วันจันทร์ที่ 16 สิงหาคม พ.ศ. 2553

2. โครงสร้างเครือข่ายคอมพิวเตอร์แบบวงแหวน (ring topology)

2. โครงสร้างเครือข่ายคอมพิวเตอร์แบบวงแหวน (ring topology)
โครงสร้างเครือข่ายคอมพิวเตอร์แบบวงแหวน มีการเชื่อมต่อระหว่างเครื่องคอมพิวเตอร์โดยที่แต่ละการเชื่อมต่อจะมีลักษณะเป็นวงกลม การส่งข้อมูลภายในเครือข่ายนี้ก็จะเป็นวงกลมด้วยเช่นกัน ทิศทางการส่งข้อมูลจะเป็นทิศทางเดียวกันเสมอ จากเครื่องหนึ่งจนถึงปลายทาง ในกรณีที่มีเครื่องคอมพิวเตอร์เครื่องใดเครื่องหนึ่งขัดข้อง การส่งข้อมูลภายในเครือข่ายชนิดนี้จะไม่สามารถทำงานต่อไปได้ ข้อดีของโครงสร้าง เครือข่ายแบบวงแหวนคือ ใช้สายเคเบิ้ลน้อย และถ้าตัดเครื่องคอมพิวเตอร์ที่เสียออกจากระบบ ก็จะไม่ส่งผลต่อการทำงานของระบบเครือข่ายนี้ และจะไม่มีการชนกันของข้อมูลที่แต่ละเครื่องส่ง

โครงสร้างเครือข่ายคอมพิวเตอร์ (TOPOLOGY)

โครงสร้างเครือข่ายคอมพิวเตอร์ (TOPOLOGY)

การนำเครื่องคอมพิวเตอร์มาเชื่อมต่อกันเพื่อประโยชน์ของการสื่อสารนั้น สามารถกระทำได้หลายรูปแบบ ซึ่งแต่ละแบบก็มีจุดเด่นที่แตกต่างกันไป โดยทึ่วไปแล้วโครงสร้างของเครือข่ายคอมพิวเตอร์สามารถจำแนกตามลักษณะของการเชื่อมต่อดังต่อไปนี้

1.
โครงสร้างเครือข่ายคอมพิวเตอร์แบบบัส (bus topology)
โครงสร้างเครือข่ายคอมพิวเตอร์แบบบัส จะประกอบด้วย สายส่งข้อมูลหลัก ที่ใช้ส่งข้อมูลภายในเครือข่าย เครื่องคอมพิวเตอร์แต่ละเครื่อง จะเชื่อมต่อเข้ากับสายข้อมูลผ่านจุดเชื่อมต่อ เมื่อมีการส่งข้อมูลระหว่างเครื่องคอมพิวเตอร์หลายเครื่องพร้อมกัน จะมีสัญญาณข้อมูลส่งไปบนสายเคเบิ้ล และมีการแบ่งเวลาการใช้สายเคเบิ้ลแต่ละเครื่อง ข้อดีของการเชื่อมต่อแบบบัส คือ ใช้สื่อนำข้อมูลน้อย ช่วยให้ประหยัดค่าใช้จ่าย และถ้าเครื่องคอมพิวเตอร์เครื่องใดเครื่องหนึ่งเสียก็จะไม่ส่งผลต่อการทำงานของระบบโดยรวม แต่มีข้อเสียคือ การตรวจจุดที่มีปัญหา กระทำได้ค่อนข้างยาก และถ้ามีจำนวนเครื่องคอมพิวเตอร์ในเครือข่ายมากเกินไป จะมีการส่งข้อมูล

การสื่อสายผ่านระบบไมโครเวฟและดาวเทียม

  • ระบบอื่น ๆ

ในปัจจบันยังมีระบบสื่อสารแบบไร้สายอื่น ๆ ที่มีการนำมาใช้ในการสื่อสารข้อมูล ซึ่งบางแบบก็กำลังได้รับความนิยมเพิ่มขึ้นเรื่อย ๆ เช่น

