puttarae: ทิศทางการถ่ายทอดข้อมูล

ฮาร์ดแวร์ของระบบสื่อสารข้อมูล

•ผู้ส่ง
•อุปกรณ์แปลงสัญญาณส่ง
•สื่อหรือตัวกลาง
–เครือข่าย สาธารณะ
–เครือข่ายเฉพาะ
•อุปกรณ์แปลงสัญญาณด้านรับ
•ผู้รับ

ทิศทางการถ่ายทอดสัญญาณ

คือ ทิศทางของการส่งข้อมูลระหว่างอุปกรณ์ผู้ส่งและผู้รับ ปกติของการสื่อสารข้อมูลนั้นสัญญาณจะถูกส่งผ่านสื่อออกไปยังผู้รับโดยมีการกำหนดขั้นตอนและวิธีการควบคุม
ทิศทางการส่ง(Transmission Direction)ที่แน่นอน จึงจะสามารถรับ-ส่งข้อมูลกันได้ถูกต้อง
สำหรับวิธีการควบคุมทิศทางการรับ-ส่งข้อมูลนั้น มี3 วิธี คือ แบบทิศทางเดียว(Simplex), แบบกึ่งสองทิศทางเดียว(Half Duplex), แบบสองทิศทางสมบูรณ์(Full Duplex)

* การเลือกวิธีการควบคุมทิศทางการรับ-ส่งข้อมูลขึ้นอยู่กับลักษณะข้อมูลที่ส่ง และอุปกรณ์ที่ใช้

Simplex, Half Duplex, and Full Duplex Connections

ตัวอย่างการใช้งานในปัจจุบัน

Simplex การถ่ายทอดข้อมูลราคาซื้อ-ขายหุ้น จากตลาดหลักทรัพย์มายังเครื่อง PC ที่บ้าน

Half Duplex** การรับส่งข้อมูลผ่านโมเด็มทั่วไป

Full Duplex การรับส่งสัญญญาณผ่านช่องสื่อสารแบบ RS-232 และการรับส่งข้อมูลผ่านโมเด็มท่ได้มาตราฐาน CCITT V.32 และ CCITT V.34

**ระบบการสื่อสารและระบบเครือข่ายส่วนใหญ่ใช้วิธี Half Duplex เพราะมี่าใช้จ่ายถูกกว่าและได้ประสิทธิภาพ ใกล้เคียงกัน**

การถ่ายทอดสัญญาณสำหรับคอมพิวเตอร์

เป็นการถ่ายทอดสัญญาณที่สำคัญที่ใช้สำหรับเครื่องคอมพิวเตอร์ ได้แก่

1. การถ่ายทอดสัญญาณแบบขนาน

2. การถ่ายทอดสัญญาณแบบอนุกรม

การถ่ายทอดสัญญาณแบบขนาน(Parallel)

เป็นการถ่ายทอดสัญญาณในลักษณะขนานแบบอะซิงค์

ส่งข้อมูลทได้เร็ว เนื่องจากทุกบิตจะถูกส่งออกไปทีเดียวพร้อมกัน(ตามจำนวนสายของสื่อ) แบบขนานกันไป ไม่ต้องเรียงกัน มักใช้ในการติดต่อระหว่างคอมพิวเตอร์กับอุปกรณ์รอบข้าง และใช้ส่งข้อมูลในระยะทางใกล้ ๆ เช่น สาย Printer

* แต่ข้อเสียคือจะเสียค่าใช้จ่ายสูง เพราะต้องมีสายสื่อหลายเส้น *

การถ่ายทอดสัญญาณแบบอนุกรม(Serial)

เป็นการถ่ายทอดสัญญาณในลักษณะของกระแสบิท(bit stream) เรียงกันไปตามลำดับบนสายสื่อสารเพียงสายเดียว ซึ่งใช้วิธีการส่งได้ 2 แบบคือ แบบซิงค์ และแบบ อะซิงค์ ขึ้นกับอุปกรณ์ที่ใช้งาน

