การสื่อสารข้อมูลและเครือข่ายคอมพิวเตอร์

การสื่อสารข้อมูลและเครือข่ายคอมพิวเตอร์
           เทคโนโลยีคมนาคมและการสื่อสารนำมาประยุกต์ใช้เพื่อพัฒนาและปรับปรุงการ ดำเนินงานทางธุรกิจโดยมีวัตถุประสงค์หลัก 4 ประการดังนี้
          1.  เพื่อการสื่อสารทางธุรกิจที่ดีขึ้น
          2.  เพื่อให้การดำเนินงานมีประสิทธิภาพสูงขึ้น
          3.  เพื่อการกระจายข้อมูลที่ดีขึ้น
          4.  เพื่อการจัดการกระบวนการธุรกิจที่สะดวกขึ้น

UploadImage

องค์ประกอบของการสื่อสาร
          1.  ผู้ส่งข้อมูล (Sender) ทำหน้าที่ส่งข้อมูล
          2.  ผู้รับข้อมูล (Receiver) ทำหน้าที่รับข้อมูล
          3.  ข้อมูล (Data) ข้อมูลที่ผู้ส่งข้อมูลต้องการส่งไปยังผู้รับข้อมูล อาจอยู่ในรูปของข้อความ เสียง ภาพเคลื่อนไหว
          4.  สื่อนำข้อมูล (Medium) ทำหน้าที่เป็นตัวกลางในการขนถ่ายข้อมูล เช่น สายเคเบิล ใยแก้วนำแสง อากาศ
          5.  โปรโตคอล (Protocol) กฎหรือวิธีที่ถูกกำหนดขึ้นเพื่อการสื่อสารข้อมูลในรูปแบบตามวิธีการสื่อสาร ที่ตกลง กันระหว่าง ผู้ส่งข้อมูล กับ ผู้รับข้อมูล
การใช้เทคโนโลยีการสื่อสาร
          การสื่อสารข้อมูลและเครือข่ายคอมพิวเตอร์ ในยุคปัจจุบัน ได้ตะหนักถึง ความสำคัญในการนำเทคโนโลยีคมนาคมและการสื่อสารมาช่วยงานเพื่อเพิ่ม ประสิทธิภาพของการดำเนินงาน ซึ้งการประยุกต์เทคโนโลยีการสื่อสารในองค์การมีดังนี้
ไปรษณีย์อิเล็กทรอนิกส์ (Electronic Mail : E-mail)
          การใช้อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ เช่น โทรศัพท์มือถือ คอมพิวเตอร์ และพีดีเอ ส่งข้อความอิเล็กทรอนิกส์ไปยังบุคคลอื่น โดยการสื่อสารนี้บุคคลที่ทำการสื่อสารจะต้องมีชื่อและที่อยู่ในรูปแบบอีเมล์ แอดเดรส
โทรสาร (Facsimile หรือ Fax)
          เป็นการส่งข้อมูล ซึ่งอาจเป็นข้อความที่เขียนขึ้นด้วยมือหรือการพิมพ์ รูปภาพ หรือกราฟต่างๆ จากเครื่องคอมพิวเตอร์และอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์อื่นๆ ที่มีอุปกรณ์ที่เรียกว่าแฟกซ์-โมเด็มไปยังเครื่องรับโทรสาร การส่งข้อความในลักษณะนี้ช่วยประหยัดค่าใช้จ่ายและมีประสิทธิภาพสูงกว่าการ ส่งข้อมูลผ่านเครื่องโทรสารธรรมดา
วอยซ์เมล (Voice Mail)              
          เป็นการส่งข้อความเป็นเสียงพูดให้กลายเป็นข้อความอิเล็กทรอนิกส์ผ่านระบบ เครือข่ายการสื่อสารข้อความจะถูกบันทึกไว้ในอุปกรณ์บันทึกเสียงที่เรียกว่าว อยซ์เมล์บ็อกซ์ เมื่อผู้รับเปิดฟังข้อความดังกล่าวก็จะถูกแปลงกลับไปอยู่ในรูปแบบของเสียง พูดตามเดิม
การประชุมทางไกลอิเล็กทรอนิกส์ (Video Conferencing)              
          เป็นการสื่อสารข้อมูลโดยการส่งภาพและเสียงจากฝ่ายหนึ่งไปยังอีกฝ่ายหนึ่ง ในการใช้ Video Conferencing จะต้องมีอุปกรณ์สำหรับการบันทึกภาพและอุปกรณ์บันทึกเสียง โดยที่ภาพและเสียงที่ส่งไปนั้นอาจเป็นภาพเคลื่อนไหวที่มีเสียงประกอบได้ การประชุมทางไกลอิเล็กทรอนิกส์ช่วยประหยัดเวลาและค่าใช้จ่ายในการเดินทางไป ประชุม
การระบุตำแหน่งด้วยดาวเทียม(Global Positioning Systems : GPSs)              
          เป็นระบบที่ใช้วิเคราะห์และระบุตำแหน่งของคน สัตว์ หรือสิ่งของที่เป็นเป้าหมายของระบบ การวิเคราะห์ตำแหน่งทำได้โดยใช้ดาวเทียมระบุตำแหน่ง ปัจจุบันมีการนำไปใช้ในระบบการเดินเรือ เครื่องบินและเริมพัฒนามาใช้เพื่อระบุตำแหน่งของรถยนต์ด้วย
กรุ๊ปแวร์(groupware)              
           เป็นโปรแกรมประยุกต์ที่ช่วยสนับสนุนการทำงานของกลุ่มบุคคลให้สามารถทำงาน ร่วมกัน การใช้ทรัพยากรและสารสนเทศร่วมกันโดยผ่านระบบเครือข่าย
การโอนเงินทางอิเล็กทรอนิกส์(Electronic Fund Transfer : EFT)              
          ปัจจุบันผู้ใช้สามารถชำระค่าสินค้าและบริการโดยการโอนเงินทางอิเล็กทรอนิกส์ จากบัญชีธนาคารที่ให้บริการโอนเงินอัตโนมัติด้วยเทคโนโลยีการสื่อสารที่ทัน สมัย กิจกรรมที่ประยุกต์ใช้กันเป็นประจำ ได้แก่ การโอนเงินผ่านทางตู้ ATM
การแลกเปลี่ยนข้อมูลอิเล็กทรอนิกส์(Electronic Data Interchange : EDI)              
          เป็นระบบแลกเปลี่ยนข้อมูลเชิงทางอิเล็กทรอนิกส์ระหว่างองค์การ โดยใช้แบบฟอร์มของเองกสารอิเล็กทรอนิกส์ที่มีรูปแบบมาตรฐานสากล เช่น การส่งใบสั่งสินค้า ใบส่งของ ใบเรียกเก็บเงิน                
 การระบุลักษณะของวัตถุด้วยคลื่นความถี่วิทยุ(RFID)
          เป็นระบบระบุลักษณะของวัตถุด้วยคลื่นความถี่วิทยุ ปัจจุบันมีการนำ RFID ไปประยุกต์ใช้งานหลากหลายประเภท เช่น ห่วงโซ่อุปทาน ระบบโลจิสติกส์การตรวจสอบฉลากยา การใช้ในฟาร์มเลี้ยงสุกร บัตรทางด่วน บัตรรถไฟฟ้าใต้ดิน ระบบหนังสือเดินทางอิเล็กทรอนิกส์

