การสื่อสารข้อมูล

วิชา คอมพิวเตอร์

เรื่อง การสื่อสารข้อมูล

จัดทำโดย

ชั้น ม.4/4

                        1.นาย ญาณกร      ศิริลักษณ์ เลขที่ 5

                        2.นาย ธีรวัชร        เกียรติญาณ เลขที่ 15

                        3.นาย พีระ           เดชพิทักษ์ เลขที่ 25

                        4.นาย ณัฐพงศ์      อาษากิจ เลขที่ 35

                        5.นางสาว ฐิติยา    ตันตระกูล เลขที่ 45

                        6.นางสาว อวัสดา  สุขจ้อย เลขที่ 55  

เสนอต่อ

มาสเตอร์ ณัฐพงศ์ หอมอ่อน

นิยามของการสื่อสารข้อมูลทางอิเล็กทรอนิกส์

ในปัจจุบันมีการใช้ระบบการสื่อสารข้อมูลผ่านเครือข่ายคอมพิวเตอร์ ซึ่งมีความสามารถในการแลกเปลี่ยน ส่งข้อมูล ที่กว้างขวางและรวดเร็ว มาแทนที่การติดต่อส่งข้อมูลข่าวสารจะผ่านทางสื่อต่าง ๆ เช่น ไปรษณีย์ โทรศัพท์ โทรทัศน์ วิทยุ หนังสือพิมพ์ เป็นต้น ซึ่งแต่ละสื่อก็จะมีข้อดีและข้อจำกัดต่าง ๆ กัน

 การสื่อสารข้อมูลทางอิเล็กทรอนิกส์ หมายถึง กระบวนการถ่ายโอนหรือแลกเปลี่ยนข้อมูลกันระหว่างผู้ส่งและผู้รับ โดยผ่านช่องทางสื่อสาร ไม่ว่าจะเป็น อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ หรือคอมพิวเตอร์เป็นตัวกลางในการส่งข้อมูล ซึ่งในคอมพิวเตอร์จะมี ระบบเครือข่ายคอมพิวเตอร์ คอยเชื่อมโยงระหว่างคอมพิวเตอร์ เพื่อสื่อสารแลกเปลี่ยนข้อมูลระหว่างกัน ให้ผู้ส่งและผู้รับเกิดความเข้าใจซึ่งกันและกัน

องค์ประกอบขั้นพื้นฐานของระบบสื่อสารข้อมูล

องค์ประกอบขั้นพื้นฐานของระบบสื่อสารโทรคมนาคม สามารถจำแนกออกเป็นส่วนประกอบได้ดังต่อไปนี้
1. ผู้ส่งข่าวสาร หรือแหล่งกำเนิดข่าวสาร (source) อาจจะเป็นสัญญาณต่าง ๆ เช่น สัญญาณภาพ ข้อมูล และเสียงเป็นต้น ในการติดต่อสื่อสารสมัยก่อนอาจจะใช้แสงไฟ ควันไฟ หรือท่าทางต่าง ๆ ก็นับว่าเป็นแหล่งกำเนิดข่าวสารเช่นกัน
2. ผู้รับข่าวสาร หรือจุดหมายปลายทางของข่าวสาร (sink) ซึ่งจะรับรู้จากสิ่งที่ผู้ส่งข่าวสารส่งผ่านมาให้ ตราบใดที่ การติดต่อสื่อสารบรรลุวัตถุประสงค์ ผู้รับสารหรือจุดหมายปลายทางของข่าวสารก็จะได้รับข่าวสารนั้น ๆ ถ้าผู้รับสารหรือ จุดหมายปลายทางไม่ได้รับข่าวสาร แสดงว่าการสื่อสารนั้นไม่ประสบความสำเร็จ กล่าวคือไม่มีการสื่อสารเกิด ขึ้น

