ตัวกลางแบบมีสาย มีอะไรบ้าง

ตัวกลางการสื่อสารไร้สาย (Wireless Transmission Media)

สื่อกลางที่กำหนดเส้นทางไม่ได้ หรือ สื่อกลางไร้สาย (Unguided Transmission Media) เป็นสื่อกลางประเภทที่ไม่มีวัสดุใดๆในการนำสัญญาณแต่จะใช้อากาศเป็นสื่อกลาง ซึ่งจะไม่มีการกำหนดเส้นทางให้สัญญาณเดินทางซึ่งเราเรียกว่าการสื่อสารไร้สาย ตัวกลางที่ใช้ในการสื่อสารไร้สายคือ อากาศ สุญญากาศ หรือแม้แต่น้ำ อากาศเป็นตัวกลางที่ใช้อย่างแพร่หลายมากที่สุด

การส่งผ่านข้อมูลแบบไร้สาย (Wireless transmission) สามารถแบ่งได้ 3 กลุ่มคือ

1. คลื่นวิทยุ (Radio Waves)
2. ไมโครเวฟ (Microwaves)
3. อินฟราเรด (Infrared)

คลื่นวิทยุ (Radio Waves)

คลื่นวิทยุเป็นคลื่นที่มีการกระจายตัวรอบทิศทางผ่านเสาอากาศส่งคลื่นวิทยุ โดยลักษณะรอบทิศทางแบบนี้ ทำให้มีประโยชน์สำหรับการสื่อสารแบบ Multicasting ซึ่งมีหนึ่งผู้ส่ง แต่หลายผู้รับ เช่น สถานีวิทยุ ระบบมือถือ โทรทัศน์ แต่อย่างไรก็ตาม คลื่นวิทยุมีความอ่อนไหวต่อการรบกวนจากเสาอากาศอื่นที่ส่งสัญญาณความถี่เดียวกัน

คลื่นวิทยุสามารถส่งในระยะทางได้ทั้งใกล้และไกล โดยมีตัวกระจายสัญญาณ (broadcast) ส่งไปยังตัวรับสัญญาณ และใช้คลื่นวิทยุในช่วงความถี่ต่างๆ กันในการส่งข้อมูล เช่น การสื่อสารระยะไกลในการกระจายเสียงวิทยุระบบเอเอ็ม (Amplitude Modulation : AM ) และเอฟเอ็ม (Frequency Modulation : FM) หรือการสื่อสารระยะใกล้ โดยใช้ไวไฟ (Wi-Fi ) และบลูทูท (Bluetooth)

บลูทูธ (Bluetooth)

เทคโนโลยีบลูทูธ มีข้อดีคือใช้พลังงานต่ำ มีความแตกต่างเมื่อเทียบกับการสื่อสารด้วยแสงอินฟราเรดตรงที่สามารถสื่อสารทะลุสิ่งกีดขวางหรือกำแพงได้ อีกทั้งยังเป็นการสื่อสารไร้สายด้วยการแผ่คลื่นออกเป็นรัศมีรอบทิศทางด้วยคลื่นความถี่สูง

ไมโครเวฟ (Microwaves)

คลื่นไฟฟ้าที่มีความถี่ระหว่าง 1 GHz ถึง 300 GHz ปกติจะเรียกว่าไมโครเวฟ

ไมโครเวฟเป็นคลื่นที่เดินทางในทิศทางเดียว มีความเร็วสูง ใช้สำหรับการเชื่อมต่อระยะไกลโดยการส่งสัญญาณคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าไปในอากาศพร้อมกับข้อมูลที่ต้องการส่ง และต้องมีสถานีที่ทำหน้าที่ส่งและรับข้อมูล และเนื่องจากสัญญาณไมโครเวฟจะเดินทางเป็นเส้นตรงไม่สามารถเลี้ยวตามความโค้งของผิวโลกได้ จึงต้องมีการตั้งสถานีรักส่งข้อมูลเป็นระยะ และส่งข้อมูลต่อกันระหว่างสถานี จนกว่าจะถึงสถานีปลายทาง และแต่ละสถานีจะตั้งอยู่ในที่สูง เช่น ดาดฟ้า ตึกสูง หรือยอดเขา เพื่อหลีกเลี่ยงการชนสิ่งกีดขวางในแนวการเดินทางของสัญญาณ

การส่งข้อมูลผ่านสื่อกลางชนิดนี้เหมาะกับการส่งข้อมูลในพื้นที่ห่างไกลมากๆ และไม่สะดวกในการวางสายสัญญาณ ซึ่งเสาสัญญาณแต่ละเสาสามารถวางห่างไกลได้ถึง 80 กิโลเมตร และการส่งสัญญาณจะต้องอยู่ในระดับเดียวกัน เสาอากาศสามารถวางชิดกัน โดยจะไม่รบกวนกับเสาอากาศอื่นที่ใช้ความถี่เดียวกัน อย่างไรก็ตามคลื่นไมโครเวฟเป็นคลื่นความถี่สูง ไม่สามารถเดินทางทะลุผ่านผนัง ส่งผลให้เสาอากาศที่ได้รับไม่สามารถอยู่ภายในอาคารได้