  • ระบบอินฟาเรด (Infraed) เป็นระบบที่ใช้เทคโนโลยีเช่นเดียวกับ remote control ช่องเครื่องรับโทรทัศน์ อย่างไรก็ดีระบบนี้จะมีข้อจำกัดที่ต้องใช้งานเป็นเส้นตรงระหว่างเครื่องรับและเครื่องส่งทำให้มีระยะทางรับส่งที่ไม่ไกลนัก รวมทั้งไม่อาจมีสิ่งกีดขวางด้วย ในปัจจุบันมีการนำมาใช้เป็นระบบเครือข่ายระยะไกล ๆ อยู่บ้างสำหรับพื้นที่ที่การเดินสายกระทำได้ไม่สะดวก รวมทั้งมีการนำไปใช้ในการส่งข้อมูลจากเครื่องคอมพิวเตอร์ไปยังเครื่องพิมพ์ด้วย
  • ระบบวิทยุ (Radio) จะใช้คลื่นวิทยุในการส่งผ่านข้อมูลระหว่างคอมพิวเตอร์ในเครือข่ายอย่างไรก็ดีระบบนี้จะมีปัญหากับการขออนุญาตใช้คลื่นความถี่ ซึ่งจะมีข้อกำหนดในแต่ละประเทศที่เข้มงวดต่างกันไป
  • ระบบสเปคตรัมแถบกว้าง (Spreas Specturm) เป็นระบบคลื่นวิทยุที่ถูกพัฒนาโดยกองทัพสหรัฐระหว่างสงครามโลกครั้งที่ 2 เพื่อป้องกันสัญญาณรบกวนและการดักสัญญาณ ในปัจุบันเทคโนโลยีนี้ได้ถูกพัฒนาจนสามารถรับส่งได้ด้วยความเร็วสูงถึง 10 Mbps และมีการใช้งานในระบบเครือข่ายขนาดเล็กในอาคารเดียวกัน
  • ระบบไมโครเวฟ (Micorwave system)

ระบบไมโครเวฟใช้วิธีส่งสัญญาณที่มีความถี่สูงกว่าคลื่นวิทยุเป็นทอด ๆ จากสถานีหนึ่งไปยังอีกสถานีหนึ่ง บ่อยครั้งที่สัญญาณของไมโครเวฟจะถูกเรียกว่าสัญญาณแบบ เส้นสายตา (Line of sight) เนื่องจากสัญญาณเดินทางที่ส่งจากสถานีหนึ่งไปยังอีกสถานีหนึ่งจะไปได้ไม่ไกลกว่าเส้นขอบฟ้าโลกเพราะสัญญาณเดินทางเป็นเส้นตรงนั่นเอง ดังนั้นสถานีจะต้องพยายามอยู่ในที่ ๆ สูงเพื่อช่วยให้ส่งสัญญาณไปได้ไกลขึ้นและลดจำนวนสถานนีที่จำเป็นต้องมี โดยปกติแล้วสถานีหนึ่งจะครอบคลุมพื้นที่รับสัญญาณได้ประมาณ 30 - 50 กม.

ปัจจบันมีการใช้ระบบไมโครเวฟกันทั่วไป โดยเฉพาะในพื้นที่ซึ่งการเดินทางสายกระทำได้ไม่สะดวก นอกจากนี้ระบบไม่โครเวฟยังจัดว่ามีราคาถูก ติดตั้งง่าย และมีอัตราการส่งข้อมูลสูงด้วย แต่ข้อเสียของไมโครเวฟคือสัญญาณอาจถูกรบกวนได้จากอุณหภูมิ พายุหรือฝน

  • ระบบดาวเทียม (Satellite Systems)

ระบบดาวเทียมจะคล้ายกับระบบไมโครเวฟในส่วนของการใช้หลักการยิงสัญญาณจากแต่ละสถานี ต่อกันไปยังจุดหมายที่ต้องการ แต่ในที่นี้จะใช้ดาวเทียมที่ลอยอยู่เหนือพื้นโลก 36000 กม. เป็นสถานีในการยิงสัญญาณไปยังจุดหมายที่ต้องการ ซึ่งจากการที่ดาวเทียมลอยอยู่สูงมากนี่เองทำให้สามารถใช้ดาวเทียมซึ่งลอยอยู่ในพิกัดที่แน่นอนเพียง 3 ดวง ก็ส่งสัญญาณครอบคลุมไปยังทุกจุดในโลกได้ โดยสถานีต้นทางจะส่งสัญญาณขึ้นไปยังดาวเทียมที่ลอยอยู่เหนือพื้นที่ของตนเอง เรียกว่า สัญญาณเชื่อมต่อขาขึ้น (Up-link) และดาวเทียมจะทำการตรวจสอบตำแหน่งของสถานีปลายหางหากอยู่ในขอบเขตพื้นที่ที่ครอบคลุมอยู่ ก็ทำการส่งสัญญาณไปยังสถานีปลายทางทันที เรียกว่า สัญญาณเชื่อมต่อขาลง (Down-link) หากสถานีปลายทางอยู่นอกขอบเขตสัญญาณ ดาวเทียมจงส่งต่อไปยังดาวเทียมดวงที่ครอบคลุมสถานีปลายทางนั้นเพื่อส่งสัญญาณ Down-link ต่อไป