3. ช่องสัญญาณ (channel) อาจจะหมายถึงสื่อกลางหรือตัวกลางที่ข่าวสารเดินทางผ่าน อาจจะเป็นอากาศ สายนำสัญญาณ ต่าง ๆ หรือแม้กระทั่งของเหลว เช่น น้ำ น้ำมัน เป็นต้น

4. การเข้ารหัส (encoding) เป็นการช่วยให้ผู้ส่งข่าวสารและผู้รับข่าวสารมีความเข้าใจตรงกันในการสื่อความหมาย จึงมีความจำเป็นต้องแปลงความหมาย การเข้ารหัสจึงหมายถึงการแปลงข่าวสารให้อยู่ในรูปพลังงาน พร้อมที่จะส่งไปในสื่อกลาง ทางผู้ส่งมีความเข้าใจตรงกันระหว่างผู้ส่งและผู้รับ หรือมีรหัสเดียวกัน การสื่อสารจึงเกิดขึ้นได้

5. การถอดรหัส (decoding) หมายถึงการที่ผู้รับข่าวสารแปลงพลังงานจากสื่อกลางให้กลับไปอยู่ในรูปข่าวสารที่ส่งมาจากผู้ส่งข่าวสาร โดยมีความเข้าในหรือรหัสตรงกัน

6. สัญญาณรบกวน (noise) เป็นสิ่งที่มีอยู่ในธรรมชาติ มักจะรบกวนระบบเกิดขึ้นได้ทั้งทางด้านผู้ส่งข่าวสาร ผู้รับข่าวสาร และช่องสัญญาณ แต่ในการศึกษาขั้นพื้นฐานมักจะสมมติให้ทางด้านผู้ส่งข่าวสารและผู้รับข่าวสารไม่มีความผิดพลาด ตำแหน่งที่ใช้วิเคราะห์มักจะเป็นที่ตัวกลางหรือช่องสัญญาณ เมื่อไรที่รวมสัญญาณรบกวนด้านผู้ส่งข่าวสารและด้านผู้รับข่าวสาร ในทางปฏิบัติมักจะใช้ วงจรกรอง (filter) กรองสัญญาณแต่ต้นทาง เพื่อให้การสื่อสารมีคุณภาพดียิ่งขึ้นแล้วค่อยดำเนินการ เช่น การเข้ารหัสแหล่งข้อมูล
องค์ประกอบพื้นฐาน
1.หน่วยส่งข้อมูล (Sending Unit)
2.ช่องทางการส่งข้อมูล (Transmisstion Channel)
3.หน่วยรับข้อมูล (Receiving Unit)

บทบาทและประโยชน์ของการสื่อสารข้อมูล

บทบาทของการสื่อสารข้อมูลและเครือข่ายคอมพิวเตอร์ 

                 การติดต่อสื่อสารข้อมูลในปัจจุบันมีรากฐานมาจากความพยายามในการเชื่อมต่อ ระหว่างคอมพิวเตอร์กับคอมพิวเตอร์เข้าด้วยกันโดยอาศัยระบบการสื่อสาร  ต่อมาเมื่อมีการใช้คอมพิวเตอร์มากขึ้นจึงมีความต้องการที่จะติดต่อระหว่างคอมพิวเตอร์หลายเครื่องในเวลาเดียวกันที่เรียกว่า ระบบเครือข่าย (Network System)

                  ตอนต้นของยุคสื่อสารเมื่อประมาณ พ.ศ. 2513-2514 ความต้องการใช้คอมพิวเตอร์ร่วมกันมีมากขึ้น แต่คอมพิวเตอร์ยังมีราคาสูงมาก การสื่อสารด้วยระบบเครือข่ายในระยะนั้นจึงเน้นการใช้คอมพิวเตอร์ที่ศูนย์คอมพิวเตอร์ เพื่อประหยัดค่าใช้จ่ายของระบบ
                 ต่อมาเมื่อถึงยุคของไมโครคอมพิวเตอร์พบว่า ขีดความสามารถในด้านความเร็วของการทำงานของเครื่องแบบเมนเฟรมมีความเร็วมากกว่า 10 เท่า เมื่อเทียบกับไมโครคอมพิวเตอร์ตัวที่ดีที่สุด แต่ราคาของเมนเฟรมแพงกว่าไมโครคอมพิวเตอร์มาก ดังนั้นการใช้ไมโครคอมพิวเตอร์จึงมีการพัฒนาด้านประสิทธิภาพและได้แพร่หลายออกไป การสื่อสารจึงกลายเป็นระบบเครือข่ายแบบกระจาย                

