1. สาระสำคัญ อุปกรณ์และตัวกลางรับส่งข้อมูลเป็นส่วนประกอบสำคัญ ของระบบเครือข่าย ที่ช่วยในการออกแบบเครือข่ายที่เหมาะสม การเลือก Topology ให้เหมาะสมกับรูปแบบเครือข่ายที่ต้องการ

2. จุดประสงค์การเรียนรู้ 1. มีความรู้ความเข้าใจเกี่ยวกับการ์ดเครือข่าย 2.มีความรู้ความเข้าใจเกี่ยวกับสื่อที่ใช้ในการสื่อการข้อมูล 3.มีความรู้ความเข้าใจเกี่ยวกับอุปกรณ์เครือข่าย

3. เนื้อหาสาระ 2. สื่อที่ใช้ในการสื่อสารข้อมูล เนื้อหาสาระ 1. การ์ดเครือข่าย 3.อุปกรณ์เครือข่าย

4. 4.1. การ์ดเครือข่าย การ์ดเครือข่าย เครื่องคอมพิวเตอร์ที่ต้องการใช้งานเครือข่ายจะต้องมีอุปกรณ์ที่เป็นตัวเชื่อม ระหว่างเครื่องคอมพิวเตอร์กับเครือข่าย ซึ่งมีชื่อเรียกว่า การ์ดเครือข่าย ซึ่งเป็นฮาร์ดแวร์ที่ทำงานอยู่กับระดับ Physical Layer ของแบบจำลอง OSIการ์ดเครือข่ายนี้เป็นแผงวงจรที่ผู้ใช้คอมพิวเตอร์สามารถติดตั้งเพิ่มเข้าไป หรือนำออกจากเครื่องคอมพิวเตอร์ได้

5. 4.2. สื่อที่ใช้ในการสื่อสารข้อมูล การ์ดเครือข่ายนั้นเป็นอุปกรณ์ที่ทุกคอมพิวเตอร์ที่ต้องการจะเชื่อมต่อกับเครือข่ายจำเป็นต้องมี แต่การมีการ์ดเครือข่ายพียงอย่างเดียวนั้นจะยังไม่สามารถเชื่อมต่อกับเครือข่ายทั้งหมดได้ เนื่องจากการเชื่อมต่อเครือข่ายนั้นมีด้วยกันอยู่ 2 ประเภท คือ เครือข่ายไร้สาย กับเครือข่ายที่ใช้สายสัญญาณเป็นตัวกลางในการรับส่งข้อมูล

6. 4.2.1. สื่อสารแบบมีสาย สายที่ใช้สำหรับการเชื่อมต่อระหว่างโหนดในระบบเครือข่ายมีหลายประเภท ถ้าหากสัญญาณที่วิ่งอยู่ในเครือข่ายเป็นสัญญาณไฟฟ้าสื่อที่ใช้ก็จะนำเป็นตัวนำไฟฟ้า แต่ถ้าหากสัญญาณวิ่งอยู่บนเครือข่ายเป็นแสงสื่อที่ใช้ก็จะเป็นใยแก้วนำแสง สำหรับสื่อที่จะกล่าวถึงในหัวข้อนี้ได้แก่ 1. สายคู่ตีเกลียว2. สายโอแอกเชียว 3. สายใย แก้วนำแสง

7. สายคู่ตีเกลียว สายสัญญาณแบบสายคู่ตีเกลียวเป็นสายสัญญาณมาตรฐานที่ใช้กับเครือข่ายแลน เนื่องจากความสะดวกในการติดตั้ง และสามารถนำไปใช้กับงานได้หลากหลายกว่าสายทองแดงทั่วๆไป ซึ่งสายคู่ตีเกลียวจะมีอยู่ 2 ประเภทด้วยกัน คือ

8. 1.สายคู่ตีเกลียวแบบไม่มีฉนวน สายประเภทนี้เรียกสั้นๆว่า UTP เป็นสายโทรศัพท์ที่ใช้กันอยู่ทั่วไป สายทองแดงแต่ละเส้นจะมีฉนวนหุ้ม แต่จะไม่มีฉนวนหุ้มระหว่างฉนวนชั้นนอกกับสายทองแดง สายแต่ละคู่จะพันเข้าด้วยกัน ประมาณ 6 รอบต่อนิ้ว

