บทที่ 6 อุปกรณ์เชื่อมต่อเครือข่ายการสื่อสาร

1. Modem MU Font End Processor Modem MU PATCH Host Computer Controlle Controlle บทที่ 6 อุปกรณ์เชื่อมต่อเครือข่ายการสื่อสาร อุปกรณ์ที่ใช้ในการต่อเชื่อมระหว่างเครือข่ายการสื่อสารมีมากมายหลายชนิดและหลายรูปแบบเพื่อทำให้การสื่อสารขยายกว้างออกไป การขยายทำให้ช่องทางการสื่อสารเป็นไปอย่างกว้างไกลทั่วถึงและรวดเร็วอุปกรณ์พื้นฐานในการต่อเชื่อมเครือข่ายการสื่อสารได้แก่ โมเด็ม มัลติเพล็กซ์เซอร์ คอนเซนเตรเตอร์ คอนโทรลเลอร์ และเทอร์มินัล

2. โมเด็ม (Modem) คำว่า MODEM ย่อมาจาก Modulator - Demodulator มีหน้าที่แปลงสัญญาณข้อ มูล ในบางรุ่นสามารถตรวจสอบความผิดพลาดของข้อมูลรวมถึงแก้ไขความผิดพลาดที่เกิดขึ้นได้ โมเด็มในปัจจุบันส่วนใหญ่จะมีชิป ประมวลและหน่วยความจำ(ROM) อยู่ในเครื่อง ถ้าเครื่องโมเด็มของผู้ส่งและผู้รับต่างรุ่นกัน ก็อาจจะทำให้ไม่สามารถส่ง - รับข้อมูลกันได้ เนื่องจาก โมเด็มมีอัตราเร็วของการส่ง - รับข้อมูล รูปแบบการส่ง - รับข้อมูล หรือใช้คำสั่งควบคุมการทำงานของโมเด็มต่างกัน (คำสั่งที่ถือเป็นรูปแบบคำสั่งมาตราฐานของโมเด็มคือคำสั่งเฮยส์,Hayes ) ดังนั้นในการเลือกใช้โมเด็มยังต้องคำนึงถึงรุ่น และยี่ห้อของเครื่องที่สามารถใช้ร่วมกันได้ รวมถึงสามารถใช้กับเครื่องคอมพิวเตอร์ที่มีอยู่ได้ด้วย การพิจารณาเลือกใช้โมเด็มให้พิจารณาที่อัตราความเร็วในการส่งข้อมูล โมเด็มที่มีอัตราส่งข้อมูลต่ำจุถูกกว่าโมเด็มที่มีอัตราข้อมูลสูง โมเด็มมีทั้งชนิดที่ติดตั้งมากับเครื่องคอมพิวเตอร์ (Built-in) และชนิดที่ใช้สำหรับการติดตั้งภายนอก โมเด็มที่ติดมากับเครื่องคอมพิวเตอร์ราคาจะถูกกว่ามาก แต่ไม่สะดวกในการเคลื่อนย้าย นอกจากการแบ่งชนิดของโมเด็มตามลักษณะของการติดตั้งแล้ว ยังสามารถแบ่งโมเด็มตามรูปแบบของการส่งข้อมูลว่าเป็นแบบซิงโครนัสหรือ อะซิงโครนัส

3. วิธีการส่งข้อมูล สำหรับวิธีการส่งข้อมูลของโมเด็มจะอาศัยเทคนิคการแปลงสัญญาณดิจิตอลเป็นสัญญาณอนาลอกดังได้กล่าวมาแล้วในบทที่ 4 คือ 1. วิธีแบบ ASK (Amplitude shift Keying) ในการมอดูเลตแบบ AM 2.วิธีแบบ FSK (Freequency Shift Keying) ในการมอดูเลตแบบ FM 3.วิธีแบบ PSK (Phase Shift Keying) ในการมอดูเลตแบบ PM 4.วิธีการมอดูเลต แบบ QAM (Quadrature Amplitude Modulation) ซึ่งเป็นการมอดูเลต สัญญาณข้อมูลโดยอาศัยหลักการของ AM และ PM รวมกันกล่าวคือสัญญาณข้อมูลจะรวมเข้ากับสัญญาณคลื่นพาห์เมื่อแอมปลิจูดและเฟสของสัญญาณเปลี่ยนแปลง วิธีแบบ ASK จะใช้กับการส่งข้อมูล อัตราเร็วต่ำ วิธีแบบ FSK จะใช้ในการส่งข้อมูลด้วยอัตราเร็วปาน กลาง ส่วนวิธีแบบ PSK และ QAM เราใช้ในการส่งข้อมูลอัตราเร็วสูง รูปแบบข้อมูล ส่วนรูปแบบของข้อมูลที่โมเด็มส่งผ่านไปสู่สายสื่อสารสามารถแยกได้ ตามประเภทของโมเด็มคือ โมเด็มแบบ อะซิงโครนัสและโมเด็มแบบซิงโครนัส