UploadImage

ชนิดของสัญาณข้อมูล

ชนิดของสัญญาณข้อมูล
          1.  สัญญาณแอนะล็อก(Analog Signal)              
          เป็นสัญญาณแบบต่อเนื่อง มีลักษณะเป็นคลื่นไซน์ (Sine Wave) โดยที่แต่ละคลื่นจะมีความถี่และความเข้มของสัญญาณที่ต่างกัน เมื่อนำสัญญาณข้อมูลเหล่านี้มาผ่านอุปกรณ์รับสัญญาณและแปลงสัญญาณและแปลง สัญญาณก็จะได้ข้อมูลที่ต้องการ
เฮิรตซ์  (Hertz) คือหน่วยวัดความถี่ของสัญญาณข้อมูลแบบแอนะล็อก วิธีวัดความถี่จะนับจำนวนรอบของสัญญาณที่เกิดขึ้นภายใน 1 วินาที เช่น ความถี่ 60 Hz หมายถึง ใน 1 วินาที สัญญาณมีการเปลี่ยนแปลงระดับสัญญาณ 60 รอบ              
          2.  สัญญาณดิจิทัล(Digital Signal)              
          สัญญาณดิจิทัลเป็นสัญญาณแบบไม่ต่อเนื่อง รูปสัญญาณของสัญญาณมีความเปลี่ยนแปลงที่ไม่ปะติดปะต่ออย่างสัญญาณแอนะล็อก ในการสื่อสารด้วยสัญญาณดิจิทัล ข้อมูลในคอมพิวเตอร์ซึ่งเป็นเลขฐานสอง (0และ1) จะถูกแทนด้วยสัญญาณดิจิทัล                 Bit Rate เป็นอัตราความเร็วในการส่งข้อมูลแบบดิจิทัล วิธีวัดความเร็วจะนับจำนวนบิตข้อมูลที่ส่งได้ในช่วงระยะเวลา 1 วินาที เช่น 14,400 bps หมายถึง มีความเร็วในการส่งข้อมูลจำนวน 14,4001 บิตในระยะเวลา 1 วินาที              
โมเด็ม(Modulator DEModulator หรือ Modem)                  
          โมเด็ม(Modem) เป็นอุปกรณ์ที่ทำหน้าที่แปลงสัญญาณดิจิทัลจากเครื่องคอมพิวเตอร์ให้เป็น สัญญาณแอนะล็อก ความเร็วในการสื่อสารข้อมูลของโมเด็มวันเป็นบิตต่อวินาที (bit per second หรือ bps) ความเร็วของโมเด็มโดยทั่วไปมีความเร็วเป็น 56 กิโลบิตต่อวินาที
ทิศทางการส่งข้อมูล(Transmission Mode) สามารถจำแนกทิศทางการส่งข้อมูลได้ 3 รูปแบบ
          1.  การส่งข้อมูลแบบทิศทางเดียว (Simplex Transmission)
          2.  การส่งข้อมูลแบบสองทิศทางสลับกัน (Half-Duplex Transmission)
          3.  การส่งข้อมูลแบบสองทิศทางพร้อมกัน (Full-Duplex Transmission)
ตัวกลางการสื่อสาร
          1.  สื่อนำข้อมูลแบบมีสาย(Wired Media)  สื่อข้อมูลแบบมีสายที่นิยมใช้มี 3 ชนิดดังนี้
               -  สายคู่บิดเกลียว (Twisted-Pair Cable)              
                  สายคู่บิดเกลียว เป็นสายสัญญาณนำข้อมูลไฟฟ้า สายแต่ละเส้นมีลักษณะคล้ายสายไฟทั่วไป จำนวนสายจะมีเป็นคู่ เช่น 2 , 4 หรือ 6 เส้น แต่ละคู่จะมีพันบิดเกลียว การบิดเกลียวนี้จะช่วยลดสัญญาณรบกวนที่เกิดขึ้นในการส่งข้อมูล ทำให้สามารถส่งข้อมูลได้ไกลกว่าปกติ
                -  สายโคแอกเชียล (Coaxial Cable)              
           สายโคแอกเชียล เป็นสายสัญญาณนำข้อมูลไฟฟ้า มีความถี่ในการส่งข้อมูลประมาณ 100 MHz ถึง500 MHz สายโคแอกเชียลมีความมเร็วในการส่งข้อมูลและราคาสูงกว่าสายบิดเกลียว
                -  สายใยแก้วนำแสง(Optical Fiber Cable)              
          สายสัญญาณทำจากใยแก้วหรือสารนำแสงหุ้มด้วยวัสดุป้องกันแสง มีความเร็วในการส่งสูงกับความเร็วแสง สามารถใช้ในการส่งข้อมูลที่มีความถี่สูงได้ สัญญาณที่ส่งผ่านสายใยแก้วนำแสง คือ แสง และ สัญญาณรบกวนจากภายนอกมีเพียงอย่างเดียว คือ แสงจากภายนอก
          2.  สื่อนำข้อมูลแบบไร้สาย(Wireless Media) การสื่อสารข้อมูลแบบไร้สาย จะใช้อากาศเป็นตัวกลางของการสื่อสาร เช่น
                - แสงอินฟราเรด (Infrared)  เป็นการสื่อสารข้อมูลโดยใช้แสงอินฟราเรดเป็นสื่อกลาง การสื่อสารประเภทนี้นิยมใช้สำหรับการสือสารข้อมูลระยะใกล้ เช่น การสื่อการจากรีโมทคอนโทรลไปยังเครื่องรับวิทยุหรือโทรทัศน์
                -  สัญญาณวิทยุ (Radio Wave)  เป็นสื่อนำข้อมูลแบบไร้สาย (Wireless Media) ที่มีการส่งข้อมูลเป็นสัญญาณคลื่อนวิทยุไปในอากาศไปยังตัวรับสัญญาณ
                -  ไมโครเวฟภาคพื้นดิน (Terrestrial Microwave) เป็นการสื่อสารไรสายอีกประเภทหนึ่ง การสื่อสารประเภทนี้จะมีเสาส่งสัญญาณไมโครเวฟที่อยู่ห่างๆ กัน ทำการส่งข้อมูลไปในอากาศไปยังเสารับข้อมูล
                -  การสื่อสารผ่านดาวเทียม (Satellite Communication)  เป็นการสื่อสารจากพื้นโลกที่มีการส่งสัญญาณข้อมูลไปยังดาวเทียม โดยดาวเทียมจะทำหน้าที่เป็นสถานีทวนสัญญาณ เพื่อจัดส่งสัญญาณต่อไปยังสถานีภาพพื้นดินอื่นๆ ระยะทางจะโลกถึงดาวเทียมประมาณ 22,000 ไมล์
หลักเกณฑ์การพิจารณาเลือกสื่อนำข้อมูล
          1.  ราคา
          2.  ความเร็ว
          3.  ระยะทาง
          4.  สัญญาณรบกวนที่อาจจะเกิดขึ้น
          5.  ความปลอดภัยของข้อมูล
มาตรฐานเครื่อข่ายไร้สาย (Wireless Networking Protocols)
          1. บลูทูธ (Bluetooth)
          2. ไวไฟ (Wi-Fi)
          3. ไว-แมกซ์ (Wi-MAX)

UploadImage
ที่มา.http://www.thaigoodview.com/node/53181

วิธีการโอนถ่ายข้อมูล

วิธีการถ่ายโอนข้อมูลเป็นการส่งสัญญาณออกจากเครื่องและรับสัญญาณเข้าไปในเครื่อง การถ่ายโอนข้อมูลสามารถจำแนกได้ 2 แบบ คือ

