1. สื่อกลางประเภทมีสาย
มีข้อดีข้อเสียอย่างไรบ้าง จงเปรียบเทียบ
ตอบ ได้แก่ - สายทองแดงแบบไม่หุ้มฉนวน
(Unshield Twisted Pair)
- สายทองแดงแบบหุ้มฉนวน
(Shield Twisted Pair)
- สายโคแอคเชียล
(Coaxial)
- ใยแก้วนำแสง
(Optic Fiber)
สายคู่บิดเกลียว (Twisted Pair Wire)
เป็นสายชนิดที่ได้รับความนิยมสูงสุดในการนำมาใช้งานตามห้องปฏิบัติการคอมพิวเตอร์ทั่วไป รวมทั้งตามสำนักงานต่างๆ สายชนิดนี้ได้ชื่อมาจากลักษณะองค์ประกอบภายในของสาย ที่เป็นสายลวดทองแดงสองเส้นนำมาพันเกลียวเข้าด้วยกันเพื่อทำให้เกิดเป็นสนามแม่เหล็ก ซึ่งใช้เป็นเสมือนเกราะสำหรับป้องกันสัญญาณรบกวนทั่วไปได้ในตัวเอง จำนวนรอบหรือความถี่ ในการพันเกลียว เช่น พันเกลียว 10 รอบต่อความยาว 1 ฟุต นั้นมีผลโดยตรงต่อกำลังของสนามแม่เหล็กที่เกิดขึ้น ถ้าจำนวนรอบสูงก็จะทำให้สนามแม่เหล็กมีกำลังแรงขึ้น สามารถป้องกัน สัญญาณรบกวนได้ดีขึ้น แต่ก็ทำให้สิ้นเปลืองสายมากขึ้น แต่ถ้าจำนวนรอบต่ำ ก็จะเกิดสนามแม่เหล็กกำลังอ่อน ซึ่งป้องกันสัญญาณรบกวนได้น้อยลงก็ใช้สายเปลืองน้อยลงเช่นกัน โดยทั่วไปแล้วสายชนิดนี้จึงมีคุณสมบัติในการป้องกันสัญญาณรบกวนได้ดีกว่าสายที่ไม่มีการ พันเกลียวเลยบริเวณแกน (Core) ของสายคู่บิดเกลียว สายคู่บิดเกลียว ประกอบด้วยสายทองแดงจำนวนหนึ่ง หรือหลายคู่สาย ห่อหุ้มสายด้วยฉนวนบางๆ เพื่อป้องกันไม่ให้เกิดการลัดวงจร แล้วนำมาพันเกลียวเข้าด้วยกันเป็นคู่ ทุกคู่จะถูกห่อหุ้มฉนวนอีกชั้นหนึ่งรวมกันเป็นสายขนาดใหญ่เพียงสายเดียว สายคู่บิดเกลียวแบ่งออกเป็นสองประเภทคือ
- แบบไม่มีฉนวนหุ้ม (UTP : Unshielded Twisted Pair)
- แบบมีฉนวนหุ้ม (STP : Shielded Twisted Pair)
รูปแสดงสายคู่บิดเกลียวแบบไม่มีฉนวนหุ้ม (UTP : Unshielded Twisted Pair)
สาย UTP จะมีสายสัญญาณอยู่จำนวน 4 คู่ 8 เส้น ประกอบด้วย
- เขียว - ขาวเขียว
- ส้ม - ขาวส้ม
- น้ำเงิน - ขาวน้ำเงิน
- น้ำตาล - ขาวน้ำตาล
- Category 1/Class A : เป็นสายที่ใช้ในระบบโทรศัพท์อย่างเดียว โดยสายนี้ไม่สามารถใช้ในการส่ง ข้อมูลแบบดิจิตอลได้
- Category 2/Class B : เป็นสายที่รองรับแบนด์วิธได้ถึง 4 MHz ซึ่งทำให้สามารถส่งข้อมูลแบบดิจิตอล ได้ถึง 4 MHz ซึ่งจะประกอบด้วยสายคู่บิดเกลียวอยู่ 4 คู่
- Category 3/Class C : เป็นสายที่สามารถส่งข้อมูลได้ถึง 16 Mbps และมีสายคู่บิดเกลียวอยู่ 4 คู่
- Category 4 : ส่งข้อมูลได้ถึง 20 Mbps และมีสายคู่บิดเกลียวอยู่ 4 คู่
- Category 5/Class D : ส่งข้อมูลได้ถึง 100 Mbps และมีสายคู่บิดเกลียวอยู่ 4 คู่
- Category 5 Enhanced (5e) : มีคุณสมบัติเช่นเดียวกับ Cat 5 แต่มีคุณภาพของสายที่ดีกว่า เพื่อรองรับการส่งข้อมูลแบบฟูลล์ดูเพล็กซ์ที่ 1,000 Mbps ซึ่งใช้4 คู่สาย
- Category 6/Class E : ส่งข้อมูลได้ถึง 10,000 Mbps รองรับแบนด์วิธได้ถึง 250 MHz
- Category 7/Class F : รองรบแบนด์วิธได้ถึง 600 MHz และกำลังอยู่ในระหว่างการวิจัย
สาย UTP CAT3 นิยมใช้กับเครือข่าย LAN ตามมาตรฐาน IEEE 802.3 ทำงานที่ความเร็ว 10 Mbps โดยในการใช้งานจริง จะใช้เพียงสองคู่เท่านั้น ได้แก่คู่สีส้มและสีเขียว มาตรฐาน CAT3 ไม่สามารถรองรับการใช้งานกับเครือข่าย Fast Ethernet ความเร็ว 100 Mbps ได้ ดังนั้นในมาตรฐานนี้จึงต้องใช้สาย UTP CAT5 แทน สำหรับมาตรฐาน Fast Ethernet จะมีการใช้งานเพียงสองคู่เช่นเดียวกับ CAT3 เมื่อมาตรฐานความเร็วของเครือข่าย LAN เพิ่มขึ้นเป็น 1000 Mbps นั้น สาย UTP CAT5 ธรรมดา ไม่เหมาะสมที่จะรองรับการใช้งานที่ความเร็วขนาดนี้ โดยคงระยะสายประมาณ 100 เมตรได้ จึงต้องใช้สาย UTP CAT5e ซึ่งมีการป้องกันสัญญาณรบกวนได้ดีกว่า ทำให้สามารถรองรับการส่งข้อมูลที่ความเร็ว 1000 Mbps ที่ความยาว 100 เมตรได้ แต่ในมาตรฐาน 1000 Mbps นั้น การรับส่งข้อมูลภายในสายสัญญาณ จะใช้ครบทั้งสี่คู่