ดาวเทียม (Satellite)

เนื่องจากคลื่นไมโครเวฟมีข้อจำกัดในเรื่องของลักษณะภูมิประเทศที่มีผลต่อการบดบังคลื่น ดังนั้นจึงได้มีการพัฒนาดาวเทียม โดยความเป็นจริงแล้ว ดาวเทียมก็คือสถานีไมโครเวฟนั่นเอง

ดาวเทียมเป็นสถานีไมโครเวฟที่ลอยอยู่บนเหนือพื้นผิวโลก ทำให้สามารถติดต่อสถานีภาคพื้นดินที่อยู่บนพื้นโลก การนำดาวเทียมดังกล่าวขึ้นไปโคจรเหนือพื้นผิวโลกเพียง 3 ดวง ก็สามารถครอบคลุมการสื่อสารได้ทุกหมุนโลก โดยดาวเทียมดวงหนึ่งส่งสัญญาณในบริเวณกว้างเท่ากับ 1 ใน 3 ของโลก (120 องศา) ดังนั้นดาวเทียม 3 ดวงก็ครอบคลุมบริเวณพื้นโลกได้ทั้งหมด (360 องศา)

ส่วนการสื่อสารสามารถส่งสัญญาณแบบขาขึ้น (Up-link) ซึ่งเป็นการส่งสัญญาณจากสถานีพื้นดินไปยังดาวเทียม และการส่งสัญญาณแบบขาลง (Down-link) ซึ่งเป็นการส่งสัญญาณจากดาวเทียมมายังสถานีภาคพื้นดิน

อินฟราเรด (Infrared)

คลื่นอินฟราเรดที่ใช้ในอุปกรณ์ต่างๆ เช่น เมาส์ คีย์บอร์ดไร้สาย และเครื่องพิมพ์ จะใช้สำหรับการสื่อสารระยะสั้น สัญญาณอินฟราเรดมีความถี่สูง และไม่สามารถทะลุผ่านผนัง เนื่องจากระบบการสื่อสารระยะสั้น การใช้งานของระบบการสื่อสารอินฟราเรดในห้องหนึ่งจะไม่ได้รับผลกระทบจากการใช้งานของระบบอื่นในห้องถัดไป นอกจากนี้เราไม่สามารถใช้คลื่นอินฟราเรดนอกอาคารได้ เนื่องจากรังสีของดวงอาทิตย์มีคลื่นอินฟราเรดที่สามารถรบกวนการสื่อสารได้

ตัวกลางหรือสายเชื่อมโยง เป็นส่วนที่ทำให้เกิดการเชื่อมต่อระหย่างอุปกรณ์ต่าง ๆ เข้าด้วยกัน ซึ่งลักษณะของตัวกลางต่าง ๆ มีดังต่อไปนี้ 1) สายคู่บิดเกลียว สายคู่บิดเกลียว (twisted pair) แต่ละคู่สายทองแดงจะถูกพันกันตามมาตรฐานเพื่อลดการรบกวนจากคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าจากคู่สายข้างเคียงภายในเคเบิลเดียวกันหรือจากภายนอก เนื่องจากสายคู่บิดเกลียวนี้ยอมให้สัญญาณไฟฟ้าความถี่สูงผ่านได้ถึง 10 Hz หรือ 10 Hz เช่น สายคู่บิดเกลี่ยว 1 คู่ จะสามารถส่งสัญญาณเสียงได้ถึง 12 ช่องทาง สำหรับอัตราการส่งข้อมูลผ่านสายคู่บิดเกลียวจะขึ้นอยู่กับความหนาของสายด้วย กล่าวคือ สายทองแดงที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางกว้าง จะสามารถส่งสัญญาณไฟฟ้ากำลังแรงได้ ทำให้สามารถส่งข้อมูลด้วยอัตราส่วนสูง โดยทั่วไปแล้วสำหรับการส่งข้อมูลแบบดิจทัล สัญญาณที่ส่งเป็นลักษณะคลื่นสี่เหลี่ยม สายคู่บิดเกลียวสามารถใช้ส่งข้อมูลได้หลายเมกะบิตต่อวินาที ในระยะทางได้ไกลหลายกิโลเมตร เนื่องจากสายคู่บิดเกลียว มีราคาไม่แพงมาก ใช้ส่งข้อมูลได้ดี แล้วน้ำหนักเบาง่ายต่อการติดตั้ง จึงถูกใช้งานอย่างกว้างขวาง ตัวอย่างคือ สายโทรศัพท์ สายแบบนี้มี 2 ชนิดคือ ก. สายคู่บิดเกลียวชนิดหุ้มฉนวน (Shielded Twisted Pair : STP) เป็นสายคู่บิดเกลียวที่หุ้มด้วยฉนวนชั้นนอกที่หนาอีกชั้นดังรูป เพื่อป้องกันการรบกวนของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า

ตัวกลางในการเชื่อมต่อแบบไร้สาย มีอะไรบ้าง

ข้อใดเป็นตัวกลางของการสื่อสาร

ตัวกลางไม่นำทาง Unguided Media มีอะไรบ้าง

ตัวกลางทำหน้าที่อย่างไร