1. การถ่ายโอนข้อมูลแบบขนาน

การถ่ายโอนข้อมูลแบบขนาน  ทำได้โดยการส่งข้อมูลออกทีละ 1 ไบต์ หรือ 8 บิตจากอุปกรณ์ส่งไปยังอุปกรณ์รับ อุปกรณ์ตัวกลางระหว่างสองเครื่องจึงต้องมีช่องทางให้ข้อมูลเดินทางอย่างน้อย 8 ช่องทาง เพื่อให้กระแสไฟฟ้าผ่านโดยมากจะเป็นสายสัญญาณแบบขนาน ระยะทางของสายสัญญาณแบบขนานระหว่างสองเครื่องไม่ควรยาวเกิน 100 ฟุต เพราะอาจทำให้เกิดปัญหาสัญญาณสูญหายไปกับความต้านทานของสาย นอกจากนี้อาจมีปัญหาที่เกิดจากระดับไฟฟ้าสายดินที่จุดรับผิดไปจากจุดส่ง ทำให้เกิดการผิดพลาดในการรับสัญญาณทางฝ่ายรับ

นอกจากแกนหลักแล้วอาจจะมีทางเดินของสัญญาณควบคุมอื่น ๆ อีก เช่น บิตพาริตี ที่ใช้ในการตรวจสอบความผิดพลาดของการรับสัญญาณที่ปลายทางหรือสายที่ควบคุมการโต้ตอบ (hand-shake)
2.  การถ่ายโอนข้อมูลแบบอนุกรม

ในการถ่ายโอนข้อมูลแบบอนุกรม ข้อมูลจะถูกส่งออกมาทีละบิต ระหว่างจุดส่งและจุดรับ การส่งข้อมูลแบบนี้จะช้ากว่าแบบขนาน การถ่ายโอนข้อมูลแบบอนุกรมต้องการตัวกลางสำหรับการสื่อสารเพียงช่องเดียวหรือสายเพียงคู่เดียว ค่าใช้จ่ายจะถูกกว่าแบบขนานสำหรับการส่งระยะทางไกลๆ โดยเฉพาะเมื่อเรามีระบบการสื่อสารทางโทรศัพท์ไว้ใช้งานอยู่แล้ว ย่อมจะเป็นการประหยัดกว่าที่จะทำการติดต่อสื่อสารทีละ 8 ช่อง เพื่อการถ่ายโอนข้อมูลแบบขนาน

การถ่ายโอนข้อมูลแบบอนุกรมจะเริ่มโดยข้อมูลจากจุดส่งจะถูกเปลี่ยนให้เป็นสัญญาณอนุกรมเสียก่อน แล้วคอยทยอยส่งออกทีละบิตไปยังจุดรับ และที่จุดรับจะต้องมีกลไกในการเปลี่ยนข้อมูลที่ส่งมาทีละบิต ให้เป็นสัญญาณแบบขนานซึ่งลงตัวพอดี เช่น บิตที่ 1 ลงที่บัสข้อมูลที่ส่งมาทีละบิต ให้เป็นสัญญาณแบบขนานซึ่งลงตัวพอดี เช่น บิตที่ 1 ลงที่บัสข้อมูลเส้นที่ 1 ดังแสดงในรูป

การติดต่อแบบอนุกรมอาจจะแบ่งตามรูปแบบการรับ-ส่ง ได้ 3 แบบ คือ

1. สื่อสารทางเดียว (simplex) ข้อมูลส่งได้ทางเดียวเท่านั้น บางครั้งก็เรียกว่าการส่งทิศทางเดียว (unidirectional data bus)

2. สื่อสารสองทางครึ่งอัตรา (half duplex) ข้อมูลสามารถส่งได้ทั้งสองสถานี แต่จะต้องผลัดกันส่งและผลัดกันรับ จะส่งและรับพร้อมกันไม่ได้

3. สื่อสารสองทางเต็มอัตรา (full duplex) ทั้งสองสถานีสามารถรับและส่งได้ในเวลาเดียวกัน

ความเร็วของการถ่ายโอนข้อมูลแบบอนุกรม หน่วยวัดเป็นบิตต่อวินาที (bps) หน่วยที่บรรยายถึงการเปลี่ยนแปลงของสัญญาณใน 1 วินาที เรียกว่าอัตราบอด (baud rate) ซึ่งเมื่อนำมาคูณกับจำนวนบิตใน 1 บอด จะได้อัตราบิต (bit rate) ซึ่งแสดงถึงการเปลี่ยนแปลงของสัญญาณ 1 ครั้ง ถ้าเขียนในรูปของสมการคณิตศาสตร์ก็จะได้

อัตราบิต (bit rate) = อัตราบอด (baud rate) x (จำนวนบิตใน 1 บอด)

อุปกรณ์ที่ใช้ในการเชื่อมต่อระหว่างเครือข่าย

อุปกรณ์ที่ใช้ในการต่อระหว่างเครือข่ายมีมากมายหลายรูปแบบ เพื่อทำให้ระบบเครือข่ายขยายวงกว้างออกไป การขยายนี้ทำให้การใช้งานเป็นไปอย่างกว้างขวาง อุปกรณ์ประกอบที่สำคัญประกอบด้วย

1)  เครื่องบริการปลายทาง การขยายเครื่องบริการปลายทางของระบบออกไปจะเสมือนการต่อแบบ RS232 ออกมาจากแม่ข่าย (host) แต่ข้อดีคือ ใช้เครือข่ายเป็นตัวเชื่อมต่อได้ ทำให้ผู้ใช้เครื่องบริการปลายทางสามารถเลือกไปยังแม่ข่ายตัวใดในเครือข่ายก็ได้โครงสร้างการต่อเครื่องให้บริการปลายทางเป็นดังรูปที่ 1

รูปที่ 1 ตัวอย่างการต่อเชื่อมเครื่องบริการปลายทาง

รูปที่ 2 ตัวอย่างการต่อเชื่อมเครื่องบริการงานพิมพ์ในระบบเครือข่าย


รูปที่ 3 ตัวอย่างการต่อเชื่อมเครื่องบริการซีดีรอม


รูปที่ 4  ตัวอย่างการต่อเชื่อมเครื่องขยายสัญญาณขยายความยาว

รูปที่ 5 ตัวอย่างการต่อเชื่อมระหว่างเครือข่ายด้วยบริดจ์

รูปที่ 6 อุปกรณ์จัดเส้นทาง

2) เครื่องบริการงานพิมพ์  เป็นอุปกรณ์เชื่อมต่อกับเครือข่ายเพื่อทำให้การต่อเครื่องพิมพ์เข้ากับเครือข่ายได้หลายเรื่อง ในการใช้งานผู้ใช้ที่อยู่บนเครือข่ายสามารถเลือกใช้เครื่องพิมพ์เครื่องใดก็ได้ โดยการส่งแฟ้มออกมาพิมพ์ เครื่องบริการงานพิมพ์มีบัฟเฟอร์เพื่อจัดลำดับการพิมพ์ได้

3)  เครื่องบริการซีดีรอม  เป็นอุปกรณ์อ่านซีดีรอมเพื่อกำหนดเป็นฐานข้อมูลกลางเพื่อให้เครือข่ายเชื่อมกับตัวอ่างซีดีรอม ผู้ใช้ในเครือข่ายสามารถเรียกค้นข้อมูลจากฐานข้อมูลซีดีรอมได้ ปกติเครื่องบริการซีดีรอมจะประกอบด้วยตัวอ่านซีดีรอมซึ่งสามารถอ่านได้หลายแผ่น เพื่อสร้างเป็นฐานข้อมูลขนาดใหญ่