1. กรณีใช้อุปกรณ์แบบ RS-232 ต่อเชื่อมกับ Port Serial ของเครื่อง Computer จะใช้วิธีการถ่ายทอดสัญญาณแบบ ซิงโครนัส

2. กรณีใช้อุปกรณ์โมเด็มเพื่อส่งสัญญาณผ่านสายโทรศัพท์จะใช้วิธีการถ่ายทอดสัญญาณแบบ อะซิงโครนัส

รูปแบบการถ่ายทอดสัญญาณ

หมายถึง กระบวนการในการถ่ายทอดสัญญาณระหว่างผู้รับและผู้ส่ง

กระบวนการถ่ายทอดสัญญาณพื้นฐานที่ใช้ในปัจจุบันมีอยู่ 2 แบบ คือ

1 การถ่ายทอดสัญญาณแบบอะซิงโครนัส(Asynchronization)

2 การถ่ายทอดสัญญาณแบบซิงโครนัส(Synchronization)

การถ่ายทอดสัญญาณแบบอะซิงโครนัส (Asynchronization)

เป็นการถ่ายทอดสัญญาณ โดยการส่งข้อมูลออกมาทีละ 1 ตัวอักษรละมีการเพิ่มบิทนำหน้า(Start Bit) และบิทสุดท้าย(Stop Bit) เพื่อบอกขอบเขตของข้อมูลออกจากนั้นยังเพิ่มบิทที่ใช้ในการตรวจสอบความถูกต้องด้วยเรียกว่า แพริตี้บิท(Parity Bit)

รูปตัวอย่างการส่งสัญญาณแบบอะซิงค์

ประสิทธิภาพการส่งสัญญาณแบบอะซิงค์

เป็นวิธีการส่งที่มีประสิทธิภาพต่ำพราะสัญญาณที่เป็นข้อมูลจริงมีจำนวนน้อยเมื่อเทียบกับจำนวนสัญญาณที่ส่งออกไปทั้งหมด และยังมีการเว้นช่วงว่าง(Idle)ในการส่งอีกด้วย

อย่างไรก็ตาม วิธีการส่งสัญญาณแบบนี้ยังเป็นแบบที่ง่ายที่สุด จึงยังใช้งานในปัจจุบัน และใช้กับโมเด็มส่วนใหญ่ เพื่อรับส่งข้อมูลจำนวนไม่มาก

การถ่ายทอดสัญญาณแบบซิงโครนัส (Synchronization)

เป็นการถ่ายทอดสัญญาณ โดยการส่งข้อมูลออกมาทีละ 1 กลุ่มหรือบล็อกประกอบด้วยข้อมูล 4 ส่วน คือ

1. ตัวอักษรซิงค์ 3 ตัว

2. ข้อมูลที่ต้องการส่ง

3.ชุดข้อมูลควบคุม

4.ตัวอักษรสิ้นสุดบล็อก

รูปตัวอย่างการส่งสัญญาณแบบซิงค์

ประสิทธิภาพการส่งสัญญาณแบบอะซิงค์

เป็นวิธีการส่งที่มีประสิทธิภาพดีกว่าแบบอะซิงค์

เพราะสัญญาณที่เป็นข้อมูลจริงมีจำนวนมากเมื่อเทียบกับจำนวนสัญญาณที่ส่งออกไปทั้งหมด

ในปัจจุบันวิธีการส่งสัญญาณแบบนี้ใช้กับรับส่งข้อมูลจำนวนมากจึงนิยมนำไปใช้กับเครื่องเมนเฟรมคอมพิวเตอร์

และใช้กับระบบเครือข่ายวงกว้าง(WAN)

ข้อแตกต่างของการส่งข้อมูลอนุกรมแบบซิงโครนัส และอะซิงโครนัส

ข้อแตกต่างระหว่างวงจรส่งข้อมูลอนุกรมแบบซิงโครนัส และอะซิงโครนัสก็คือ ความต่อเนื่องของข้อมูลที่ส่ง ในแบบซิงโครนัสข้อมูลที่ส่งออกมาแบบต่อเนื่องไม่มีบิตสตาร์ตหรือบิตสต็อป หรือแม้กระทั่งบิตพาริตี โปรโตคอลที่ใช้ในการส่งแบบซิงโครนัสจึงแตกต่างไปจากโปรโตคอลแบบอะซิงโครนัส