9. 2.สายคู่ตีเกลียวแบบมีฉนวนหุ้ม สายสัญญาณแบบ STP จะมีฉนวนพิเศษหุ้มเพื่อป้องกันคลื่นรบกวนจากมอเตอร์ไฟฟ้า สายไฟ หรือจากแหล่งอื่นๆ นอกจากฉนวนที่หุ้มรอบลวดทองแดงแล้ว สาย STP ยังมีชั้นโลหะหุ้มรอบลวดทองแดงทั้งหมดอีกด้วย

10. สายโคแอกเชียล สายประเภทนี้เรียกสั้นๆว่า สายโคแอก มีลักษณะเป็นสายกลม ใช้ลวดทองแดงเป็นแกนกลางของสายสัญญาณเพื่อนำสัญญาณ สายโคแอกมีจุดอ่อนด้านความเร็วในการรับส่งข้อมูลในเครือข่าย คือ สายสัญญาณจะมีความเร็วจำกัดที่ 10Mbps และไม่สามารถเพิ่มความเร็วให้มากขึ้นไปได้อีก สายโคแอกเชียลจะมี 2 แบบ คือ

11. Thick Ethernet (Coaxial แบบหนา) สายโคแอกเชียลแบบหนา หรือสาย RG-8 เป็นสายสัญญาณที่มีการรบกวนในระดับต่ำ เนื่องจากฉนวนที่มีขนาดใหญ่ ทำให้สายโคแอกเชียลสามารถส่งข้อมูลได้ความยาวถึง 500 เมตรในแต่ละจุดของเครือข่าย

12. Thin Ethernet (Coaxial แบบบาง) สายโคแอกเชียลแบบบาง หรือสาย RG-58 เป็นสายสัญญาณที่มีความยืดหยุ่นกว่า เพราะมีขนาดของลวดแกนกลางที่น้อยกว่า มีขั้นตอนในการติดตั้งง่ายกว่าสายโคแอกเชียลแบบหนา ทำให้สามารถลากสายสัญญาณเชื่อมไปยังเครื่องคอมพิวเตอร์แต่ละเครื่องได้โดยตรง ซึ่งสามารถลากสายสัญญาณได้ยาวถึง 185 เมตร ต่อหนึ่งจุดของเครือข่าย

13. สายใยแก้วนำแสง สายใยแก้วนำแสงหรอสายไฟเบอร์ออปติกถูกสร้างจากซิลิกอนออกไซด์ทำให้มีลักษณะคล้ายท่อแก้วหรือพลาสติก เป็นสายนำสัญญาณแบบพิเศษ เพราะไม่ใช้สัญญาณไฟฟ้าในการรับส่งข้อมูล แต่สายใยแก้วนำแสงจะใช้คลื่นแสง(photon) ในการส่งชุดข้อมูลจากโหนดหนึ่งไปยังอีกโหนดหนึ่ง

14. 4.2.2. สื่อแบบไร้สาย การสื่อไร้สายจะใช้คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าเป็นตัวกลางสำหรับนำพาข้อมูลออกไป โดยคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้านี้สามารถแบบความถี่ออกเป็นย่านความถี่ต่างๆ ได้ การสื่อสารแบบนี้ไม่ต้องใช้สายในการนำข้อมูลนี้เรียกว่าการสื่อสารแบบไร้สาย

15. ระบบไมโครเวฟ เป็นการส่งข้อมูลโดยใช้คลื่นวิทยุความถี่สูง ระหว่าง 1 ถึง 300 GHz คลื่นนี้จะเคลื่อนที่เป็นเส้นตรง และสามารถทะลุผ่านชั้นบรรยากาศได้ การสื่อสารด้วยไมโครเวฟนี้ทำให้สามารถสื่อสารระยะไกลมากๆได้ โดยโหนดที่รับ-ส่งจะต้องตั้งเสา หรือติดตั้งจานไมโครเวฟสำหรับรับส่งข้อมูลระหว่างกัน