ปัจจัยที่ใช้กำหนดคุณภาพของสายสัญญาณ
ผู้ผลิตสาย UTP แต่ละ Category ต้องผลิตสายสัญญาณให้ได้คุณภาพขั้นต่ำตามที่กำหนดไว้ในมาตรฐาน ANSI/EIA/TIA-568-B (568-B.2 (Category 5e) และ 568.B.2-1 (category 6)) ซึ่งกำหนดค่าต่าง ๆ ในสาย UTP ดังนี้
Parameter dB
|
CAT5
|
CAT5e
|
CAT6
|
| Minimum Frequency (สูงสุด) | 100 MHz | 100 MHz | 250 MHz |
| Attenuation (สูงสุด) | 24 dB | 24 dB | 36 dB |
| NEXT (ต่ำสุด) | 27.1 dB | 30.1 dB | 33.1 dB |
| PS-NEXT(ต่ำสุด) | N/A | 27.1 dB | 33.2 dB |
| ELFEXT(ต่ำสุด) | 17 dB | 17.4 dB | 17.3 dB |
| PS-ELFEXT(ต่ำสุด) | 14.4 dB | 14.4 dB | 12.3 dB |
| ACR(ต่ำสุด) | 3.1 dB | 6.1 dB | -2.9 dB |
| PS-ACR(ต่ำสุด) | N/B | 3.1 dB | -5.8 dB |
| Return Loss(ต่ำสุด) | 8 dB | 10 dB | 8 dB |
| Propagation Delay (สูงสุด) | 548 nsec | 548 nsec | 546 nsec |
| Delay Skew (สูงสุด) | 50 nsec | 50 nsec | 50 nsec |
ตารางแสดงข้อกำหนดคุณสมบัติของสาย UTP
- Maximum Frequency คือค่าความถี่ของสัญญาณในสายสัญญาณ ค่าสูงดีกว่า แสดงถึงความสามารถในการ รองรับความถี่ที่สูงกว่า
- Attenuation เป็นค่าการลดทอนของสัญญาณในสายสัญญาณ ค่าที่ต่ำกว่าจะดีกว่า แต่จากตาราง สาย UTP CAT6 จะสูงกว่า UTP CAT5 และ UTP CAT5e เนื่องจากเป็นการกำหนดที่ความถี่สูงสุดของสายสัญญาณ คือ 250 MHz ของ UTP CAT6 ในขณะที่ UTP CAT5 และ CAT5e กำหนดจากความถี่ที่ 100 MHz
- NEXT (Near-end Crosstalk) เป็นค่าสัญญาณรบกวน (Crosstalk)ที่เกิดจากคู่สายที่ใช้ส่งสัญญาณอีกคู่ ต่อคู่ ที่ใช้ส่งสัญญาณที่ทำการวัด มีหน่วยเป็นเดซิเบล ค่าที่สูงหมายถึงสายสัญญาณคู่ที่วัดค่านี้ สามารถรองรับต่อ Crosstalk ที่เกิดได้ดีกว่า
- PS-NEXT (Power Sun NEXT) เป็นค่าสัญญาณรบกวนจากการใช้สายสัญญาณครบทั้งสี่คู่ โดยวัดสัญญาณ รบกวนที่เกิดจากสายสัญญาณในอีก 3 คู่ ที่เกิดต่อสายคู่ที่วัดสัญญาณ เป็นค่าที่ใช้ทดสอบเพื่อให้แน่ใจว่า สายสัญญาณทั้งสี่คู่ สามารถใช้งานพร้อมกันได้โดยไม่ก่อสัญญาณรบกวนระหว่างกันมากเกินไป
- ELFEXT (Equal Level FEXT) เป็นค่าการลดทอนของสัญญาณที่เกิดจาก Crosstalk ค่าที่ต่ำแสดงอัตราการ สูญเสียข้อมูลที่สูงกว่าค่ามาก
- PSELFEXT (Power Sum ELFEXT) เป็นค่า FEXT ที่วัดจากสายสัญญาณทั้งสี่คู่
- ACR เป็นค่าที่ใช้บอกความคุณภาพของสายสัญญาณในการรองรับการส่งข้อมูล วัดจากอัตราส่วนระหว่าง การลดทอนของสัญญาณ กับค่า crosstalk ค่าที่สูงบอกถึงความสามารถในการรองรับ Bandwidth ที่มากกว่า
- PSACR เป็นค่า ACR ที่วัดจากสายสัญญาณทั้ง 4 เส้น จากตาราง จะพบว่า ค่า ACR และ PSACR ของสาย UTP CAT 6 จะต่ำกว่า UTP CAT5 และ CAT 5e เนื่องจากเป็นการกำหนดที่ความถี่สูงสุดของสายสัญญาณ คือ 250 MHz ของ UTP CAT6 ในขณะที่ UTP CAT5 และ CAT5e กำหนดจากความถี่ที่ 100 MHz
- Return Loss เป็นค่าอัตราส่วนการสะท้อนกลับของสัญญาณในสายจากปลายทาง ซึ่งจะขัดขวางการส่ง สัญญาณในสาย ทำให้สัญญาณในสายหาย สำหรับทั้ง UTP CAT5 , 5e, 6 กำหนดไว้ไกล้เคียงกัน โดยค่าที่ มากกว่า จะมีประสิทธิภาพดีกว่า
- Propagation Delay เป็นระยะเวลาที่สัญญาณเดินทางอยู่ในสายสัญญาณจากจุดหนึ่ง ไปอีกจุด โดยมาตรฐาน EIA/TIA กำหนดให้ไม่เกิน 548 nsec ต่อระยะทาง 100 เมตร ในสาย UTP CAT5 , 5e และ 546 nsec ในสาย UTP CAT6