4)  เครื่องขยายสัญญาณ เครื่องขยายสัญญาณเป็นอุปกรณ์เพื่อใช้ในการเปลี่ยนตัวกลาง นำสัญญาณจากตัวกลางหนึ่งไปอีกตัวกลางหนึ่ง เช่น จากเส้นใยนำแสงมายังสายโคแอกเชียล หรือการเชื่อมต่อระหว่างตัวกลางเดียวกันก็ได้ การใช้เครื่องขยายสัญญาณจะทำให้เครือข่ายทั้งสองข้างเสมือนเชื่อมกัน เครื่องขยายสัญญาณจะไม่มีการกันข้อมูล เพราะสัญญาณจะวิ่งทะลุถึงกันได้หมด แต่จะมีประโยชน์ในการเชื่อมความยาวให้ยาวขึ้น เช่น เท็นเบสที มีความยาว 185 เมตร ถ้าผ่านเครื่องขยายสัญญาณก็จะทำให้ยาวขึ้นได้อีก 185 เมตร ลักษณะการต่อเครื่องขยายสัญญาณเป็นดังรูป

5)  บริดจ์ มีลักษณะคล้ายเครื่องขยายสัญญาณ แต่จะกันสัญญาณระหว่างอุปกรณ์ในแต่ละส่วนออกจากกัน ดังรูปที่ 3 สถานีงาน Y เรียกสถานีงาน A สัญญาณข้อมูลจะไม่ผ่านไปหาสถานีงาน X บริดจ์จึงทำให้การเชื่อมต่อระหว่างเครือข่ายมีประสิทธิภาพ ลดการชนกันของข้อมูลลงไป บริดจ์จึงเป็นสะพานสำหรับข้อมูลสองเครือข่าย

6)  อุปกรณ์จัดเส้นทาง หากมีการเชื่อมต่อเครือข่ายมากกว่าหนึ่งส่วนและให้มีการกำหนดเส้นทางเลือกไปยังส่วนใด หรือหาเส้นทางที่เหมาะสมในการส่งต่อไปเป็นลำดับต้องใช้อุปกรณ์ที่เรียกว่า อุปกรณ์จัดเส้นทาง ( router) อุปกรณ์จัดเส้นทางเป็นอุปกรณ์ที่จัดการเครือข่ายเพื่อให้การเดินทางของข้อมูลจากต้นทางไปยังปลายทางเป็นไปอย่างถูกต้อง 

เส้นใยแก้วนำแสง

 ในอาคารบ้านเรือน ที่อยู่อาศัย สำนักงาน อาคารอุตสาหกรรมต่าง ๆ ล้วนแล้วแต่ต้องใช้สายสัญญาณเพื่อเชื่อมโยงระบบสื่อสาร แต่เดิมสายสัญญาณที่นำมาใช้ได้แก่สายตัวนำทองแดง

ปัจจุบันสายสัญญาณระบบสื่อสารมีความจำเป็นมากขึ้น โดยเฉพาะระบบการเชื่อมโยงเครือข่ายคอมพิวเตอร์ และมีแนวโน้มที่จะรวมระบบสื่อสารอย่างอื่นประกอบเข้ามาในระบบด้วย เช่น ระบบเคเบิลทีวี ระบบโทรศัพท์ ระบบการบริการข้อมูลข่าวสารเฉพาะของบริษัทผู้ให้บริการต่าง ๆ ความจำเป็นในลักษณะนี้จึงมีผู้ตั้งคำถามว่า ถึงเวลาแล้วหรือยังที่จะให้อาคารที่สร้างใหม่มีระบบเครือข่ายสายสัญญาณด้วยเส้นใยแก้วนำแสง

หากพิจารณาให้ดีพบว่า เวลานั้นได้มาถึงแล้ว ปัจจุบันราคาของเส้นใยแก้วนำแสงที่เดินในอาคารมีราคาใกล้เคียงกับสายยูทีพีแบบเกรดที่ดี เช่น แคต 5 ขณะเดี่ยวกันสายเส้นใยแก้วนำแสงให้ประสิทธิภาพที่สูงกว่ามากและรองรับการใช้งานในอนาคตได้มากกว่า

สายยูทีพีแบบแคต 5 รองรับความเร็วสัญญาณได้ 100 เมกะบิตต่อวินาที และมีข้อจำกัดในเรื่องความยาวเพียง 100 เมตร ขณะที่เส้นใยแก้วนำแสงรองรับความถี่สัญญาณได้หลายร้อยเมกะเฮิรตซ์ และยังใช้ได้กับความยาวถึง 2000 เมตร การพัฒนาในเรื่องต่าง ๆ ของเส้นใยแก้วนำแสงได้ก้าวมาถึงจุดที่จะนำมาใช้กันอย่างกว้างขวางแล้ว

จุดเด่นของเส้นใยแก้วนำแสง
ความสามารถในการรับส่งข้อมูลข่าวสาร
กำลังสูญเสียต่ำ
คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าไม่สามารถรบกวนได้
น้ำหนักเบา
ขนาดเล็ก 
มีความปลอดภัยในเรื่องข้อมูลสูงกว่า
มีความปลอดภัยต่อชีวิตและทรัพย์สิน
ความเข้าใจผิดบางประการ
แตกหักได้ง่าย
เส้นใยแก้วนำแสงมีราคาแพง
เส้นใยแก้วนำแสงยังไม่สามารถใช้กับเครื่องที่ตั้งโต๊ะได้
เส้นใยแก้วนำแสงมีกี่แบบ
ซิงเกิลโหมด

รูปที่ 1 เส้นใยแก้วนำแสงแบบซิงเกิลโหมด
มัลติโหมด
รูปที่ 2 เส้นใยแก้วนำแสงแบบมัลติโหมด

ตัวส่งแสงและรับแสง
รูปที่ 3 โครงสร้างของเส้นใยแก้วนำแสง

รูปที่4 การฝนปลายก่อนเข้าหัวสาย

รูปที่ 5 เมื่อให้ปลายหัวต่อเชื่อมกันระหว่างแบบตัวผู้และตัวเมีย

รูปที่ 6 หัวต่อเส้นใยแก้วนำแสงแบบ ST


รูปที่ 7 โครงสร้าการเดินสายสัญญาณตามมาตรฐาน EIA 568


รูปที่ 8 โครงสร้างการเดินสายสัญญาณเพื่อใช้กับเส้นใยแก้วนำแสง


FDDI
รูปที่ 9 ไดอะแกรมการเชื่อมโยงของ FDDI


รูปที่ 10 การวางโครงสร้างสายเพื่อเชื่อมต่อเข้ากับอุปกรณ์ต่าง ๆ

 จุดเด่นของเส้นใยแก้วนำแสงมีหลายประการ โดยเฉพาะจุดที่ได้เปรียบสายตัวนำทองแดง ที่จะนำมาใช้แทนตัวนำทองแดง จุดเด่นเหล่านี้มีการพัฒนามาอย่างต่อเนื่องและดีขึ้นเรื่อย ๆ ซึ่งประกอบด้วย

 เส้นใยแก้วนำแสงที่เป็นแท่งแก้วขนเหล็ก มีการโค้งงอได้ ขนาดเส้นผ่าศูนย์กลางที่ใช้กันมากคือ 62.5/125 ไมโครเมตร เส้นใยแก้วนำแสงขนาดนี้เป็นสายที่นำมาใช้ภายในอาคารทั่วไป เมื่อใช้กับคลื่นแสงความยาวคลื่น 850 นาโนเมตร จะส่งสัญญาณได้มากกว่า 160 เมกะเฮิรตซ์ ที่ความยาว 1 กิโลเมตร แล้วถ้าใช้ความยาวคลื่น 1300 นาโนเมตร จะส่งสัญญาณได้กว่า 500 นาโนเมตร ที่ความยาว 1 กิโลเมตร และถ้าลดความยาวเหลือ 100 เมตร จะใช้กับความถี่สัญญาณมากกว่า 1 กิกะเฮิรตซ์ ดังนั้นจึงดีกว่าสายยูทีพีแบบแคต 5 ที่ใช้กับสัญญาณได้ 100 เมกะเฮิรตซ์