              ลักษณะของเครือข่ายจึงเริ่มจากจุดเล็ก ๆ ที่ค่อยๆ ขยายวงกว้างออกไป อาจจะอยู่บนแผงวงจรอิเล็กทรอนิกส์เดียวกัน ขยายตัวใหญ่ขึ้นเป็นระบบที่ทำงานร่วมกันในห้องทำงาน ในตึก ระหว่างตึก ระหว่างสถาบันระหว่างเมือง ระหว่างประเทศ  การจัดแบ่งรูปแบบเครือข่ายคอมพิวเตอร์ จึงแยกตามขนาดของเครือข่ายข้อมูลในรูปของสัญญาณอิเล็กทรอนิกส์ที่เก็บในคอมพิวเตอร์ สามารถส่งต่อ คัดลอก จัดพิมพ์ ทำสำเนาได้ง่าย เมื่อเทียบกับการคัดลอกด้วยมือซึ่งต้องใช้เวลามากและเสี่ยงต่อการทำข้อมูลผิดพลาดอีกด้วย
              วิธีการทางด้านการสื่อสารข้อมูล กำลังได้รับการนำมาประยุกต์ใช้ในระบบสำนักงานที่เรียกว่าระบบสำนักงานอัตโนมัติ (Office Automation System) ซึ่งเป็นระบบที่มีบุคคลน้อยที่สุด โดยอาศัยเครื่องมือ แบบอัตโนมัติและระบบสื่อสาร เชื่อมโยงข่าวสารระหว่างเครื่องมือเข้าด้วยกัน ระบบสำนักงานอัตโนมัติหรือ OAS มีจุดมุ่งหมายให้เป็นระบบที่ไม่ใช้กระดาษ จะส่งข่าวสาร ถึงกันด้วยข้อมูลทาง อิเล็กทรอนิกส์(Electronic Data Interchange) ซึ่งมีรูปแบบในการใช้งานใน 2 ลักษณะคือ
                  1. รูปแบบของระบบงานพิมพ์และการประมวลผลทางอิเล็กทรอนิกส์ ได้แก่การสื่อสาร ด้วยข้อความ รูปภาพ  E-mail  FAX หรือเสียง เป็นต้น
                  2. รูปแบบการประชุมทางไกลด้วยระบบอิเล็กทรอนิกส์ เช่น การประชุมทางไกลแบบมีแต่เสียง(Audio Conferencing) การประชุมทางไกล แบบมีทั้งภาพและเสียง (Video Conferencing) เป็นต้น

 

ประโยชน์ของการสื่อสารข้อมูล

                  ในปัจจุบันความสำคัญของการสื่อสารข้อมูลผ่านเครือข่ายคอมพิวเตอร์ เป็นสิ่งที่คำนึงถึงอย่างมาก
ด้วยเหตุว่าการสื่อสารข้อมูลผ่านเครือข่ายคอมพิวเตอร์มีประโยชน์หลายประการด้วยกันคือ