- Delay Skew เป็นค่าบอกความแตกต่างของเวลาระหว่างสัญญาณในคู่สายสัญญาณที่เร็วที่สุด กับที่ช้าที่สุดใน สาย UTP เนื่องจากสัญญาณอาจเดินทางมาถึงปลายทางไม่พร้อมกัน ค่าสูงสุดกำหนดให้ไม่เกิน 50 nsec
ขนาดของสาย UTP เมื่อวัดเส้นผ่านศูนย์กลางภายนอกควรมีขนาดน้อยกว่า 0.25 นิ้ว หรือ 6.35 มิลลิเมตร โดยสายแต่ละเส้น ทนแรงดึงได้มากกว่า 400 นิวตัน คุณสมบัติในเรื่องการดัดโค้งของ สายมีรัศมีความโค้งได้เท่ากับ 1 นิ้ว ความต้านทานของสายตามมาตรฐานกำหนดไว้ โดยวัดที่ความยาว 100 เมตร ต้องมีความต้านทานไม่เกิน 9.38 โอห์ม (ที่อุณหภูมิ 20 องศาเซลเซียส) ความต้านทานของสายแต่ละคู่จะต้องต่างกันไม่เกินกว่า 5% คุณสมบัติทางด้านการเหนี่ยวนำร่วมของสายตัวนำให้เกิดคุณสมบัติเป็นตัวเก็บประจุเมื่อวัดที่ความถึ่ 1 กิโลเฮิรตซ์ อุณหภูมิ 20 องศาเซลเซียส ไม่ควรเกินกว่า 6.6 นาโนฟารัด ที่ความยาว 100 เมตร สำหรับสาย UTP CAT3 หากเป็นสาย UTP 4 และ 5 ควรมีค่าความจุไม่เกิน 5.6 นาโนฟารัด ค่าความจุของตัวเก็บประจุของแต่ละสาย เมื่อเทียบกับกราวน์ และวัดที่ความถี่ 1 กิโลเฮิรตซ์ มีค่าไม่เกินกว่า 330 PF ต่อความยาว 100 เมตร ที่อุณหภูมิ 20 องศาเซลเซียส ค่าลักษณะสมบัติอิมพีแดนซ์ของสาย UTP เป็นสิ่งที่มีความสำคัญ ค่านี้จะเกี่ยวกับการสะท้อนของสัญญาณ ถ้าการเชื่อมโยงไม่แมตซ์กันคุณสมบัติของสาย UTP ในเรื่องลักษณะสมบัติอิมพีแดซ์นี้มีค่า 100 โอห์ม +- 15 % ที่วัดที่ความถี่ 1 MHz จนถึงความถี่สูงสุดของสายที่ยอมรับในขอบเขตการใช้งาน เมื่อใช้งานสาย UTP ที่ความถี่สูงจะมีคุณสมบัติการสะท้อนกลับของสัญญาณหากไม่มีการแมตซ์ที่ปลายสาย ทำให้สัญญาณสะท้อนกลับเป็นตัวบั่นทอนสัญญาณให้เล็กลง การบั่นทอนในเรื่องนี้ เราเรียกว่า SRL-Structure Return Lose
ตารางแสดงคุณสมบัติ SRL ของสาย UTP ที่ใช้เป็นสายแนวราบ
ความถี่(f)
|
CAT3 (dB)
|
CAT4 (dB)
|
CAT5 (dB)
|
| 1-10 MHz | 12 | 21 | 23 |
| 10-16 MHz | 12-10 log(f/10) | 21-10 log(f/10) 23 | - |
| 16-20 MHz | - | 21-10 log(f/10) 23 | - |
| 20-100 MHz | - | - | 23-10 log(d/20) |
| * f คือความถี่ใช้งาน | |||
อัตราการบั่นทอนของสาย
การบั่นทอนสัญญาณของสาย UTP ขึ้นอยู่กับความถี่ที่ใช้งานถ้าการบั่นทอนคือค่าที่ทำให้สัญญาณลดต่ำลง ซึ่งค่าบั่นทอนนี้ขึ้นอยู่กับความถี่ที่ใช้งานโดยวัดที่ความยาวสาย 100 เมตร ตามมาตรฐานวัดที่อุณหภูมิ 20 องศาเซลเซียสซึ่งปกติค่าคงที่ที่วัดได้ควรจะได้น้อยกว่าค่าที่คำนวณได้จากสูตร
การบั่นทอนสัญญาณของสาย UTP ขึ้นอยู่กับความถี่ที่ใช้งานถ้าการบั่นทอนคือค่าที่ทำให้สัญญาณลดต่ำลง ซึ่งค่าบั่นทอนนี้ขึ้นอยู่กับความถี่ที่ใช้งานโดยวัดที่ความยาวสาย 100 เมตร ตามมาตรฐานวัดที่อุณหภูมิ 20 องศาเซลเซียสซึ่งปกติค่าคงที่ที่วัดได้ควรจะได้น้อยกว่าค่าที่คำนวณได้จากสูตร
อัตราการบั่นทอน (f) <= k1 sqrt(f)+k2f+k3/sqrt(f)
* ค่าความถี่ f มีค่าจาก 0.772 MHz จนถึงค่าความถี่สูงสุดของข้อกำหนดของสายแต่ละชนิด
ตารางแสดงค่า K
ชนิด
|
k1
|
k2
|
k3
|
สาย CAT3
|
2.320
|
0.238
|
0.000
|
สาย CAT4
|
2.050
|
0.043
|
0.057
|
สาย CAT5
|
1.967
|
0.023
|
0.050
|
การครอสทอร์คที่ใกล้ปลายสาย
(NEXT - Near End Crosstalk Loss) เป็นการเหนี่ยวนำของสัญญาณจากเส้นหนึ่ง ไปยังอีกเส้นหนึ่งมีลักษณะที่สัญญาณเหมือนกับสัญญาณวิ่งเข้าหากัน NEXT มีค่าไปตามสูตร
(NEXT - Near End Crosstalk Loss) เป็นการเหนี่ยวนำของสัญญาณจากเส้นหนึ่ง ไปยังอีกเส้นหนึ่งมีลักษณะที่สัญญาณเหมือนกับสัญญาณวิ่งเข้าหากัน NEXT มีค่าไปตามสูตร
NEXT (f)>= NEXT(0.772)-15 log(f/0.772)
* ค่าของการเหนี่ยวนำให้เกิดการครอสทอร์คนี้จะมีขนาดลดลงเมื่อความถี่สูงขึ้น
