บทที่ 1 หลักการเบื้องต้นของการสื่อสาร

หลักการเบื้องต้นของการสื่อสาร

ความหมายของการสื่อสารข้อมูล

การสื่อสาร หมายถึง กระบวนการถ่ายทอดข้อมูลโดยผ่านช่องทางหรือสื่อระหว่างผู้ส่งและผู้รับ เพื่อให้เกิดความเข้าใจซึ่งกันและกัน

การสื่อสารข้อมูล หมายถึง กระบวนการหรือวิธีการถ่ายทอดข้อมูลระหว่างผู้ส่งและผู้รับที่อยู่ห่างไกลกันด้วยระบบการสื่อสารโทรคมนาคม (Telecommunication) เป็นสื่อกลางในการส่งข้อมูล

ระบบการสื่อสารโทรคมนาคมจะส่งข้อมูลผ่านสื่อหรือตัวกลาง เพื่อหลีกเลี่ยงการรบกวนจากภายนอก โดยการเปลี่ยนข้อมูลเป็นสัญญาณหรือรหัส เมื่อถึงปลายทางจะต้องถอดรหัส (สัญญาณคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า) เพื่อให้ผู้รับเข้าใจข้อมูลที่ถูกส่งมาถึง

การสื่อสารผ่านคอมพิวเตอร์

ปัจจุบันคอมพิวเตอร์มีขนาดเล็กลง ราคาไม่แพงมาก และมีประสิทธิภาพมากขึ้น ทำให้มีการขยายปริมาณการใช้เพิ่มขึ้น มีการเชื่อมต่อระหว่างคอมพิวเตอร์ขนาดเล็กกับคอมพิวเตอร์ขนาดใหญ่ที่สำนักงานใหญ่ เพื่อเรียกใช้ข้อมูลและแลกเปลี่ยนข้อมูลระหว่างกัน โดยการเชื่อมเข้ากับโปรเซสเซอร์ของคอมพิวเตอร์หลัก ผ่านซอฟต์แวร์หลักที่เรียกว่า อุปกรณ์อินเตอร์เฟซ (Interface) โดยใช้สายโทรศัพท์เป็นสื่อกลางในการถ่ายทอดข้อมูล

โมเด็ม (MODEM : Modulation-Demodulation Device) เป็นอุปกรณ์อินเตอร์เฟซที่สำคัญของระบบการสื่อสารผ่านคอมพิวเตอร์

ภาพการใช้โมเด็มเชื่อมโยงเครือข่าย

พื้นฐานการสื่อสารข้อมูลและเครือข่าย

ปัจจุบันเทคโนโลยีทางคอมพิวเตอร์มีความก้าวหน้าอย่างยิ่ง มีสมรรถนะด้านความเร็วในการประมวลผลสูงมาก สามารถต่อพ่วงกับอุปกรณ์รอบข้างที่มีประสิทธิภาพและทันสมัย มีความสะดวกในการใช้งาน ในขณะเดียวกันกลับมีขนาดเล็กลงจนสามารถพกพาไปไหนมาไหนได้ อีกทั้งปัจจัยด้านราคาก็ลดลงอย่างเห็นได้ชัดหากเทียบสัดส่วนกับราคาในทศวรรษที่ผ่านมา ด้วยเหตุนี้ ทำให้คอมพิวเตอร์เข้ามามีบทบาทในชีวิตประจำวันของมนุษย์ ทุกเพศ ทุกวัย เพิ่มขึ้น เรื่อย ๆ มีการใช้งานอย่างแพร่หลายตามบ้านเรือน สถาบันการศึกษา ตลอดจนหน่วยงานภาครัฐหรือภาคเอกชนทั่วไป ทิศทางความก้าวหน้าของระบบคอมพิวเตอร์ เริ่มจากการใช้งานส่วนตัวภายในเครื่องเพียงเครื่องเดียว (stand alone) จากนั้นจึงปรับเปลี่ยนมุ่งเน้นไปสู่แนวทางการเชื่อมต่อไปยังเครื่องอื่น เหตุผลเพราะต้องการใช้ทรัพยากรร่วมกัน ใช้เป็นอุปกรณ์สื่อสารระหว่างกัน และใช้เพื่อการแลกเปลี่ยนถ่ายโอนข้อมูลระหว่างกัน ก่อให้เกิดเป็นเครือข่ายของการเชื่อมต่อสื่อสารจำนวนมากที่เรียกว่าเครือข่ายคอมพิวเตอร์ (computer network)

