412 754 Library and Information Network 2(2-0-3) บรรยาย 2 ชม.--ปฏิบัติ 0 -- ศึกษาเพิ่มเติม 3

412 754 Library and Information Network2(2-0-3) บรรยาย 2 ชม.--ปฏิบัติ 0 -- ศึกษาเพิ่มเติม 3 26March 2005 1. Intro. to Network 2April 2005 2. Wire & Wireless 9 April 2004 3. LAN Technology 4. WAN Network 16 April 2004 5. Security in Network Instructor : sakda chanprasert E-mail : sakda@kku.ac.th

คติข้อคิดจาก “ปู่เย็น” เฒ่าทระนง • “หอยไม่มีมือไม่มีตีน มันยังหากินได้เอง ประสาอะไรกับคน มีมือมีเท้า ไม่ขวนขวาย ไม่อดทน อายหอย”

องค์ประกอบของการสื่อสารข้อมูลกับ OPAC 1. หน่วยส่งข้อมูล (Sending Unit) : ข้อมูลที่อยู่ในฐานข้อมูล OPAC 2. การเข้ารหัส (encoding) : โปรแกรม OPAC ที่ส่งข้อมูลผ่านเว็บ 3. ช่องสัญญาณ (channel) : สายสัญญาณเครือข่าย / Wireless 4. สัญญาณรบกวน (noise) : - 5. การถอดรหัส (decoding) : โปรแกรม Web browser ที่รับข้อมูลผ่านเว็บ 6. หน่วยรับข้อมูล (Receiving Unit) : โปรแกรม Web browser Source Transmitter encoder Channel Receiver decoder Destination Noise and distortion

บทที่ 2: สายสัญญาณ และสื่อไร้สาย • 2.1 สายสัญญาณ (Wire) • Coaxial Cable, Twisted Pair, Fiber Optics • 2.2 สื่อไร้สาย (Wireless) • Wireless

วัตถุประสงค์ เพื่อให้นักศึกษาสามารถ • (1) บอกได้ว่าในระบบเครือข่ายมีการใช้สายสัญญาณอะไรบ้าง • (2) เปรียบเทียบความแตกต่างของสายสัญญาณแต่ละประเภทได้ • (3) บอกความสามารถในการรับส่งข้อมูลของสายสัญญาณ แต่ละประเภทได้

2.1 สายสัญญาณ (Wire) • 2.1.1 สายโคแอ็กเชียล (Coaxial Cable) • สายโคแอ็กเชียลแบบบาง (Thin Coaxial cable) • สายโคแอ็กเชียลแบบหนา (Thick Coaxial cable) • 2.1.2 สายคู่บิดเกลียว (Twisted Pairs) • สายคู่บิดเกลียวหุ้มฉนวน (STP : Shielded Twisted Pairs) • สายคู่บิดเกลียวไม่หุ้มฉนวน (UTP : Unshielded Twisted Pairs) • มาตรฐานสายคู่บิดเกลียว • หัวเชื่อมต่อสายคู่บิดเกลียว • 2.1.3 สายใยแก้วนำแสง (Fiber Optics) • สายใยแก้วนำแสงแบบมัลติโหมด (MMF : Multimode Fiber Optic) • สายใยแก้วนำแสงแบบซิงเกิลโหมด (SMF : Single Mode FIber Optic)

2.1.1 สายโคแอ็กเชียล (Coaxial Cable) • เริ่มใช้ 1946 ใน USAรับส่ง Analog signal(TV) • ปี 1962รับส่ง Digital signal • นิยมใน Network ยุคแรกๆ • (ปัจจุบันนิยมสาย UTP, Fiber Optic • โครงสร้าง : • แกนกลาง -สายทองแดง • ห่อหุ้มด้วยฉนวน • ชั้นต่อไปเป็นตัวนำไฟฟ้า เป็นใยโลหะถักเป็นตาข่าย • ชั้นนอกสุดท้ายหุ้มด้วยฉนวนและวัสดุป้องกันสายสัญญาณ

2.1.1 สายโคแอ็กเชียล (Coaxial Cable) สายโคแอ็กเชียลแบ่งออกเป็น 2 ประเภท คือ • สายโคแอ็กเชียลแบบบาง (Thin Coaxial cable) • 0.64 cm. • สายโคแอ็กเชียลแบบหนา (Thick Coaxial cable) • 1.27cm. ใช้ในอาคาร ใช้นอกอาคาร

สายโคแอ็กเชียลแบบบาง (Thin Coaxial cable) • 0.64 cm. • ขนาดเล็ก มีความยืดหยุ่นสูง(โค้งงอง่าย) • นำมาใช้เชื่อมต่อ Computer โดยใช้มาตรฐาน Ethernet สัญญาณได้ไกล 186 m.