16. ระบบดาวเทียม ดาวเทียมก็คือสถานีทวนสัญญาณไมโครเวฟที่ลอยอยู่ในอากาศ เนื่องจากดาวเทียมนี้อยู่สูง ทำให้การสื่อสารสามารถทำได้บริเวณที่กว้างกว่า คลอบคลุมพื้นที่ของโลกได้มากกว่า แต่การใช้ดาวเทียมนั้นค่าใช้จ่ายจะสูง เนื่องจากต้องมีการส่งดาวเทียม ต้องมีสถานีภาคส่ง และสถานีภาครับ สำหรับดาวเทียมบางดวงที่อยู่สูงจากพื้นโลกมากๆ จะทำให้เกิดปัญหาความล่าช้าของสัญญาณด้วย

17. คลื่นวิทยุ การใช้คลื่นวิทยุทำให้การสื่อสารสามารถทำได้บริเวณกว้าง สามารถใช้ได้ทั้งการสื่อสารข้อมูลภายในอาคาร หรือการสื่อสารข้อมูลระดับจังหวัด โดยผู้ส่งจะต้องมีเครื่องส่งสัญญาณ และผู้รับจะต้องมีเครื่องรับสัญญาณ

18. ระบบอินฟราเรด ระบบนี้จะใช้คลื่นความถี่สูงประมาณ 300 GHz ที่เรียกว่าแสงอินฟราเรด คลื่นประเภทนี้จะเคลื่อนที่เป็นเส้นตรง ไม่สามารถทะลุผ่านสิ่งกีดขวางได้ เราจะพบคลื่นประเภทนี้ในการสื่อสารระยะใกล้ๆ เช่น ระหว่างคอมพิวเตอร์สองเครื่อง ระหว่างคอมพิวเตอร์กับโทรศัพท์มือถือ

19. 4.3.อุปกรณ์เครือข่าย เนื่องจากการ์ดเครือข่าย กับตัวกลางแบบใช้สายและแบบไร้สายที่ได้กล่าวมาแล้ว ภายในเครือข่ายยังมีอุปกรณ์อื่นๆที่ใช้เพื่อให้เครือข่ายสามารถขยายระยะทางขยายขนาดของเครือข่าย และยังเชื่อมโยนการส่งข้อมูลระหว่างได้อีกด้วย อุปกรณ์เหล่านี้ได้แก่ 1. โมเด็ม 5. เร้าเตอร์ 2. อุปกรณ์ทวนสัญญาณ 6. เกตเวย์ 3. ฮับ 7. สวิตซ์ 4. บริดจ์

20. 4.3.1. โมเด็ม เป็นอุปกรณ์ที่ใช้ในการสื่อสารข้อมูลทางโทรศัพท์ โมเด็มจะทำงานในการแปลงสัญญาณระหว่างดิจิตอลและสัญญาณอนาล็อก เพื่อส่งข้อมูลดิจิตอลผ่านสายโทรศัพท์ เมื่อระบบต้องการส่งข้อมูลออกไป โมเด็มที่ส่งข้อมูล เรียกว่า มอดูเลต ข้อมูลเข้ากับสัญญาณตัวกลางที่สามารถส่งไปตามสายโทรศัพท์ได้ แล้วโมเด็มปลายทางจะทำหน้าที่ถอดสัญญาณตัวกลางออกจากข้อมูลหรือดีมอดูเลต

21. 4.3.2. อุปกรณ์ทวนสัญญาณ อุปกรณ์ทวนสัญญาณเป็นอุปกรณ์พื้นฐานที่ทำหน้าที่ในการย้ำสัญญาณ เนื่องจากสัญญาณที่ส่งผ่านตัวกลางจะอ่อนกำลังลงตามระยะทางที่เพิ่มขึ้น การอ่อนกำลังของสัญญาณทำให้ไม่สามารถส่งข้อมูลไปตามเส้นทางเป็นระยะไกลๆได้ จึงต้อมีอุปกรณ์เพื่อช่วยทำให้สัญญาณที่อ่อนกำลังกลับมามีความชัดเจนเหมือนข้อมูลจากต้นทาง ดังนั้นอุปกรณ์ทวนสัญญาณจะทำให้ช่วยเพิ่มระยะทางในการส่งข้อมูลของเครือข่ายได้