ข้อดีของสาย UTP- ราคาถูก
- ติดตั้งง่ายเนื่องจากน้ำหนักเบา
- มีความยืดหยุ่น และสามารถโค้งงอได้มาก
ข้อเสียของสาย UTP - ไม่เหมาะในการเชื่อมต่อกับอุปกรณ์ที่ห่างไกลมาก เพราะสัญญาณที่วิ่งบนสายจะถูกลดทอนลงไปตามความยาวของสาย (มีความยาวของสายในการเชื่อมต่อได้ไม่เกิน 100 เมตร)
สายคู่บิดเกลียวแบบมีฉนวนหุ้ม (STP : Shielded Twisted Pair)สายสัญญาณ STP มีการนำสายคู่พันเกลียวมารวมอยู่และมีการเพิ่มฉนวนป้องกันสัญญาณรบกวน ซึ่งร่างแหนี้จะมีคุณสมบัติเป็นเกราะในการป้องกันสัญญาณรบกวนจากคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าต่างๆ เรียกเกราะนี้ว่า ชิลด์ (Shield) และเป็นสายสัญญาณที่ได้รับการพัฒนาต่อจากสาย UTP โดยเพิ่มการชีลด์กันสัญญาณรบกวนเพื่อทำให้คุณสมบัติโดยรวมของสัญญาณดีมากขึ้น คุณลักษณะของสาย STP ก็เหมือนกับสาย UTP คือมีเรื่องเกี่ยวกับอัตราการบั่นทอนครอสทอร์ก- ติดตั้งง่ายเนื่องจากน้ำหนักเบา
- มีความยืดหยุ่น และสามารถโค้งงอได้มาก
ข้อเสียของสาย UTP - ไม่เหมาะในการเชื่อมต่อกับอุปกรณ์ที่ห่างไกลมาก เพราะสัญญาณที่วิ่งบนสายจะถูกลดทอนลงไปตามความยาวของสาย (มีความยาวของสายในการเชื่อมต่อได้ไม่เกิน 100 เมตร)
รูปแสดงสายคู่บิดเกลียวแบบมีฉนวนหุ้ม (STP : Shielded Twisted Pair)
ข้อดีของสาย STP - ส่งข้อมูลด้วยความเร็วสูงกว่า UTP
- ป้องกันคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า และคลื่นวิทยุ
ข้อเสียของสาย STP - มีขนาดใหญ่และไม่ค่อยยืดหยุ่นในการงอพับสายมากนัก
- ราคาแพงกว่าสาย UTP
- ป้องกันคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า และคลื่นวิทยุ
ข้อเสียของสาย STP - มีขนาดใหญ่และไม่ค่อยยืดหยุ่นในการงอพับสายมากนัก
- ราคาแพงกว่าสาย UTP
แหล่งอ้างอิง
http://www.dcs.cmru.ac.th
เจาะระบบ Network ฉบับสมบูรณ์
สายโคแอกเชียล (Coaxial)
สายโคแอกเชียล (Coaxial) เป็นตัวกลางเชื่อมโยงที่มีลักษณะเช่นเดียวกับสายที่ต่อจากเสาอากาศของโทรทัศน์
สายโคแอกเชียลที่ใช้ทั่วไปมี 2 ชนิด คือ 50 โอห์ม ซึ่งใช้ส่งข้อมูลแบบดิจิตอล และ ชนิด 75 โอห์ม
ซึ่งใช้ส่งข้อมูลสัญญาณอนาล็อก
สายประกอบด้วยลวดทองแดงที่เป็นแกนหลักหนึ่งเส้นที่หุ้มด้วยด้วยฉนวนอีกชั้นหนึ่งเพื่อป้องกันกระแสไฟฟ้ารั่ว
จากนั้นจะหุ้มด้วยตัวนำซึ่งทำจากลวดทองแดงถักเป็นเปียเพื่อป้องกันการรวบกวนของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าและสัญญาณรวบกวนอื่นๆ
ก่อนจะหุ้มชั้นนอกสุดด้วยฉนวนพลาสติก
ลวดทองแดงที่ถักเป็นเปียนี้เองเป็นส่วนที่ทำให้สวยแบบนี้มีช่วงความถี่สัญญาณไฟฟ้าสามารถผ่านได้สูงมากและนิยมใช้เป็นช่องสื่อสารสัญญาณอนาล็อกเชื่อมโยงผ่านใต้ทะเลและใต้ดิน
ข้อดีและข้อเสียของสายโคแอกเชียล
ข้อดี
1. ราคาถูก
2. มีความยืดหยุ่นในการใช้งาน
3. ติดตั้งง่าย และมีน้ำหนักเบา
ข้อเสีย
1. ถูกรบกวนจากสัญญาณภายนอกได้ง่าย
2. ระยะทางจำกัด
ข้อดี
1. ราคาถูก
2. มีความยืดหยุ่นในการใช้งาน
3. ติดตั้งง่าย และมีน้ำหนักเบา
ข้อเสีย
1. ถูกรบกวนจากสัญญาณภายนอกได้ง่าย
2. ระยะทางจำกัด
เส้นใยแก้วนำแสง (fiber optic)
เส้นใยแก้วนำแสงหรือไฟเบอร์ออปติก เป็นตัวกลางของสัญญาณแสงชนิดหนึ่ง ที่ทำมาจากแก้วซึ่งมีความบริสุทธิ์สูงมาก เส้นใยแก้วนำแสงมีลักษณะเป็นเส้นยาวขนาดเล็ก มีขนาดประมาณเส้นผมของมนุษย์เรา เส้นใยแก้วนำแสงที่ดีต้องสามารถนำสัญญาณแสงจากจุดหนึ่งไปยังอีกจุดหนึ่งได้ โดยมีการสูญเสียของสัญญาณแสงน้อยมาก
เส้นใยแก้วนำ แสงสามารถแบ่งตามความสามารถในการนำแสงออกได้เป็น 2 ชนิด คือ เส้นใยแก้วนำแสงชนิดโหมดเดี่ยว (Singlemode Optical Fibers, SM) และชนิดหลายโหมด (Multimode Optical Fibers, MM)