ความก้าวหน้าทางเครือข่ายคอมพิวเตอร์และการสื่อสารข้อมูลที่เห็นได้ชัดคือ การเติบโตของเครือข่ายอินเทอร์เน็ต ซึ่งถือได้ว่าเป็นเครือข่ายคอมพิวเตอร์ที่มีขนาดใหญ่ที่สุดในปัจจุบัน ส่วนของการสื่อสารข้อมูลจากที่เคยถูกจำกัดด้วยระยะทาง ปริมาณของการเชื่อมต่อ ความแตกต่างทางเทคโนโลยี หรือแม้กระทั่งข้อจำกัดทางวัฒนธรรม ได้รับการปรับปรุงและพัฒนาจนสามารถติดต่อสื่อสารข้อมูลกันได้ทั่วโลก

โครงสร้างของการสื่อสารข้อมูลอิเล็กทรอนิกส์
โครงสร้างของการสื่อสารข้อมูลอิเล็กทรอนิกส์ เป็นการถ่ายโอนหรือแลกเปลี่ยนข้อมูลกันระหว่างต้นทาง (source) และปลายทาง (destination) ผ่านทางอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์หรือคอมพิวเตอร์ เพราะระบบการสื่อสารข้อมูลอิเล็กทรอนิกส์ จำเป็นต้องอาศัยอุปกรณ์หรือเครื่องมืออิเล็กทรอนิกส์ในการควบคุมการโอนถ่ายข้อมูล (transmitter) และมีอุปกรณ์ที่ใช้ควบคุมการรับข้อมูล (receiver) ในฝั่งรับ กรณีที่ปลายทางไม่สามารถควบคุมการรับส่งได้เอง รวมทั้งต้องอาศัยสื่อกลางการส่ง (transmission medium) ในการรับส่งข้อมูล การสื่อสารข้อมูลด้วยคอมพิวเตอร์ส่วนใหญ่มักจะมีซอฟต์แวร์ควบคุมทำงานควบคู่ไปกับการทำงานของฮาร์ดแวร์ เพื่อให้การสื่อสารข้อมูลเป็นไปอย่างถูกต้อง ครบถ้วนและมีประสิทธิภาพตามความต้องการ หากเป็นการสื่อสารข้อมูลขนาดใหญ่ มีอุปกรณ์เชื่อมต่ออยู่เป็นจำนวนมาก มีระยะทางที่ห่างไกลกัน ก็จำเป็นต้องมีระบบการส่งผ่านข้อมูล (transmission system) มาช่วยในการโอนถ่ายข้อมูลจากต้นทางไปยังปลายทาง ดังรูป

อ้างอิง - ภาพ http://www.boardofstudies.nsw.edu.au/

องค์ประกอบพื้นฐานของการสื่อสารข้อมูล
1. ผู้ส่งข้อมูล/แหล่งกำเนิดข้อมูลข่าวสาร ( Sender / Source )

ผู้ส่งหรือแหล่งกำเนิดข่าวสาร คือ อุปกรณ์ที่ใช้สำหรับส่งข้อมูลข่าวสาร ซึ่งอาจเป็นเครื่องคอมพิวเตอร์ เวิร์กสเตชัน โทรศัพท์ กล้องวิดีโอ เป็นต้น

2. ผู้รับ/จุดหมายปลายทาง ( Receiver / Destination )

ผู้รับหรือจุดหมายปลายทาง คือ อุปกรณ์ที่ใช้สำหรับส่งข้อมูลข่าวสาร ซึ่งอาจเป็นเครื่องคอมพิวเตอร์ เวิร์กสเตชัน โทรศัพท์ โทรทัศน์ เป็นต้น

3. ข้อมูล/ข่าวสาร (Message)

ข่าวสารในที่นี้คือ ข้อมูลหรือสารสนเทศต่าง ๆ ที่อาจประกอบด้วยข้อความ ตัวเลข รูปภาพ เสียง หรือวิดีโอ หรืออาจเป็นสิ่งที่กล่าวมานั้นมารวมกัน เช่น ภาพพร้อมเสียง ซึ่งเรียกว่าสื่อประสม (Multimedia) ข้อมูลข่าวสารที่ส่งไปจะถูกทำการเข้ารหัส (Encoding ) เพื่อส่งผ่านตัวกลางส่งข้อมูล และเมื่อปลายทางได้รับข้อมูลที่ส่งมาก็จะทำการถอดรหัส (Decoding) เพื่อให้กลับมาเป็นข้อมูลดั้งเดิม อย่างไรก็ตามระหว่างข้อมูลข่าวสารกำลังเดินทางมาถึงปลายทาง ก็อาจมีสัญญาณรบกวนได้

