บทที่ 2 อุปกรณ์เครือข่ายnetwork30206.weebly.com/uploads/2/4/7/3/24735629/_2_.pdf · มาตรฐานการเข้าหัวสาย

12

อปกรณเครอขาย นายสมนท พลพทกษ

บทท 2

อปกรณเครอขาย สายสญญาณ

ในโลกของการสอสารและเครอขายคอมพวเตอรจะไมสามารถท างานได หากปราศจากสอน าขอมล

(Transmission Media) ซงท าหนาทเปนตวกลางในการถายโอนขอมลระหวาง

อปกรณบนเครอขาย

การทคอมพวเตอรเครองหนงจะสงขอมลไปยงอกเครองหนงไดนน ตองมการเชอมตอกนดวยสอน า

สญญาณประเภทใดประเภทหนงสอน าสญญาณทใชในระบบเครอขายคอมพวเตอร สามารถแบงออกได

เปน 2 ประเภทดงน

1. สายน าสญญาณ

1.1. สายคบดเกลยว (Twisted Pairs)

1.2. สายโคแอคเชยล (Coaxial Cable)

1.3. สายใยแกวน าแสง (Fiber Optics)

2. สอไรสาย (Wireless)

เครอขายคอมพวเตอรในปจจบนนอกจากสายสญญาณเปนสอน าขอมลแลว สอไรสายกเปนอก

ทางเลอกหนงทใชเชอมตอคอมพวเตอรเปนเครอขาย เชน WLAN (Wireless LAN) เปนเครอขายทองถนท

ใชอากาศเปนสอน าสญญาณ

สายคบดเกลยว

เมอกอนเปนสายสญญาณทใชในระบบโทรศพท แตปจจบนไดกลายเปนมาตรฐานสายสญญาณท

เชอมตอในเครอขายแบบทองถน (LAN) สายคบดเกลยวหนงคประกอบดวยสายทองแดงขนาดเลก

(Copper) เสนผานศนยกลางประมาณ 0.016-0.035 นว หมดวยฉนวน (Outer Insulator) แลวบดเปน

เกลยวเปนค โดยสายคหนงกใชส าหรบการสอสารหนงชองทางการบดเปนเกลยวของสายแตละค เพอชวย

ลดคลนแมเหลกไฟฟาทรบกวนซงกนและกน ซงอาจมจ านวนหลายๆ คทน ามารวบเขาดวยกนและหมดวย

ฉนวนภายนอก (Outer Jacket) เชน สายคบดเกลยวทใชกบเครอขายทองถน (CAT5) ภายในฉนวนหอหม

13


จะมจ านวนสาย 4 คดวยกนและหากเปนสายทน าไปใชกบการสงขอมลในระยะทางไกลๆ จ านวนสาย

ภายในอาจมมากกวาหนงรอยค

รปท 2.1.1 สายคบดเกลยว Cat-5e รปท 2.1.2 สายคบดเกลยว Cat-5 25 Pairs

ทมา : www.made-in-china.com, http://img.alibaba.com

สายคบดเกลยวทมขายในทองตลาดมหลายประเภทดวยกน ซงสายสญญาณอาจจะประกอบดวยสาย

คบดเกลยวตงแตหนงคไปจนถง 600 คในสายขนาดใหญ สายคบดเกลยวทใชกบเครอขาย LAN จะ

ประกอบดวย 4 ค แบงออกได 2 ประเภทคอ

1. STP (Shielded Twisted Pairs) หรอสายคบดเกลยวชนดมชลด

2. UTP (Unshielded Twisted Pairs) หรอสายคบดเกลยวชนดไมมชลด

รปท 2.1.3 สาย STP และ UTP

ทมา : www.lanshack.com

14


Shielded Twist Pair (STP)

สายคบดเกลยวแบบมชลด หรอ STP จะมสวนทปองกนสญญาณรบกวนจากภายนอก ซงชนปองกนน

อาจจะเปนแผนโลหะบางๆ หรอใยโลหะทถกเปนตาขาย และหอหมสายคบดเกลยวทงหมด จดประสงคของ

การเพมชนหอหมนเพอปองกนสญญาณรบกวนจากคลนแมเหลกไฟฟาภายนอก เชน คลนวทยจากแหลง

ตางๆ ในอากาศ

รปท 2.1.4 โครงสรางของสาย STP (แบบ SFTP และ FTP)

ทมา : www.lanshack.com

Unshielded Twist Pair (UTP)

สายคบดเกลยวแบบไมมชลด หรอ UTP จะไมมสวนปองกนสญญาณรบกวนจากภายนอก เปนสายท

นยมเรยกกนสนๆ วา สาย UTP และเปนสายทนยมใชงานกนมากทสดในระบบเครอขายคอมพวเตอร

ปจจบน การใชงานสายนความยาวตองไมเกน 100 เมตร

รปท 2.1.5 โครงสรางของสาย UTP

ทมา : www.techfest.com, www.global-b2b-network.com

15


คณสมบตพเศษของสายคบดเกลยว

การใชสายคบดเกลยวในการรบสงสญญาณนนจ าเปนตองใชสายหนงคในการสงสญญาณ และอกหนง

คในการรบสญญาณ ซงในแตละคสายจะมทงขวบวกและขวลบ ในการท าเชนนเปนเทคนคอยางหนงใน

การรบสงขอมลทเรยกวา “Differential Signaling” ซงเทคนคนคดคนขนมาเพอทจะก าจดคลนรบกวนทเกด