วิธีการตรวจสอบและลดข้อผิดพลาดในการสื่อสารข้อมูล

ความผิดเพี้ยนของข้อมูล

ข้อมูลผิดเพี้ยน(error) หมายถึง ข้อมูลที่ผู้รับได้รับไม่เหมือนกับที่ผู้ส่งส่งให้

โดยปกติแล้วในระหว่างการรับ-ส่งข้อมูล หรือระหว่างการถ่ายทอดข้อมูลนั้น ข้อมูลมักจะถูกทำให้ผิดเพี้ยนไปจากเดิมเนื่องจากการรบกวนจากสิ่งต่างๆ ภายนอกระบบเครือข่ายซึ่งสามารถหลีกเลี่ยงได้แต่ไม่สามารถแก้ไขได้ และอีกส่วนหนึ่งเกิดจากปัญหาภายในระบบเองซึ่งสามารถหลีกเลี่ยงและแก้ไขได้

สาเหตุหลักที่ทำให้ข้อมูลผิดเพี้ยน

~สัญญาณอิมพัลส์ (Impulse Noise)

~ สัญญาณกัสเสี้ยน(Gaussian noise or white noise)

~ สัญญาณอ่อนกำลัง (Attenuation)

~ ครอสทอล์ก (Crosstalk)

~ การผิดเพี้ยนสัญญาณเนื่องจากดีเลย์ (Delay distortion)

~ ปัญหาของสายสื่อสาร (Line Outages or line failure)

สัญญาณอิมพัลส์ – Impulse Noise

เกิดจากสันญานเกิดยอดแหลมชั่วขณะ อาจเกิดจากฟ้าฝ้า ไฟกระชาก

สัญญาณกัสเสี้ยน – White Noise

เกิดความร้อนสูง

สัญญาณอ่อนกำลัง - Attenuation

สันญานอ่อนลงเมื่อระยะทางไกล ลักษณะเหมือนเดิมแต่รูปร่างไม่เหมือนเดิม

การแก้ไข

1. สร้างสันญานใหม่เป็นช่วงๆ

2.การขยานสันญาน ใช้ Amplifier กับ Reperter

ครอสทอล์ก - Crosstalk

มีสันญานอื่นรบกวน

การแก้ไข

ใช้สายหุ้มป้องกันการรบกวน

การผิดเพี้ยนสัญญาณเนื่องจากดีเลย์ – Delay Distortion

สันญานผิดไปจากเดิมเลย แต่รูปร่างเหมือนเดิม การวิ่งของสันญานไปหลายๆสายแต่ไปไม่พร้อมกัน

การแก้ไข

Equalizer การปรับความเร็วให้เท่ากัน

ปัญหาของสายสื่อสาร - Line Outages or Line failure

สายสื่ออาจเกิดการเสียหาย หรือ ชำรุด

การแก้ไข

ซ่อม หรือ เปลี่ยนสายใหม่

วิธีการตรวจหาความผิดเพี้ยนของข้อมูล

Parity Checks

เป็นวิธีที่เก่าแก่ที่สุด การเพิ่ม บิท เข้าตรวจสอบข้อมูล 1 บิท โดยการตรวจสอบ Parity คู่ กับ Parity คี่

* จับข้อผิดพลาด ได้ 50 %

Cyclic Redundancy Checksum

( CRC )

การหารตัวเลข นำเศษที่เหลือเป็นรหัสในการตรวจสอบ และส่งผลที่ได้ไปกับ Data ให้ข้อมูลที่ได้แนบไปปลาย ทาง ทางด้านผู้รับก้อจะหารอีกหนึ่งรอบ เพื่อตรวจสอบอีกครั้ง

วิธีการแก้ไขความผิดเพี้ยนของข้อมูล

Forward Error Correction

การที่ส่งข้อมูลมาผิด และสามารถแก้ไขข้อมูลเองได้