4. อัตราเร็วข้อมูล อัตราเร็วในการส่งข้อมูลแบ่งออกเป็น 3ระดับ คือ 1. อัตราเร็วต่ำประมาณ 300 บิตต่อนาที (ส่วนใหญ่เป็นโมเด็มแบบอะซิงโครนัส และใช้กับ ซีพียูขนาด 8 บิต) 2. อัตราเร็วปานกลาง อยู่ในช่วง 1,200 - 9,600 บิตต่อวินาที (มีทั้งโมเด็มแบบอะซิงโครนัสและแบบซิงโครนัส และใช้กับซีพียูขนาด 16 บิต) 3. อัตราเร็วสูง มากกว่า 9,600 บิตต่อวินาที (ส่วนใหญ่เป็นโมเด็มแบบซิงโครนัส และใช้กับซีพียูขนาด 32 หรือ 64 บิต) คุณสมบัติ ข้อพิจารณา ขีดความสามารถในการสื่อสารข้อมูลของโมเด็มที่ควรจะมี ได้แก่ 1.สามารถตรวจสอบและแก้ไขความผิดพลาดของข้อมูลที่รับเข้ามาได้ด้วยชิบ ประมวลผลในโมเด็ม 2.สามารถวิเคราะห์และทดสอบข้อมูล เพื่อแยกข้อบกพร่องและความผิดพลาด 3.สามารถควบคุมการทำงานของโมเด็มได้จากผู้ใช้ หรือคอมพิวเตอร์จากที่อื่น 4.สามารถมีเครื่องโมเด็มสำรอง เพื่อใช้ทำงานแทนได้เมื่อเครื่องหลักเสีย 5.สามารถรับและส่งข่าวสารได้ทั้งเสียง ภาพ ข้อความ และข้อมูล

5. มัลติเพล็กเซอร์ (Multiplexer : MUX) มัลติเพล็กเซอร์ หรือนิยมเรียกว่ามัก (MUX) เป็นอุปกรณ์ที่ทำหน้าที่ในการรวมข้อมูล (Multiplexer) จากอุปกรณ์ส่งข้อมูล (Terminal) การทำงานของมัลติเพล็กเซอร์ มัลติเพล็กเซอร์จะรับสัญญาณข้อมูลจากผู้ส่งข้อมูลจากแหล่งต้นทางต่างๆซึ่งต้องการจะส่งข้อมูลไปยังปลายทางในที่ต่างๆกัน ดังนั้นสัญญาณข้อมูลต่างๆเมื่อผ่านมัลติเพล็กซ์เซอร์ มัลติเพล็กซ์เซอร์ก็จะเรียงรวม(มัลติเพล็กซ์)กันอยู่ในสายส่งข้อมูลเพียงสายเดียว และเมื่อสัญญาณข้อมูลทั้งหมดมา ถึงเครื่องมัลติเพล็กซ์เซอร์ชึ่งเรียกว่า อุปกรณ์ดีมัลติเพล็กซ์เซอร์อีกเครื่องหนึ่งทางปลายทางสัญญาณทั้งหมดก็จะถูกแยก (ดีมัลติเพล็กซ์) ออกจากกันไปตามเครื่องรับปลายทางของแต่ละช่องทางสายส่งข้อมูลที่ใช้ในการส่งข้อมูลจะต้องมีความจุสูง จึงจะสามารถรองรับปริมาณข้อมูลจำนวนมากที่ถูกส่งผ่านมพร้อมๆกันได้ สายส่งข้อมูลดังกล่าว ได้แก่ สายโคเอก สายไฟเบอร์ออปกติ คลื่นไมโครเวฟ และคลื่นดาวเทียม

6. MUX f1 f2 f3 f1 f2 f3 ช่องทางสื่อสาร MUX ต้นทาง ปลายทาง วิธีการรวมช่องทางการสื่อสารข้อมูล หรือการมัลติเพล็กซ์ที่จะกล่าวถึงในที่นี้มีอยู่ 3 วิธีคือ 1. การมัลติเพล็กซ์แบบแบ่งตามความถี่ (Frequency Division Multiplexing)หรือ FDM ซึ่ง เป็นแบบที่นิยมใช้กันมากที่สุดโดยเฉพาะด้านวิทยุและโทรทัศน์ จากภาพสัญญาณข้อมูลจะถูกส่งจะถูกส่งจากเทอร์มินัลพร้อมกัน 3 สัญญาณ โดยแต่ละ สัญญาณจะมีย่านความถี่แตกต่างกัน เมื่อทั้ง 3 สัญญาณวิ่งเข้าตัวมัลติเพล็กซ์ สัญญาณจะถูกรวมเพื่อถูกส่งไปยังสายสื่อสารสายเดียวกัน หน้าที่หลักของมัลติเพล็กซ์นอกจากจะมีหน้าที่รวมสัญญาณข้อมูลแล้ว ยังจะมีหน้าที่ในการมอดูเลตสัญญาณข้อมูลเข้ากับคลื่นพาร์ที่ความถี่ต่างๆกันความถี่ของคลื่นพาห์จะต้องมีแบบวิดท์กว้างพอที่จะทำให้สัญญาณวิ่งถึงปลายทางอุปกรณ์มัลติเพล็กซ์จะทำหน้าที่ในการแยกสัญญาณ (Demultiplex) DEMUX ให้เหมือนสัญญาณเดิม ตัวอย่างอุปกรณ์ FDM ได้แก่ กล่องรับสัญญาณเคเบี้ลทีวีที่ทำหน้าที่แยกช่องสถานีทีวีที่ส่งสัญญาณมาจากสถานีต่างๆ แล้วรวมสัญญาณส่งไปในสายเคเบิล เดียวกัน ข้อเสียของ FDM อาจจะเกิดการแทรกหรือรบกวน (Crosstalk) จากช่องทางใกล้เคียง ถ้าช่องความถี่มีจำนวนมาก สัญญาณแทรกระหว่างช่องทางก็จะมากไปด้วย