กบสญญาณขอมล ทเกดขนไดงาย และเมอเกดขนกบสายสญญาณแลวจะท าใหขอมลยากตอการอาน

หรอแปลความหมายตวสงสญญาณจะสงสญญาณสองสญญาณ ซงสญญาณหนงเปนสญญาณบวกบน

สาย T+ และอกสญญาณหนงคอสายสญญาณลบบนสาย T- เมอถงปลายทางสญญาณ T- จะถกกลบ

รปรางของสญญาณอกท ซงถาไมมคลนรบกวน สญญาณ T+ และสวนกลบของสญญาณ T- ควรจะม

ลกษณะคลายๆกน แตถามคลนรบกวน สองสญญาณนจะมสวนทแตกตางกน ซงสวนทแตกตางกนน

เกดขนจากคลนรบกวนนนเอง ตามทฤษฎของคลนรบกวนแลว คลนรบกวนจะเกดขนกบทงสองสญญาณ

ในขนาดทเกอบจะเทากน ดงนนเมอกลบอกสญญาณหนง แลวบวกทงสองสญญาณเขาดวยกน สวนทเปน

สญญาณรบกวนกจะถกหกลางกนไป ท าใหไดเฉพาะสญญาณทตองการจรงๆ เทานน

มาตรฐานสายสญญาน

สมาคมอตสาหกรรมอเลกทรอนกส หรอ EIA (Electronics Industries Association) และสมาคม

อตสาหกรรมโทรคมนาคม หรอ TIA (Telecommunication Industries Association) ไดรวมกนก าหนด

มาตรฐาน EIA/TIA 568 ซงเปนมาตรฐานทใชในการผลตสาย UTP โดยมาตรฐานน ไดแบงประเภทของ

สายออกเปนหลายประเภทโดยแตละประเภทจะเรยกวา Category N โดย N คอ หมายเลขทบอกประเภท

สวนสถาบนมาตรฐานนานาชาต (International Organization for Standardization) ไดก าหนดมาตรฐาน

นเชนกน โดยเรยกสายแตละประเภทเปน Class A-F คณสมบตโดยทวไปของสายแตละประเภทเปนดงน

Category 1/Class A: เปนสายทใชไดกบระบบโทรศพทอยางเดยว เหมาะกบการสงขอมลชนดเสยง

Category 2/Class B: เปนสายทรองรบแบนดวธไดถง 4 MHz และสามารถสงขอมลดจตอลไดถง 4

Mbps ซงประกอบดวยสายคบดเกลยว 4 ค

Category 3/Class C: เปนสายทสามารถสงขอมลไดถง 16 Mbps และมสายคบดเกลยว 4 คCategory

4 : เปนสายทสามารถสงขอมลไดถง 20 Mbps และมสายคบดเกลยว 4 ค

16


Category 5/Class D: เปนสายทสามารถสงขอมลไดถง 100 Mbps โดยใชสาย 2 คและสามารถรบสง

ขอมลไดถง 1000 Mbps เมอใช 4 คสายCategory 5 Enhanced (5e): เชนเดยวกบ Cat5 แตมคณภาพ

ของสายทดกวา เพอรองรบการสงขอมลแบบฟลดเพลกซท 1000 Mbps ซงใช 4 คสาย

Category 6/Class E: รองรบแบนดวธไดถง 250 MHz

Category 7/Class F: รองรบแบนดวธไดถง 600 MHz และก าลงอยในระหวางวจย

มาตรฐาน TIA/EIA นนไดก าหนดคณสมบตตางๆของสายสญญาณ UTP ดงน

ความตานทาน (Impedance) : โดยทวไปจะก าหนดไวท 100 Ohm + 15 %

คาสญเสยสญญาณ (Attenuation) : ของสายทความยาว 100 เมตร คอ อตราสวนระหวางก าลง

สญญาณทสงตอก าลงสญญาณทวดไดทปลายสาย มหนวยเปนเดซเบล (dB)