4. ตัวกลางในการส่งข้อมูล ( Transmission Medium )

ตัวกลางในการส่งข้อมูลในที่นี้ก็ คือ เส้นทางเชิงกายภาพที่ใช้สำหรับการลำเลียงข้อมูลข่าวสารจากผู้ส่งไปยังจุดหมายปลายทาง โดยตัวกลางในการส่งข้อมูลก็จะมีทั้งแบบมีสาย เช่น สายเคเบิล สายคู่บิดเกลียว สายไฟเบอร์ออปติค แลตัวกลางในการส่งข้อมูลแบบไร้สาย เช่น คลื่นวิทยุ ไมโครเวฟ ดาวเทียม เป็นต้น

5. โปรโตคอล ( Protocol )

โปรโตคอล คือ กฏเกณฑ์ ระเบียบ หรือข้อปฏิบัติต่าง ๆ ที่กำหนดขึ้นมาใช้เป็นข้อตกลงระหว่างผู้รับและผู้ส่ง เพื่อใช้สำหรับเป็นมาตรฐานในการกำหนดบทบาทหน้าที่ในการสื่อสารข้อมูลให้ถูกต้องตรงกัน ถึงแม้อุปกรณ์ทั้งสองฝั่งจะเชื่อมต่อกันได้ หากไม่มีโปรโตคอล ก็จะไม่สามารถสื่อสารกันได้ และอาจส่งผลให้การสื่อสารล้มเหลวในที่สุด

ความรู้พื้นฐานของการสื่อสารข้อมูลทางอิเล็กทรอนิกส์

การสื่อสารข้อมูลทางอิเล็กทรอนิกส์ คือ การแลกเปลี่ยนข้อมูลระหว่างต้นทางและปลายทาง โดยใช้อุปกรณ์ทางอิเล็กทรอนิกส์ ซึ่งเชื่อมต่อกันอยู่ด้วยสื่อกลางชนิดใดชนิดหนึ่งระบบเครือข่ายคอมพิวเตอร์ คือ ระบบการเชื่อมโยงระหว่างคอมพิวเตอร์ตั้งแต่สองตัวขึ้นไป เพื่อให้สามารถทำการสื่อสารแลกเปลี่ยนข้อมูลทางอิเล็กทรอนิกส์ระหว่างกันได้

ชนิดของสัญญาณทางอิเล็กทรอนิกส์สามารถแบ่งได้เป็น

1 ชนิดของสัญญาณทางอิเล็กทรอนิกส์ สามารถแบ่งได้เป็น

1.1 สัญญาณอนาล็อก

สัญญาณอนาล็อก(Analog Signal) หมายถึง สัญญาณที่เกี่ยวข้องกับข้อมูลแบบต่อเนื่อง(Continuous Data) ที่มีขนาดไม่คงที่ มีลักษณะเป็นเส้นโค้งต่อเนื่องกันไป โดยการส่งสัญญาณแบบอนาล็อกจะถูกรบกวนให้มีการแปลความหมายผิดพลาดได้ง่าย เช่น สัญญาณเสียงในสายโทรศัพท์ เป็นต้น

1.2 สัญญาณดิจิตอล

สัญญาณดิจิตอล(Digital Signal) หมายถึง สัญญาณที่เกี่ยวข้องกับข้อมูลแบบไม่ต่อเนื่อง(Discrete Data) ที่มีขนาดแน่นอนซึ่งขนาดดังกล่าวอาจกระโดดไปมาระหว่างค่าสองค่า คือ สัญญาณระดับสูงสุดและสัญญาณระดับต่ำสุด ซึ่งสัญญาณดิจิตอลนี้เป็นสัญญาณที่คอมพิวเตอร์ใช้ในการทำงานและติดต่อสื่อสารกัน

2 ทิศทางการสื่อสารข้อมูล
สามารถแบ่งทิศทางการสื่อสารข้อมูลได้เป็น 3 แบบ คือ
2.1 แบบทิศทางเดียว(Simplex) ข้อมูลจะถูกส่งจากทิศทางหนึ่งไปยังอีกทิศทางหนึ่ง โดยไม่สามารถส่งย้อนกลับมาได้ เช่น ระบบวิทยุ หรือโทรทัศน์

2.2 แบบกึ่งสองทิศทาง(Half Duplex) ข้อมูลสามารถส่งสลับกันได้ทั้ง 2 ทิศทาง โดยต้องผลัดกันส่งครั้งละทิศทางเท่านั้น ตัวอย่างเช่น วิทยุสื่อสารแบบผลัดกันพูด