7. ช่อง 1 a3 a2 a1 ช่องที่1 MUX ช่อง 2 b3 b2 b1 ช่องที่2 DMUX b2 a2 d1 c1 b1 ช่องที่3 ช่อง 3 c3 c2 c1 ช่องที่4 ช่อง 4 d3 d2 d1 2.การมัลติเพล็กซ์แบบแบ่งตามเวลา (Time Division Multiplexing) หรือ TDM การมัลติเพล็กซ์แบบแบ่งตามเวลา เป็นวิธีการรับส่งข้อมูลจากเทอร์มินัลต่างๆ ในเวลาเดียวกัน แล้วรวมกันส่งข้อมูลผ่านช่องทางเดียวกัน แต่มีการหมุนเวียนใช้สายสื่อสารในแต่ละช่วงเวลาแตกต่างกัน ดังนั้นสายสัญญาณจะต้องมีความเร็วมากกว่าความเร็วของข้อมูลทั้งหมดรวมกัน ซึ่งรู้จักกันดีในชื่อของซิงโครนัส TDM (Synchronous TDM) ส่วนใหญ่จะใช้ในการมัลติเพล็กซ์สัญญาณเสียงดิจิตอล เช่น แผ่นเพลง CD จากภาพ สัญญาณข้อมูลถูกส่งออกจากเทอร์มินัลผ่านช่องทาง 4 ช่องทาง คือช่อง a ช่อง b ช่อง c และช่อง d พร้อมๆกันแล้วิ่งเข้าสู่อุปกรณ์ TDM อุปกรณ์ TDM จะแบ่งเวลาให้กับสัญญาณข้อมูลต่างๆ โดยสลับกันใช้แล้วส่งไปยังสายเดียวกัน การมัลติเพล็กซ์แบบแบ่งเวลาจะมีประสิทธิภาพสูงกว่าการมัลติเพ็กซ์แบบแบ่งตามความถี่ แต่ในกรณีที่ไม่มีการส่งข้อมูลจากอุปกรณ์ต้นทาง อุปกรณ์ TDM จะใช้สัญญาณ ดัมมี่ (Dummy) เข้าไปแทน ทำให้เปลืองเวลาในการจัดส่งข้อมูล

8. Dummy Dummy d1 d2 c1 b2 b1 รอบที่ 1 รอบที่ 2 d2 c1 b2 d1 b1 a1 รอบที่ 1 รอบที่ 2 ตำแหน่งต้นทาง 3. การมัลติเพล็กซ์แบบแบ่งตามเวลาด้วยสถิติ (Statistical Time Division Multiplexing)หรือ STDM จะทำการดึงข้อมูลจากอุปกรณ์ส่งข้อมูลเฉพาะที่มีข้อมูลส่งเท่านั้น หลังจากนั้นก็จะใส่ตำแหน่ง (Address) ของอุปกรณ์ต้นทางไปพร้อมกับข้อมูลทำให้อุปกรณ์ฝ่ายรับสามารถทราบได้ว่าข้อมูลมาจากที่ใด นอกจากนี้การมัลติเพล็กซ์แบบ STDM ยังมีบัฟเฟอร์สำหรับเก็บข้อมูล ไว้ชั่วคราวในกรณีที่สายสื่อสารไม่ว่าง STDM เป็นวิธีการมัลติเพล็กซ์ที่ปรับปรุงการทำงานมาจากวิธีซิงโครนัส TDMให้มีประสิทธิภาพสูงยิ่งขึ้นเพื่อรองรับจำนวนช่องทางให้ได้มากขึ้น ตัวอย่างของอุปกรณ์ชนิดนี้ไดแก่ กล่อง PABX (Private Automatic Exchange)หรือตู้ชุมสายโทรศัพท์

