บทเรียนที่ 4

สื่อกลางประเภทมีสายแต่ละประเภท มีข้อดีและข้อเสียอย่างไรบ้าง จงเปรียบเทียบ

1. สื่อกลางประเภทมีสาย

1.1 สายคู่บิดเกลียว (Twisted pair Cable)

สายคู่บิดเกลียวประกอบด้วยสายทองแดง 2 เส้น แต่ละเส้นมีฉนวนหุ้มพันกัน

เป็นเกลียว สามารถลดการรบกวนจากสนามแม่เหล็กไฟฟ้าได้ แต่ไม่สามารถป้องกันการสูญเสีย

พลังงานจากการแผ่รังสีความร้อนในขณะที่มีการส่งสัญญาณ สายคู่บิดเกลียว 1 คู่จะแทนการสื่อสาร

ได้ 1 ช่องทางสื่อสาร(Channel) สำหรับการใช้งานจริงเช่นสายโทรศัพท์จะเป็นสายรวมที่

ประกอบด้วยสายคู่บิดเกลียวอยู่ภายในเป็นร้อยๆ คู่

รูปที่ 1 สายคู่บิดเกลียว

สายคู่บิดเกลียวสามารถใช้ได้ทั้งการส่งสัญญาณข้อมูลแบบอนาล็อกและแบบ

ดิจิตอล และเนื่องจากสายคู่บิดเกลียวจะมีการสูญเสียสัญญาณขณะส่งสัญญาณ ดังนั้นจึงจำเป็นต้อง

มีเครื่องขยายสัญญาณ (Amplifier) สำหรับการส่งสัญญาณข้อมูลแบบอนาล็อกในระยะทางไกล ๆ

หรือทุก 5 – 6 กิโลเมตร สำหรับการส่งสัญญาณข้อมูลแบบดิจิตอลจะต้องมีเครื่องทบทวนสัญญาณ

(Repeater) ทุก ๆ 2 – 3 กิโลเมตร สายประเภทนี้มีด้วยกัน 2 ชนิดคือ

ก) สายคู่บิดเกลียวชนิดหุ้มฉนวน (Shielded Twisted Pair : STP) เป็นสายคู่

บิดเกลียวที่หุ้มด้วยลวดถัดชั้นนอกที่หนาอีกชั้นดังรูปที่ 2 เพื่อป้องกันการรบกวนของคลื่น

แม่เหล็กไฟฟ้า

— แนวคิด :

การนำสายมาถักเป็นเกลียวมีเหตุผลสำคัญคือ ช่วยลดการแทรกแซงจากสัญญาณรบกวน (Crosstalk)

— แบนด์วิดท์ (Bandwidth)

คือแถบความถี่ของช่องสัญญาณ ซึ่งหากมีช่องสัญญาณขนาดใหญ่ขึ้น ก็จะส่งผลให้สามารถเคลื่อนย้ายปริมาณข้อมูลได้จำ นวนมากขึ้นส่งผลให้การส่งข้อมูลรวดเร็วขึ้นโดยมากเราวัดความเร็วของการส่งข้อมูลเป็น bps (bit per second)

ข) สายคู่บิดเกลียวชนิดไม่หุ้มฉนวน (Unshielded Twisted Pair : UTP) เป็น

สายคู่บิดเกลียวมีฉนวนชั้นนอกที่บางอีกชั้นดังรูปที่ 3 ทำให้สะดวกในการโค้งงอ แต่สามารถป้องกัน

การรบกวนของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าได้น้อยกว่าชนิดแรก แต่ก็มีราคาต่ำ จึงนิยมใช้ในการเชื่อมต่อ

อุปกรณ์ในเครือข่าย ตัวอย่างสายคู่บิดเกลียวชนิดนี้ เช่น สายโทรศัพท์ที่ใช้อยู่ตามบ้าน

รูปที่ 2 สายคู่บิดเกลียวชนิดหุ้มฉนวน                           รูปที่ 3 สายคู่บิดเกลียวชนิดไม่หุ้มฉนวน