NEXT (Near-End Cross Talk) : เปนคาของสญญาณรบกวนของสายคสงตอสายครบทฝงสง

สญญาณ โดยวดเปนเดซเบลเชนกน

PS-NEXT (Power-Sum NEXT) : เปนคาทค านวนไดจากสญญาณรบกวน NEXTของสายอก 3 ค

ท มผลตอสายค ทวด คา น จะ มผลเ มอใชสายสญญาณทงคในการ รบสงสญญาณ เชน

กกะบตอเธอรเนต

FEXT (Far-End Cross Talk) : จะคลายกบ NEXT แตเปนการวดคาสญญาณรบกวนทปลายสาย

ELFEXT (Equal-Level Far-End Cross Talk) : เปนคาทค านวณไดจากคาสญเสยของสญญาณ

(Attenuation) ลบดวยคา FEXT ดงนนคา ELFEXT ยงสง (มคามาก) แสดงวาคาสญเสยยงสงดวย

PS-ELFEXT (Power-Sum ELFEXT) : เปนคาทค านวณคลายๆกบคา PS-NEXT คอ เปนคาท

ค านวณไดจากการรวม ELFEXT ทเกดจากสายสามคทเหลอ

Return Loss : เปนคาทวดไดจากอตราสวนระหวางก าลงสญญาณทสงไปตอก าลงสญญาณท

สะทอนกลบมายงตนสาย

Delay Skew : เนองจากสญญาณเดนทางบนสายสญญาณแตละคดวยเวลาทตางกนคาดเลย

สกวคอ คาแตกตางระหวางคทเรวทสดกบคทชาทสด

17


ตารางมาตรฐาน EIA/TIA 568 และ ISO/IEC 11801

Category/Class Cat 5/Class D Cat 5e Cat 6/Class E Cat 7/Class F Bandwidth 100 MHz 100 MHz 250 MHz 600 MHz Delay < 548 ns < 548 ns < 548 ns < 504 ns Delay Skew < 50 ns < 50 ns < 50 ns < 20 ns Attenuation (dB) 24dB@100MHz 24dB@100MHz 36dB@250MHz 54.1dB@600MHz NEXT (dB) 29.3dB@100MHz 32.3dB@100MHz 33.1dB@250MHz 51.0dB@600MHz PSNEXT (dB) N/A 27.1dB@100MHz 30.2dB@250MHz 48dB@600MHz ELFEXT (dB) 17dB@100MHz 21dB@100MHz 19.2dB@250MHz Future Study PSELFEXT (dB) 29.3dB@100MHz 29.3dB@100MHz 39.3dB@250MHz 29.3dB@600MHz Return Loss (dB) 15-10log(f/20) 17-7log(f/20) 19-10log(f/20)

ปญหาหนงของการใชสายสงสญญาณคอ ครอสทอลค (Crosstalk) ซงหมายถงสญญาณบนสายหนง

จะรบกวนสญญาณบนสายอกสายหนง สายคบดเกลยวไดถกออกแบบมาเพอชวยลดปญหาน โดยการบด

คสายเปนเกลยวท าใหสญญาณรบกวนในแตละสายหกลางกน ถาจ านวนเกลยวตอหนวยความยาวยงมาก

เทาใด จะท าใหปองกนครอสทอลคไดดเทานน แตขอเสยคอ จะท าใหความยาวของสายเพมขน

หวเชอมตอ RJ-45

สายคบดเกลยวจะใชหวเชอมตอแบบ RJ-45 ซงจะมลกษณะคลายกบหวเชอมตอแบบ RJ-11 ซงเปน

หวทใชกบสายโทรศพททวๆ ไปขอแตกตางระหวางหวเชอมตอสองประเภทนคอ หว RJ-45 จะมขนาดใหญ

กวาเลกนอยและไมสามารถเสยบเขากบปลกโทรศพทได และอกอยางหว RJ-45 จะเชอมสายคบดเกลยว 4

ค ในขณะทหว RJ-11 ใหไดกบสายเพยง 2 คเทานน

รปท 2.1.6 หวเชอมตอ RJ-11, RJ-12 และ RJ-45

ทมา : http://users.utu.fi

18


มาตรฐานการเขาหวสาย UTP

การเขาหวสาย UTP นนมอย 2 มาตรฐานทไดก าหนดไวคอ TIA/EIA 568A และ 568B ดงน

PIN# Signal TIA/EIA 568A TIA/EIA 568B 1 Transmit+ ขาวเขยว ขาวสม 2 Transmit- เขยว สม 3 Receive+ ขาวสม ขาวเขยว 4 N/A ฟา ฟา 5 N/A ขาวฟา ขาวฟา 6 Receive- สม สม 7 N/A ขาวน าตาล ขาวน าตาล 8 N/A น าตาล น าตาล

รปท 2.1.7 มาตรฐานการเขาหวสาย UTP


รปท 2.1.8 การเขาหว RJ-45 แบบ TIA/EIA 568A และ 568B


19


การทดสอบสาย UTP

เมอตดตงสาย UTP เสรจแลว ขนตอนตอไปคอ การทดสอบสายสญญาณดงกลาวใหเปนไปตาม

มาตรฐาน ซงเครองมอทใชในการทดสอบสาย UTP จะเรยกวา เคเบลแอนาไลเซอร (Cable Analyzer)

รปท 2.1.9 Cable Analyzer

ทมา : www.thailandmultimeter.com

สงททดสอบสายสญญาณนนมดงตอไปน

Wire Map : คอการทดสอบสายสญญาณวาตดตงถกตองหรอไม ซงสงทตองทดสอบ คอ

- ทดสอบการสนสดทปลายสายทงสองดาน

- ทดสอบความตอเนองของสาย หรอสายขาดระหวางปลายสายทงสองดาน หรอไม

- ทดสอบวาสายสญยาณวงจรแตละควงจรปดหรอไม

- การทดสอบการครอสโอเวอรสาย

ความยาวสาย (Length) : ซงสาย UTP ทใชกบระบบอเธอรเนตตองไมเกน 100 เมตร

คาคณสมบตตางๆ ของสาย เชน Delay Skew, Attenuation, NEXT, PSNEXT, ELFEXT เปนตน

20


การใชงานสาย UTP

การเขาหวสาย UTP เพอน าสาย UTP ไปใชงานในระบบเครอขายคอมพวเตอรนนสามารถแบงออกได

เปน 3 ชนดคอ

1. สาย Straight-Through Cables เปนสายทใชเชอมตออปกรณเขาดวยกนดงน

สวทช (Switch) กบ เราทเตอร(Router)

สวทช (Switch) กบ คอมพวเตอรพซ (PC) หรอคอมพวเตอรเซรฟเวอร (Server)