9. เมนเฟรม ฟรอนต์-เอ็นโปรเซสเซอร์ เครือข่าย โทรศัพท์ TTY คอนเซนเตรเตอร์ มินิ คอมพิวเตอร์ เทอร์มินัล คอนเซนเตรเตอร์ (Concentrator) คอนเซนเตรเตอร์ นิยมเรียกว่า คอนเซน เป็นมัลติเพล็กซ์เซอร์ที่มีประสิทธิภาพสูง มีทั้งส่งข้อ มูลแบบอะซิงโคนัสและซิงโครนัส แต่นิยมใช้กันมากที่สุดจะเป็นแบบอะซิงโครนัสคอนเซนเตรเตอร์จะมีที่พักข้อมูล(Buffer) เพื่อรอการส่งต่อไปยังไปทาง (Store and forward) การสื่อสารระหว่างคอนเซนเตรเตอร์ 2 เครื่องจะเป็นแบบ 2 ทิศทางพร้อมกัน (Full Duplex) คอนเซนเตรเตอร์สามารถเชื่อมต่ออุปกรณ์ที่มีความเร็วต่างกันได้เนื่องจากมีบัฟเฟอร์นั่นเอง รวมทั้งสามารถบีบอัดข้อมูล (Compress) เพื่อให้สามารถส่งข้อมูลได้มากขึ้น

10. PC เมนเฟรม ฟรอนต์-เอ็นโปรเซสเซอร์ คอนเซนเตรเตอร์ SDLC เครือข่าย โทรศัพท์ PC มินิ คอมพิวเตอร์ BSC PC คอนโทรลเลอร์ (Controller) คอนโทรลเลอร์ เป็นมัลติเพล็กซ์ที่ส่งข้อมูลแบบซิงโครนัส ทำหน้าที่ควบคุมอุปกรณ์เทอร์มินัลและเครื่องพิมพ์ต่างๆ ที่ต่อตรงกับโฮสคอมพิวเตอร์ ส่วนใหญ่แล้วคอนโทรลเลอร์จะเป็นอุปกรณ์ยี่ห้อเดียวกับอุปกรณ์คอมพิวเตอร์ที่ต่อเชื่อมด้วย

11. PC MU เมนเฟรม ฟรอนต์-เอ็นโปรเซสเซอร์ PC มินิคอมพิวเตอร์ PC คอมพิวเตอร์ พริ้นเตอร์ มินิคอมพิวเตอร์ ฟรอนต์-เอ็นโปรเซสเซอร์(Front - End Processer : FEP) ฟรอนต์-เอ็นโปรเซสเซอร์หรือ FEP เป็นคอมพิวเตอร์ที่ทำหน้าที่เชื่อมต่อโฮสต์คอมพิวเตอร์ หรือมินิคอมพิวเตอร์กับอุปกรณ์ของเครือข่ายการสื่อสารข้อมูล (ได้แก่ มัลติเพล็กเซอร์ โมเด็ม และอื่นๆ ) มินิคอมพิวเตอร์บางเครื่องก็ไม่จำเป็นต้องใช้ฟรอนต์-เอ็นโปรเซสเซอร์ช่วยในการเชื่อมต่อการสื่อสาร ฟรอนต์-เอ็นโปรเซสเซอร์จะเชื่อมต่อโดยตรงกับโฮสต์คอมพิวเตอร์ โดยผ่านช่องทางข้อมูลอัตราเร็วสูง ในเครือข่ายขนาดใหญ่ ช่องทางดังกล่าวอาจจะใช้สายไฟเบอร์ออปติก ส่วนอีกด้านหนึ่งของฟรอนต์-เอ็นโปรเซสเซอร์ก็ต่อเข้ากับมัลติเพล็กซ์เซอร์ หรือโมเด็ม หรือต่อเข้าโดยตรงกับอุปกรณ์คอมพิวเตอร์แบบพอร์ตต่อพอร์ต เพราะว่าฟรอนต์-เอ็นโปรเซสเซอร์เป็นคอมพิวเตอร์ ดังนั้นจึงต้องมีฮาร์ดแวร์ หน่วยความจำ และซอฟต์แวร์ (โปรแกรม) เป็นของตัวเอง จำนวนของอุปกรณ์ ที่ต่อเข้ากับพอร์ตของฟรอนต์-เอ็นโปรเซสเซอร์อาจจะมีได้มากถึง 64 หรือ 128 หรือ 256 อุปกรณ์ต่อฟรอนต์-เอ็นโปรเซสเซอร์ 1 เครื่อง อย่างไรก็ตามเรายังต้องคำนึงเวลาในการตอบสนองให้ทันต่อการใช้งาน ซึ่งจะทำให้เราต้องลดจำนวนอุปกรณ์ลงมา และยังขึ้นอยู่กับขนาดของหน่วยความจำอีกด้วย