ตารางที่ 1 แสดงคุณลักษณะของสาย UTP ในแต่ละชนิด

ชนิด สาย UTP	การนำไปใช้	ลักษณะ สัญญาณ	แบนด์วิดท์ (Bandwidth)	อัตรา การส่งข้อมูล (Data Rate)	ระยะทาง สูงสุด	ข้อดี	ข้อเสีย
CAT 1	สายโทรศัพท์	Analog /Digital	Very low	< 100 Kbps	3 - 4 ไมล์	ราคาถูกมากและง่าย ต่อการติดตั้ง	ความปลอดภัย และสัญญาณ รบกวน
CAT 2	T-1, ISDN	Digital	< 2 MHz	2 Mbps	3 - 4 ไมล์	เช่นเดียวกับ CAT 1	ความปลอดภัย และสัญญาณ รบกวน
CAT 3	LANs	Digital	16 MHz	10 Mbps	100 เมตร	เช่นเดียวกับ CAT 1 แต่มีสัญญาณรบกวน น้อยกว่า	ความปลอดภัย และสัญญาณ รบกวน
CAT 4	LANs	Digital	20 MHz	20 Mbps	100 เมตร	เช่นเดียวกับ CAT 1 แต่มีสัญญาณรบกวน น้อยกว่า	ความปลอดภัย และสัญญาณ รบกวน
CAT 5	LANs	Digital	100 MHz	100 Mbps	100 เมตร	เช่นเดียวกับ CAT 1 แต่มีสัญญาณรบกวน น้อยกว่า	ความปลอดภัย และสัญญาณ รบกวน
CAT 5e	LANs	Digital	100 MHz	100 Mbps 1000 Mbps (4 pair)	100 เมตร	เป็นสายที่มี คุณภาพสูงกว่า CAT 5	ความปลอดภัย และสัญญาณ รบกวน
CAT 6	LANs	Digital	200 MHz	1000 Mbps	100 เมตร	อยู่ในช่วงของการร่าง มาตรฐาน	ความปลอดภัย และสัญญาณ รบกวน
CAT 7	LANs	Digital	600 MHz	10 Gbps	100 เมตร	อยู่ในช่วงของการร่าง มาตรฐาน	ความปลอดภัย และสัญญาณ รบกวน

หัวเชื่อมต่อ (Modular Plugs) สายคู่บิดเกลียวจะใช้หัวเชื่อมต่อแบบ RJ-45 ซึ่งจะมีลักษณะคล้ายกับหัวเชื่อมต่อแบบ RJ-11ที่เป็นหัวที่ใช้กับสายโทรศัพท์ทั่ว ๆ ไป ข้อแตกต่างระหว่างหัวเชื่อมต่อสองประเภทนี้คือ หัว RJ-45 จะมีขนาดใหญ่กว่าเล็กน้อยและไม่สามารถเสียบเข้ากับปลั๊กโทรศัพท์ได้ และหัว RJ-45 จะเชื่อมสายคู่บิดเกลียว 4 คู่ในขณะที่หัว RJ-11 ใช้ได้กับสายเพียง 2 คู่เท่านั้น ดังรูปที่12 จะแสดงสาย UTP และหัวเชื่อมต่อแบบ RJ-45

รูปที่ 4 หัวเชื่อมต่อ RJ-45 สำหรับสายรุ่น CAT 5e

ตารางที่ 2 เปรียบเทียบข้อดีและข้อเสียของสายคู่บิดเกลียว

ข้อดี	ข้อเสีย
1. ราคาถูก 2. ง่ายต่อการนำไปใช้งาน	1. ความเร็วในการส่งข้อมูลต่ำเมื่อเทียบกับสื่อประเภทอื่น 2. ใช้ได้ในระยะทางสั้นๆ 3. ในกรณีเป็นสายแบบไม่มีชีลด์ป้องกันสัญญาณรบกวน จะไวต่อสัญญาณ สัญญาณรบกวน (Noise) ภายนอก