ฮบ (Hub) กบ คอมพวเตอรพซ (PC) หรอคอมพวเตอรเซรฟเวอร (Server)

รปท 2.1.10 Straight-Through Ethernet Cable

ทมา : www.patraswireless.net

2. สาย Crossover Cables เปนสายทใชเชอมตออปกรณเขาดวยกนดงน

สวทช (Switch) กบ สวทช (Switch)

สวทช (Switch) กบ ฮบ (Hub)

ฮบ (Hub) กบ ฮบ (Hub)

เราทเตอร(Router) กบ เราทเตอร(Router)

คอมพวเตอรพซ (PC) กบ คอมพวเตอรพซ (PC)

21


รปท 2.1.11 RJ-45 Crossover Ethernet Cable

ทมา : www.patraswireless.net

3. สาย Rollover Cable เปนสายทใชเชอมตออปกรณเขาดวยกนดงน

เราทเตอร(Router) กบ คอมพวเตอรพซ (PC)

สวทช (Managed Switch) กบ คอมพวเตอรพซ (PC)

รปท 2.1.12 Rollover Cable

ทมา : https://secure.cecn.mtu.edu

22


สายโคแอคเชยล (Coaxial Cable)

เปนสายสญญาณประเภทแรกทใช และเปนทนยมมากในเครอขายคอมพวเตอรสมยแรกๆ แตใน

ปจจบน เครอขายสวนใหญจะใชสายคบดเกลยวและสายใยแกวน าแสง สวนสายโคแอคเชยลถอไดวาเปน

สายทลาสมยส าหรบเครอขายคอมพวเตอรในปจจบน อยางไรกตามยงมระบบเครอขายบางประเภททยงใช

สายประเภทนอย

สายโคแอคเชยล สวนใหญจะเรยกสนๆ วาสายโคแอกซ (Coax) จะมตวน าไฟฟาอยสองสวน ค าวา

“โคแอกซ” มความหมายวา “มแกนรวมกน” ซงชอกบอกความหมายวาตวน าทงสองตวมแกนรวมกนนนเอง

โครงสรางของสายโคแอคเชยล ประกอบดวยสายทองแดงเปนแกนกลาง แลวหอหมดวยวสดทเปนฉนวน

ชนตอมาจะเปนตวน าไฟฟาอกชนหนง ซงจะเปนแผนโลหะบางๆ หรอ อาจจะเปนใยโลหะทถกเปยหมอก

ชนหนง สดทายกหมดวยฉนวนและวสดปองกนสายสญญาณ

รปท 2.2.1 โครงสรางของสายโคแอคเชยล

ทมา : http://commons.wikimedia.org

สวนแกนเปนสวนทน าสญญาณขอมล สวนชนใยขายเปนชนทใชปองกนสญญาณรบกวนจากภายนอก

และเปนสายดน(กราวด)ในตว ดงนนสองสวนนตองไมเชอมตอกนมฉะนนอาจเกดไฟชอตได

สายโคแอคเชยล (coaxial) เปนตวกลางเชอมโยงทมลกษณะเชนเดยวกบสายทตอจากเสาอากาศสาย

โคแอคเชยลทใชทวไปม 2 ชนด คอ 50 โอหมซงใชสงขอมลแบบดจทล และชนด 75โอหมซงใชสงขอมล

สญญาณแอนะลอก

สายโคแอคเชยลเปนสายสญญาณน าขอมลไฟฟา มความถในการสงขอมลประมาณ 100MHz ถง 500

MHz

23


สวนใหญสายโคแอคเชยลจะมลกษณะคลายกน แตแบงออกไดหลายประเภทขนอยกบชนดของ

เครอขายทใช สายโคแอคเชยลจะถกแยกเปนประเภทตางๆ โดยใชมาตรา RG (Radio Grade Scale) ซง

ค าวา RG ยอมาจาก Radio Grade ซงมความหมายวาทอน าคลน สวน /U ทตอทาย RG จะหมายวา

indicates multiple uses คอสามารถใชงานไดหลากหลาย สายโคแอคเชยลแบบ RG-58 จะใชกบ

เครอขายอเธอรเนตแบบ 10Base2 ซงจะมคาความตานทานท 50 โอหม

รปท 2.2.2 สายโคแอคเชยล

ทมา : http://searchnetworking.techtarget.com

สาย RG มดวยกนหลากหลายรน และแตละรนจะมลกษณะภายนอกคลายกน ซงประกอบไปดวย

4 สวนทส าคญดงน

Conductor ตวน าสญญาณซงเปนแกนทองแดง

Insulator ฉนวนหมตวน าสญญาณ

Shield ทองแดงถดหมตลอดทงเสน เพอปองกนสญญาณรบกวน

Jacket ใชภายในอาคารจะเปน PVC, ใชภายนอกอาคารจะเปน PE, ใชแขวนเสาจะเปน PE และม

Messenge

24


มาตรฐานของสาย Coaxial นน ถกก าหนดโดยใชสญลกษณ RG-# (Radio Guide) มมาตรฐาน ดงน

Type Impedance เสนผาศนยกลาง ใชส าหรบ RG-6/U 75Ω 0.332" in (8.5mm) ระบบเคเบลทว หรอจากเสาอากาศโทรทศน

RG-6/UQ 75Ω ทเปนสาย RG- 6มฉนวนหมมากกวาสาย 6/Uธรรมดา

RG-8/U 50Ω 0.405 in (10.287mm) Thick Ethernet (10Base5)

