่อสารข้อมูลตัวอย่างสายสัญญาณมีดังนี้
1. สายโคแอ็กเชียล (Coaxial Cable)
2. สายคู่บิดเกลียว (Twisted Pair Cable)
3. สายใยแก้วนำแสง (Fiber Optic Cable)
1. สายโคแอ็กเชียล (Coaxial Cable)
สายโคแอ็กเชียลแบ่งออกเป็น 2 ประเภท คือ
1. สายโคแอ็กซ์แบบบาง (Thin Coaxial Cable) เป็นสายที่มีขนาดเล็ก เส้น ผ่านศูนย์กลางประมาณ 0.64 cm เนื่องจากสายประเภทนี้มีขนาดเล็กและมีความ ยืดหยุ่นสูงจึงสามารถใช้ได้กับการติดตั้งเครือข่ายเกือบทุกประเภท สายประเภทนี้ สามารถนำสัญญาณได้ไกลถึง 185 เมตร ก่อนที่สัญญาณจะเริ่มอ่อนกำลังลง
2. สายโคแอ็กซ์แบบหนา (Thick Coaxial Cable) เป็นสายโคแอ็กซ์ที่ค่อนข้าง แข็ง และขนาดใหญ่กว่าสายโคแอ็กซ์แบบบาง โดยมีเส้นผ่านศูนย์กลางประมาณ 1.27 cm สายโคแอ็กซ์แบบหนานี้เป็นสายสัญญาณประเภทแรกที่ใช้กับเครือข่าย แบบอีเธอร์เน็ตสามารถนำสัญญาณได้ไกลถึง 500 เมตร
หัวเชื่อมต่อที่ใช้กับสายโคแอ็กเชียล
ทั้งสายแบบ Thinnet และ Thicknet จะใช้หัวเชื่อมต่อชนิดเดียวกัน ที่เรียกว่าหัว BNC ซึ่งใช้ในการเชื่อมต่อระหว่างสายสัญญาณละเน็ตเวิร์คการ์ด หัวเชื่อมต่อแบบ BNC (Bayone-Neill-Concelman) นี้มีหลายแบบดังต่อไปนี้
1. BNC (BNC Cable Connector) เป็นหัวที่เชื่อมเข้ากับต้นทางหรือ ปลายทาง
1. สายโคแอ็กซ์แบบบาง (Thin Coaxial Cable) เป็นสายที่มีขนาดเล็ก เส้น ผ่านศูนย์กลางประมาณ 0.64 cm เนื่องจากสายประเภทนี้มีขนาดเล็กและมีความ ยืดหยุ่นสูงจึงสามารถใช้ได้กับการติดตั้งเครือข่ายเกือบทุกประเภท สายประเภทนี้ สามารถนำสัญญาณได้ไกลถึง 185 เมตร ก่อนที่สัญญาณจะเริ่มอ่อนกำลังลง
2. สายโคแอ็กซ์แบบหนา (Thick Coaxial Cable) เป็นสายโคแอ็กซ์ที่ค่อนข้าง แข็ง และขนาดใหญ่กว่าสายโคแอ็กซ์แบบบาง โดยมีเส้นผ่านศูนย์กลางประมาณ 1.27 cm สายโคแอ็กซ์แบบหนานี้เป็นสายสัญญาณประเภทแรกที่ใช้กับเครือข่าย แบบอีเธอร์เน็ตสามารถนำสัญญาณได้ไกลถึง 500 เมตร
หัวเชื่อมต่อที่ใช้กับสายโคแอ็กเชียล
ทั้งสายแบบ Thinnet และ Thicknet จะใช้หัวเชื่อมต่อชนิดเดียวกัน ที่เรียกว่าหัว BNC ซึ่งใช้ในการเชื่อมต่อระหว่างสายสัญญาณละเน็ตเวิร์คการ์ด หัวเชื่อมต่อแบบ BNC (Bayone-Neill-Concelman) นี้มีหลายแบบดังต่อไปนี้
1. BNC (BNC Cable Connector) เป็นหัวที่เชื่อมเข้ากับต้นทางหรือ ปลายทาง
2. T (BNC T-Connector) เป็นคอนเน็กเตอร์ต่อกับอุปกรณ์ต้นทางหรือปลายทางเช่นเดียวกับ BNC
connector แต่ยังสามารถต่อพ่วงไปยังอุปกรณ์ตัวอื่น ๆ ได้อีก และเป็นหัวที่ใช้เชื่อมต่อระหว่างสายสัญญาณกับเน็ตเวิร์คการ์ด
3. Barrel (BNC Barrel Connector) เป็นหัวที่ใช้ในการเชื่อมต่อสายสัญญาณเพื่อให้สายมีขนาดยาวขึ้น
4. BNC Terminator จะเป็นคอนเน็กเตอร์ที่อยู่ปลายสาย ทำหน้าที่ในการป้องกันการสะท้อนกลับ ของสัญญาณ
2. สายคู่บิดเกลียว (Twisted Pair Cable)
สายคู่บิดเกลียว (Twisted Pair
Cable) หรือ สายตีเกลียว เป็นสื่อหรือตัวกลางที่มีราคาถูกที่สุดและนิยมใช้มากที่สุด
ภายในประกอบด้วยลวดทองแดง 2 เส้น แต่ละเส้นมีฉนวนหุ้มแล้วนำมาพันกันเป็นเกลียว สายคู่ตีเกลียวที่นำมาใช้บนเครือข่ายแลน