ในปัจจุบันได้มีการพัฒนาเส้นใยแก้วนำแสง ที่ทำมาจากพลาสติกเพื่องานบางอย่างที่ไม่คำนึงถึงการสูญเสียสัญญาณมากนัก เช่น การสื่อสารในระยะทางสั้น ๆ ไม่กี่เมตร
สายใยแก้วนำแสง Multimode ที่ถูกนำมาใช้งาน โดยทั่วไปมีสองความยาวคลื่น คือที่ 850 นาโนเมตร (Short Wavelength) และที่ 1300 นาโนเมตร มาตรฐาน TIA/EIA-568-A ระบุประสิทธิภาพของสาย 62.5/125 ไมครอนเท่ากับ 160 MHz.Km ที่ 850 นาโนเมตร และ 500 MHz.Km ที่ 1300 นาโนเมตร ขณะที่มาตรฐาน ISO/IEC 11801 กำหนดสาย 62.5/125 ไมครอนไว้เหมือนกันแต่มี Bandwidth เท่ากับ 200 MHz.Km ในขณะที่ โดยทั่วไป สาย 50/125 ไมครอนจะรองรับ Bandwidth ได้เท่ากับ 500 MHz.Km ทั้งสองความยาวคลื่น (850 และ 1300 นาโนเมตร) ทำให้สาย 50/125 ไมครอนสามารถรองรับการใช้งานได้เท่ากันทั้งสองความยาวคลื่น
กลุ่มมาตรฐาน IEEE802.3Z ของ Gigabit Ethernet ได้ระบุคุณลักษณะของ Physical Laye ของสายใยแก้วนำแสงไว้ 2 ประเภท
ประเภทแรกคือ 1000BASE-SX ทำงานที่ Short Wavelength
ประเภทที่ 2 คือ 1000BASE-LX ทำงานที่ Long Wavelength
แหล่งกำหนิดแสง VCSELs สามารถใช้เป็น Transceiver สำหรับ 1000 BASE-SX ซึ่งมีราคาถูกว่า แหล่งกำเนิดแสงเลเซอร์ที่ใช้เป็น Transceiver สำหรับ 1000BASE-LX การเลือกใช้สายใยแก้วนำแสง 50/125 ไมครอน สามารถรองรับความยาวได้สูงสุด 550 เมตร ทั้ง 1000BASE-SX และ 1000BASE-LX ในขณะที่สาย 62.5/12 ไมครอนรองรับความยาวได้สูงสุดเพียง 220 เมตร แต่กับสายที่มี Bandwidth 160 MHz.M และ 275 เมตร กับสายที่มี Bandwidth 200 MHz.Km สำหรับการใช้งาน ที่ยาวกว่า 550 เมตร ของ 1000BASE-LX ต้องใช้กับสายใยแก้วนำแสง Singlemode ซึ่งจะได้ถึง 5000 เมตร
หากพิจารณาระยะทางไกลสุดที่สามารถติดตั้งได้ร่วมกับความ ต้องการของมาตรฐานสายสัญญาณ ประเด็นหลักของการติดตั้งระบบสายสัญญาณคือ ผู้ใช้คาดหวังที่จะใช้ประโยชน์สายสัญญาณอย่างน้อย 10 ปี นั่นคือผู้ดูแลระบบต้องพิจารณาถึงแอพพลิเคชั่นที่ใช้กับระบบสายสัญญาณทั้ง แนวนอนและแนว Backbone รวมทั้งการเปลี่ยนแปลงการใช้งานแอพพลิเคชั่นในอนาคตปัจจัยหลักของการพิจารณา คือความต้องการส่งข้อมูลของระบบ เน็ทเวิร์คที่เร็วขึ้น ผลกระทบต่างๆ จะกล่าวต่อไป แต่หากพิจารณาถึงเรื่องสำหรับการออกแบบ ซึ่งมาตรฐานได้ระบุดังนี้
1. ระยะทางของระบบสายสัญญาณแนวนอนจากห้อง Telecommunication Closet ถึงจุดใช้งาน (Work Station) ระยะทางต้องไม่เกิน 100 เมตร
2. ระบบกระจายสายสัญญาณจากส่วนกลาง (Centralized Architecture) อนุญาตให้ระยะทางจากห้อง Main Equipment ถึงจุดใช้งาน (Work Station) ไม่เกิน 300 เมตร
3. ระยะสายสัญญาณ Backbone ภายในอาคาร (Intra-building) จากห้อง Equipment Room ถึงห้อง Telecommunication Closet สูงสุดไม่เกิน 500 เมตร
4. ระยะรวมของสายสัญญาณ Backbone ทั้ง Inter-building และ Intra-building คือจาก ห้อง Main Crossconnect ถึง ห้อง Telecommunication Closet สูงสุดไม่เกิน 2000 เมตร สำหรับสายใยแก้วนำแสง Multimode หรือ 3000 เมตร สำหรับสายใยแก้วนำแสง Singlemode
ประวัติความเป็นมาของเส้นใยแก้วนำแสง
การใช้แสงเป็นสื่อในการนำสัญญาณแล้วส่งไปในตัวกลางต่างๆ นั้น ได้เริ่มขึ้นจากนักวิทยาศาสตร์ชาวอังกฤษชื่อ จอห์น ทินดัล ( John Tyndall ) ได้พบว่าแสงสามารถส่งผ่านไปตามลำได้ตั้งแต่ปี พ. ศ. 2413 จาก จุดเริ่มต้นนี้ก็ได้มีความพยายามกันเป็นเวลานานที่จะทำให้ ปรากฏการณ์นี้เป็นประโยชน์ในทางปฏิบัติได้ จนกระทั้งในปี พ.ศ. 2503 ก้าวสำคัญของการเปลี่ยนแปลงได้มาถึงเมื่อมีการทดลองใช้เลเซอร์เป็นครั้ง แรก ต่อมาในปี พ.ศ. 2509 ก็มีนักวิทยาศาสตร์สองคนของสหราชอาณาจักร ชื่อ ฮอคแคม ( G.A Hockham ) และเกา