RG-9/U 51Ω 0.42 in (10.668 mm)

RG-11/U 75 Ω 0.405 in(10.287mm)

RG-58/U 50 or 52 Ω 0.2 in (5 mm) Thin Ethernet (10base2)

RG-59/U 75 Ω 0.242 in (6.15 mm)

RG-62/U 92 Ω 0.242 in (6.15 mm) ARCNET

RG-178/U 50 Ω 0.079 in (2.00 mm)

RG-179/U 75 Ω 0.094 in (2.38 mm)

รปท 2.2.3 ประเภทตางๆ ของ สายโคแอคเชยล

ทมา : http://www.telepart.net

25


ประเภทของสายโคแอคเชยล

สายโคแอคเชยลแบงออกเปน 2 ประเภทคอ

1. สายโคแอคเชยลแบบบาง (Thin Coaxial Cable)

2. สายโคแอคเชยลแบบหนา (Thick Coaxial Cable)

ขอด สายโคแอคเชยลจะใชใยโลหะถกเปนชลด (Shield) ท าใหถกรบกวนจากแหลงไฟฟานอยกวาสาย

ทองแดงบดเกลยว

ขอเสย สายโคแอคเชยลมราคาแพงกวา10-20 เทาของสายทองแดงคบดเกลยว และยากตอการใชงาน

มากกวาสายทองแดงคบดเกลยว บางครงกยงไมยดหยนตอการใชงานการสงผานขอมล

ขวตอสาย Coaxial แบบตางๆ

แบบ Impedance ความถสงสด RF

Peak Peak

Power ราคา รป

UHF 50 300 MHz 500 โวลต

500 วตต ถก

BNC 50 หรอ 75 4 GHz 1000

โวลต 500 วตต ถก

TNC 50 10 GHz 1000

โวลต 1000 วตต

ปานกลาง

26


ขวตอสาย Coaxial แบบตางๆ

แบบ Impedance ความถสงสด RF

Peak Peak

Power ราคา รป

N 50 หรอ 75 11 GHz 1000 โวลต

1000 วตต

ปานกลาง

C 50 11 GHz 1500

โวลต - -

SMA 50 18 GHz 1000

โวลต 500 วตต ปาน

กลาง

F 75 1 GHz - - ถก

สายโคแอคเชยลแบบบาง (Thin Coaxial Cable)

เปนสายทมขนาดเลก เสนผานศนยกลางประมาณ 0.64 cm. เนองจากสายประเภทนมขนาดเลกและม

ความยดหยนสงจงสามารถใชไดกบการตดตงเครอขายเกอบทกประเภท สายประเภทนสามารถน า

สญญาณไดไกลถง 185 เมตร กอนทสญญาณจะเรมออนก าลงลง

บรษทผผลตสายโคแอคเชยลไดลงความเหนรวมกนในการแบงประเภทของสายโคแอคเชยลดงแสดงใน

ตาราง สายโคแอคเชยลแบบบางไดถกรวมไวในสายประเภท RG-58 ซงสายประเภทนจะมความตานทาน

(Impedance) ท 50 โอหม มแกนกลางอย 2 ลกษณะคอ แบบทเปนสายทองแดงเสนเดยวและแบบทเปนใย

โลหะหลายเสน

27


รปท 2.2.4 สายโคแอคเชยลแบบบาง

ทมา : www.amazon.co.uk ,www.hbernstaedt.de

สายโคแอคเชยลแบบหนา (Thick Coaxial Cable)