 1.  จัดเก็บข้อมูลได้ง่ายและสื่อสารได้รวดเร็ว การจัดเก็บข้อมูลซึ่งอยู่ในรูปของสัญญาณอิเล็กทรอนิกส์
สามารถจัดเก็บไว้ในแผ่นบันทึก (Diskette) ที่มีความหนาแน่นสูงได้  แผ่นบันทึกแผ่นหนึ่งสามารถบันทึกข้อมูลได้มากกว่า 1 ล้านตัวอักษร  สำหรับการสื่อสารข้อมูลนั้นถ้าข้อมูลผ่านสายโทรศัพท์ด้วยอัตรา 120 ตัวอักษรต่อวินาที จะสามารถส่งข้อมูล 200 หน้า ได้ในเวลา 40 นาที โดยที่ไม่ต้องเสียเวลามานั่งป้อนข้อมูลเหล่านั้นซ้ำใหม่อีก  

2.  มีความถูกต้องของข้อมูล  โดยปกติมีการส่งข้อมูลด้วยสัญญาณทางอิเล็กทรอนิกส์ จากจุดหนึ่งไปยัง
จุดอื่น ๆ ด้วยระบบดิจิทัล  วิธีการรับส่งนั้นจะมีการตรวจสอบสภาพของข้อมูล หากข้อมูลผิดพลาด ก็จะมีการรับรู้และพยายามหาวิธีการแก้ไขให้ข้อมูลที่ได้รับมีความถูกต้องโดยอาจทำการส่งใหม่ หรือกรณีผิดพลาดไม่มาก ผู้รับอาจใช้โปรแกรมของตนเองแก้ไขข้อมูลให้ถูกต้องได้

3.  มีความรวดเร็วในการทำงาน สัญญาณทางไฟฟ้าเดินทางด้วยความเร็วเท่าแสง ทำให้การใช้คอมพิวเตอร์
ส่งข้อมูลจากซีกโลกหนึ่งไปยังอีกซีกโลกหนึ่ง หรือการค้นหาข้อมูลจากฐานข้อมูล ขนาดใหญ่สามารถทำได้
อย่างรวดเร็ว  ความรวดเร็วของระบบจะทำให้ผู้ใช้สะดวกสบาย เช่น บริษัทสายการบินทุกแห่งสามารถทราบข้อมูลของทุกเที่ยวบินได้อย่างรวดเร็ว ทำให้การจองที่นั่งของสายการบินสามารถทำได้ทันที

4.  ประหยัดต้นทุน  การเชื่อมต่อคอมพิวเตอร์ต่อเข้าหากันเป็นเครือข่ายเพื่อส่งหรือสำเนาข้อมูล โปรแกรมการทำงานจะทำให้ราคาต้นทุนของการใช้ข้อมูลไม่แพง เมื่อเทียบกับการจัดส่งแบบวิธีอื่น

นิยามการส่งสัญญาณข้อมูล และ ลักษณะการทำงาน

นิยามของการส่งข้อมูล

การติดต่อสื่อสารเป็นสิ่งที่เกิดขึ้นควบคู่มากับมนุษย์ เนื่องจากมนุษย์ต้องอยู่รวมกันเป็นกลุ่มเป็นก้อน โดยมนุษย์ใช้ภาษาเป็นสื่อในการส่งข้อมูล แลกเปลี่ยนข้อมูลซึ่งกันและกัน โดยมีอากาศเป็นตัวกลาง ซึ่งในภาษาที่มนุษย์ใช้สื่อสารกันนั้น จะต้องมีข้อตกลงกันว่าแต่ละสัญลักษณ์ หรือคำพูด แทนหรือหมายถึงสิ่งใด มนุษย์ได้คิดค้นวิธีการและเครื่องมือที่ใช้ในการติดต่อสื่อสารกันมาตั้งแต่สมัยโบราณแล้ว ยกตัวอย่างเช่น การใช้สัญญาณควันไฟของชาวอินเดียแดง หรือการใช้ม้าเร็วในการส่งสาส์น จนกระทั่งพัฒนามาเป็นการใช้โทรเลข วิทยุ โทรทัศน์ โทรศัพท์ และอินเทอร์เน็ต
               ความหมายของการสื่อสารข้อมูล เกิดจากคำสองคำ คือ การสื่อสาร (Communication) ซึ่งหมายถึง การส่งเนื้อหาจากฝ่ายหนึ่งไปยังอีกฝ่ายหนึ่ง และคำว่า ข้อมูล (Data) หมายถึง ข้อเท็จจริงหรือสิ่งที่ถือหรือยอมรับว่าเป็นข้อเท็จจริงสำหรับใช้เป็นหลักอนุมานหาความจริงหรือการคำนวณ  ซึ่งในที่นี้เราจะหมายถึงข้อมูลที่เกิดขึ้นจากเครื่องคอมพิวเตอร์ในรูปตัวเลข 0 หรือ 1 ต่อเนื่องกันไป ซึ่งเป็นค่าที่เครื่องคอมพิวเตอร์เข้าใจ นั่นคือ การสื่อสารข้อมูล หมายถึง การส่งเนื้อหาที่อยู่ในรูปตัวเลขฐานสองที่เกิดจากอุปกรณ์หรือเครื่องคอมพิวเตอร์ตั้งแต่ 2 เครื่องขึ้นไป โดยมีจุดประสงค์เพื่อต้องการติดต่อ แลกเปลี่ยนข้อมูลข่าวสาร ตลอดจนแบ่งปันการใช้ทรัพยากรที่มีอยู่ให้เกิดประโยชน์สูงสุด