( C.C. Kao ) ได้ทำการศึกษาวิจัยว่าตัวกลางที่ทำด้วยใยแก้วนำแสงสามารถส่งผ่านได้ 1% ของแสงอินพุตด้วยระยะทาง 1 กิโลเมตร และตัวกลางนี้จะเป็นคู่แข่งสำคัญกับสายทองแดงและสายหุ้มฉนวน ( Coaxial Cable ) จากนั้นความก้าวหน้าทางวัสดุศาสตร์เรื่อยมา จนปัจจุบันทำให้สามารถมีใยแก้วนำแสงที่มีการส่งผ่านแสงได้อย่างมี ประสิทธิภาพ หรือการสูญเสียต่ำได้ ใยแก้วนำแสงบางชนิดซึ่งอาจมีการสูญเสียต่ำ มากคือการสูญเสียเพียง 0.1 เดซิเบลต่อกิโลเมตร ( db\km ) เท่านั้น
โครงสร้างของใยแก้วนำแสง
ส่วนประกอบของใยแก้วนำแสงประกอบด้วยส่วนสำคัญ คือส่วน ที่เป็นแกนอยู่ตรงกลางหรือชั้นในที่หุ้มด้วยส่วนที่เป็นแคลด แล้วถูกหุ้มด้วยส่วนที่ป้องกัน ( Coating ) โยที่แต่ละส่วนนั้นทำด้วย วัสดุที่มีค่าดัชนีหักเหของแสงที่มีค่าแตกต่างกัน ทั้งนี้ต้องคำนึงถึงค่าหลักการหักเหและสะท้อนกลับมาหมดของแสงดังที่ได้กล่าว ไปแล้ว
แกน : เป็นส่วนตรงกลางของเส้นใยแก้วนำแสง และเป็นส่วนนำแสง โดยดัชนีหักเหของแสงส่วนนี้ต้องมากกว่าของส่วนแคลดแล้ว ลำแสงที่ไปในแกนจะถูกขังหรือเคลื่อนที่ไปตามเส้นใยแก้วนำ แสงด้วยขบวนการสะท้อนกลับหมดภายใน
การเดินทางของแสงในใยแก้วนำแสง
แสงสามารถแพร่กระจายเข้าไปในใยแก้วได้ โดยการสะท้อนหรือการหักเหแสง กล่าวคือแสงจะแพร่กระจายอย่างไร ขึ้นอยู่กับการแพร่กระจายและรูปแบบของดัชนีการหักเห โหมดของการ แพร่กระจายหรือโหมด หมายถึงทางเดิน ( Path ) ของแสงนั้นเอง ถ้าทางเดินของแสงมีเพียงทางเดียว ที่ทำให้แสงแพร่กระจายเข้าไปในใยแก้วนำแสงได้เรียกโหมดเดียว ( Single Mode ) ถ้า ทางเดินของแสงมีหลายทางๆ เรียกว่า มัลติโหมด ( Multimode ) หรืหลายโหมด แสดงการกระจายของแสงเข้าไปใน ใยแก้วแสงแบบโหมดเดียวและแบบหลายโหมด
2.การนำระบบเครื่อข่ายมาใช้ในองค์กร
มีประโยชน์ อย่างไร
ประวัติความเป็นมาของเส้นใยแก้วนำแสง
การใช้แสงเป็นสื่อในการนำสัญญาณแล้วส่งไปในตัวกลางต่างๆ นั้น ได้เริ่มขึ้นจากนักวิทยาศาสตร์ชาวอังกฤษชื่อ จอห์น ทินดัล ( John Tyndall ) ได้พบว่าแสงสามารถส่งผ่านไปตามลำได้ตั้งแต่ปี พ. ศ. 2413 จาก จุดเริ่มต้นนี้ก็ได้มีความพยายามกันเป็นเวลานานที่จะทำให้ ปรากฏการณ์นี้เป็นประโยชน์ในทางปฏิบัติได้ จนกระทั้งในปี พ.ศ. 2503 ก้าวสำคัญของการเปลี่ยนแปลงได้มาถึงเมื่อมีการทดลองใช้เลเซอร์เป็นครั้ง แรก ต่อมาในปี พ.ศ. 2509 ก็มีนักวิทยาศาสตร์สองคนของสหราชอาณาจักร ชื่อ ฮอคแคม ( G.A Hockham ) และเกา
( C.C. Kao ) ได้ทำการศึกษาวิจัยว่าตัวกลางที่ทำด้วยใยแก้วนำแสงสามารถส่งผ่านได้ 1% ของแสงอินพุตด้วยระยะทาง 1 กิโลเมตร และตัวกลางนี้จะเป็นคู่แข่งสำคัญกับสายทองแดงและสายหุ้มฉนวน ( Coaxial Cable ) จากนั้นความก้าวหน้าทางวัสดุศาสตร์เรื่อยมา จนปัจจุบันทำให้สามารถมีใยแก้วนำแสงที่มีการส่งผ่านแสงได้อย่างมี ประสิทธิภาพ หรือการสูญเสียต่ำได้ ใยแก้วนำแสงบางชนิดซึ่งอาจมีการสูญเสียต่ำ มากคือการสูญเสียเพียง 0.1 เดซิเบลต่อกิโลเมตร ( db\km ) เท่านั้น
โครงสร้างของใยแก้วนำแสง
ส่วนประกอบของใยแก้วนำแสงประกอบด้วยส่วนสำคัญ คือส่วน ที่เป็นแกนอยู่ตรงกลางหรือชั้นในที่หุ้มด้วยส่วนที่เป็นแคลด แล้วถูกหุ้มด้วยส่วนที่ป้องกัน ( Coating ) โยที่แต่ละส่วนนั้นทำด้วย วัสดุที่มีค่าดัชนีหักเหของแสงที่มีค่าแตกต่างกัน ทั้งนี้ต้องคำนึงถึงค่าหลักการหักเหและสะท้อนกลับมาหมดของแสงดังที่ได้กล่าว ไปแล้ว
แกน : เป็นส่วนตรงกลางของเส้นใยแก้วนำแสง และเป็นส่วนนำแสง โดยดัชนีหักเหของแสงส่วนนี้ต้องมากกว่าของส่วนแคลดแล้ว ลำแสงที่ไปในแกนจะถูกขังหรือเคลื่อนที่ไปตามเส้นใยแก้วนำ แสงด้วยขบวนการสะท้อนกลับหมดภายใน