การเข้าหัว RJ-45 สำหรับสายคู่บิดเกลียว

การเข้าหัวแบบสายตรง หรือ Straight-through นั้น เป็นการเข้าหัวสำหรับสายสัญญาณที่ใช้เชื่อมต่ออุปกรณ์ต่างชนิดกัน เช่น การใช้สายต่อกันระหว่างเครื่องคอมพิวเตอร์ กับ Switch หรือ HUB ให้เชื่อมต่อแบบ EIA/TIA 568B ทั้งสองข้างของการเข้าสาย

การเข้าแบบไขว้ หรือ Crossover เป็นการเข้าหัวสำหรับสายสัญญาณที่ใช้เชื่อมต่อระหว่างอุปกรณ์ชนิดเดียวกัน เช่น HUB to HUB , Switch To Switch หรือ คอมพิวเตอร์กับ คอมพิวเตอร์ เราสามารถที่จะใช้ระหว่าง คอมพิวเตอร์ กับ Notebook ก็ได้ โดยให้เข้าสายโดยข้างหนึ่งเป็นแบบ EIA/TIA 568B และอีกข้างเป็น EIA/TIA 568A

รูปที่ 5 หัวเชื่อมต่อ RJ-45

ตารางที่ 3 การเข้าหัว RJ-45 แบบ EIA/TIA 568A และแบบ EIA/TIA 568B

RJ-45		EIA/TIA 568A		EIA/TIA 568B
		CABLE		CABLE
Pin	Symbol	Pair No.	Color	Pair No.	Color
1	TD+	Pair 3	ขาว (คู่ของเขียว)	Pair 2	ขาว (คู่ของส้ม)
2	TD-	Pair 3	เขียว	Pair 2	ส้ม
3	RX+	Pair 2	ขาว (คู่ของส้ม)	Pair 3	ขาว (คู่ของเขียว)
4	Not Assigned	Pair 1	ฟ้า	Pair 1	ฟ้า
5	Not Assigned	Pair 1	ขาว (คู่ของฟ้า)	Pair 1	ขาว (คู่ของฟ้า)
6	RX-	Pair 2	ส้ม	Pair 3	เขียว
7	Not Assigned	Pair 4	ขาว (คู่ของน้ำตาล)	Pair 4	ขาว (คู่ของน้ำตาล)
8	Not Assigned	Pair 4	น้ำตาล	Pair 4	น้ำตาล

รูปที่ 6 การเข้าหัว RJ-45

1.2 สายเคเบิลร่วมแกนหรือสายโคแอ็กเชียล (Coaxial Cable)

สายโคแอ็กเชียล (Coaxial Cable) ส่วนใหญ่จะเรียกสั้น ๆ ว่าสายโคแอ็ก (Coax) จะมีตัวนำไฟฟ้าอยู่สองส่วน คำว่า โคแอ็ก มีความหมายว่า "มีแกนร่วมกัน" นั่นคือตัวนำทั้งสองตัวมีแกนร่วมกันนั่นเอง ในอดีตนิยมใช้สำหรับระบบเครือข่ายส่วนท้องถิ่น (LAN) แต่ปัจจุบันไม่นิยมใช้มากนัก ส่วนใหญ่จะใช้เป็นสายสัญญาณจากเสาอากาศโทรทัศน์

ส่วนประกอบของสายโคแอ็กเชียล

1. ส่วนฉนวนชั้นนอกสุด เป็นส่วนที่ใช้หุ้มสายเพื่อป้องกันการกระแทก ฉีกขาดของสายภายใน

2. ส่วนชีลด์ เป็นโลหะ อาจเป็นแผ่นหรือใช้การถักให้เป็นแผง หุ้มอยู่ชั้นนอก ทำหน้าที่ป้องกัน

               สัญญาณรบกวน และป้องกันการแพร่กระจายคลื่นของสัญญาณออกมาภายนอก

3. ส่วนไดอิเล็กทริก เป็นตัวขั้นกลางระหว่างส่วนของ อินเนอร์ และ ชีลด์ ฉนวนนี้มีความสัมคัญใน

               ส่วนของการลดทอนสัญญาณด้วย มักเป็น โพลิเอธิลีน(PE) หรือโฟม

4. ส่วนนำสัญญาณหรืออินเนอร์ เป็นตัวนำอยู่ภายในสุด ทำหน้าที่นำสัญญาณจากอุปกรณ์ต้นทางไป