 เส้นใยแก้วนำแสงมีคุณสมบัติในเชิงการให้แสงวิ่งผ่านได้ การบั่นทอนแสงมีค่าค่อนค่างต่ำ ตามมาตรฐานของเส้นใยแก้วนำแสง การใช้เส้นสัญญาณนำแสงนี้ใช้ได้ยาวถึง 2000 เมตร หากระยะทางเกินกว่า 2000 เมตร ต้องใช้รีพีตเตอร์ทุก ๆ 2000 เมตร การสูญเสียในเรื่องสัญญาณจึงต่ำกว่าสายตัวนำทองแดงมาก ที่สายตัวนำทองแดงมีข้อกำหนดระยะทางเพียง 100 เมตร

หากพิจารณาในแง่ความถี่ที่ใช้ ผลตอบสนองทางความถึ่มีผลต่อกำลังสูญเสีย โดยเฉพาะในลวดตัวนำทองแดง เมื่อใช้เป็นสายสัญญาณ คุณสมบัติของสายตัวนำทองแดงจะเปลี่ยนแปลงเมื่อใช้ความถี่ต่างกัน โดยเฉพาะเมื่อใช้ความถึ่ของสัญญาณที่ส่งในตัวนำทองแดงสูงขึ้น อัตราการสูญเสียก็จะมากตามแต่กรณีของเส้นใยแก้วนำแสงเราใช้สัญญาณความถี่มอดูเลตไปกับแสง การเปลี่ยนสัญญาณรับส่งข้อมูลจึงไม่มีผลกับกำลังสูญเสียทางแสง

 ปัญหาที่สำคัญของสายสัญญาแบบทองแดงคือการเหนี่ยวนำโดยคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า ปัญหานี้มีมาก ตั้งแต่เรื่องการรบกวนระหว่างตัวนำหรือเรียกว่าครอสทอร์ค การำม่แมตซ์พอดีทางอิมพีแดนซ์ ทำให้มีคลื่นสะท้อนกลับ การรบกวนจากปัจจัยภายนอกที่เรียกว่า EMI ปัญหเหล่านี้สร้างให้ผู้ใช้ต้องหมั่นดูแล

แต่สำหรับเส้นใยแก้วนำแสงแล้วปัญหาเรื่องเหล่านี้จะไม่มี เพราะแสงเป็นพลังงานที่มีพลังงานเฉพาะและไม่ถูกรบกวนของแสงจากภายนอก

 เส้นใยแก้วนำแสงมีน้ำหนักเบากว่าเส้นลวดตัวนำทองแดง น้ำหนักของเส้นใยแก้วนำแสงขนาด 2 แกนที่ใช้ทั่วไปมีน้ำหนักเพียงประมาณ 20 ถึง 50 เปอร์เซ็นต์ของสายยูทีพีแบบแคต 5

 เส้นใยแก้วนำแสงมีขนาดทางภาคตัดขวางแล้วเล็กกว่าลวดทองแดงมาก ขนาดของเส้นใยแก้วนำแสงเมื่อรวมวัสดุหุ้มแล้วมีขนาดเล็กกว่าสายยูทีพี โดยขนาดของสายใยแก้วนี้ใช้พื้นที่ประมาณ 15 เปอร์เซ็นต์ของเส้นลวดยูทีพีแบบแคต 5 

 การใช้เส้นใยแก้วนำแสงมีลักษณะใช้แสงเดินทางในข่าย จึงยากที่จะทำการแท๊ปหรือทำการตัดฟังข้อมูล

 การที่เส้นใยแก้วเป็นฉนวนทั้งหมด จึงไม่นำกระแสไฟฟ้า การลัดวงจร การเกิดอันตรายจากกระแสไฟฟ้าจึงไม่เกิดขึ้น

 แต่เดิมเส้นใยแก้วนำแสงมีใช้เฉพาะในโครงการใหญ๋ หรือใช้เป็นเครือข่ายแบบแบ็กโบน เทคโนโลยีเกี่ยวกับเส้นใยแก้วนำแสงก็ยังไม่เป็นที่เปิดเผยมากนัก ทำให้เกิดความเข้าใจผิดบางประการเกี่ยวกับคุณสมบัติและการประยุกต์ใช้งาน

 ด้วยความคิดที่ว่า "แก้วแตกหังได้ง่าย" ความคิดนี้จึงเกิดขึ้นกับเส้นใยแก้วด้วย เพราะวัสดุที่ทำเป็นแก้ว ความเป็นจริงแล้วเส้นใยแก้วมีความแข็งแรงและทนทานสูงมาก การออกแบบใยแก้วมีเส้นใยห้อมล้อมไว้ ทำให้ทนแรงกระแทก นอกจากนี้แรงดึงในเส้นใยแก้วยังมีความทนทานสูงกว่าสายยูทพี หากเปรียบเทียบเส้นใยแก้วกับสายยูทีพีแล้วจะพบว่า ข้อกำหนดของสายยูทีพีคุณสมบัติหลายอย่างต่ำกว่าเส้นใยแก้ว เช่น การดึงสาย การหักเลี้ยวเพราะลักษณะคุณสมบัติทางไฟฟ้าที่ความถี่สูงเปลี่ยนแปลงได้ง่ายกว่า

 แนวโน้มทางด้านราคามีการเปลี่ยนแปลงราคาของเส้นใยแก้วนำแสงลดลง จนในขณะนี้ยังแพงกว่าสายยูททีพีอยู่บ้าง แต่ก็ไม่มากนักนอกจากนี้หลายคนยังเข้าใจว่า การติดตั้งเส้นใยแก้วนำแสงมีข้อยุ่งยาก และต้องใช้คนที่มีความรู้ความชำนาญ เสียค่าติตั้งแพง ความคิดนี้ก็คงไม่จริง เพราะการติดตั้งทำได้ไม่ยากนักเนื่องจากมีเครื่องมือพิเศษช่วยได้มาก เครื่องมือพิเศษนี้สามารถเข้าหัวสายได้โดยง่ายกว่าแต่เดิมมาก อีกทั้งราคาเครื่องมือก็ถูกลงจนมีผู้รับติดตั้งได้ทั่วไป

 ปัจจุบันพีซีที่ใช้ส่วนใหญ่ต่อกับแลนแบบอีเธอร์เน็ต ซึ่งได้ความเร็ว 10 เมกะบิต การเชื่อมต่อกับแลนมีหลายมาตรฐาน โดยเฉพาะปัจจุบันหากใช้ความเร็วเกินกว่า 100 เมกะบิต สายยูทีพีรองรับไม่ได้ เช่น เอทีเอ็ม 155 เมกะบิต แนวโน้มของการใช้งานระบบเครือข่ายมีทางที่ต้องใช้แถบกว้างสูงขึ้นมาก โดยเฉพาะเมื่อต้องการให้พีซีเป็นมัลติมีเดียเพื่อแสดงผลเป็นภาพวิดีโอ การใช้เส้นใยแก้วนำแสงดูจะเป็นทางออก พัฒนการของการ์ดก็ได้พัฒนาไปมากเอทีเอ็มการ์ดใช้ความเร็ว 155 เมกะบิต ย่อมต้องใช้เส้นใยแก้วนำแสงรองรับ การใช้เส้นใยแก้นำแสงยังสามารถใช้ในการส่งรับวิดีโอคอนเฟอเรนซ์ หรือสัญญาณประกอบอื่น ๆ ได้ดี