เปน สายโคแอคเชยลทคอนขางแขง และใหญกวา สายโคแอคเชยลแบบบาง โดยมเสนผานศนยกลาง

ประมาณ 1.27 cm. สายโคแอคเชยลแบบหนานเปนสายสญญาณประเภทแรกทใชกบเครอขายอเธอรเนต

สวนแกนกลางท เ ปนสายทองแดงของ สายโคแอคเ ชยลแบบหนาจะมขนาดใหญกวา ดงนน

สายโคแอคเชยลแบบหนาจงสามารถน าสญญาณไดไกลกวาแบบบาง โดยสามารถน าสญญาณไดไกลถง

500 เมตร ดวยความสามารถนสายโคแอคเชยลแบบหนาจงนยมใชในการเชอมตอเสนทางหลกของขอมล

หรอ แบคโบน (Backbone) ของเครอขายสมยแรกๆ แตปจจบนไดเลกใช สายโคแอคเชยลแลว โดยสายท

นยมใชท าเปนแบคโบนคอ สายใยแกวน าแสง

28


รปท 2.2.5 สายโคแอคเชยลแบบหนา

ทมา: www.homestead.co.uk, www.blackbox.com,

เปรยบเทยบระหวาง สายโคแอคเชยลแบบบางกบแบบหนา (Thinnet and Thicknet) ตามกฎการน า

สญญาณ สายทใหญกวายอมน าสญญาณไดดกวา แตสายโคแอคเชยลแบบหนา (Thicknet) จะยงยากใน

การตดตงมากกวา เนองจากเปนสายทคอนขางแขง ในขณะทสายโคแอคเชยลแบบบาง (Thinnet) มความ

ยดหยนทดกวาท าใหงายตอการตดตงและราคากถกกวา ความยดหยนของสายมผลตอการตดตงเมอ

เดนสายผานทอขนาดเลกทตดบนฝาเพดาน ท าใหเปนทนยมมากกวา

รปท 2.2.6 การเปรยบเทยบสายโคแอคเชยล

ทมา : http://technet.microsoft.com

หวเชอมตอ

สายโคแอคเชยลแบบบางและแบบหนา (Thinnet and Thicknet) จะใชหวเชอมตอชนดเดยวกน ท

เรยกวาหวตอ BNC ซงใชในการเชอมตอระหวางสายสญญาณและเนตเวรคการด หวเชอมตอแบบ BNC น

มหลายแบบ ดงน

29


1. หวเชอมสาย BNC (BNC Cable Connector) เปนหวทเชอมเขากบปลายสายโคแอคเชยล

2. หวเชอมสายรปตว T (BNC T-Connector) เปนหวทใชเชอมตอระหวางสายสญญาณกบเนตเวรคการด

3. หวเชอมสาย Barrel (BNC Barrel Connector) เปนหวทใชในการเชอมตอสายสญญาณเพอใหสายม

ขนาดความยาวมากขน

4. ตวสนสดสญญาณ (BNC Terminator) เปนหวทใชในการสนสดสญญาณ

(BNC Connector) BNC T-Connector BNC Barrel Connector BNC Terminator

รปท 2.2.7 หวเชอมตอสายโคแอคเชยลแบบตางๆ

ทมา : http://www.traderscity.com, https://hongkong01.rs-online.com

มาตราฐาน 10BASE

เปนมาตรฐานซงก าหนดขนโดยองคกร IEEE ใชเปนสายสอสารมาตรฐานในการสอสารขอมลดวย

โปรโตคอล CSMA/CD (หรอ IEEE 802.3) ซงยงแบงออกเปน

1. มาตรฐาน 10BASE5 หรอมาตรฐาน Original 802.3 Standard เปนสายโคแอคเชยลมาตรฐานของ

เครอขาย LAN ทมแบบการสงสญญาณขอมลแบบเบสแบนด สามารถสงขอมลไดดวยอตราเรว 10

Mbpsความยาวสงสดของสายสอสารใน 1 ชวง (Segment) จากปลายสดดานหนงของสายถงปลายสด

อกดานหนงของสายเทากบ 500 เมตร โดยสามารถมแทป (Tap) ตอเขาระหวางสาย 1 ชวงไดสงสด

เทากบ 100 แทป ระยะทางของการสอสารจะสามารถเพมขนไดอกถารพตเตอรโดยจ ากดไววาสามารถ

ใชรพตเตอรไดมากทสด 4 เครองตอ 1 เสนทางระหวาง 2 สเตชน ซงท าใหสามารถเพมระยะทางการ

สอสารของเครอขาย LAN ไปไดไกลถง 2.5 กม.

30


รปท 2.2.8 การเชอมตอตามมาตรฐาน 10Base5

ทมา : http://cptd.chandra.ac.th

2. มาตรฐาน 10BASE2 หรอสาย Cheapernet เปนสายโคแอคเชยลทมขนาดเลกกวาสาย10 BASE5 แต

มอตราสงขอมลเทากน ท าใหราคาของสาย 10 BASE2 ถกกวา แตการทขนาด ของสายเลกลงกท าให

ระยะทางการเชอมตอสเตชนเขากบสายเคเบลสนลงดวย คอสามารถมแทปใน1 ชวงสายไดสงสด 30

แทปและมระยะทางการสอสารไดไกลสดเทากบ 185 เมตร

รปท 2.2.9 การเชอมตอตามมาตรฐาน 10Base2

ทมา : http://cptd.chandra.ac.th

31


3. มาตรฐาน 10BASE-T เปนสายเกลยวคแบบไมมชลดซงใชกบเครอขาย LAN แบบ Passive STAR

เชนกน แตมอตราเรวในการสงขอมลสงถง 10 เมกะบตตอวนาท

รปท 2.2.10 การเชอมตอตามมาตรฐาน 10Base-T

ทมา : http://dictionary.zdnet.com

4. มาตรฐาน 10Broad36 หรอสาย Broadband เปนสายโคแอคเชยลแบบบรอดแบนดซงสามารถรบสง

สญญาณไดหลายชองสญญาณในสายเสนเดยวกน วธการโดยการแบงแถบความถทกวางออกเปนชอง

ความถยอยๆ แลวแตละชองสามารถรบสงขอมลไดโดยไมขนตอกน ตวอยางการรบสงขอมลแบบบอรด

แบนดเชน เคเบลทว โดยสญญาณทวแตละชองจะสงไปบนสายเคเบลเดยวกน การเปลยนชองทวกคอ

การปรบชองความถใหรบสญญาณของชองทวทตองการนนเอง

5. มาตรฐาน 10Broad36 ถกออกแบบเพอส าหรบการเชอมตอทตองการระยะทางมากกวาแบนดวธเลข

36 หมายถง 3,600 เมตร แตการใชงานจรงๆ นนมนอยมาก เนองจากสวนใหญจะนยมใชสายไฟเบอร

ออฟตกส าหรบการเชอมตอในระยะไกลการเลอกสาย Coaxial ใหเหมาะกบการใชงานและใหได

ประสทธภาพสง มหลกทตองค านงถงดงน

คาความตานทานไฟฟากระแสสลบ (Impedance) มหนวยวดเปน Ohms. โดยทวไปจะมอย

ดวยกน 2 คาคอ 50 Ohms. (ใชกบระบบ LAN ซงในปจจบนไมเปนทนยม

เนองจากใชสาย UTP แทน) และ 75 Ohms. (ใชกบระบบรกษาความปลอดภย, ระบบ

กลองโทรทศนวงจรปด, ระบบเคเบลทว, ทวรวม และระบบดาวเทยม)

