Data Com คาบสาม

Datacom คาบที่ 3 เรียนเรื่อง
Physical Layer ประกอบไปด้วย
- Bit คือ ตัวกลางที่ใช้เก็บข้อมูลที่ส่งผ่านระหว่างผู้รับกับผู้ส่ง
- Physical link คือ ตัวเชื่อมที่อยู่ระหว่างตัวกลางกับผู้รับและผู้ส่ง
Physical Media แบ่งออกเป็น 2 ประเภทได้แก่
- Guided Media คือ สัญญาณที่ส่งผ่านตัวกลางที่เป็นของแข็ง ตัวอย่างเช่น Copper, Fiber, Coax
- Unguided Media คือ สัญญาณที่ส่งอย่างอิสระ เช่น สัญญาณวิทยุ เป็นต้น
Physical Media แบบที่เป็น Guided Media นิยมส่งผ่านตัวกลางเหล่านี้ ได้แก่
1>Twisted Pair (TP) คือ สายนำสัญญาณที่ทำจากทองแดง 2 เส้นที่หุ้มด้วยฉนวนโดยพันกันเป็นเกลียวเพื่อลดสัญญาณรบกวน ซึ่งมีอัตราความเร็วในการส่งข้อมูลตั้งแต่ 10 Mbps [สายโทรศัพท์], 100 Mbps จนถึง 1 Gbps และสามารถแบ่งได้เป็น 2 ประเภทอีกได้แก่
- UTP คือ สายสัญญาณที่ไม่มีเกราะป้องกันสัญญาณรบกวน
- STP คือ สายสัญญาณที่มีเกราะป้องกันสัญญาณรบกวน
2>Coaxial Cable คือ สายนำสัญญาณที่มีแกนกลางทำจากทองแดง 2 เส้นเป็นตัวนำสัญญาณโดยแบ่งออกเป็น
- Baseband คือ การส่งสัญญาณที่มีเพียงช่องสัญญาณเดียวใน Cable ใช้ในสมัยก่อน
- Broadband คือ การส่งสัญญาณที่มีหลายช่องสัญญาณใน Cable ใช้ในปัจจุบัน
โดยทั้ง Twisted Pair และ Coaxial Cable ต่างใช้ Electrical Signal (สัญญาณไฟฟ้า) เป็นตัวกลางในการส่งสัญญาณ
3>Fiber Optic Cable คือ สายนำสัญญาณใยแก้วที่ใช้แสงเป็นตัวกลางในการส่งสัญญาณ มีการรับส่งข้อมูลตั้งแต่ 10 Gps ขึ้นไป และไม่มีสัญญาณรบกวน มีราคาสูงมากกว่า Twisted Pair และ Coaxial Cable
Physical Media แบบที่เป็น Unguided Media ได้แก่ สัญญาณวิทยุ โดยจะแบ่งออกเป็น
- Terrestrial Microwave (สัญญาณไมโครเวฟ) เป็นสัญญาณที่เวลาส่งระหว่างผู้รับกับผู้ส่งต้องไม่มีอะไรมาบังสัญญาณ ถ้ามีก็จะส่งไม่ได้ โดยสามารถเพิ่มความเร็วได้ถึง 45 Mbps/Channel
- LANS ตัวอย่างเช่น Wi-Fi เป็นต้น Wi-Fi เป็นสัญญาณที่ส่งกันในระยะทางใกล้ๆ โดยมีความเร็วตั้งแต่ 2 Mbps, 11 Mbps, 54 Mbps จนถึง 74 Mbps (อันนี้อยู่ในขั้นทดลอง) และสามารถถูกรบกวนได้โดยสภาพแวดล้อม
- Wide-area ตัวอย่างเช่น ระบบ 3G บนมือถือเป็นต้นซึ่งมีอัตราการรับส่งอยู่ที่ 100 kbps
- Satellite (สัญญาณดาวเทียม) คือ ระบบที่มีการส่งสัญญาณเหมือนสัญญาณไมโครเวฟ โดยสามารถเพิ่มความเร็วได้ถึง 45 Mbps/Channel หรือ แบ่งเป็น ช่องเล็กๆหลายๆช่องก็ได้ มี Delay อยู่ที่ 270 msec เท่านั้น และมีระบบ Geosynchronous orbit หรือก็คือ ระบบที่รับรองว่า ดาวเทียมจะชี้มาที่จุดนี้ตลอดเวลานั้นเอง
เลขฐานต่างๆ
ฐาน 2 คือเลขที่มีแค่ 0 กับ 1 เท่านั้น
ฐาน 8 คือเลขที่มีตั้งแต่ 0 ถึง 7
ฐาน 10 คือเลขที่มีเลขตั้งแต่ 0 ถึง 9
ฐาน 16 คือเลขที่มีเลขตั้งแต่ 0 ถึง 9 และแทนเลข 11 ด้วย A, 12 ด้วย B, 13 ด้วย C, 14 ด้วย D และ 15 ด้วย F