ในปัจจบันการใช้สัญญาณผ่านดาวเทียมกันอย่างแพร่หลาย ทั้งในการส่งสัญญาณข้อมูล คอมพิวเตอร์ สัญญาณโทรทัศน์ รวมทั้งการใช้ในทางภูมิศาสตร์ ทางทหารต่าง ๆ อย่างมากมาย ข้อเสียที่สำคัญของระบบดาวเทียมคือถูกรบกวนได้จากสภาพอากาศ ฝนหรือพายุ รวามทั้งตำแหน่งโคจรของดวงอาทิตย์ด้วย นอกจากนี้ข้อเสียที่สำคัญอีกอย่างคือจะมี เวลาหน่วง (Delay Time) ในการส่งสัญญาณ ทำให้ผ่ายรับได้รับข้อมูลช้ากว่าเวลาที่เกิดขึ้นจริง เนื่องจากแม้ว่าสัญญาณจะเดินทางด้วยความเร็วแสง แต่ระบะทางที่สัญญาณต้องวิ่งระหว่างดาวเทียมกับพื้นโลกถึง 2 รอบ (ขึ้น-ลง) คือ 70000 กม. ทำให้เกิดเวลาหน่วงขึ้น ซึ่งสำหรับบางงานอาจเป็นสิ่งที่ไม่สามารถยอมรับได้

  • สายใยแก้วนำแสง (Fiber Optic Cable)

สายใยแก้วนำแสงจะประกอบด้วยใยแก้วหรือพลาสติกอยู่ตรงกลางของสาย และใช้ใยแก้วอีกชนิดหนึ่งเป็น ตัวหุ้ม (cladding) และหุ้มด้วยฉนวนในชั้นนอกสุด ซึ่งใยแก้วชั้นนอกจะทำหน้าที่เหมือนกระจกที่สะท้อนสัญญาณแสงให้สะท้อนไปมาภายในใยแก้วที่เป็นแกนกลางจากจุดเริ่มต้นจนถึงจุดปลายทาง สายใยแก้วจะมีแบนด์วิธที่กว้างมาก ทำให้สามารถส่งข้อมูลปริมาณมากได้ด้วยความเร็วสูง นอกจากนี้ยังส่งข้อมูลได้ในระยะทางที่ไกลกว่าและปลอดจากรบกวนของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าเนื่องจากใช้แสงเป็นตัวนำสัญญาณ แต่ข้อเสียคือติดตั้งและบำรุงรักษายาก รวมทั้งมีราคาแพงที่สุดในจำนวนสายสัญญาณที่กล่าวมาทั้งหมด

(ก) สายคู่บิดเกลียว (ข) สายโคแอกเซียล (ค) สายใยแก้วนำแสง

UTP,STP
COAXIAL
FIBER OPTIC
ค่าใช้จ่าย
Low
Med
High
ระยะทาง
(100 M)
500 M
2 KM
การติดตั้ง
ง่าย
ไม่ยาก
ต้องใช้ความชำนาญ
สื่อที่เหมาะสม
ข้อมูล
เสียง ภาพ ข้อมูล
ข้อมูลมัลติมีเดียว
ความเร็ว
ปานกลาง
ปานกลาง
สูงมาก
การรบกวนของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า
รบกวน
รบกวน
ไม่มีผลใด ๆ
การดักสัญญาณ
สามารถทำได้
สามารถทำได้
ไม่สามารถทำได้