การเดินทางของแสงในใยแก้วนำแสง
แสงสามารถแพร่กระจายเข้าไปในใยแก้วได้ โดยการสะท้อนหรือการหักเหแสง กล่าวคือแสงจะแพร่กระจายอย่างไร ขึ้นอยู่กับการแพร่กระจายและรูปแบบของดัชนีการหักเห โหมดของการ แพร่กระจายหรือโหมด หมายถึงทางเดิน ( Path ) ของแสงนั้นเอง ถ้าทางเดินของแสงมีเพียงทางเดียว ที่ทำให้แสงแพร่กระจายเข้าไปในใยแก้วนำแสงได้เรียกโหมดเดียว ( Single Mode ) ถ้า ทางเดินของแสงมีหลายทางๆ เรียกว่า มัลติโหมด ( Multimode ) หรืหลายโหมด แสดงการกระจายของแสงเข้าไปใน ใยแก้วแสงแบบโหมดเดียวและแบบหลายโหมด
- การใช้อุปกรณ์ร่วมกัน (Sharing of peripheral devices) เครือข่ายคอมพิวเตอร์ทำให้ผู้ใช้ สามารถใช้อุปกรณ์ รอบข้างที่ต่อพ่วงกับระบบคอมพิวเตอร์ ร่วมกันได้อย่างมีประสิทธิภาพ เช่นเครื่องพิมพ์ ดิสก์ไดร์ฟ ซีดีรอม สแกนเนอร์ โมเด็ม เป็นต้น ทำให้ประหยัดค่าใช้จ่าย ไม่ต้องซื้ออุปกรณ์ที่มีราคาแพง เชื่อมต่อพ่วงให้กับคอมพิวเตอร์ทุกเครื่อง
- การใช้โปรแกรมและข้อมูลร่วมกัน (Sharing of program and data) เครือข่ายคอมพิวเตอร์ ทำให้ผู้ใช้สามารถใช้โปรแกรม และข้อมูลร่วมกันได้ โดยจัดเก็บโปรแกรมไว้แหล่งเก็บข้อมูล ที่เป็นศูนย์กลาง เช่น ที่ฮาร์ดดิสก์ของเครื่อง File Server ผู้ใช้สามารถใช้โปรแกรมร่วมกัน ได้จากแหล่งเดียวกัน ไม่ต้องเก็บโปรแกรมไว้ในแต่ละเครื่อง ให้ซ้ำซ้อนกัน นอกจากนั้นยังสามารถรวบรวม ข้อมูลต่าง ๆ จัดเก็บเป็นฐานข้อมูล ผู้ใช้สามารถใช้สารสนเทศ จากฐานข้อมูลกลาง ผ่านระบบเครือข่ายคอมพิวเตอร ์ที่ใช้งานได้อย่างสะดวกสบาย โดยไม่ต้องเดินทางไปสำเนาข้อมูลด้วยตนเอง เพราะใช้การเรียกใช้ข้อมูล ผ่านระบบเครือข่ายคอมพิวเตอร์นั่นเอง
- สามารถติดต่อสื่อสารระยะไกลได้ (Telecommunication) การเชื่อมต่อคอมพิวเตอร์ เป็นเครือข่าย ทั้งประเภทเครือข่าย LAN , MAN และ WAN ทำให้คอมพิวเตอร์ สามารถสื่อสารแลกเปลี่ยนข้อมูล ระยะไกลได ้โดยใช้ซอฟต์แวร์ประยุกต์ ทางด้านการติดต่อสื่อสาร โดยเฉพาะอย่างยิ่ง ในระบบเครือข่ายอินเทอร์เน็ต มีการให้บริการต่าง ๆ มากมาย เช่น การโอนย้ายไฟล์ข้อมูล การใช้จดหมายอิเล็กทรอนิกส์ (Electronic Mail) การสืบค้นข้อมูล (Serach Engine) เป็นต้น
- สามารถประยุกต์ใช้ในงานด้านธุรกิจได้ (ฺBusiness Applicability) องค์กรธุรกิจ มีการเชื่อมโยงเครือข่ายคอมพิวเตอร์ เพื่อประโยชน์ทางธุรกิจ เช่น เครือข่ายของธุรกิจธนาคาร ธุรกิจการบิน ธุรกิจประกันภัย ธุรกิจการท่องเที่ยว ธุรกิจหลักทรัพย์ สามารถดำเนินธุรกิจ ได้อย่างรวดเร็ว ตอบสนองความพึงพอใจ ให้แก่ลูกค้าในปัจจุบัน เริ่มมีการใช้ประโยชน์จากเครือข่าย Internet เพื่อทำธุรกิจกันแล้ว เช่นการสั่งซื้อสินค้า การจ่ายเงินผ่านระบบธนาคาร เป็นต้น
การใช้แสงเป็นสื่อในการนำสัญญาณแล้วส่งไปในตัวกลางต่างๆ นั้น ได้เริ่มขึ้นจากนักวิทยาศาสตร์ชาวอังกฤษชื่อ จอห์น ทินดัล ( John Tyndall ) ได้พบว่าแสงสามารถส่งผ่านไปตามลำได้ตั้งแต่ปี พ. ศ. 2413 จาก จุดเริ่มต้นนี้ก็ได้มีความพยายามกันเป็นเวลานานที่จะทำให้ ปรากฏการณ์นี้เป็นประโยชน์ในทางปฏิบัติได้ จนกระทั้งในปี พ.ศ. 2503 ก้าวสำคัญของการเปลี่ยนแปลงได้มาถึงเมื่อมีการทดลองใช้เลเซอร์เป็นครั้ง แรก ต่อมาในปี พ.ศ. 2509 ก็มีนักวิทยาศาสตร์สองคนของสหราชอาณาจักร ชื่อ ฮอคแคม ( G.A Hockham ) และเกา
( C.C. Kao ) ได้ทำการศึกษาวิจัยว่าตัวกลางที่ทำด้วยใยแก้วนำแสงสามารถส่งผ่านได้ 1% ของแสงอินพุตด้วยระยะทาง 1 กิโลเมตร และตัวกลางนี้จะเป็นคู่แข่งสำคัญกับสายทองแดงและสายหุ้มฉนวน ( Coaxial Cable ) จากนั้นความก้าวหน้าทางวัสดุศาสตร์เรื่อยมา จนปัจจุบันทำให้สามารถมีใยแก้วนำแสงที่มีการส่งผ่านแสงได้อย่างมี ประสิทธิภาพ หรือการสูญเสียต่ำได้ ใยแก้วนำแสงบางชนิดซึ่งอาจมีการสูญเสียต่ำ มากคือการสูญเสียเพียง 0.1 เดซิเบลต่อกิโลเมตร ( db\km ) เท่านั้น