32


คาการลดทอนสญญาณ มหนวยวดเปน dB ซงคาทไดยงนอยเทาไหร การน าสญญาณของสาย

เสนนนยงมประสทธภาพสง

Shield สวนมากจะวดออกมาเปน % (เปอรเซนต) ยงมาก ยงด เพราะจะไดชวยปองกนสญญาณ

รบกวนจากภายนอกไดอยางมประสทธภาพ

ควรเลอก Jacket ใหเหมาะสมกบงานทจะใชตดตงกฎ 54321

รปท 2.2.11 การเชอมตอตามกฎ 54321

ทมา : www.microsoft.com

ในระบบ Network ในอดตนนยงไมมอปกรณประเภท Bridge และ Switch เพอทจะน ามาใชในการ

เชอมโยง Segment ระหวางกน สมยนนมเพยงอปกรณประเภท shared-access Ethernet ซงนนกคอ

Ethernet ประเภทหนงทใชอปกรณ Repeater หรอ Hub ในการเชอมโยงSegment ระหวางกน โดยในการ

ใช Repeater หรอ Hub ในการเชอมโยงนนจะมขอจ ากดในการเชอมโยง Segment และขอจ ากดของ

จ านวน Repeater หรอ Hub ทจะน ามาใชในการเชอมโยง ซงไดมกฎ “54321” ขนมาซงกฎของ “54321”

นนกคอ จะถกน าไปใชในการเชอมตอใน สองลกษณะดงน

33


ลกษณะแรก ในกรณทตองการเชอมโยง Segment ระหวางกนโดยใช Repeater หรอ Hub นนจะ

สามารถเชอมโยง Segment ไดสงสดเพยง 5 Segment และสามารถใชอปกรณ Repeater หรอ Hub ได

สงสดเพยง 4 ตว

ลกษณะทสอง ในกรณทตองการเชอมโยง Segment โดยใช Repeater หรอ Hub เชอมโยงระหวางกน

ในลกษณะ End-to-End ผานอปกรณทชอ IRL (เปนสาย Fiber Optic ชนดหนง) จ านวน2 ค โดยทสามารถ

เชอมโยง Segment ไดสงสดเพยง 3 Segmentจาก 2 ลกษณะถามารวมกนกจะกลายเปน 54321

(1 คอ ทงหมดทกลาวมาอยใน collisiondomains เดยวกน)

สายใยแกวน าแสง (Fiber Optic)

รปท 2.3.1สายใยแกวน าแสง

ทมา : http://www.fiberopticspros.net

สายสญญาณทใชกบเครอขายคอมพวเตอรในปจจบนม 2 ประเภท โดยแบงตามชนดของตวน าทใช

ประเภทแรกคอ แบบทใชโลหะเปนตวน าสญญาณ (Conductive Metal) เชน สายคบดเกลยว (Twist

Pairs) และสายโคแอกซ (Coaxial Cable) ซงปญหาของสายทมตวน าเปนโลหะนนกคอสญญาณทวงอย

ภายในสายนนอาจจะถกรบกวนไดโดยคลนแมเหลกไฟฟาแหลงตางๆ เชน มอเตอรไฟฟา เครองใชไฟฟา

ตางๆ ทผลตสนามแมเหลก หรอแมกระทงปรากฎการณธรรมชาต เชน ฟาผาเปนตน และการเดนสายเปน

ระยะทางไกลมากๆ เชนระหวางประเทศจะมการสญเสยของสญญาณเกดขน จงตองใชอปกรณส าหรบ

ทวนสญญาณตดเปนจ านวนมาก เพราะฉนนจงมการคดคนและพฒนาสายสญญาณแบบใหม ซงใชตวน า

34


ซงไมไดเปนโลหะขนมากคอ สายใยแกวน าแสง (Fiber Optic) ซงใชสญญาณแสงในการสงแทน

สญญาณไฟฟา ท าใหการสงสญญาณไมถกรบกวนจากสนามแมเหลกไฟฟาตางๆ ทงยงคงทนตอ

สภาพแวดลอมอกดวย และตวกลางทใชส าหรบการสงสญญาณแสงกคอ ใยแกวซงมขนาดเลกและบางท า

ใหประหยดพนทไปไดมาก สามารถสงสญญาณไปไดไกลโดยมการสญเสยของสญญาณนอย ทงยงให

อตราขอมล (Band Width) ทสงกวาสายแบบโลหะหลายเทาตว

โครงสรางของเสนใยแกวน าแสง

สวนประกอบของใยแกวน าแสงประกอบดวยสวนส าคญคอ สวนทเปนแกน (Core) ซงจะอยตรงกลาง

หรอชนในแลวหมดวยสวนหอหม (Cladding) แลวถกหมดวยสวนปองกน (Coating) อกชนหนงโดยทแตละ

สวนนนท าดวยวสดทมคาดชนการหกเหของแสงตางกน ทงนกเพราะตองค านงถงหลกการหกเหและแสง

สะทอนกลบหมดของแสง สวนทเหลอกจะเปนสวนทชวยในการตดตงสายสญญาณไดงายขน เชน

Strengthening Fiber กเปนสวนทปองกนไมใหสายไฟเบอรขาดเมอมการดงสายในตอนทตดตง

สายสญญาณ

รปท 2.3.2โครงสรางของสายใยแกวน าแสง

ทมา : http://lib.store.yahoo.net

35


แกน (Core)