เปรียบเทียบการใช้งานสายเคเบิลชนิดต่าง ๆ

สายคู่บิดเกลียวตามมาตรฐาน EIA/ITA-568 สามารถแบ่งได้ 5 ประเภท คือ

  • Category 1 เป็นสาย UTP ที่ใช้ในระบบสายโทรศัพท์แบบดั้งเดิม เมหาะสำหรัส่งสัญญาณเสียงไม่เหมาะกับการส่งข้อมูล
  • Category 2 เป็นสาย UTP ซึ่งเหมาะสำหรับกับการส่งข้อมูลได้สูงสุดถึง 4 เมกะบิตต่อวินาที
  • Category 3 เป็นสาย ซึ่งสามารถส่งข้อมูลได้สูงสุดถึง 10 เมกะบิตต่อวินาที มีการใช้งานมากในระบบ Token ring แบบ 4 Mbits/sec และ 10Base-T
  • Category 4 เป็นสายซึ่งสามารถส่งข้อมูลได้สูงสุดถึง 16 เมกะบิตต่อวินาที มีใช้ในระบบ Token ring แบบ 16 Mbits/sec
  • Category 5 เป็นสายที่เหมาะสมกับการส่งข้อมูงได้ถึง 100 เมกะบิตต่อวินาทที มีใช้ในระบบเครือข่ายความเร็วสูงรุ่นใหม่ ๆ เช่น Fast Ethernet และ ATM (Asynchronous Transfer Mode)
  • สารโคแอกเซียล (Coaxial Cable)

มันเรียกสั้น ๆ ว่า สายโคแอก จะเป็นสายสื่อสารที่สามรถส่งข้อมูลไกลกว่าสายแบบคู่บิดเกลียว แต่มีข้อเสียคือราคาสูงกว่า ลักษณะของสายโคแอกจะประกอบด้วยส่วนของสายส่งข้อมูลที่เป็นลวดทองแดงหุ้มด้วยฉนวนอยู่ตรงกลาง จากนั้นจะหุ้มด้วยตัวนำเพื่อเป็นสายกราวนด์จากนั้นจึงหุ้มด้วยฉนวนเป็นเปลือกนอกอีกชั้นหนึ่ง สารโคแอกจะสามารถส่งข้อมูลได้ทั้งแบบเบสแบตด์และบรอดแบรนด์ พบการใช้งานได้มากจากสายเคเบิลทีวี ในปัจจุบันการใช้งานสายโคแอกกับระบบคอมพิวเตอร์เริ่มลดลง เนื่องจากการพัฒนาของสายคู่บิดเกลียวที่ทำให้สามารถส่งข้อมูลได้ด้วยความเร็วสูงขึ้นเรื่อย ๆ

อุปกรณ์เชื่อมต่อสายโคแอกเซียล

ช่องทางการสื่อสารข้อมูล(Data transmission Channels)

  • ระบบแบบเดินสายเคเบิล (Wired system)

จะรวมถึงสื่อกลางที่เป็นสายทั้งหมด โดยระบบเครือข่ายที่เป็นอุปกรณ์ต่าง ๆ อยู่ห่างกันไม่มากนักจะสามารถใช้วิธีเดินสายแบบต่าง ๆ เอง ส่วนสายเคเบิลสำหรับการติดต่อระยะไกลโดยปกติก็คือระบบสายโทรศัพท์แบบดั้งเดิม (POTS - Plain Old Telephone Service) นั่นเอง

สายสัญญาณที่ใช้งานอยู่ในปัจจุบัน จะมีชนิดต่าง ๆ ตามลักษณะระเครือข่าย และความต้องการในการใช้งานดังนี้

  • สายคู่บิดเกลียวแบบมีชีลต์และไม่มีชีลต์ (Shielded and UnShielsed Twisted-Pair Cable)

เป็นสายที่มีราคาถูกที่สุด ประกอบด้วยสายทองแดงที่มีฉนวนหุ้มจำนวน 2 เส้น นำมาพันกันเป็นเกลียว สามารถลดการรบกวนจากสนามแม่เหล็กไฟฟ้าได้ โดยปกติแล้วสายคู่บิตเกลียวจะ หมายถึง สายคู่บิดเกลียวแบบไม่มีชีลด์ (UTP) ซึ่งใช้ในการเดินสายโทรศัพท์และใช้ในระบบเครือข่ายระยะใกล้ส่วนมาก ในขณะที่ สายคู่บิดเกลี่ยวแบบมีซิลด์ (STP) จะมีฉนวนโลหะหุ้มอยู่ภายนอกอีกชั้นหนึ่ง ทำให้สามารถป้งอันสัญญาณรบกวนได้ดีขึ้น สายเกลียวคู่หนึ่งคู่จะแทนช่องทางการสื่อสาร (channel) เพื่อให้สามารถใช้งานได้พร้อม ๆ กัน ตัวอย่าง เช่น ระบบสายโทรศัพท์

อุปกรณ์เชื่อมต่อสายคู่บิดเกลียว