โครงสร้างของใยแก้วนำแสง
ส่วนประกอบของใยแก้วนำแสงประกอบด้วยส่วนสำคัญ คือส่วน ที่เป็นแกนอยู่ตรงกลางหรือชั้นในที่หุ้มด้วยส่วนที่เป็นแคลด แล้วถูกหุ้มด้วยส่วนที่ป้องกัน ( Coating ) โยที่แต่ละส่วนนั้นทำด้วย วัสดุที่มีค่าดัชนีหักเหของแสงที่มีค่าแตกต่างกัน ทั้งนี้ต้องคำนึงถึงค่าหลักการหักเหและสะท้อนกลับมาหมดของแสงดังที่ได้กล่าว ไปแล้ว
แกน : เป็นส่วนตรงกลางของเส้นใยแก้วนำแสง และเป็นส่วนนำแสง โดยดัชนีหักเหของแสงส่วนนี้ต้องมากกว่าของส่วนแคลดแล้ว ลำแสงที่ไปในแกนจะถูกขังหรือเคลื่อนที่ไปตามเส้นใยแก้วนำ แสงด้วยขบวนการสะท้อนกลับหมดภายใน
การเดินทางของแสงในใยแก้วนำแสง
แสงสามารถแพร่กระจายเข้าไปในใยแก้วได้ โดยการสะท้อนหรือการหักเหแสง กล่าวคือแสงจะแพร่กระจายอย่างไร ขึ้นอยู่กับการแพร่กระจายและรูปแบบของดัชนีการหักเห โหมดของการ แพร่กระจายหรือโหมด หมายถึงทางเดิน ( Path ) ของแสงนั้นเอง ถ้าทางเดินของแสงมีเพียงทางเดียว ที่ทำให้แสงแพร่กระจายเข้าไปในใยแก้วนำแสงได้เรียกโหมดเดียว ( Single Mode ) ถ้า ทางเดินของแสงมีหลายทางๆ เรียกว่า มัลติโหมด ( Multimode ) หรืหลายโหมด แสดงการกระจายของแสงเข้าไปใน ใยแก้วแสงแบบโหมดเดียวและแบบหลายโหมด
- การใช้อุปกรณ์ร่วมกัน (Sharing of peripheral devices) เครือข่ายคอมพิวเตอร์ทำให้ผู้ใช้ สามารถใช้อุปกรณ์ รอบข้างที่ต่อพ่วงกับระบบคอมพิวเตอร์ ร่วมกันได้อย่างมีประสิทธิภาพ เช่นเครื่องพิมพ์ ดิสก์ไดร์ฟ ซีดีรอม สแกนเนอร์ โมเด็ม เป็นต้น ทำให้ประหยัดค่าใช้จ่าย ไม่ต้องซื้ออุปกรณ์ที่มีราคาแพง เชื่อมต่อพ่วงให้กับคอมพิวเตอร์ทุกเครื่อง
- การใช้โปรแกรมและข้อมูลร่วมกัน (Sharing of program and data) เครือข่ายคอมพิวเตอร์ ทำให้ผู้ใช้สามารถใช้โปรแกรม และข้อมูลร่วมกันได้ โดยจัดเก็บโปรแกรมไว้แหล่งเก็บข้อมูล ที่เป็นศูนย์กลาง เช่น ที่ฮาร์ดดิสก์ของเครื่อง File Server ผู้ใช้สามารถใช้โปรแกรมร่วมกัน ได้จากแหล่งเดียวกัน ไม่ต้องเก็บโปรแกรมไว้ในแต่ละเครื่อง ให้ซ้ำซ้อนกัน นอกจากนั้นยังสามารถรวบรวม ข้อมูลต่าง ๆ จัดเก็บเป็นฐานข้อมูล ผู้ใช้สามารถใช้สารสนเทศ จากฐานข้อมูลกลาง ผ่านระบบเครือข่ายคอมพิวเตอร ์ที่ใช้งานได้อย่างสะดวกสบาย โดยไม่ต้องเดินทางไปสำเนาข้อมูลด้วยตนเอง เพราะใช้การเรียกใช้ข้อมูล ผ่านระบบเครือข่ายคอมพิวเตอร์นั่นเอง
- สามารถติดต่อสื่อสารระยะไกลได้ (Telecommunication) การเชื่อมต่อคอมพิวเตอร์ เป็นเครือข่าย ทั้งประเภทเครือข่าย LAN , MAN และ WAN ทำให้คอมพิวเตอร์ สามารถสื่อสารแลกเปลี่ยนข้อมูล ระยะไกลได ้โดยใช้ซอฟต์แวร์ประยุกต์ ทางด้านการติดต่อสื่อสาร โดยเฉพาะอย่างยิ่ง ในระบบเครือข่ายอินเทอร์เน็ต มีการให้บริการต่าง ๆ มากมาย เช่น การโอนย้ายไฟล์ข้อมูล การใช้จดหมายอิเล็กทรอนิกส์ (Electronic Mail) การสืบค้นข้อมูล (Serach Engine) เป็นต้น
- สามารถประยุกต์ใช้ในงานด้านธุรกิจได้ (ฺBusiness Applicability) องค์กรธุรกิจ มีการเชื่อมโยงเครือข่ายคอมพิวเตอร์ เพื่อประโยชน์ทางธุรกิจ เช่น เครือข่ายของธุรกิจธนาคาร ธุรกิจการบิน ธุรกิจประกันภัย ธุรกิจการท่องเที่ยว ธุรกิจหลักทรัพย์ สามารถดำเนินธุรกิจ ได้อย่างรวดเร็ว ตอบสนองความพึงพอใจ ให้แก่ลูกค้าในปัจจุบัน เริ่มมีการใช้ประโยชน์จากเครือข่าย Internet เพื่อทำธุรกิจกันแล้ว เช่นการสั่งซื้อสินค้า การจ่ายเงินผ่านระบบธนาคาร เป็นต้น
ไม่มีความคิดเห็น:
แสดงความคิดเห็น