4.2 การสื่อสารข้อมูล
การสื่อสารข้อมูลหมายถึง การแลกเปลี่ยนข้อมูล ข่าวสาร โดยผ่านทางสื่อกลางในการสื่อสารซึ่งอาจเป็นสื่อกลางประเภทที่มีสายหรือไร้สายก็ได้ องค์ประกอบพื้นฐานของระบบการสื่อสารข้อมูล ประกอบด้วย
1.ข้อมูล/ข่าวสาร(data/message) คือข้อมูลสารสนเทศต่างๆที่ต้องการส่งไปยังผู้รับโดยข้อมูลข่าวสารอาจประกอบด้วยข้อความ ตัวเลข รูปภาพ เสียง วีดิทัศน์ หรือสื่อประสม
2.ผู้ส่ง(sender) คือคนหรืออุปกรณ์ที่ใช้สำหรับส่งข้อมูล/ข่าวสาร ซึ่งอาจเป็นเครื่องคอมพิวเตอร์ โทรศัพท์ กล้องวีดิทัศน์ เป็นต้น
3.ผู้รับ (reciever) คือคนหรืออุปกรณ์ที่ใช้สำหรับรับข้อมูล/ข่าวสาร ที่ทางผู้ส่งข้อมูลส่งให้ซึ่งอาจเป็นเครื่องคอมพิวเตอร์ โทรศัพท์ เป็นต้น
4.สื่อกลางในการส่งข้อมูล (transmission media) คือ ส่งที่ทำหน้าที่ในการรับส่งข้อมูลข่าวสารไปยังจุดหมายปลายทาง โดยสื่อกลางในการส่งข้อมูลจะมีทั้งแบบมีสาย เช่น สายเคเบิล สายยูทีพี สายไฟเบอร์ออพติก และสื่อกลางในการส่งข้อมูลแบบไร้สาย เช่น คลื่นวิทยุ ไมโครเวฟและดาวเทียม
5.โพรโทคอล (protocol) คือ กฎเกณฑ์ ระเบียบ หรือข้อปฏิบัติต่างๆที่กำหนดขึ้นมาเพื่อเป็นข้อตกลงในการสื่อสารข้อมูลระหว่างผู้รับและผู้ส่ง
รูปที่ ...สัญญาณแอนะล็อกและสัญญาณดิจิทัล
4.2.1 สัญญาณที่ใช้ในระบบสื่อสาร
แบ่งออกได้เป็น 2 ประเภท คือ สัญญาณแอนะล็อก(analog signal)และสัญญาณดิจิตอล(digital signal) สัญญาณแอนะล็อกเป็นสัญญาณที่มีขนาดแอมพลิจูด (amplitude) ที่เปลี่ยนแปลงตามเวลาและเป็นค่าต่อเนื่อง
เช่น เสียงพูด และเสียงดนตรี ส่วนสัญญาณดิจิทัลเป็นสัญลักษณ์ที่ไม่มีค่าความต่อเนื่องที่เรียกว่า ดิสครีต (discrete)สัญญาณดิจิทัลถูกแทนด้วยระดับแรงดันไฟฟ้าสองระดับเท่านั้น โดยแสดงสถานะเป็น “0”และ”1” ซึ่งตรงกับตัวเลขฐานสอง
4.2.2การถ่ายโอนข้อมูล เป็นการส่งสัญญาณออกจากอุปกรณ์ส่ง ไปยังอุปกรณ์รับ โดยจำแนกได้ 2 แบบ คือ
1.การถ่ายโอนข้อมูลแบบขนาน ทำได้โดยการส่งข้อมูลออกมาทีละหลายบิตพร้อมกันจากอุปกรณ์ไปยังอุปกรณ์รับ ผ่านสื่อกลางตัวนำสัญญาณที่มีช่องทางส่งข้อมูลหลายช่องทางโดยทั่วไปจะเป็นการนำสายสัญญาณหลายๆเส้นที่มีจำนวนสายส่งสัญญาณเท่ากับจำนวนบิตที่ต้องการส่งในแต่ละครั้ง เช่น ส่งข้อมูล 11110001 ออกไปพร้อมกัน สายส่งก็ต้องมี 8 เส้น นอกจากการส่งข้อมูลหลักที่ต้องการแล้ว อาจมีการส่งข้อมูลอื่นเพิ่มเติมไปด้วย เช่น บิตพาริตี (parity bit) ใช้ในการตรวจสอบความผิดพลาดของการรับสัญญาณที่ปลายทาง หรือสายที่ควบคุมการโต้ตอบ เพื่อควบคุมจังหวะการรับ-ส่งข้อมูลในแต่ละรอบ