สายโคแอ็กเชียลแบบบาง (Thin Coaxial cable) หัวต่อสาย Coaxial ข้อต่อ BNT-T Thin Coaxial Cable (10Base2) • ตามมาตรฐาน Ethernet • ใช้ Topology แบบ BUS • Bandwidth 10 Mbps • เชื่อมต่อ Computer ต่อๆ กัน โดยใช้หัวต่อสาย, ข้อต่อ BNT, Terminator ปิดปลายสาย โดยไม่ต้องใช้ Hub

สายโคแอ็กเชียลแบบบาง (Thin Coaxial cable)

สายโคแอ็กเชียลแบบหนา (Thick Coaxial cable) • 1.27cm. ใหญ่และแข็งแรงกว่า • ส่งข้อมูลได้ไกล 500m. • Network ระยะแรกใช้เป็น Backbone แต่ปัจจุบันใช้ Fiber cable Thick Coaxial Cable (10Base5)

2.1.2 สายคู่บิดเกลียว (Twisted Pairs) • เดิมเป็นสายสัญญาณโทรศัพท์ • เทคโนโลยี Ethernet ให้มี 4 คู่ • บิดสายแต่ละคู่ ให้เป็นเกลียว เพื่อให้คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่รบกวนซึ่งกันและกันลดลง • โครงสร้าง : • แกนกลางเป็นทองแดง • แต่ละคู่บิดเกลียว • หุ้มด้วยฉนวน

2.1.2 สายคู่บิดเกลียว (Twisted Pairs) • สายคู่บิดเกลียวที่ใช้กับเครือข่ายท้องถิ่น แบ่งออกเป็น 2 ประเภท คือ • Shielded Twisted Pairs : STPสายคู่บิดเกลียวหุ้มฉนวน • Unshielded Twisted Pairs: UTPสายคู่บิดเกลียวไม่หุ้มฉนวน

สายคู่บิดเกลียวหุ้มฉนวน (STP : Shielded Twisted Pairs) • มีส่วนที่เพิ่มขึ้น คือ ชั้นฉนวน • เพื่อป้องกันสัญญาณรบกวน เช่น คลื่นวิทยุจากภายนอก • ชั้นฉนวนอาจเป็นแผ่นโลหะ หรือใยโลหะถักเป็นตาข่าย ห่อหุ้มสายคู่บิดเกลียวทั้งหมด

สายคู่บิดเกลียวไม่หุ้มฉนวน (UTP : Unshielded Twisted Pairs) • นิยมว่า สาย UTP • ไม่มีฉนวน ทำให้มีราคาถูกกว่าแบบหุ้มฉนวน • ปัจจุบันนิยมใช้ในLAN มาตรฐาน IEEE 802.3 • Bandwidth 10 หรือ 100 หรือ 1000 Mbps ขึ้นกับชนิดของสาย • ความยาวสายตามต้องไม่เกิน 100 เมตร (มาตรฐาน) • ใช้ Topology แบบ Star

มาตรฐานสายคู่บิดเกลียวมาตรฐานสายคู่บิดเกลียว • สมาคม EIA และสมาคม TIA : Telecommunication Industries ร่วมกันกำหนดมาตรฐาน EIA/TIA 568 ที่ใช้ในการผลิตสายคู่บิดเกลียว แต่ละประเภทจะเรียกว่า Category N โดย N คือ หมายเลขที่บอกประเภท • สถาบัน ISO ได้กำหนดมาตรฐานสายคู่บิดเกลียวเช่นกัน แต่เรียก Class A-F