ลักษณะในการส่งข้อมูล (transmission mode)
       การส่งข้อมูลในระบบเครือข่าย สามารถทำได้ 2 ลักษณะ คือ การส่งแบบขนาน และการส่งแบบอนุกรม
       การส่งแบบขนาน (parallel transmission) คือการส่งข้อมูลพร้อมกันทีละหลาย ๆ บิตในหนึ่งรอบสัญญาณนาฬิกา โดยการส่งจะรวมบิต 0 และ 1 หลาย ๆ บิตเข้าเป็นกลุ่มจำนวน n บิต ผู้ส่งส่งครั้งละ n บิต ผู้รับจะรับครั้งละ n บิตเช่นกัน ซึ่งจะคล้ายกับเวลาที่เราพูดคุยเราจะพูดเป็นคำ ๆ ไม่พูดทีละตัวอักษร
       กลไกการส่งข้อมูลแบบขนานใช้หลักการง่าย ๆ เมื่อส่งครั้งละ n บิต ต้องใช้สาย n เส้น แต่ละบิตมีสายของตนเอง ในการส่งแต่ละครั้งทุกเส้นต้องใช้สัญญาณนาฬิกาอันเดียวกัน ทำให้สามารถส่งออกไปยังอุปกรณ์อื่นพร้อมกันได้

     รูปแสดงการส่งข้อมูลแบบขนาน โดยให้ n=8 โดยทั่วไปแล้วปลายของสายทั้ง 2 ข้างจะถูกต่อด้วยคอนเน็กเตอร์ด้านละ 1 ตัว ข้อดีของการส่งข้อมูลแบบขนานคือ ความเร็ว เพราะส่งข้อมูลได้ครั้งละ n บิต ดังนั้น ความเร็วจึงเป็น n เท่าของการส่งแบบอนุกรม แต่ข้อเสียที่สำคัญคือ ค่าใช้จ่าย ทั้งนี้เพราะต้องใช้สายจำนวน n เส้น
       ตัวอย่างการส่งข้อมูลแบบขนาน เช่น การส่งข้อมูลภายในระบบบัสของเครื่องคอมพิวเตอร์ หรือการส่งข้อมูลจากเครื่องคอมพิวเตอร์ไปยังเครื่องพิมพ์ (printer) เป็นต้น
       การส่งข้อมูลแบบอนุกรม (serial transmission) จะใช้วิธีการส่งทีละ 1 บิตในหนึ่งรอบสัญญาณนาฬิกา ทำให้ดูเหมือนว่าบิตต่าง ๆ เรียงต่อเนื่องกันไป จากอุปกรณ์หนึ่งไปยังอีกอุปกรณ์หนึ่ง ดังรูป