 คุณสมบัติของเส้นใยแก้วนำแสงแบ่งแยกได้ตามลักษณะคุณสมบัติของตัวนำแสงที่มีลักษณะการให้แสงส่องทะลุในลักษณะอย่างไร คุณสมบัติของเนื้แก้วนี้จะกระจายแสงออก ซึ่งในกรณีนี้การสะท้อนของแสงกลับต้องเกิดขึ้น โดยผนังแก้วด้านข้างต้องมีดัชนีหักเหของแสงที่ทำให้แสงสะท้อนกลับ เพื่อลดการสูญเสียของพลังงานแสง วิธีการนี้เราแบ่งแยกออกเป็นสองแบบคือ แบบซิงเกิลโหมด และมัลติโหมด

เป็นการใช้ตัวนำแสงที่บีบลำแสงให้พุ่งตรงไปตามท่อแก้ว โดยมีการกระจายแสงออกทางด้านข้างน้อยที่สุด ซิงเกิลโหมดจึงเป็นเส้นใยแก้วนำแสงที่มีกำลังสูญเสียทางแสงน้อยที่สุด เหมาะสำหรับในการใช้กับระยะทางไกล ๆ การเดินสายใยแก้วนำแสงกับระยะทางไกลมาก เช่น เดินทางระหว่างประเทศ ระหว่างเมือง มักใช้แบบซิงเกิลโหมด

เป็นเส้นใยแก้วนำแสงที่มีลักษณะการกระจายแสงออกด้านข้างได้ ดังนั้นจึงต้องสร้างให้มีดัชนีหักเหของแสงกับอุปกรณ์ฉาบผิวที่สัมผัสกับเคล็ดดิงให้สะท้อนกลับหมด หากการให้ดัชนีหักเกของแสงมีลักษณะทำให้แสงเลี้ยวเบนทีละน้อยเราเรียกว่าแบบเกรดอินเด็กซ์ หากให้แสงสะท้อนดยไม่ปรับคุณสมบัติของแท่งแก้วให้แสงค่อยเลี้ยวเบนก็เรียกว่าแบบ สเต็ปอินเด็กซ์

เส้นใยแก้วนำแสงที่ใช้ในเครือข่ายแลน ส่วนใหญ่ใช้แบบมัลติโหมด โดยเป็นขนาด 62.5/125 ไมโครเมตร หมายถึงเส้นผ่าศูนย์กลางของท่อแก้ว 62.5 ไมโครเมตร และของแคล็ดดิงรวมท่อแก้ว 125 ไมโครเมตร

คุณสมบัติของเสันใยแก้วนำแสงแบบสแต็ปอินเด็กซ์มีการสูญเสียสูงกว่าแบบเกรดอินเด็กซ์

การใช้เส้นใยแก้วนำแสงจำเป็นต้องมีอุปกรณ์ที่ทำหน้าที่รับและส่งสัญญาณแสงอุปกรณ์ที่ทำหน้าที่ในการส่งสัญญาณแสงหรือเป็นแหล่งกำเนิดแสงคือ LED หรือเลเซอร์ไดโอด อุปกรณ์ส่งแสงนี้ทำหน้าที่เปลี่ยนคลื่นไฟฟ้าให้เป็นคลื่นแสง ส่วนอุปกรณ์รับแสงและเปลี่ยนกลับมาเป็นสัญญาณไฟฟ้า คือโฟโต้ไดโอด

อุปกรณ์ส่งแสงหรือ LED ใช้พลังงานเพียง 45 ไมโครวัตต์ สำหรับใช้กับเส้นใยแก้วนำแสงแบบ 62.5/125 การพิจารณาอุปกรณ์นี้ต้องดูที่แถบคลื่นแสง โดยปกติใช้คลื่นแสงย่านความยาวคลื่นประมาณ 830 ถึง 850 นาโนเมตร หรือมีแถบกว้างประมาณ 25-40 นาโนเมตร ดังนั้นข้อกำหนดเชิงพิกัดของเส้นใยแก้วนำแสงจึงกล่าวถึงความยาวคลื่นแสงที่ใช้ในย่าน 850 นาโนเมตร

ตัวรับแสงหรือโฟโต้ไดโอดเป็นอุปกรณ์ที่ใช้รับสัญญาณแสงและมีความไวต่อความเข้มแสง คลื่นแสงที่ส่งมามีการมอดูเลตสัญญาณข้อมูลเข้าไปร่วมด้วย

อุปกรณ์ตัวรับและตัวส่งแสงนี้มักทำมาสำเร็จเป็นโมดูล โดยเฉพาะเชื่อมต่อเข้ากับสัญญาณข้อมูลที่เป็นไฟฟ้าได้โดยตรง และทำให้สะดวกต่อการใช้งาน

การเชื่อมต่อ และหัวต่อ

ที่ปลายสายแต่ละเส้นจะมีหัวต่อที่ใช้เชื่อมต่อกับเส้นใยแก้วนำแสง แสงจะผ่านหัวต่อไปยังอีกหัวต่อโดยเสมือนเชื่อมต่อกันเป็นเส้นเดียวได้

เมื่อเอาเส้นใยแก้วมาเข้าหัวที่ปลายแก้วจะมีลักษณะที่ส่งสัญญาณแสงออกมาได้ และต้องให้กำลังสูญเสียต่ำที่สุด ดังนั้นจึงมีวิธีที่จะทำให้ปลายท่อแก้วราบเรียบที่จะเชื่อมสัญญาณแสงต่อไปได้

ดังนั้นก่อนที่จะเข้าหัวต่อจึงต้องมีการฝนปลายท่อแก้ว วิธีการฝนปลายท่อแก้วนี้มีหลายวิธี เช่น การฝนแบบแบนราบ (Flat) การฝนแบบ PC และแบบ APC แต่ละแบบแสดงได้ดังรูปที่ 4

การกระทำแต่ละแบบจะให้การลดทอนสัญญาณต่างกัน และยังต้องให้มีแสงสะท้อนกลับน้อยที่สุดเท่าที่จะน้อยได้ ลักษณะของหัวต่อเมื่อเชื่อมถึงกันแล้วจะต้องให้ผิวสัมผัสการส่งแสงทะลุถึงกัน เพื่อให้กำลังสูญเสียความเข้มแสงน้อยสุด โดยปกติหัวต่อที่ทำการฝนแก้วแบบแบนราบมีกำลังสูญเสียสูงกว่าแบบอื่น คือประมาณ -30 dB แบบ PC มีการสูญเสียประมาณ -40dB และแบบ APC มีการสูญเสียความเข้มน้อยสุดคือ -50 dB

ลักษณะของหัวต่อเมื่อเชื่อมต่อถึงกันแสดงดังรูปที่ 5

การประยุกต์ใช้เส้นใยแก้วนำแสง

แนวโน้มการใช้งานเส้นใยแก้วนำแสงได้เป็นรูปธรรมที่เด่นชัดขึ้น ทั้งนี้เพราะมีผู้พัฒนาเทคโนโลยีให้รองรับกับการใช้เส้นใยแก้วนำแสง โดยเน้นที่ความเร็วของการรับส่งสัญญาณ เส้นใยแก้วนำแสงมีข้อเด่นในเรื่องความเชื่อถือสูง เพราะปราศจากการรบกวน อีกทั้งยังสามารถใช้กับเทคโนโลยีได้หลากหลายและรองรับสิ่งที่จะเกิดใหม่ในอนาคตได้มาก

ตัวอย่างการใช้งานต่อไปนี้เป็นรูปแบบให้เห็นตัวอย่างของการประยุกต์ใช้ในอาคารในสำนักงาน โดยสามารถเดินสายสัญญาณด้วยเส้นใยแก้นำแสงตามมาตรฐานสากล คือมีสายในแนวดิ่ง และสายในแนวราบ สายในแนวดิ่งเชื่อมโยงระหว่างชั้น ส่วนสายในแนวราบเป็นการเชื่อมจากผู้ใช้มาที่ชุมสายแต่ละชั้น