มาตรฐานสายคู่บิดเกลียวมาตรฐานสายคู่บิดเกลียว EIA/TIA 568 ISO Category Class มาตรฐานที่กำหนด 1 A สายโทรศัพท์สาย 2 คู่ สัญญาณเพียง 1 คู่ และไม่สามารถส่งข้อมูลดิจิตอล 2 B สายคู่บิดเกลียว 4 คู่ส่งข้อมูลดิจิตอลBandwidth 4 MHz 4 Mbps 3 C สายคู่บิดเกลียว 4 คู่ส่งข้อมูล 16 Mbps 4 สายคู่บิดเกลียว 4 คู่ ส่งข้อมูลได้ 20 Mbps 5 D สาย 4 คู่ แต่ส่งสัญญาณเพียง 2 คู่ส่งข้อมูลได้ 100 Mbps 5e (Enhanced) พัฒนาสาย Cat 5 ให้มีประสิทธิภาพดีขึ้น ส่งสัญญาณโดยใช้สายทั้ง 4 คู่ ส่งข้อมูลได้ถึง 1000 Mbps 6 E รองรับแบนด์วิธได้ถึง 250 MHz 7 F รองรับแบนด์วิธได้ถึง 600 MHz และกำลังอยู่ระหว่างการวิจัย

หัวเชื่อมต่อสายคู่บิดเกลียวหัวเชื่อมต่อสายคู่บิดเกลียว • ที่ปลายสาย UTP ใช้หัวเชื่อมต่อแบบ RJ-45 คล้ายหัวเชื่อมต่อโทรศัพท์ RJ-11 แต่ RJ-45 มีขนาดใหญ่กว่า

2.1.3 สายใยแก้วนำแสง (Fiber Optics)

2.1.3 สายใยแก้วนำแสง (Fiber Optics) • สายสัญญาณที่ใช้โลหะเป็นตัวนำสัญญาณ (Coaxial / UTP) คือ • ปัญหาสัญญาณรบกวนจากคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า มอเตอร์ไฟฟ้า บัสหลาสที่ใช้กับหลอดไฟฟลูออเรสเซนต์ หรือสนามแม่เหล็กจากฟ้าผ่า ตู้เย็น • สายอีกประเภทที่ไม่ได้ใช้โลหะเป็นตัวนำ คือ สายใยแก้วนำแสง • ใช้สัญญาณแสง โดยการแปลงสัญญาณข้อมูลให้เป็นสัญญาณแสง ไม่ถูกรบกวนจากสนามแม่เหล็กไฟฟ้าต่างๆ

2.1.3 สายใยแก้วนำแสง (Fiber Optics) • การสูญเสียสัญญาณน้อย • สามารถส่งข้อมูลได้ด้วยอัตราข้อมูล (Bandwidth) ที่สูงกว่า • ส่งสัญญาณได้ไกล (กว่า 100 ม.) • ติดตั้งภายนอกอาคาร หรือใช้เดินสายระยะไกล • การติดตั้งมักใช้สายเส้นเดียว (ไม่ตัดต่อ) สั่งผลิตจากโรงงาน • ปัญหา (เปรียบเทียบกับสายโลหะ) • ราคาสูงกว่า • ค่าติดตั้งสายแพงกว่า • เทคโนโลยีที่เกี่ยวข้องแพงกว่า : เครื่องเข้าหัว, เครื่องอ่านค่าสัญญาณ ฯลฯ

2.1.3 สายใยแก้วนำแสง (Fiber Optics) • โครงสร้าง : • แกนกลาง (Core) ทำจากแก้ว พลาสติก หรือโพลิเมอร์ • หุ้มด้วยส่วนห่อหุ้ม (Cladding) • แล้วถูกหุ้มด้วยส่วนป้องกัน (Coating) อีกชั้นหนึ่ง • โดยแต่ละส่วนจะทำด้วยวัสดุที่มีค่าดัชนีหักเหของแสงต่างกัน ทั้งนี้เพราะต้องคำนึงถึงหลักการหักเหและสะท้อนกลับหมดของแสง ส่วนที่เหลือจะเป็นส่วนที่ช่วยในการติดตั้งสายสัญญาณให้ง่ายขึ้น เช่น Strengthening Fiber เป็นส่วนที่ป้องกันไม่ให้สายขาด เมื่อมีการดึงสายในขณะที่ติดตั้งสายสัญญาณ