สายส่งข้อมูลแบบขนานนี้มีความยาวไม่มาก เนื่องจากถ้าสายยาวมากเกินไปจะก่อให้เกิดปัญหาสัญญาณสูญหายไปกับความต้านทานของสาย และเกิดการรบกวนกันของสัญญาณ การส่งโดยวิธีนี้นิยมใช้กับการรับส่งข้อมูลในระยะใกล้ๆ ข้อดีของการรับส่งข้อมูลคือ การรับ-ส่งข้อมูลทำได้รวดเร็ว แต่มีข้อเสียที่ต้องใช้สายส่งหลายเส้นทำให้มีค่าใช้จ่ายสูง ที่พบเห็นได้บ่อยคือ การเชื่อมต่อระหว่างเมนบอร์ดกับฮาร์ดดิสก์ภายในเครื่องคอมพิวเตอร์แบบ EIDE และการเชื่อมต่อระหว่างเครื่องคอมพิวเตอร์กับเครื่องพิมพ์ ด้วยพอร์ตแบบขนาน
รูปที่ 4.7 .การถ่ายโอนข้อมูลแบบขนาน
รูปที่ 4.8 ก. การเชื่อมต่อระหว่างเมนบอร์ดกับฮาร์ดิสก์ รูปที่ 4.8 ข. การเชื่อมต่อระหว่างเครื่องคอมพิวเตอร์กับเครื่องพิมพ์
2.การถ่ายโอนข้อมูลแบบอนุกรม ในการถ่ายโอนข้อมูลแบบอนุกรม ข้อมูลที่ส่งออกมาทีละบิต ระหว่างจุดส่งและจุดรับ การถ่ายโอนข้อมูลแบบอนุกรมต้องการสื่อกลางสำหรับการสื่อสารเพียงช่องเดียวหรือเพียงคู่สายเดียว ค่าใช้จ่ายในด้านของสายสัญญาณจะถูกกว่าแบบขนานสำหรับการส่งระยะไกลๆ
การถ่ายโอนข้อมูลแบบอนุกรมจะเริ่มโดยข้อมูลแต่ละชุดจะถูกเปลี่ยนให้เป็นอนุกรมแล้วทยอยส่งออกไปทีละบิตยังจุดรับ แต่เนื่องจากการทำงานและกาส่งข้อมูลระหว่างอุปกรณ์ต่างๆภายในเครื่องคอมพิวเตอร์จะใช้ช่องทางการสื่อสารแบบขนานที่ประกอบด้วยชุดของข้อมูลหลายบิต ดังนั้นที่จุดรับจะต้องมีกลไกในการเปลี่ยนแปลงข้อมูลที่รับมาทีละบิตให้เป็นชุดของข้อมูลที่ลงตัวพอดีกับขนาดของช่องทางการสื่อสารที่ใช้ในคอมพิวเตอร์ เช่น บิตที่ 1 ลงที่บัสข้อมูลเส้นที่ 1 เป็นต้น การเชื่อมต่อสามารถทำได้โดยใช้สายถ่ายโอนข้อมูลแบบอนุกรม หรือที่เรียกว่า สายซีเรียล (serial cable) ในปัจจุบันมีการพัฒนาการถ่ายโอนข้อมูลแบบอนุกรมความเร็วสูงโดยการใช้การเชื่องต่อแบบยูเอสบี
รูปที่ 4.9 การถ่ายโอนข้อมูลแบบอนุกรม
รูปที่ 4.10 การเชื่อมต่อแบบอนุกรมกับอุปกรณ์ต่างๆ
4.2.3 รูปแบบการรับ-ส่งข้อมูล ไม่ว่าจะเป็นการรับส่งข้อมูลขนานหรือแบบอนุกรม สามารถแบ่งออกได้เป็น 3 แบบดังนี้
1.การสื่อสารข้อมูลทางเดียว(simplex transmission) ข้อมูลสามารถส่งได้ทางเดียว โดยแต่ละฝ่ายจะทำหน้าที่อย่างใดอย่างหนึ่ง เช่น เป็นผู้รับหรือผู้ส่ง บางครั้งเรียกการสื่อสารแบบนี้ว่าการส่งทิศทางเดียว(unidirectional transmission) เช่นการกระจายเสียงของสถานีโทรทัศน์หรือวิทยุ
2.การสื่อสารสองทางครึ่งอัตรา (half duplex transmission) สามารถส่งข้อมูลได้ทั้งสองฝ่ายแต่ต้องผลัดกันส่งและผลัดกันรับ จะส่งและรับพร้อมกันไม่ได้ เช่น วิทยุสื่อสาร(walkie-talkie radio)
3.การสื่อสารสองทางเต็มอัตรา (full duplex transmission) สามารถส่งข้อมูลได้สองทางโดยที่ผู้รับและผู้ส่งสามารถรับส่งข้อมูลได้ในเวลาเดียวกัน เช่น การสนทนาทางโทรศัพท์คู่สนทนาคุยโต้ตอบได้ในเวลาเดียวกัน