บทนำการสื่อสารข้อมูล

1. บทนำการสื่อสารข้อมูล Introduction toData Communication ประกาย นาดีศูนย์คอมพิวเตอร์ สถาบันเทคโนโลยีราชมงคล วิทยาเขตภาคตะวันออกเฉียงเหนือ

2. เนื้อหาที่จะบรรยาย …………….. • ความหมายและองค์ประกอบของระบบสื่อสารข้อมูล • วิวัฒนาการของระบบการสื่อสารข้อมูล • ประโยชน์ของการสื่อสารข้อมูล • ทิศทางการสื่อสารข้อมูล • รูปแบบสัญญาณในการสื่อสารข้อมูล • รูปแบบการส่งผ่านข้อมูล • การซิงโครนัสของข้อมูล • มาตรฐานในการสื่อสารข้อมูล

3. ผู้ส่ง(Sender) ผู้รับ(Receiver) ข่าวสาร(Message) 010110 สื่อกลาง(Medium) Step 1…Step 2…Step 3... Step 1…Step 2…Step 3... โปรโตคอล (Protocol) ความหมายของการสื่อสารข้อมูล หมายถึงการโอนถ่ายหรือการแลกเปลี่ยนข้อมูล (Transmission) กันระหว่างต้นทางและปลายทาง โดยผ่านอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์หรือคอมพิวเตอร์ องค์ประกอบพื้นฐานของการสื่อสารข้อมูล

4. วิวัฒนาการของระบบการสื่อสารข้อมูล • พ.ศ. 2493 ยุคแรกของคอมพิวเตอร์ นำส่งข้อมูลสำหรับการประมวล ผลโดยคน การประมวลผลจึงเป็นแบบกลุ่ม (Batch) • พ.ศ. 2503 ใช้วงจรของโทรศัพท์ในการนำส่งข้อมูล สามารถส่งข้อมูล ในระยะไกล การประมวลเป็นแบบกลุ่มออนไลน์ (On-Line Batch) • พ.ศ. 2513 พัฒนาระบบเรียลไทม์ (Real Time) ขึ้นมาใช้ เกิดจากการสื่อสารข้อมูลที่รวดเร็ว สามารถสั่งงานและรอผลลัพธ์ในไม่กี่นาที • พ.ศ. 2518 นำความสามารถของการสื่อสารข้อมูลไปใช้กับระบบฐาน ข้อมูลแบบกระจาย (Distributed Database) • พ.ศ. 2523 พัฒนาสู่การใช้งานคอมพิวเตอร์ในลักษณะ การประมวล ผลแบบกระจาย (Distributed Processing)

5. ประโยชน์ของการสื่อสารข้อมูล • เพื่อการบริหารและจัดการเช่นการสรุปผลการดำเนินการจาก สาขาย่อยของบริษัท • เพื่อการบริการ เช่นการทำธุรการบนอินเทอร์เน็ต ผู้ใช้บริการ สามารถดำเนินการจากคอมพิวเตอร์ที่บ้านหรือที่ทำงาน • การสื่อสารข้อมูลในด้านธุรกิจการเงิน เช่นตลาดหุ้น อัตราแลก เปลี่ยนเงินตรา • เพื่อการแลกเปลี่ยนข่าวสาร เช่นกลุ่มข่าว การแลกเปลี่ยนข้อมูล บนกระดานข่าว

6. มาตรฐานในการสื่อสารข้อมูล มาตรฐานในการสื่อสารข้อมูล • องค์กรที่กำหนดมาตรฐาน คือหน่วยงานที่ทำหน้าที่กำหนดมาตรฐานขึ้นมาใช้งาน ควบคุม การผลิต การใช้ ให้เป็นไปตามมาตรฐานที่ตนกำหนดนั้น • EIA (The Electronics Associations) สมาคมโรงงานผู้ผลิตอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์แห่งอเมริกา กำหนดและควบคุมมาตรฐาน RS เป็นหลัก เช่น RS-449 RS-232 RS-442 โดยส่วนใหญ่เป็นมาตรฐานทางด้านไฟฟ้าของอุปกรณ์ที่ใช้เชื่อมต่อกับโมเด็ม เครื่องพิมพ์