ประเภทของสายใยแก้วนำแสงประเภทของสายใยแก้วนำแสง • สายใยแก้วนำแสง มีการแบ่งออกตามลักษณะของลำแสงที่ใช้ส่งข้อมูล 2 แบบ คือ • แบบซิงเกิลโหมด (Single mode) : ส่งข้อมูลแสงเพียงลำแสงเดียว • แบบมัลติโหมด (Multi mode) : ส่งข้อมูลแสงหลายลำแสง • สายใยแก้วนำแสงหนึ่งเส้นประกอบด้วยใยแก้วนำแสงหลายเส้น แต่ละเส้นจะเรียกว่า คอร์ (Core) • แต่ละคอร์ จะส่งข้อมูลทิศทางเดียว เมื่อต้องการส่งข้อมูลไป และกลับ จึงใช้สายใยแก้วนำแสง 1 คู่ • สายใยแก้วนำแสงจะมีตั้งแต่ 4, 8, 12 คอร์

สายใยแก้วนำแสงแบบมัลติโหมด (MMF : Multimode Fiber Optic) • ส่วนที่เป็นแกน มีเส้นผ่าศูนย์กลางประมาณ 62.5 ไมครอน (1 micron = 10-6 m = mm) และส่วนที่เป็นแคลดมีเส้นผ่าศูนย์กลางประมาณ 125 ไมครอน • ชื่อที่ใช้เรียก จึงเป็น 62.5/125 MMF • ขนาดอื่นที่เป็นที่นิยมรองลงมาคือ 50/125 MMF

สายใยแก้วนำแสงแบบซิงเกิลโหมด (SMF : Single Mode FIber Optic) • มีแกนกลางเล็กกว่าสายใยแก้วนำแสงแบบมัลติโหมด โดยมีเส้นผ่าศูนย์กลางประมาณ 8-10 ไมครอน และส่วนที่เป็นแคลนประมาณ 125 ไมครอน สายแบบนี้จะส่งสัญญาณแสงเพียงลำแสงเดียว ซึ่งเป็นที่มาของคำว่า ซิงเกิลโหมด (Singlemode)

4.2 สื่อไร้สาย (Wireless)

4.2 สื่อไร้สาย (Wireless) • นอกจากการใช้สายสัญญาณเป็นสื่อกลางนำสัญญาณแล้ว อากาศก็เป็นสื่อนำสัญญาณได้เช่นกัน โดยจะเรียกว่า เครือข่ายแบบไร้สาย (Wireless) • ข้อมูลจะแปลงให้เป็นคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า และส่งไปพร้อมกับแถบความถี่ของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า (Electromagnetic Spectrum) • คลื่นความถี่ที่ใช้ใน Wireless LAN คือ 2.4 GHz และ 5 GHz

แถบคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าแถบคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า • แถบคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าเริ่มต้นที่ความถี่ศูนย์เฮิร์ตซ์ (Hz) ไปจนถึง 10ยกกำลัง24 Hz • ความถี่เสียง ~0-10 kHz การได้ยินเสียงของคน ~3-4 kHz • คลื่นวิทยุ (Radio Frequency) และเครื่องไมโครเวฟ ~500 kHZ-300 GHz • สูงกว่านี้ แสงอินฟราเรด (Inrared), แสงที่ตามองเห็น (Visible Light) แสงอัลตราไวโอเลต (Ultraviolet), แสงเอกซเรย์ (X-ray) และแสงเกมมา (grammarays)

แถบคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าแถบคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า • เครือข่ายสื่อไร้สาย โดยมาตรฐาน IEEE • IEEE802.11b โดยใช้ความถี่ 2.4-2.485 GHz ส่งสัญญาณข้อมูลได้ 11 Mbps • มาตรฐานใหม่ IEEE802.11g ความถี่เดิม 2.4-2.485 GHz ส่งสัญญาณข้อมูลได้ถึง 54 Mbps

งาน • ให้นักศึกษาอธิบายหัวข้อดังต่อไปนี้ลงในกระดาษ ส่งในครั้งต่อไป • 1. จงอธิบายเปรียบเทียบคุณสมบัติที่แตกต่างกันของสายสัญญาณทั้ง 3 ประเภท โดยเปรียบเทียบในประเด็นต่อไปนี้ • อัตราความเร็วในการรับส่งสัญญาณ • ระยะของสายสัญญาณ • และประเด็นอื่นๆ ที่น่าสนใจ • 2. Wireless LAN IEEE802.11g • ความหมาย • อัตราความเร็วของสัญญาณ • ระยะของการใช้งาน • รายละเอียดที่น่าสนใจ • ให้อ้างอิงเอกสารด้วย

412 754 Library and Information Network 2(2-0-3) บรรยาย 2 ชม.--ปฏิบัติ 0 -- ศึกษาเพิ่มเติม 3