รูปแบบไดอะแกรมการเดินสายทั่วไปประกอบด้วยโครงสร้างดังรูปที่ 7

จากลักษณะของการเดินสายตามมาตรฐาน EIA 586 นี้ สามารถนำมาใช้กับเทคโนโลยีต่าง ๆ ได้มาก เช่น

การใช้เทคโนโลยี 10BASE F

การใช้อีเธอร์เน็ตแบบ 10BASE F เป็นมาตรฐานที่ออกแบบมาให้ใช้แบบเทคโนโลยีอีเธอร์เน็ตโดยตรง ความเร็วสัญญาณยังคงอยู่ที่ 10 เมกะบิต และหากเป็น 10BASE F ก็เป็นความเร็ว 10 เมกะบิต ขณะนี้มีการพัฒนาระบบอีเธอร์เน็ตให้เป็นแบบกิกะบิตอีเธอร์เน็ต หรือความเร็วสัญญาณอยู่ที่ 1,000 เมกะบิต การเดินสายด้วยเส้นใยแก้วนำแสงมีลักษณะเหมือนกับสายยูทีพี โดยใช้ชิปเป็นตัวกระจายพอร์ตต่าง ๆ ดังแสดงในรูปที่ 8

เทคโนโลยีนี้มีใช้มานานแล้ว เป็นเทคโนโลยีที่มีความเร็วของสัญญาณที่ 100 เมกะบิต และใช้สายสัญญาณเป็นเส้นใยแก้วนำแสง มีโครงสร้างเป็นวงแหวนสองชั้นและแตกกระจายออก การเดินสายสัญญาณตามมาตรฐาน EIA 568 ก็จัดให้เข้ากับ FDDI ได้ง่าย FDDI มีข้อดีคือสามารถเชื่อมโยงเครือข่ายระยะไกลได้ มีจำนวนโหนดบน FDDI ได้ถึง 1,000 โหนด การจัดโครงสร้างต่าง ๆ ของ FDDI สามารถทำผ่านทางแพตช์ที่เชื่อมต่อให้ได้รูปตามที่ FDDI ต้องการ ในลูปวงแหวนหลักของ FDDI ต้องการวงแหวนสองชั้น ซึ่งก็ต้องใช้เส้นใยแก้วนำแสงจำนวนทั้งหมด 4 ลำแสง FDDI  ยังเป็นเครือข่ายหลักหรือแบ็กโบนเพื่อเชื่อมต่อไปยังเครือข่ายอื่นได้ เช่น เชื่อมต่อกับอีเธอร์เน็ต กับโทเค็นริง ไดอะแกรมของ FDDI แสดงดังรูปที่ 9

ATM

เป็นเทคโนโลยีที่พัฒนามาเพื่อรองรับการใช้งานที่ความเร็วสูงมาก เอทีเอ็มสามารถใช้ได้กับความเร็ว 155 เมกะบิต 622 เมกะบิต และสูงเกินกว่ากิกะบิตในอนาคต โครงสร้างการเดินสายเอทีเอ็มมีลักษณะแบบดาว เป็นโครงสร้างการกระจายสายสัญญาณซึ่งตรงกับสภาพการใช้เส้นใยแก้วนำแสงอยู่แล้ว

ลักษณะของแพตช์และการกระจายสายสัญญาณเพื่อใช้กับเส้นใยแก้วนำแสงในลักษณะที่ปรับเปลี่ยนเข้ากับเทคโนโลยีต่าง ๆ ได้แสดงไว้ในรูปที่ 10 การวางโครงสร้างของสายสัญญาณเส้นใยแก้วจึงไม่แตกต่างกับสายยูทีพี

อนาคตต้องเป็นเส้นใยแก้วนำแสง

ถึงแม้ว่าเทคโนโลยีในปัจจุบันมีการใช้งานสายยูทีพีอย่างแพร่หลายและได้ประโยชน์มหาศาสล แต่จากการพัฒนาเทคโนโลยีที่ต้องการให้ถนนของข้อมูลข่าวสารเป็นถนนขนาดใหญ่ที่เรียกว่าซูเปอร์ไฮเวย์ การรองรับข้อมูลจำนวนมากและการประยุกต์ในรูปแบบมัลติมีเดียที่กำลังจะเกิดขึ้นย่อมต้องทำให้สภาพการใช้ข้อมูลข่าวสารต้องพัฒนาให้รองรับกับจำนวนปริมาณข้อมูลที่จะมีมากขึ้น 

จึงเชื่อแน่ว่า เส้นใยแก้วนำแสงจะเป็นสายสัญญาณที่ก้าวเข้ามาในยุคต่อไป และจะมีบทบาทเพิ่มสูงขึ้น ซึ่งเมื่อถึงเวลานั้นแล้วเราคงจะได้เห็นอาคารบ้านเรือน สำนักงาน หรือโรงงาน มีเส้นใยแก้วนำแสงเดินกระจายกันทั่วเหมือนกับที่เห็นสายไฟฟ้ากำลังอยู่ในขณะนี้และเหตุการณ์เหล่านี้คงจะเกิดขึ้นในอีกไม่นานัก

รู้จักกับ บริดจ์ สวิตซ์ และ เราเตอร์

เมื่อต้องการเชื่อมเครือข่ายย่อยหลาย ๆ เครือข่ายเข้าด้วยกัน จำเป็นต้องมีอุปกรณ์ประกอบที่ทำให้การรับส่งข้อมูลข่าวสารต่าง ๆ เชื่อมโยงถึงกัน โดยทั่วไปเรามักใช้ระบบการรับส่งข้อมูลเป็นชุดเล็ก ๆ ที่เรียกว่า แพ็กเก็ต ข้อมูลเป็นแพ็กเก็ตสามารถเคลื่อนที่จากต้นทางไปยังปลายทางได้ โดยผ่านอุปกรณ์เลือกเส้นทาง การเลือกเส้นทางสามารถเลือกผ่านทั้งทางด้านเครือข่ายแลนและแวน

โดยปกติมีการกำหนดแอดเดรสของตัวรับและตัวส่ง ดังนั้นจึงต้องมีแอดเดรสปรากฏอยู่ในแพ็กเก็ต อุปกรณ์ที่เชื่อมต่อในเครือข่ายทุกหน่วยจึงมีแอดเดรสกำกับ แอดเดรสหรือตำแหน่งที่อยู่มีรูปแบบที่ชัดเจน ได้รับการกำหนดเป็นมาตรฐาน เช่น แอดเดรสที่ใช้ในเครือข่ายอินเทอร์เน็ต ใช้รหัสตัวเลข 32 บิต ที่เรียกว่าไอพีแอดเดรส แพ็กเก็ตข้อมูลทุกแพ็กเก็ตจึงมีข้อมูลที่บ่งบอกว่าเป็นข้อมูลที่ส่งมาจากที่ใด และปลายทางอยู่ที่ใด

การเลือกเส้นทางจึงขึ้นอยู่กับแอดเดรสที่กำหนดในแพ็กเก็ต เมื่อแพ็กเก็ตข้อมูลผ่านมายังอุปกรณ์ต่าง ๆ อุปกรณ์เหล่านั้นจะตรวจสอบดูว่า แอดเดรสต้นทางและปลายทางอยู่ที่ใด จะส่งผ่านแพ็กเก็ตนั้นไปยังเส้นทางใด เพื่อให้ถึงจุดหมายตามต้องการ