12. หน้าที่โดยหลัก ๆ ของฟรอนต์-เอ็นโปรเซสเซอร์ มีดังนี้ 1.แก้ไขข่าวสาร : ด้วยการจัดเส้นทางข่าวสาร อัดขนาดข้อมูล และแก้ไขข้อมูล 2.เก็บกักข่าวสาร : เป็นการเก็บกักข่าวสารข้อมูลไว้ชั่วคราว เพื่อจัดระเบียบการเข้า-ออกของข้อมูลของคอมพิวเตอร์ และจัดลำดับความสำคัญก่อน-หลังของสายและผู้ใช้ 3.เปลี่ยนรหัส : เปลี่ยนอักขระและข่าวสารจากรหัสหนึ่งไปเป็นอีกรหัสหนึ่ง หรือระหว่างโปรตคอลหนึ่งไปเป็นอีกโปรโตคอลหนึ่ง 4.รวบรวมหรือกระจายอักขระ : จากบิตเป็นอักขระหรือจากอักขระเป็นบิต สำหรับการส่งข้อ มูลแบบอะซิงโครนัสและซิงโครนัส 5.ควบคุมอัตราเร็ว : ควบคุมอัตราเร็วการส่ง-รับข้อมูลของสายส่งข้อมูลกับฮาร์ดแวร์ให้ สัมพันธ์กัน 6.จัดคิว : ควบคุมคิวการเข้า-ออกของข้อมูลคอมพิวเตอร์หลัก 7.ตรวจจับและควบคุมความผิดพลาด : เพื่อร้องขอให้มีการส่งข้อมูลมาใหม่ เมื่อตรวจจับได้ว่า มีความผิดพลาดในการส่งข้อมูลเกิดขึ้น 8.อีมูเลต : เป็นการเลียนแบบซอฟต์แวร์ของฮาร์ดแวร์อันหนึ่งให้ "ดูเสมือน" กับซอฟต์แวร์ ของฮาร์ดแวร์อื่นๆ ในเครือข่ายฯลฯ

13. เครือข่าย Station/Terminal Station/Terminal บทที่ 7 เครือข่ายสวิตซิ่ง และการบริการ (Switching Network and Service) เครือข่ายการสื่อสาร (Communication Network) เป็นการเชื่อมอุปกรณ์รับส่งข้อมูลผ่านช่อง ทางการสื่อสาร และระบบการสื่อสารเข้าด้วยกัน เพื่อให้สามารถติดต่อสื่อสารกันได้ อุปกรณ์ต้นทางหรือปลายทางซึ่งเป็นจุดรับจุดส่งข้อมูลเรียกว่าสเตชั่น (Station) หรือเทอร์มินัล (Terminal) ส่วนอุปกรณ์ที่เป็นจุดต่างๆ อยู่ในเครือข่ายเรียกว่าโหนด (Node) การส่งข้อมูลจากสเตชั่นอันหนึ่งไปอีกสเตชั่นหนึ่ง ข้อมูลจะวิ่งผ่านโหนดต่างๆ มากมาย โดยโหนดแต่ละโหนดจะทำหน้าที่ในการจัดเส้นทางให้กับข้อมูล และตรวจสอบความถูกต้องของข้อมูล ถ้าข้อมูลผิดพลาดก็จะทำการร้องขอให้ส่งข้อมูลให้ใหม่ ส่วนการกำหนดเส้นทางการเดินของข้อมูลนั้น ขึ้นอยู่กับโปรโตคอลของแต่ละเครือข่าย ข้อมูลจากจุดกำเนิดเดียวกันอาจจะเลือกเส้นทางเดินคนละเส้นทาง แล้วไปรวมตัวกับโหนดสุดท้ายก่อนที่ส่งให้จุดรับ ก็ได้

14. การบริการเครือข่าย (Network Service) การบริการในเครือข่ายแบ่งออกเป็น 2 ประเภทใหญ่ๆ คือการบริการแบบมีการตอบกับ และ การบริการ แบบไม่มีการตอบรับ 1.การบริการแบบมีการตอบรับ (Connection - oriented Service) เป็นการตอบรับซึ่งมีลักษณะ เลียนแบบการบริการของเครือข่ายโทรศัพท์คือ มีขั้นตอนการยกหูโทรศัพท์ หมุนหมายเลขโทรศัพท์ ปลายสายรับโทรศัพท์ พูดคุยแลกเปลี่ยนข่าวสาร จากนั้นก็วางโทรศัพท์ การส่งข้อมูลในการบริการแบบมีการตอบรับนี้ก็มีลักษณะเช่นเดียวกันคือมีการกำหนดการติดต่อ เริ่มติดต่อส่ง-รับข้อมูล จากนั้นจึงยกเลิกการติดต่อ 2. การบริการแบบไม่มีการตอบรับ (ConnectionLess Service) เป็นการเลียนแบบลักษณะการ บริการของเครือข่ายไปรษณีย์กล่าวคือในแต่ละข่าวสารจะบอกตำแหน่งที่อยู่ของปลายทางของข่าวสารอย่างชัดเจน และแต่ละข่าวสารจะไปในเส้นทางของมันเอง ไม่ขั้นกับข่าวสารอื่นใดสำหรับการบริการแบบนี้จะขาดความเชื่อถือในแง่ที่ว่า เราไม่อาจแน่ใจได้ว่าข่าวสารจะถึงผู้รับจริงหรือไม่ เพราะไม่มีการตอบรับมาว่าได้รับข่าวสารหรือไม่ แต่ก็เป็นการประหยัดเวลากว่า เพราะว่าไม่เสียเวลาในการตอบรับข่าวสาร