ภายในจะประกอบด้วยสาย 4 คู่
สาเหตุที่มีสาย 2 เส้น เพราะสายคู่ตีเกลียวจะใช้ลวดทองแดงเส้นหนึ่งเป็น ตัวนำสัญญาณข้อมูล และอีกเส้นจะทำหน้าที่เป็นสาย Ground ทำให้สามารถทราบค่าความต่างศักย์ไฟฟ้าระหว่างสองเส้นได้
เมื่อมีสัญญาณรบกวน (Noise) เกิดขึ้นระหว่างส่ง จะทำให้ค่าความต่างศักย์นี้เปลี่ยนไป อุปกรณ์ที่รับสัญญาณจะสามารถทราบได้ว่ามีสัญญาณรบกวน
จำนวนรอบของการถักเป็นเกลียวต่อหนึ่งหน่วยความยาว (1 เมตร หรือ 1 ฟุต) จะเรียกว่า Twist Ratio โดยถ้ามีรอบถักเกลียวกันหนาแน่นเท่าไร หมายถึง จะช่วยลดสัญญาณรบกวนได้ดีขึ้น หรือทำให้การส่งข้อมูลมีคุณภาพ ดียิ่งขึ้น
สายคู่บิดเกลียวแบ่งเป็น 2 ชนิด คือ
1. สายคู่บิดเกลียวไม่หุ้มฉนวน(Unshielded Twisted Pair หรือ UTP) หรือสายยูทีพี หรือสายโทรศัพท์ มีทั้งหมด 8 เส้น ซึ่งแต่ละเส้นก็จะมีสีแตกต่างกันไปตลอดทั้งสายจะถูกหุ้มด้วยพลาสติก ลักษณะสายเป็นเกลียว เพื่อช่วยป้องกันสัญญาณรบกวนจากอุปกรณ์ไฟฟ้าอื่นๆ เช่น เครื่องถ่ายเอกสารที่อยู่ใกล้ๆ ปัจจุบันยูทีพีเป็นสายที่ได้รับความนิยมมากที่สุด เนื่องจากราคาถูกและติดตั้งได้ง่าย
2. สายคู่บิดเกลียวหุ้มฉนวน(Shielded Twisted Pair หรือ STP) หรือสายเอสทีพีเป็นสายคู่มีลักษณะคล้ายกับสายยูทีพี
มีฉนวนป้องกันสัญญาณรบกวนได้มากกว่าสายยูทีพี
สายคู่บิดเกลียวหุ้มฉนวนจะมีโลหะถักเป็นตาข่ายโลหะ
ซึ่งมีคุณสมบัติเป็นเกราะในการป้องกันสัญญาณต่างๆ
เปรียบเทียบแบบ UTP และ STP
Connector UTP
สาย UTP จะให้คอนเน็กเตอร์หรือหัวต่อที่เรียกว่า
RJ45 (RJ ย่อมาจาก Registered Jack)
เปรียบเทียบ RJ11 และ RJ45
ประเภทของสาย UTP
องค์กรที่ทำหน้าที่ในการกำหนดคุณภาพของสาย UTP คือ Electronic Industries Association (EIA)
3. สายใยแก้วนำแสง (Fiber Optic Cable)
สายไฟเบอร์ออปติกหรือสายใยแก้วนำแสง ทำมาจากท่อแก้วหรือ
พลาสติก โดยจะส่งสัญญาณในรูปของแสง
โครงสร้างของสายเส้นใยแก้วนำแสง
เส้นใยแก้วนำแสงชนิดโหมดเดี่ยว (Single-mode Optical Fibers: SM)
เส้นใยแก้วนำแสงแบบ SM Fiberมีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางของCore ประมาณ 5-10 ไมครอน และขนาดของเส้นผ่านศูนย์กลางของ Cladding ประมาณ 125 ไมครอน
Core ที่มีขนาดเล็กทำให้แสงเดินทางออกมาเพียงโหมดเดียว เส้นใยแก้วนำแสงจะมีค่าดัชนี หักเหต่ำมากจนทำให้มุมสะท้อนเข้าใกล้ 90 องศา จนเสมือนว่าแสงเดินทางเป็นเส้นทางเดียว หรือทางตรง
เส้นใยแก้วนำแสงชนิดหลายโหมด (Multi Mode
Optic Fiber: MM)
มีขนาดของ Core ประมาณ 50 ไมครอน และมีขนาดของ Cladding ประมาณ 125 ไมครอน
แสงที่ตกกระทบที่ปลายอินพุตของเส้นใยแก้วนำแสงมีมุมตกกระทบที่แตกต่างกนหลาย ค่าจึงเกิดแนวลำแสงหลายโหมด
สายแบบมัลติโหมดสามารถแบ่งได้ 2ชนิด ตามลักษณะของการหักเหของแสง
1. ชนิด Step-index ความหนาแน่นของ Core
คงที่ แสงจะสะท้อนที่จุดรอยต่อเป็นเส้นตรง โดยส่วนที่ห่อหุ้ม (cladding)
แกนกลางจะทำหน้าที่ในการสะท้อนลำแสง
2. ชนิด Grade-index ความหนาแน่นของ Core
ค่อยๆลดลง จากจุดกึ่งกลางไปยังขอบทำให้ แสงค่อยๆ หักเหเป็นเส้นโค้ง