7. มาตรฐานในการสื่อสารข้อมูล (ต่อ) • องค์กรที่กำหนดมาตรฐาน • CCITT (The Consultative Committee in International Telegraphy and Telephony) เป็นองค์กรสากล กำหนดมาตรฐานเกี่ยวกับภาษาซี มาตรฐานการเชื่อมต่อระหว่างประเทศ ทั้งโครงข่ายโทรเลขและโทรศัพท์ ตัวอย่างมาตรฐานที่กำหนดขึ้นโดย CCITT คือ มาตรฐาน V และ X เช่น V.29 V.35 ใช้กับโมเด็ม X.25 ใช้กับเมนเฟรม โดยส่วนใหญ่เป็นมาตรฐานสำหรับอุปกรณ์ที่ใช้ในเครือข่ายโทรเลขและโทรศัพท์

8. มาตรฐานในการสื่อสารข้อมูล (ต่อ) • องค์กรที่กำหนดมาตรฐาน • ISO (The International Standard Organization) เป็นองค์กรสากล ทำหน้าที่กำหนดมาตรฐานที่ใช้กับการสื่อสารโทรคมนาคม โดยเฉพาะกับคอมพิวเตอร์ ทำงานประสานกับ CCITT ตัวอย่างของมาตรฐานที่กำหนดขึ้นโดย ISO คือ OSI (Open System Interconnection) เป็นการกำหนดรูปแบบของสถาปัตยกรรมเครือข่าย โดยแบ่งระดับของมาตรฐานออกเป็น 7 ชั้นหรือ 7 Layer สำหรับการเชื่อมโยงเครือข่ายคอมพิวเตอร์ที่มีความแตกต่างกัน มาตรฐานที่กำหนดโดย ISO ถูกประกาศใช้มากกว่า 5,000 มาตรฐาน

9. มาตรฐานในการสื่อสารข้อมูล (ต่อ) • องค์กรที่กำหนดมาตรฐาน • ANSI (The American National Standard Institute) เป็นองค์ที่พัฒนามาตรฐานในอเมริกา เป็นหนึ่งในตัวแทนประเทศที่เข้าร่วมกลุ่มของ ISO มาตรฐานที่กำหนดจะเกี่ยวข้องกับการสื่อสารข้อมูลและคอมพิวเตอร์เครือข่าย ตัวอย่างของมาตรฐานที่กำหนดขึ้นโดย ANSI คือ รหัสข้อมูล ASCII

10. มาตรฐานในการสื่อสารข้อมูล (ต่อ) • องค์กรที่กำหนดมาตรฐาน • IEEE (The Institute of Electrical and Electronic Engineer) เป็นกลุ่มนักวิชาการและผู้ประกอบการอาชีพทางสาขาไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิสก์ มาตรฐานที่กำหนดส่วนใหญ่เป็นมาตรฐานทางอุตสาหกรรมทางไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์ หน่วยประมวลผล และงานทางด้านการวิจัย ตัวอย่างมาตรฐานที่กำหนดขึ้นมาคือ IEEE 802.3 สำหรับใช้งานในเครือข่ายคอมพิวเตอร์ท้องถิ่น (LAN) หรือ Ethernet

11. มาตรฐานในการสื่อสารข้อมูล (ต่อ) • รหัสข้อมูลสากล • รหัสโบดอต (Baudot Code) เป็นมาตรฐานที่กำหนดโดย CCITT สำหรับการสื่อสารโทรเลขและเทเล็กทั่วโลก ประกอบด้วยรหัสขนาด 5 บิท แทนอักขระได้ 32 ตัว และมีอักขระพิเศษ 2 ตัวคือ LS (Letter Shift Character: 11111) เพื่อเปลี่ยนอักขระกลุ่มตัวอักษร และ FS (Figure Shift Character: 11011) สำหรับเปลี่ยนอักขระกลุ่มสัญลักษณ์และเครื่องหมายรหัสโบดอตใช้แทนอักขระได้ทั้งหมด 58 ตัว

12. มาตรฐานในการสื่อสารข้อมูล (ต่อ) • รหัสข้อมูลสากล • รหัสแอสกี (ASCII:American Standard Code for Information Interchange) เป็นมาตรฐานที่กำหนดโดย ANSI นิยมใช้กันทั่วโลก ประกอบด้วยรหัสขนาด 7 บิท กับ 1 พาริตีบิท แทนอักขระได้ 128 ตัว โดยแยกเป็น 2 กลุ่มคือ อักขระพิมพ์ได้ 96 ตัวและอักขระควบคุม 32 ตัว