 
รูปอุปกรณ์หลักในการเชื่อมโยงเครือข่าย คือ บริดจ์ เราเตอร์ และ สวิตซ์

อุปกรณ์ที่ใช้ในการเชื่อมโยงเครือข่าย และทำหน้าที่ในการรับส่งข้อมูลระหว่างเครือข่ายมีหลายประเภทด้วยกัน อุปกรณ์แต่ละชนิดมีขีดความสามารถแตกต่างกันออกไป อุปกรณ์ที่นิยมใช้ในการเชื่อมโยงเครือข่ายหลักทั้งแลน และแวน ประกอบด้วย บริดจ์ เราเตอร์ และสวิตซ์

บริดจ์ เป็นอุปกรณ์เชื่อมโยงเครือข่ายสองเครือข่ายที่แยกจากกัน แต่เดิมบริดจ์ได้รับการออกแบบมาให้ใช้กับเครือข่ายประเภทเดียวกัน เช่น ใช้เชื่อมโยงระหว่างอีเทอร์เน็ตกับอีเทอร์เน็ต บริดจ์มีใช้มานานแล้ว ตั้งแต่ปี ค.ศ. 1980 บริดจ์จึงเสมือนสะพานเชื่อมระหว่างสองเครือข่าย การติดต่อภายในเครือข่ายเดียวกันมีลักษณะการส่งข้อมูลแบบกระจาย (boardcasting) ดังนั้นจึงกระจายได้เฉพาะเครือข่ายเดียวกันเท่านั้น การรับส่งภายในเครือข่ายมีข้อกำหนดให้แพ็กเก็ตที่ส่งกระจายไปยังตัวรับได้ทุกตัว แต่ถ้ามีการส่งมาที่แอดเดรสต่างเครือข่าย บริดจ์จะนำข้อมูลเฉพาะแพกเก็ตนั้นส่งให้ บริดจ์จึงเสมือนเป็นตัวแบ่งแยกข้อมูลระหว่างเครือข่ายให้มีการสื่อสารภายในเครือข่ายของตนไม่ปะปนไปยังอีกเครือข่ายหนึ่ง เพื่อลดปัญหาปริมาณข้อมูลกระจายในสายสื่อสารมากเกินไป ในระยะหลังมีผู้พัฒนาบริดจ์ให้เชื่อมโยงเครือข่ายต่างชนิดกันได้ เช่น อีเทอร์เน็ตกับโทเกนริง เป็นต้น

หากมีการเชื่อมต่อเครือข่ายมากกว่าสองเครือข่ายเข้าด้วยกัน และเครือข่ายที่เชื่อมมีลักษณะหลากหลาย ซึ่งเป็นทั้งเครือข่ายแบบแลนและแวน อุปกรณ์ที่นิยมใช้ในการเชื่อมโยง คือ เราเตอร์ เราเตอร์จะรับข้อมูลเป็นแพ็กเก็ตเข้ามาตรวจสอบแอดเดรสปลายทาง จากนั้นนำมาเปรียบเทียบกับตารางเส้นทางที่ได้รับการโปรแกรมไว้ เพื่อหาเส้นทางที่ส่งต่อ หากเส้นทางที่ส่งต่อมีมาตรฐานทางเครือข่ายที่แตกต่างออกไป ก็จะแปลงให้เข้ากับมาตรฐานใหม่ เช่น รับข้อมูลมาจากอีเทอร์เน็ต และส่งต่อทางพอร์ตแวนที่เป็นแบบจุดไปจุด ก็จะมีการปรับปรุงรูปแบบสัญญาณให้เข้ากับมาตรฐานใหม่ เพื่อส่งไปยังเครือข่ายแวนได้

ปัจจุบันอุปกรณ์เราเตอร์ได้รับการพัฒนาไปมาก ทำให้การใช้งานเราเตอร์มีประสิทธิภาพ โดยเฉพาะเมื่อเชื่อมอุปกรณ์เราเตอร์หลาย ๆ ตัวเข้าด้วยกันเป็นเครือข่ายขนาดใหญ่ เราเตอร์สามารถทำงานอย่างมีประสิทธิภาพ โดยการหาเส้นทางเดินที่สั้นที่สุด เลือกตามความเหมาะสมและแก้ปัญหาที่เกิดขึ้นเองได้

เมื่อเทคโนโลยีทางด้านอิเล็กทรอนิกส์ได้รับการพัฒนาให้มีขีดความสามารถในการทำงานได้เร็วขึ้น จึงมีผู้พัฒนาอุปกรณ์ที่ทำหน้าที่คัดแยกแพ็กเก็ตหรือเรียกว่าสวิตช์แพ็กเก็ตข้อมูล โดยลดระยะเวลาการตรวจสอบแอดเดรสลงไป การคัดแยกจะกระทำในระดับวงจรอิเล็กทรอนิกส์ เพื่อให้การทำงานมีประสิทธิภาพเชิงความเร็วและความแม่นยำสูงสุด อุปกรณ์สวิตช์จึงเป็นอุปกรณ์ที่ทำหน้าที่สวิตช์แพ็กเก็ตข้อมูลจากอินพุตไปยังเอาท์พุตพอร์ตที่ต้องการสวิตช์ข้อมูลจึงมีเวลาหน่วงภายในตัวสวิตช์ต่ำมาก จึงสามารถนำมาประยุกต์กับงานที่ต้องการเวลาจริง เช่น การส่งสัญญาณเสียง วิดิโอ ได้ดี

อุปกรณ์สวิตช์ มีหลายแบบ หากแบ่งกลุ่มข้อมูลเป็นแพ็กเก็ตเล็ก ๆ และเรียกใหม่ว่า เซล ก็กลายเป็น เซลสวิตช์ หรือที่รู้จักกันในนาม เอทีเอ็มสวิตช์ ถ้าสวิตช์ข้อมูลในระดับเฟรมของอีเทอร์เน็ต ก็เรียกว่า อีเทอร์เน็ตสวิตซ์ และถ้าสวิตซ์ตามมาตรฐานเฟรมข้อมูลที่เป็นกลางและสามารถนำข้อมูลอื่นมาประกอบภายในได้ ก็เรียกว่า เฟรมรีเลย์

อุปกรณ์สวิตซิ่งจึงเป็นอุปกรณ์ที่ใช้เทคโนโลยีใหม่ และมีแนวโน้มที่จะพัฒนาให้ใช้กับความเร็วของการรับส่งข้อมูลจำนวนมาก เช่น เฟรมรีเลย์ และเอทีเอ็มสวิตช์ สามารถสวิตช์ข้อมูลขนาดหลายร้อยล้านบิตต่อวินาทีได้ เทคโนโลยีนี้จึงเป็นเทคโนโลยีที่กำลังได้รับความนิยม

การออกแบบและจัดรูปแบบเครือข่ายในองค์กรที่เป็นอินทราเน็ต ซึ่งเชื่อมโยงได้ทั้งระบบแลน และแวน จึงต้องอาศัยอุปกรณ์เชื่อมโยงต่าง ๆ เหล่านี้ อุปกรณ์เชื่อมโยงทั้งหมดนี้รองรับมาตรฐานการเชื่อมต่อได้หลากหลายรูปแบบ เช่น จากเครือข่ายพื้นฐานเป็นอีเทอร์เน็ต ก็สามารถเชื่อมเข้าสู่เอทีเอ็มสวิตซ์ เฟรมรีเลย์ หรือบริดจ์ เราเตอร์ได้ ทำให้ขนาดของเครือข่ายมีขนาดใหญ่ขึ้น

เทคโนโลยีการเชื่อมต่อจึงเป็นเรื่องที่สามารถทำความเข้าใจได้ไม่ยาก เพราะอุปกรณ์ที่ใช้หลัก จะเป็นอุปกรณ์ดังที่กล่าวมานี้