2.3 แบบสองทิศทาง(Full Duplex) ข้อมูลสามารถส่งพร้อมๆ กันได้ทั้ง 2 ทิศทางอย่างอิสระ ตัวอย่างเช่น ระบบโทรศัพท์

3. การสื่อสารข้อมูลแบบอนุกรมและแบบขนานการสื่อสารข้อมูลแบบอนุกรมจะเป็นการส่งข้อมูลทีละบิตต่อครั้งผ่านสายสื่อสาร ขณะที่การสื่อข้อมูลแบบขนานจะส่งข้อมูลเป็นชุดของบิตพร้อมๆ กันในแต่ละครั้ง ซึ่งทำให้การส่งข้อมูลแบบขนานสามารถทำได้เร็วกว่า แต่จะเสียค่าใช้จ่ายสูงกว่าเช่นกัน เนื่องจากสายที่ใช้จะต้องมีช่องสัญญาณจำนวนมาก เช่น 8 ช่อง เพื่อให้สามารถส่งข้อมูลได้ 8 บิตพร้อมกัน

แบบอนุกรม

ชนิดของสัญญาณทางอิเล็กทรอนิกส์

สามารถแบ่งออกเป็น 2 ประเภทคือ
1. สัญญาณอะนาล็อก ( Analog Signal ) หมายถึง สัญญาณที่เกี่ยวข้องกับข้อมูลแบบต่อเนื่องที่มีขนาดไม่คงที่ มีลักษณะเป็นเส้นโค้งต่อเนื่องกันไป โดยการส่งสัญญาณแบบอะนาล็อกจะถูกรบกวน ให้มีการแปลความหมายผิดพลาดได้ง่าย เช่น สัญญาณในสายเสียงโทรศัพท์ เป็นต้น

2. สัญญาณดิจิตอล ( Digital Signal ) หมายถึง สัญญาณที่เกี่ยวข้องกับข้อมูลแบบไม่ต่อเนื่อง ที่มีขนาดแน่นอน ซึ่งขนาดดังกล่าวอาจกระโดดไปมาระหว่างคำสองคำ คือ สัญญาณระดับสูงสุดและสัญญาณระดับต่ำสุด ซึ่งสัญญาณดิจิตอลนี่เป็นสัญญาณที่คอมพิวเตอร์ใว้ในการทำงานและติดต่อสื่อสารกัน

ความหมายของคำที่ใช้ในการสื่อสาร

การติดต่อสื่อสารเป็นสิ่งที่เกิดขึ้นควบคู่มากับมนุษย์ เนื่องจากมนุษย์ต้องอยู่รวมกันเป็นกลุ่มเป็นก้อน โดยมนุษย์ใช้ภาษาเป็นสื่อในการส่งข้อมูล แลกเปลี่ยนข้อมูลซึ่งกันและกัน โดยมีอากาศเป็นตัวกลาง ซึ่งในภาษาที่มนุษย์ใช้สื่อสารกันนั้น จะต้องมีข้อตกลงกันว่าแต่ละสัญลักษณ์ หรือคำพูด แทนหรือหมายถึงสิ่งใด มนุษย์ได้คิดค้นวิธีการและเครื่องมือที่ใช้ในการติดต่อสื่อสารกันมาตั้งแต่สมัยโบราณแล้ว ยกตัวอย่างเช่น การใช้สัญญาณควันไฟของชาวอินเดียแดง หรือการใช้ม้าเร็วในการส่งสาส์น จนกระทั่งพัฒนามาเป็นการใช้โทรเลข วิทยุ โทรทัศน์ โทรศัพท์ และอินเทอร์เน็ต
ความหมายของการสื่อสารข้อมูล เกิดจากคำสองคำ คือ การสื่อสาร (Communication) ซึ่งหมายถึง การส่งเนื้อหาจากฝ่ายหนึ่งไปยังอีกฝ่ายหนึ่ง และคำว่าข้อมูล (Data) หมายถึง ข้อเท็จจริงหรือสิ่งที่ถือหรือยอมรับว่าเป็นข้อเท็จจริงสำหรับใช้เป็นหลักอนุมานหาความจริงหรือการคำนวณ [17] ซึ่งในที่นี้เราจะหมายถึงข้อมูลที่เกิดขึ้นจากเครื่องคอมพิวเตอร์ในรูปตัวเลข 0 หรือ 1 ต่อเนื่องกันไป ซึ่งเป็นค่าที่เครื่องคอมพิวเตอร์เข้าใจ นั่นคือ การสื่อสารข้อมูล หมายถึง การส่งเนื้อหาที่อยู่ในรูปตัวเลขฐานสองที่เกิดจากอุปกรณ์หรือเครื่องคอมพิวเตอร์ตั้งแต่ 2 เครื่องขึ้นไป โดยมีจุดประสงค์เพื่อต้องการติดต่อ แลกเปลี่ยนข้อมูลข่าวสาร ตลอดจนแบ่งปันการใช้ทรัพยากรที่มีอยู่ให้เกิดประโยชน์สูงสุด