การแปลงเลขฐานต่างๆ
- การแปลงจากฐาน 10 ไปฐาน 2 ทำได้โดยเอาเลขฐาน 10 ไปหาร 2 ถ้าไม่เหลือเศษ ให้เขียนเลข 0 ถ้าเหลือเศษให้เขียนเลข 1 แล้วหารต่อโดยลบ 1 จากเลขก่อนหน้านี้ และทำจนกว่าจะเหลือ 0 แล้วเขียนตัวเลขจากหลังไปหน้า ตัวอย่างเช่น
50 > 25 > 12 > 6 > 3 > 1
0 1 0 0 1 1 ซึ่งจะได้ Binary code = 110010
และทำกลับโดยการเทียบตำแหน่งเช่น 110010 จะได้ 25+24+0+0+21+0 = 32+16+0+0+2+0 = 50
- การแปลงจากฐาน 2 ไปยังฐาน 16 ทำโดยการจัดตำแหน่งเลขทีล่ะ 4 ชุดแล้วนำไปเทียบกับตารางเลขฐาน 16 และถ้าเลขไม่พอให้เติม 0 ข้างหน้า ตัวอย่างเช่น 001110010 --> 0000 1110 0010 --> 0E2
- การแปลงจากฐาน 10 ไปยังฐาน 16 ทำโดยการเปรียบเทียบกับในตาราง ตัวอย่างเช่น x24C[x=Hexadecimal] จะได้ 0010 0100 1100
- การแปลงจากฐาน 2 ไปยังฐาน 8 ทำโดยการจัดตำแหน่งเลขทีล่ะ 3 ชุดแล้วนำไปเทียบกับตารางเลขฐาน 8 และถ้าเลขไม่พอให้เติม 0 ข้างหน้าเช่นกัน ตัวอย่างเช่น 1100010 --> 001 100 010 --> 142
- การแปลงจากฐาน 8 ไปยังฐาน 2 ทำโดยการเปรียบเทียบกับในตาราง ตัวอย่างเช่น 248[8=Octal] จะได้ 010 100
ข้อมูลและสัญญาณ
ข้อมูลสามารถเป็นได้ทั้ง Analog และ Digital
- ข้อมูล Analog คือ ข้อมูลบนเส้นที่ต่อเนื่องโดยเวลาใช้จะใช้ค่าทั้งเส้นในการเก็บข้อมูล
- ข้อมูล Digital คือ ข้อมูลบนเส้นที่ไม่ต่อเนื่องโดยเวลาใช้จะใช้แค่ค่าจุดใดจุดหนึ่งในการเก็บข้อมูลเท่านั้น
ข้อมูลจะส่งได้นั้นต้องมีการแปลงไปเป็นสัญญาณไฟฟ้าเสียก่อน ถ้าไม่แปลงข้อมูลก็ไม่สามารถส่งได้
สัญญาณสามารถเป็นไปได้ทั้ง Analog และ Digital
- สัญญาณ Analog สามารถมีจำนวนของตัวแปรได้ไม่จำกัดในขอบเขตที่กำหนด
- สัญญาณ Digital สามารถมีจำนวนของตัวแปรอย่างจำกัดเท่านั้น
Data Analog และ Data Digital สามารถส่งผ่านได้ทั้งทาง Analog Signal และ Digital Signal
ใน Data Communication ส่วนมากพวกเราจะใช้ Periodic analog signals ในการส่งสัญญาณ ส่วน Aperiodic digital signal เราจะไม่ค่อยใช้
Periodic analog signals คือ สัญญาณที่มี Amplitude (ความดังของเสียง), Period (เวลาของ 1 wave ใน 1 s มีหน่วยเป็น second), Frequency (ความถี่มีหน่วยเป็น Hz) คงที่ โดยคำนวณได้จาก f = 1/T และ T = 1/f
ตัวอย่างการคำนวณ
1>Express a period of 100 ms in microsecond
Answer = 100 ms = 100x10-3 s= 100x10-3x106 µs = 102x10-3x106 µs = 105 µs
2>The period of a signal is 100 ms .What is its frequency in kilohertz?
Answer = 100 ms = 100x10-3s = 10-1s
f = 1/T = 1/10-1 Hz = 10 Hz = 10x10-3 kHz = 10-2 kHz
ความถี่คืออัตราการเปลี่ยนแปลงที่สัมพันธ์กับเวลา การเปลี่ยนแปลงในระยะสั้นหมายถึง ความถี่สูง ถ้าเปลี่ยนแปลงในระยะยาว หมายถึง ความถี่ต่ำ ถ้าสัญญาณไม่มีการเปลี่ยนแปลง หมายถึง ความถี่มีค่าเป็น 0 ถ้าสัญญาณเปลี่ยนอย่างฉับพลัน หมายถึง ความถี่มีไม่จำกัด