13. มาตรฐานในการสื่อสารข้อมูล (ต่อ) • รหัสข้อมูลสากล • เอบซีดิก (EBCDIC: Extended Binary Code Decimal Interchange Code) เป็นมาตรฐานที่กำหนดโดยบริษัท IBM ปัจจุบันนำทาใช้แทน ASCII เนื่องจากแทนรหัสตัวอักษรได้มากกว่า ครอบคลุมรหัสภาษาอื่นนอกจากภาษาอังกฤษ ประกอบด้วยรหัสขนาด 8 บิท กับ 1 พาริตีบิท แทนอักขระได้ 256 ตัว

14. ทิศทางการสื่อสารข้อมูล มี 3 แบบคือ • การสื่อสารทางเดียว (Simplex) ฝ่ายส่งและผ่ายรับ ทำหน้าใดหน้าที่หนึ่งเพียงอย่างเดียวเท่านั้น บางครั้งเรียกว่าการส่งข้อมูลทิศทางเดียว (unidirectional data transfer) เช่น การกระจายเสียงทางวิทยุหรือโทรทัศน์ B อุปกรณ์รับ A อุปกรณ์ส่ง ทิศทางข้อมูล C อุปกรณ์รับ

15. ทิศทางการสื่อสารข้อมูล (ต่อ) • การสื่อสารกึ่งสองทาง (Half Duplex) ในเวลาขณะใดขณะหนึ่งจะมีผู้ส่งข้อมูลเพียงหนึ่งเดียว อีกฝ่ายทำหน้าที่รับข้อมูล แต่ทั้งคู่มีสามารถสลับกันเป็นผู้ส่งและรับข้อมูล เช่น ใช้วิทยุสื่อสาร ทิศทางข้อมูล A B ทำหน้าที่ส่ง ทำหน้าที่รับ ทิศทางข้อมูล A B ทำหน้าที่รับ ทำหน้าที่ส่ง

16. ทิศทางการสื่อสารข้อมูล (ต่อ) • การสื่อสารสองทาง (Full Duplex) ในเวลาขณะใดขณะหนึ่งสองฝ่ายสามารถส่งและรับข้อมูลในเวลาเดียวกัน โดยจะต้องมีช่องทางข้อมูลมากกว่าหนึ่งช่องทาง และสองฝ่ายมีทั้งอุปกรณ์รับและส่ง เช่น การใช้โทรศัพท์ A ส่งให้ B A B ทำหน้าที่ส่งและรับ ทำหน้าที่ส่งและรับ B ส่งให้ A

17. รูปแบบการสื่อสารจำแนกจากผู้รับข้อมูล การสื่อสารที่แยกรูปแบบจากจำนวนผู้รับ หรือ การส่งข้อมูลหนึ่งครั้งของการสื่อสารข้อมูลจะสามารถระบุผู้รับได้ 3 แบบคือ • การสื่อสารปลายทางเดียว (Unicast) ผู้ส่งจะระบุปลายทางหรือผู้รับได้เพียงผู้เดียว เป็นลักษณะการสื่อสารรูปบบที่ใช้มากที่สุดของการสื่อสารข้อมูล ผู้ส่ง A B ผู้รับ ผู้ส่ง D C ผู้รับ

18. รูปแบบการสื่อสารต่อผู้รับข้อมูล (ต่อ) • การสื่อสารปลายทางเป็นกลุ่ม (Multicast) ผู้ส่งจะระบุปลายทางหรือผู้รับได้มากกว่าหนึ่งผู้รับ แต่เป็นการระบุแบบเจาะจงแม้ในระบบจะมีผู้รับมากกว่านั้นก็ตาม เป็นการสื่อสารแบบกลุ่ม และลดจำนวนครั้งการส่งข้อมูล มักใช้กับการสื่อสารข้อมูลมัลติมีเดีย ผู้รับ E ผู้ส่ง A B ผู้รับ ผู้รับ D C ผู้รับ

19. รูปแบบการสื่อสารต่อผู้รับข้อมูล (ต่อ) • การสื่อสารปลายทางทั้งกลุ่ม (Broadcast) หรือการสื่อสารแบบกระจาย ผู้ส่งจะระบุปลายทางหรือผู้รับทั้งหมดในกลุ่ม เป็นการสื่อสารแบบกลุ่มอีกแบบ และลดจำนวนครั้งการส่งข้อมูล มักใช้กับการค้นหาตำแหน่งหรือหมายเลขที่อยู่ของเครื่อง ผู้รับ E ผู้รับ F B ผู้รับ ผู้ส่ง A C ผู้รับ ผู้รับ D