15. เครือข่าย Switching Switching Station B Station A เครือข่ายสวิตชิ่ง (Switching Network) เครือข่ายสวิตชิ่งเป็นการส่งข้อมูลแบบจุดต่อจุด แต่มีเส้นทางให้เลือกหลายเส้นทาง การเชื่อม โยงระหว่างโหนดต่างๆ ในเครือข่ายจะใช้หลักการมัลติเพล็กซ์เพื่อใช้สายส่งข้อมูลร่วมกันส่วนใหญ่แล้วจะใช้การมัลติเพล็กซ์ทางความถี่ (FDM) หรือการแบ่งเวลา (TDM) ดังได้กล่าวมาแล้ว ทั้งนี้เพื่อลดค่าใช้จ่ายของสายส่งข้อมูล การเลือกเส้นทางในการเดินของข้อมูลนั้น โหนดภายในเครือข่ายจะทำหน้าที่สลับสายสื่อสาร (Switching) เข้าด้วยกันเพื่อเลือกเส้นทางที่ดีที่สุดให้แก่สเตชั่น ข้อมูลอาจจะผ่านโหนดต่างๆ หลายๆ โหนด หรือโหนดต่อโหนดก็ได้ เครือข่ายสวิตชิ่ง สามารถแบ่งออกตามลักษณะของข้อมูลที่ส่งได้ 3 แบบ คือ แบบสวิตซ์วงจร (Circuit Switching Network) แบบสวิตซ์ข่าวสาร (Message Switching Network) แบบสวิตซ์กลุ่มข้อมูล (Packet Switching Network)

16. ผู้รับ ผู้สุ่ง A B C D A B C D Request ACK สร้างเส้นทาง Message เวลา ข่าวสาร สัญญาณข้อมูล Disconnected สัญญาณยกเลิก เครือข่ายสวิตซ์วงจร (Circuit Switching Network) เครือข่ายสวิตซ์วงจร เป็นเครือข่ายที่วงจรทางด้านผู้ส่งและผู้รับมีการเชื่อมต่อถึงกันทางกายภาพตลอดเวลาที่มีการส่งสัญญาณข้อมูล ตัวอย่างเครือข่ายสวิตซ์วงจร ได้แก่ ระบบเครือข่ายโทรศัพท์สาธารณะ เส้นทางการติดต่อสื่อสารจะถูกเชื่อมต่อจากต้นทางไปยังปลายทาง ผ่านชุมสายหรือโหนดต่างๆ โดยแบ่งขั้นตอนการสื่อสารออกเป็น 3 ขั้นตอน

17. 1.ขั้นตอนการสร้างเส้นทาง1.ขั้นตอนการสร้างเส้นทาง เมื่อผู้ส่ง (A) ต้องการจะส่งข้อมูลไปยังผู้รับ (D) ผู้ส่งจะส่งสัญญาณร้องขอผ่านโหน ด C ไปยังผู้รับ D โหนด C ก็จะตรวจเช็คว่า D ว่างหรือไม่ ถ้าว่างก็จะเชื่อมต่อวงจรเข้าด้วยกันแล้วกลับไปยังผู้ส่งว่าพร้อมที่จะรับข้อมูล (สัญญาณตอบรับ) 2. ขั้นตอนการส่งสัญญาณข้อมูล เมื่อผู้ส่ง A ได้รับสัญญาณตอบรับแล้วก็จะทำหน้าที่ส่งสัญญาณข้อมูลออกไป สัญญาณที่ส่งออกไปนั้นอาจจะเป็นสัญญาณอนาล็อกหรือสัญญาณดิจิตอลก็ได้ ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับการให้บริการของแต่ละเครือข่าย ลักษณะของการส่งข้อมูลจะเป็นแบบ 2 ทิศทางพร้อมกัน (Full Duplex) 3.ขั้นตอนการยกเลิกวงจร หลังจากที่ส่งสัญญาณข้อมูลสิ้นสุดลงผู้ส่งก็จะส่งสัญญาณยกเลิกไปยังโหนด B และ C เพื่อยกเลิกการต่อเชื่อมเส้นทางการส่งข้อมูล ข้อเสีย ของการส่งข้อมูลผ่านเครือข่ายสวิตซ์วงจรคือ เมื่อเส้นทางถูกเชื่อมต่อแล้วผู้ใช้บริการอื่นไม่สามารถเข้าไปใช้สายส่งได้จะต้องรอจนกว่าเส้นทางจะถูกยกเลิก และอีกอย่างก็คือ เวลาที่สูญเสียไปกับการส่งสัญญาณร้องขอและสัญญาณตอบรับ (การคิดค่าบริการจะคิดเฉพาะเวลาที่ส่งสัญญาณข้อมูลเท่านั้น)