รูปแบบของการสื่อสารข้อมูล (Communications Model)

จุดมุ่งหมายหลักของระบบสื่อสารคือ การแลกเปลี่ยนข้อมูลระหว่างสองฝ่าย โดยฝ่ายหนึ่งอาจรับข้อมูลหรือส่งเพียงอย่างเดียว หรืออาจมีทั้งการรับและส่งได้ทั้งสองฝ่าย จาก (รูปที่ 2.2) แสดงการติดต่อสื่อสารกัน ระหว่างเครื่องคอมพิวเตอร์ที่เป็น Workstation กับเครื่อง Server ผ่านระบบเครือข่ายโทรศัพท์สาธารณะ องค์ประกอบพื้นฐานของโครงสร้างระบบสื่อสารประกอบด้วย

1. อุปกรณ์ต้นทาง (Source) อุปกรณ์นี้ทำหน้าที่สร้างข้อมูลขึ้นมา ที่ใช้ในการกระจายออกไป

2. อุปกรณ์กระจายข้อมูล (Transmitter) โดยปกติข้อมูลที่สร้างขึ้นมา จากต้นทาง ไม่สามารถกระจายหรือส่งข้อมูลในรูปแบบนั้นให้กับผู้รับอื่นได้โดยตรง จำเป็นต้องอาศัยตัวกระจายข้อมูล (Transmitter) ซึ่งจะทำหน้าที่เปลี่ยนแปลง รูปแบบข้อมูลให้อยู่ ในสภาพที่เป็นคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า (Electromagnetic Signals) แล้วส่งผ่านเข้าไปในระบบรับส่งข้อมูล (Transmission System) ตัวอย่างเช่นข้อมูลที่สร้างขึ้นจากอุปกรณ์ต้นทาง (Source) เครื่องคอมพิวเตอร์ ก่อนที่จะส่งออกไปจะต้องมีโมเด็ม (Modem) ทำหน้าที่แปลงสัญญาณดิจิตอล (Digital Bit Stream) ไปเป็นสัญญาณอนาลอก (Analog Signal) ซึ่งเป็นสถานะของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า ส่งผ่านเข้าไปในระบบเครือข่ายโทรศัพท์ (Telephone Network)

3. ระบบการส่งสัญญาณ (Transmission) จะทำหน้าที่เป็นตัวนำพาสัญญาณจากเครื่องส่งหรืออุปกรณ์ส่งสัญญาณไปยังอุปกรณ์รับสัญญาณ ซึ่ง transmission หรือเรียกอีกอย่างหนึ่งว่าเป็นสื่อนำสัญญาณ (media) ซึ่งมีอยู่ด้วยกันหลายลักษณะทั้งสื่อนำสัญญาณแบบมีสารและไร้สาย

4. อุปกรณ์รับสัญญาณ (Receiver) อุปกรณ์ที่เป็น receiver จะทำหน้าที่รับสัญญาณจากระบบกระจายสัญญาณ (transmission system) แล้วเปลี่ยนแปลงสัญญาณกลับเป็นรูปแบบที่เหมือนกับต้นฉบับก่อนที่จะส่งออกมาจากต้นทาง ทำให้อุปกรณ์ปลายทาง ซึ่งอาจเป็นเครื่องคอมพิวเตอร์สามารถจัดการกับข้อมูล ที่รับเข้ามาได้ เช่น โมเด็ม (Modem) จะเปลี่ยนสัญญาณอนาลอก (analog) กลับไปเป็นสัญญาณดิจิตอล (digital) ให้เครื่อง คอมพิวเตอร์ปลายทางอ่านข้อมูลหรือจัดการกับข้อมูลได้

5. อุปกรณ์ปลายทาง (Destination) รับข้อมูลเข้ามาจาก อุปกรณ์รับสัญญาณ (receiver)

ลักษณะข้อมูลแบบดิจิตอล

บิต (Bit)

เป็นหน่อยข้อมูลดิจิตอลที่เล็กที่สุด ใช้ระบบคอมพิวเตอร์แบบดิจิตอลและทฤษฎีข้อมูลข้อมูลของบิตมีสถานะที่เป็นไปได้ 2 สถานะคือ

บิต 0 (ปิด)

บิต 1 (เปิด)