20. รูปแบบสัญญาณในการสื่อสารข้อมูล สัญญาณไฟฟ้าที่ส่งลงไปบนสื่อกลาง มี 2 รูปแบบ • สัญญาณอนาลอก(Analog) เป็นรูปแบบสัญญาณที่มีระดับแรงดันไฟฟ้าไม่แน่นอน • สัญญาณดิจิตอล (Digital)มีระดับแรงดัน 2 ระดับแน่นอน แทนลักษณะของข้อมูลทางดิจิตอล เช่น แรงดัน 0 Volt แทนลอจิก 0 และแรงดัน 5 Volt แทนลอจิก 1 + - + -

21. รูปแบบการส่งผ่านข้อมูล การส่งผ่านข้อมูลลงไปที่สายส่งข้อมูล มี 2 รูปแบบ • การส่งผ่านข้อมูลแบบขนาน (Parallel Transmission) • การส่งผ่านข้อมูลแบบอนุกรม (Serial Transmission)

22. รูปแบบการส่งผ่านข้อมูล (ต่อ) • การส่งผ่านข้อมูลแบบขนานโดยการส่งข้อมูลออกจากอุปกรณ์ส่งไปยังอุปกรณ์รับทีละ 1 ไบท์ หรือ 8 บิท สื่อกลางที่ใช้จึงต้องมีช่องทางให้ข้อมูลเดินทางอย่างน้อย 8 ช่องทาง นอกจากข้อมูลที่ต้องส่ง 8 บิทแล้ว อาจจะมีสัญญาณควบคุมอื่นอีก เช่น พาริตีบิท(Parity Bit) ข้อมูล 8 บิท อุปกรณ์ส่ง อุปกรณ์รับ พาริตีบิท

23. รูปแบบการส่งผ่านข้อมูล (ต่อ) • การส่งผ่านข้อมูลแบบอนุกรมข้อมูล 8 บิทที่อุปกรณ์ส่ง ถูกเรียงลำดับใหม่ก่อนจะส่งลงไปบนสื่อส่งข้อมูลทีละ 1 บิท และรวมกันเป็นข้อมูล 8 บิทอีกครั้งที่อุปกรณ์รับ ใช้ช่องทางส่งข้อมูลเพียงช่องทางเดียว นอกจากข้อมูลที่ต้องส่งไปบนสาย 8 บิทแล้ว จะมีสัญญาณอื่นเพิ่มเช่นบิทเริ่มต้น บิทสุดท้าย พาริตีบิท อุปกรณ์ส่ง ข้อมูล8 บิท ข้อมูล8 บิท อุปกรณ์รับ 10010101 010010101 พาริตีบิท พาริตีบิท

24. การซิงโครนัสของข้อมูล การส่งข้อมูลจากอุปกรณ์ส่งไปยังอุปกรณ์รับจะต้องมีการเข้าจังหวะกันของทั้งสองฝ่าย เรียกว่าการซิงโครนัสของข้อมูล (Data Synchronization) การรับส่งข้อมูลมีสามารถทำได้จากการเข้าจังหวะการรับส่งข้อมูล 2 แบบ • การรับส่งแบบซิงโครนัส • การรับส่งแบบอะซิงโครนัส

25. การซิงโครนัสของข้อมูล (ต่อ) • การรับส่งแบบซิงโครนัสข้อมูลจากอุปกรณ์ส่งไปยังอุปกรณ์รับจะออกไปตามเวลาที่แน่นอน ระยะเวลาระหว่างข้อมูลแต่ละส่วน มีค่าแน่นอน อุปกรณ์ส่งและอุปกรณ์รับจะอาศัยสัญญาณนาฬิกา (Clock signal) สัญญาณซิงค์ หรืออักขระซิง (SYN Character)เป็นสัญญาณการเข้าจังหวะ ข้อมูล 10010101 010010101 อุปกรณ์ส่ง อุปกรณ์รับ สัญญาณนาฬิกา Y O B O L L E H SYN SYN ใช้อักขระซิง

26. การซิงโครนัสของข้อมูล (ต่อ) • การรับส่งแบบอะซิงโครนัสข้อมูลที่ส่งออกจากอุปกรณ์ไม่มีกำหนดเวลา คาบเวลาการส่งขึ้นอยู่กับเครื่องส่งเป็นหลัก จุดเริ่มต้นของข้อมูลจะพิจารณาจากบิทเริ่ม(Start Bit) และจุดสุดท้ายของข้อมูลพิจารณาจาก บิทสิ้นสุด (Stop Bit) ข้อมูลที่ส่งออกไปจะมีความกว้างที่แน่นอน เรียกว่าบล๊อก (Block) Idle บิทสิ้นสุด 0 1 0 0 1 1 1 0 บิทเริ่ม

27. คำถาม