18. ส่วนหัว ข้อมูล ส่วนท้าย EOMData ADDSOM เส้นทางเดินข้อมูล Switching Switching Station B Station A • เครือข่ายสวิตซ์ข่าวสาร (Message Switching Network) • เครือข่ายสวิตซ์ข่าวสาร ข้อมูลจะถูกส่งไปทีละบล็อก เรียกว่าข่าวสาร (Message) ได้ทันที โดยไม่ต้องส่งสัญญาณร้องขอล่วงหน้า เช่น การส่งโทรเลข เป็นต้น ข้อมูลในแต่ละบล็อกที่ส่งออกไปจะประกอบด้วยบิตอักขระ ส่วนหัว (SOM) ส่วนที่เป็นข้อมูล (Data) ส่วนที่กำหนดเส้นทางและตำแหน่งปลายทาง (ADD) และบิตปิดท้ายข้อมูล (EOM) • บล็อกข้อมูลที่ส่งออกไปจะตรวจสอบความถูกต้องที่โหนดแรกก่อนหลังจากนั้นจึงจะส่งต่อๆไป ผ่านโหนดต่างๆไปยังจุดหมายปลายทาง โดยในแต่ละโหนดจะมี Buffer สำหรับเก็บกักข้อมูล เพราะฉะนั้นข้อมูลที่ถูกส่งออกไปจะมีขนาดเท่าไรก็ได้ การเก็บกักข้อมูลแล้วส่งออกไปเรียกว่า Store and Forward

19. เครือข่ายสวิตซ์กลุ่มข้อมูล ( Packet Switching Network) • เครือข่ายสวิตซ์กลุ่มข้อมูล ข้อมูลที่ส่งออกไปจะเป็นกลุ่มข้อมูล (Packet) ที่มีขนาดจำกัด คำว่าแพ็กเก็ต หมายถึงกลุ่มของสัญญาณข้อมูลและสัญญาณควบคุม ส่วนแพ็กเก็ตสวิตซ์ หมายถึง การส่งข้อมูลด้วยวิธีอ้างอิงตำแหน่งในแพ็กเก็ต • ในการจัดส่งสัญญาณข้อมูลชนิดนี้ โหนดหรือสวิตซ์จะทำหน้าที่ตัดต่อข้อมูลเพื่อให้สามารถใช้สายสื่อสารร่วมกันได้ ขณะเดียวกันก็จะมี Buffer เพื่อกักเก็บข้อมูลไว้ชั่วคราว (Time Delay) ในกรณีที่เครือข่ายมีการส่งข้อมูลเป็นจำนวนมาก • เทคนิคในการจัดเส้นทางเพื่อส่งกลุ่มข้อมูลมี 2 แบบ ได้แก่ แบบดาต้าแกรม (Datagram) และวงจรสมมติ (Virtual Circuit) • แบบดาต้าแกรม (Datagram) คือแพ็กเกตของข้อมูลทุกแพ็กเกตที่แตกต่างออกจากกันจะมีรหัสกำหนดตำแหน่งหรือที่อยู่ของอุปกรณ์ปลายทางและระดับของแพ็กเกต ข้อมูลที่แตกต่างออกเป็นแพ็กเก็ตย่อยๆ นี้เรียกว่า • ดาต้าแกรม • ในการส่งข้อมูลไปในเครือข่าย ดาต้าแกรมแต่ละตัวจะเป็นอิสระต่อกัน และสามารถส่งไปตามเส้นทางที่แตกต่างกันได้ ดังนั้นเมื่อเพ็กเกตเดินทางมาถึงโหนดปลายทางลำดับของแพ็กเกตอาจจะไม่เหมือนเดิม ดังนั้น โหนดสุดท้ายจะต้องมีโปรโตคอลที่ทำหน้าที่จะเลียงลำดับแพ็กเกตใหม่ให้เหมือนต้นทางก่อนที่จะส่งให้อุปกรณ์ปลายทาง • นอกจากนี้โปรโตคอลที่ใช้ในเครือข่าย ยังทำหน้าที่ตรวจสอบความถูกต้องของแพ็กเกตและบันทึกเส้นทางการส่งข้อมูลแต่ละแพ็กเกตไว้ทุกๆ ขณะ ถ้ามีข้อมูลสูญหายก็จะเรียกให้ส่งแพ็กเก็ตนั้นให้ใหม่ หรือถ้ามีข้อมูลที่ส่งซ้ำซ้อนก็จะตัดแพ็กเก็ตที่ซ้ำซ้อนนั้นออกไป