22. 4.3.3.ฮับ ฮับเป็นอุปกรณ์ที่ถูกใช้เป็นศูนย์กลางในการสื่อสารของระบบแลนที่เชื่อมต่อกันแบดาวและฮับนี้จะเป็นอุปกรณ์ที่ช่วยขยายสัญญาณให้แรงขึ้นได้ ฮับแต่ละรุ่นจะมีจำนวนพอร์ต (port) ที่ใช้ในการเชื่อมต่อคอมพิวเตอร์ที่แตกต่างกัน

23. 4. บริดจ์ บริดจ์เป็นอุปกรณ์ที่ทำงานในระดับ Data Link Layer ของโมเดล OSI ใช้เพื่อเชื่อมเครือข่ายแลนสองเครือข่ายเข้าด้วยกัน การทำงานของบริดจ์จะต่างจากฮับตรงที่ฮับจะส่งข้อมูลไปยังทุกพอร์ตที่มีการเชื่อมต่อ ส่วนบริดจ์จะเลือกแล้วแบ่งเครือข่ายออกเป็นส่วนย่อยเรียกว่า เซกเมนต์ บริดจ์จะอ่านข้อมูลแล้วเลือกว่าจะส่งภายในเซกเมนต์ หรือส่งข้ามเซกเมนต์

24. 5. เร้าเตอร์ เร้าเตอร์เป็นอุปกรณ์ที่ทำงานในระดับ Network Layers อุปกรณ์ตัวนี้มีความสมารถสูง และทำงานซับซ้อนกว่าบริดจ์ ทำหน้าที่ในการแยกเครือข่ายให้ออกเป็นเครือข่ายย่อยหลายเครือข่ายเร้าเตอร์สามารถกำหนดหรือเลือกเส้นทางในการรับ-ส่งข้อมูลจากเครือข่ายคอมพิวเตอร์ไปยังอีเครือข่ายหนึ่ง โดยจะเลือกเส้นทางที่ดีที่สุดในการส่งข้อมูล

25. 6. เกตเวย์ เกตเวย์เป็นอุปกรณ์ที่มีความสามารถสามารถสูงกว่าเร้าเตอร์ สามารถทำงานได้ทุกระดับของโมเดล OSI ถ้าหากระบบเครือข่ายมีโปรคอลสำหรับการสื่อสารที่แตกต่างกัน แต่ต้องการสื่อสารถึงกัน ตัวเกตเวย์นี้จะช่วยให้ระบบเครือข่ายสามารถสื่อสารกันได้

26. 7. สวิตซ์ สวิตซ์เป็นอุปกรณ์ที่คล้ายกับฮับ แต่มีความฉลาดกว่าฮับ จะใช้สำหรับเชื่อมโยงเครือข่ายย่อยๆเข้าด้วยกัน การทำงานของสวิตซ์นี้ เมื่อโหนดใดส่งข้อมูลเข้ามายังสวิตซ์ มันจะรับข้อมูลที่เข้ามาทางพอร์ตนั้น และตรวจสอบที่อยู่ของผู้รับ จากนั้นจะส่งข้อมูลไปยังพอร์ตที่ผู้รับต่ออยู่เท่านั้น โดยจะไม่ส่งไปยังพอร์ตอื่นๆในเครือข่าย

27. สรุป เครือข่ายคอมพิวเตอร์จะต้องประกอบด้วยเครื่องคอมพิวเตอร์และอุปกรณ์เครือข่าย ซึ่งช่วยให้เครื่องคอมพิวเตอร์สามารถสื่อสารระหว่างกันได้ และอุปกรณ์เครือข่ายที่จะนำมาใช้งานนั้น ต้องรอรับการทำงานร่วมกันด้วย

28. หนังสืออ้างอิง http://bc425.212cafe.com/archive/2007-12-14/network-devices/ http://www.computer.kku.ac.th/tip10.htm http://th.answers.yahoo.com/question/index?qid=20070730043420AAXil14 แบบเรียนวิชาระบบเครือข่าย ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 4