          ข้อดีของการส่งข้อมูลแบบอนุกรม คือการใช้ช่องทางการสื่อสารเพียง 1 ช่อง ทำให้ลดค่าใช้จ่ายลง แต่ข้อเสียคือ ความเร็วของการส่งที่ต่ำ ตัวอย่างของการส่งข้อมูลแบบอนุกรม เช่น โมเด็มจะใช้การส่งแบบอนุกรมเนื่องจากในสัญญาณโทรศัพท์มีสายสัญญาณเส้นเดียว และอีกเส้นหนึ่งเป็นสายดิน

รูปแบบของการส่งสัญญาณข้อมูล

เราสามารถแบ่งรูปแบบของการส่งสัญญาณข้อมูลได้เป็น 4 รูปแบบดังนี้
          1. แบบทิศทางเดียวหรือซิมเพล็กซ์ (One-Way หรือ Simplex) ในการส่งสัญญาณข้อมูลแบบซิมเพล็กซ์ ข้อมูลจะถูกส่งไปในทาง เดียวเท่านั้น และตลอดเวลา ตัวอย่างเช่น การกระจายเสียงของสถานีวิทยุ หรือการแพร่ภาพทางโทรทัศน์

         2. แบบกึ่งทางหรือครึ่งดูเพล็กซ์ (Either-Way of Two Ways หรือ Half Duplex) การสื่อสารแบบครึ่งดูเพล็กซ์ เราสามารถส่งข้อมูลสวน ทางกัน ได้แต่ต้องสลับกันส่ง จะทำในเวลาเดียวกันไม่ได้ ตัวอย่างเช่น วิทยุสื่อสารของตำรวจแบบ Walkly-Talkly ซึ่งต้องอาศัยการ สลับสวิตซ์ เพื่อแสดง การเป็นผู้ส่งสัญญาณคือต้องผลัดกันพูด บางครั้งเราเรียกการสื่อสารแบบ Haft Duplex ว่า แบบสายคู่ ( Two-Wire Line) 

           3. แบบทางคู่หรือดูเพล็กซ์เต็ม (Both-Way หรือ Full Duplex) ในแบบนี้เราสามารถส่งข้อมูลได้พร้อมๆ กันทั้งสองทาง ตัวอย่างเช่น ในการพูดโทรศัพท์ เราสามารถพูดพร้อมกันกับคู่สนทนาได้ การทำงานจะเป็นดูเพล็กซ์เต็ม แต่ในการใช้งานจริงๆ แล้วจะเป็นแบบครึ่งดูเพล็กซ์คือผลัดกันพูด บางครั้งเรียกการสื่อสารแบบทางคู่ว่า Four-Wire Line

                     4. แบบสะท้อนสัญญาณหรือเอ็กโคเพล็กซ์ (Echo Plex) เป็นการส่งสัญญาณที่รวมทั้ง Half-Duplex และ Full-Duplex ไว้รวมกัน เช่น ความสัมพันธ์ระหว่างคีย์บอร์ดและจอภาพของเครื่อง Terminal ของ Main Frame หรือ Host ในระหว่างการคีย์ข้อความหรือคำสั่งที่คีย์บอร์ดเพื่อให้โฮสต์คอมพิวเตอร์ รับข้อความหรือทำตามคำสั่งข้อความหรือคำสั่งก็จะปรากฏขึ้นที่จอภาพของเทอร์มินัล ด้วยเช่นกัน เนื่องจากขณะที่สัญญาณตัวอักขระที่ถูกส่งจากคีย์บอร์ดไปยัง โฮสต์ซึ่งเป็นแบบดูเพล็กซ์เต็ม จะถูกสะท้อนสัญญาณให้กลับมาปรากฏที่จอภาพของ เทอร์มินัลเองด้วย ทำให้ผู้ใช้สามารถรู้สึกไปพร้อมๆ กันกับที่โฮสต์ทำงาน