20. B DTE DCE DCE DTE X .25 X .25 A B3 B2 B1 Switch B3 B2 B1 B3 B2 B1 Switch C3 C2 C1 C3 C2 C1 Switch C3 C2 C1 2.วงจรสมมติ (Virtual Circuit)วงจรสมมติเป็นการติดต่อสื่อสารกันแบบจุดต่อจุด ซึ่งเส้นทางการเชื่อมต่อกันเสมือนกับมีวงจรต่อกันจริงๆ แต่จะไม่เป็นอย่างถาวร โดยจะทำงานขณะที่มีการส่งทอดแพ็กเก็ตเท่านั้น เมื่อหยุดส่งแพ็กเก็ตก็จะไม่มีการเชื่อมต่อระหว่างจุดทั้งสอง แพ็กเก็ตที่ส่งผ่านในเครือข่ายสวิตซ์กลุ่มข้อมูลจะเรียงกันไปตามลำดับ เหมือนกับทางด้านต้นทาง โดยมีโปรโตคอลที่มีหน้าที่จัดการแพ็กเก็ตข้อมูล คือ โปรโตคอล X.25 โปรโตคอล X.25 เป็นโปรโตคอลที่ใช้ในการติดต่อไปยังโครงข่ายสวิตซ์กลุ่มข้อมูล ตั้งแต่เริ่มต้นเรียกการติดต่อการส่งแพ็กเก็ต และยกเลิกการติดต่อ ตามข้อกำหนดของ CCITT ได้ระบุเอาไว้ว่าเป็นการเชื่อมต่อระหว่างอุปกรณ์ปลายทาง (Data Terminal Equipment : DTE) ของผู้ใช้อุปกรณ์วงจรข้อมูลในเครือข่ายสารธารณะ (Data Circuit Terminal Equipment : DCE) ตำแหน่งการเชื่อมต่อของ X.25

21. C A B C D เรียก รับเรียก พร้อม ต่อเชื่อม ส่งข้อมูล เวลา แจ้งยกเลิก ตกลงที่จะยกเลิก ยืนยันยกเลิก การติดต่อสื่อสารภายในวงจรสมมติ ( Virtual Circuit )ภายใต้การควบคุมของโปรโตคอล X.25 การเชื่อมต่อวงจรจะเกิดขึ้นก่อนที่จะมีการส่งแพ็กเก็ตข้อมูลออกไป ขั้นตอนตั้งแต่เริ่มต้น จะสิ้นสุดดังแสดงไว้ในภาพ Call Reguest : สัญญาณเรียกประกอบด้วยกลุ่มบิตที่อยู่ของอุปกรณ์ปลายทางของผู้ถูกเรียกกับกลุ่มบิตเส้นทางการสื่อสาร Incomming call : สัญญาณรับเรียกประกอบด้วยกลุ่มบิตที่อยู่ของผู้เรียกกับช่องทางการสื่อสาร Call Accept : สัญญาณพร้อมที่จะรับ Call Connect : สัญญาณต่อเชื่อม Clear Request : สัญญาณแจ้งยกเลิกการติดต่อ Clear Indication : สัญญาณตกลงการยกเลิกการติดต่อ Clear Confirm : ยืนยันการยกเลิกการติดต่อ

22. เปรียบเทียบเครือข่ายสวิตซ์กลุ่มข้อมูลกับสวิตซ์วงจรเปรียบเทียบเครือข่ายสวิตซ์กลุ่มข้อมูลกับสวิตซ์วงจร 1. สวิตซ์กลุ่มข้อมูลจะใช้ประโยชน์จากสายสื่อสารได้มากกว่า โดยเส้นทาง 1 เส้นทางสามารถ รองรับแพ็กเก็ตจากอุปกรณ์ได้หลายชนิด 2. สวิตซ์กลุ่มข้อมูลสามารถแปลงความเร็วของแพ็กเกตให้เหมาะสมกับการส่งได้ 3. สวิตซ์กลุ่มข้อมูลจะไม่ปฎิเสธการให้บริการในขณะที่มีผู้ใช้เส้นทางอยู่ แต่จะใช้วิธีหน่วงเวลา (Delay Time) 4. สวิตซ์กลุ่มข้อมูลสามารถจัดลำดับความสำคัญของแพ็กเกตได้ว่าจะส่งอะไรก่อนอะไรหลัง 5. สวิตซ์กลุ่มข้อมูลสามารถเชื่อมต่อวงจรขึ้นมาใหม่ได้อัตโนมัติ ถ้าเส้นทางเดิมเสียหาย ข้อดีของการสื่อสารข้อมูลแบบผ่านเครือข่ายสวิตช์ กลุ่มข้อมูลได้แก่ 1.ก่อนเริ่มต้นการส่งข้อมูล วงจรไม่จำเป็นต้องมีการยืนยันการตอบรับจากคู่สายก่อน อย่างเช่น เครือข่ายเซอร์กิตสวิตช์ 2.ข้อมูลจะถูกส่ง เป็นแพ็กเกจขนาดไม่ใหญ่นัก ถ้ามีความผิดพลาดเกิดขึ้นทำให้ไม่เสียเวลามากนั้นในการส่งให้ใหม่ 3.สามารถตรวจสอบความผิดพลาดที่เกิดขึ้นได้ง่าย 4.การกำหนดวงจรหรือเส้นทางก็ไม่จำเป็นต้องตายตัว จึงมีความยืดหยุ่นกว่าเครือข่ายแบบเซอร์กิตสวิตช์และแบบแมสเสดสวิตช์