               ยังปลายทาง

รูปที่ 7 สายโคแอ็กเชียล

หัวเชื่อมต่อ

สายโคแอ็กเชียลทั้ง 2 ประเภทจะใช้หัวเชื่อมต่อชนิดเดียวกันที่เรียกว่าหัว BNC ซึ่งมีหลายแบบดังต่อไปนี้

1. หัวเชื่อมต่อแบบ BNC (BNC Connector) เป็นหัวที่เชื่อมเข้ากับปลายสาย

2. หัวเชื่อมสายรูปตัว T (T Connector) ใช้เชื่อมต่อระหว่างสายสัญญาณ

3.  ตัวสิ้นสุดสัญญาณ (Terminator) ใช้ในการสิ้นสุดสัญญาณที่ปลายสายเพื่อไม่ให้สัญญาณที่ส่งมา

     ถูกสะท้อนกลับ ถ้าไม่อย่างนั้นสัญญาณจะสะท้อนกลับทำให้รบกวนสัญญาณที่ใช้ส่งข้อมูลอื่นๆ ทำ

     ให้การส่งสัญญาณหรือข้อมูลล้มเหลวได้

รูปที่ 8 หัวเชื่อมต่อแบบ BNC (ซ้าย)                                      รูปที่ 9 ตัวสิ้นสุดสัญญาณ

และหัวเชื่อมสายรูปตัว T (ขวา)                                           (Terminator)

สายโคแอ็กเชียลแบ่งออกเป็น 2 ประเภท คือ

1. สายโคแอ็กเชียลแบบบาง (Thin Coaxial cable)

- ขนาด  0.64 cm.

- ขนาดเล็ก มีความยืดหยุ่นสูง

- นำสัญญาณได้ไกลประมาณ 185 m.

- ใช้เชื่อมต่อกับ Computer โดยใช้มาตรฐาน Ethernet

รูปที่ 10 สายโคแอ็กเชียลแบบบาง

— มาตรฐาน Ethernet

• ใช้ Topology แบบ BUS

• Bandwidth 10 Mbps

2. สายโคแอ็กเชียลแบบหนา (Thick Coaxial cable)

- ขนาด  1.27 cm.

- ขนาดใหญ่และแข็งแรงกว่า

- นำสัญญาณได้ไกล 500 m.

- นิยมใช้เป็นสายส่งสัญญาณหลัก (Backbone) ของเครือข่ายคอมพิวเตอร์สมัยแรกๆ แต่ปัจจุบันไม่เป็นที่นิยมและถูกแทนที่ด้วยเส้นใยนำแสง (Fiber optic cable)

รูปที่ 11 สายโคแอ็กเชียลแบบหนา

สายโคแอ็กเชียลสามารถถ่ายทอดสัญญาณได้ 2 แบบ คือ

1. บรอดแบนด์ (Broadband Transmission) - แบ่งสายสัญญาณออกเป็นช่องสัญญาณขนาด เล็กจำนวนมาก ใช้ในการส่งสัญญาณ โดยจะมี ช่องสัญญาณกันชน (Guard Band) ป้องกัน การรบกวนกัน - แต่ละช่องสัญญาณสามารถรับ-ส่งข้อมูลได้ พร้อมกัน - สัญญาณ Analog - ใช้ในการส่งสัญญาณโทรทัศน์ได้หลายร้อยช่อง - ตัวอย่าง Cable TV

2. เบสแบนด์ (Baseband Transmission) - มีเพียงช่องสัญญาณเดียว - มีความกว้างของช่องสัญญาณมาก - การส่งสัญญาณเป็นแบบ Halfduplex - ใช้ในระบบ LAN ส่งสัญญาณแบบ Digital - อุปกรณ์มีความซับซ้อนน้อยกว่าแบบ แรก

ตารางที่ 4 เปรียบเทียบข้อดีและข้อเสียของสายโคแอ็กเชียล

ข้อดี	ข้อเสีย
1. เชื่อมต่อได้ในระยะทางไกล 500 เมตร (สำหรับ Thick coaxial cable) 2. ลดสัญญาณรบกวนจากภายนอกได้ดี 3. ป้องกันการสะท้อนกลับ (Echo) ได้ดี	1. ราคาแพง 2. สายมีขนาดใหญ่ 3. ติดตั้ง Connector ยาก

1.3 เส้นใยนำแสง (Fiber Optic Cable)

เส้นใยนำแสง (Fiber Optic Cable) มีแกนกลางของสายซึ่งประกอบด้วยเส้นใยแก้วหรือพลาสติกขนาดเล็กหลายๆ เส้นอยู่รวมกัน เส้นใยแต่ละเส้นมีขนาดเล็กเท่าเส้นผมและภายในกลวง และเส้นใยเหล่านั้นได้รับการห่อหุ้มด้วยเส้นใยอีกชนิดหนึ่งก่อนจะหุ้มชั้นนอกสุดด้วยฉนวนการส่งข้อมูลผ่านทางสื่อกลางชนิดนี้จะแตกต่างจากชนิดอื่นๆ ซึ่งใช้สัญญาณไฟฟ้าในการส่ง แต่การทำงานของสื่อกลางชนิดนี้จะใช้เลเซอร์วิ่งผ่านช่องกลวงของเส้นใยแต่ละเส้นและอาศัยหลักการหักเหของแสงโดยใช้ใยแก้วชั้นนอกเป็นกระจกสะท้อนแสง การให้แสงเคลื่อนที่ไปในท่อแก้วสามารถส่งข้อมูลด้วยอักตราความหนาแน่นของสัญญาณข้อมูลสูงมาก และไม่มีการก่อกวนของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า และเนื่องจากความสามารถในการส่งข้อมูลทั้งตัวอักษร เสียง ภาพ หรือวีดีทัศน์ได้ในเวลาเดียวกัน อีกทั้งมีความปลอดภัยในการส่งสูง

รูปที่ 12 เส้นใยนำแสง

ตารางที่ 6 เปรียบเทียบข้อดีและข้อเสียของสายเส้นใยนำแสง

ข้อดี	ข้อเสีย
1. ส่งข้อมูลปริมาณมากด้วยความเร็วสูง (Bandwidth มาก) 2. ส่งได้ระยะทางไกล สัญญาณอ่อนกำลังยาก 3. ไม่มีการรบกวนจากคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า มี ข้อผิดพลาดน้อย 4. มีความปลอดภัยสูง 5. ขนาดเล็ก น้ำหนักเบา 6. มีความทนทาน สามารถติดตั้งในที่ที่มี อุณหภูมิสูงหรือต่ำมากได้ 7. ค่าใช้จ่ายจะถูกกว่าสายทองแดง ถ้าใช้งาน ในระยะทางไกล	1. เส้นใยแก้วมีความเปราะบาง แตกหัก ง่าย 2. การเดินสายจำเป็นต้องระมัดระวังอย่า ให้มีความโค้งงอมาก 3. ค่าใช้จ่ายสูง เมื่อเทียบกับสายทั่วไป 4. การติดตั้งจำเป็นต้องพึ่งพาผู้เชี่ยวชาญ เฉพาะ

— ข้อสังเกต :

สัญญาณไฟฟ้าที่ส่งผ่านตามสายลวดทองแดง มักจะเกิดปัญหาในเรื่องของความต้านทางบน

ตัวนำ ทำให้เกิดอัตราลดทอนของข้อมูลสูงในกรณีส่งสัญญาณไปในระยะทางไกลๆ ดังนั้น

จำเป็นต้องมีอุปกรณ์ทวนสัญญาณเพื่อยืดระยะทางส่งต่อออกไปได้อีก ในขณะที่สัญญาณแสงที่

ส่งผ่านบนตัวนำเส้นใยแก้วนำแสงของสายเส้นใยนำแสงนั้น จะไม่มีความต้านทานใดๆ จึงทำให้

สายเส้นใยนำแสงสามารถส่งข้อมูลในระยะทางไกลๆ ได้ดี

http://www.wpm.ac.th/vc/images/communication2/chapter2_media.pdf