เปนสวนตรงกลางของเสนใยแกวน าแสง และเปนสวนน าแสง โดยดชนหกเหของแสงสวนนตองมากกวา

สวนของแคลด (Clad) ล าแสงทผานไปในแกนจะถกขงหรอเคลอนทไปตามแกนของเสนใยแกวน าแสงดวย

กระบวนการสะทอนกลบหมดภายใน

สวนหอหม (Cladding)

เปนสวนทหอหมสวนของแกนเอาไว โดยสวนนจะมดชนหกเหนอยกวาสวนของแกนเพอใหแสงทเดนทาง

ภายในแกน สะทอนอยภายในแกนตามกฎของการสะทอนดวยการสะทอนกลบหมด โดยใชหลกของมม

วกฤต

สวนปองกน (Coating/Buffer)

เปนชนทตอจากแคลด เปนทกนแสงจากภายนอกเขาเสนใยแกวน าแสงและยงใชประโยชนเมอมการ

เชอมตอเสนใยแกวน าแสง โครงสรางอาจจะประกอบไปดวยชนของพลาสตกหลายๆ ชน นอกจากนนสวน

ปองกนยงท าหนาเปนตวปองกนจากแรงกระท าภายนอกอกดวยตวอยางของคาดชนหกเห เชน แกนมคา

ดชนหกเหประมาณ 1.48 สวนของแคลดและสวนปองกนซงท าหนาทปองกนแสงจากแกนออกไปภายนอก

และปองกนแสงภายนอกรบกวน จะมคาดชนหกเหเปน 1.46 1.52 ตามล าดบ

คลนแสงและไฟเบอรออฟตค

สายไฟเบอรออฟตคท าจากใยแกวขนาดเลกซงประกอบดวย2 สวนหลกคอ แกนหรอคอร (Core) และ

ถกหอหมดวยแคลดดง (Cladding) แสงทเปนตวน าสญญาณจะถกสงเขาไปในคอรเนองจากสวนคอรและ

แคลดดงมคาดชนหกเหไมเทากน ท าใหแสงกระทบผวของแคลดดงแลวสะทอนกลบหมด ( Total

Reflection) ใหแสงเดนทางเฉพาะสวนทเปนคอรไปจนถงปลายทาง การเดนทางของแสงเปนไปตามกฎการ

สงสญญาณของแสง(Principle of the transmission) ซงสรปคราวๆ ดงน

ล าแสงจะสองเขาใยแกวดวยมมเลกๆ (θ)

ความสามารถของใยแกวในการรบแสงจะถกจ ากดโดยคา NA (Numerical Aperture)

ซงค านวณไดจาก

36


NA=SINθ = √n2K – n2M

θ =SIN-1 = √n2K – n2M

โดย θ : มมกวางสดทรบแสงได

nK : ดชนหกเหของแสงของคอร (Core Reflection Index)

nM : ดชนหกเหของแสงของแคลดดง (Cladding Reflection Index)

รปท 2.3.3 การเดนทางของล าแสง

ทมา : http://www.geocities.com/u440604/net13.htm

Light propagation

ล าแสงทสงเขาไปในใยแกวจะเกด 2 กรณขนอยกบมมตกกระทบ (γ) กลาวคอ

1. ถามมของแสง > θ ล าแสงหกเหออกจากคอร ท าใหแสงเดนทางไมถงปลายเสนเหตการณนเรยกวาการ

หกเห(Refraction)

2. ถามมของแสง < θ ล าแสงจะสะทอนผวของแคลดดงกลบเขามายงสวนคอร ท าใหแสงเดนทางไปยง

ปลายทางได เหตการณนเรยกวาการสะทอนกลบ (Reflection)ความเรวของแสง (Velocity)ความเรว

ของแสงทเดนทางในใยแกวนนจะถกก าหนดโดยคาดชนหกเห (RefractiveIndex) ของคอร(Core) ใย

แกวคาดชนหกเหแสง (n) เปนคาทไมมหนวยและเปนอตราสวนระหวางความเรวของแสงในสญญากาศ

ตอความเรวของแสงในวตถนน

37


n= c/v

โดย n : คาดชนหกเหแสงของวตถ (Refraction Index)

c : ความเรวแสงในสญญากาศ (3x108 เมตร)

v : ความเรวแสงวตถ

โดยทวไปคาของ n จะอยทประมาณ 1.45 – 1.55

แสงทถกสองเขาไปในใยแกวดวยมมตกกระทบทตางกนจะไมเดนทางแนวเดยวกน แสงทสองตรงไปยง

ศนยกลางของใยแกว จะเดนทางเกอบจะเปนเสนตรง สวนแสงทสองดวยมมตกกระทบทใหญ หรอสองไป

ยงเปลอกนอกของคอร (Core) จะเดนทางตามแนวยาวกวาจากตนสายไปปลายสาย ดงนนจงเดนทาง

คอนขางชา แนวทแสงเดนทางในใยแกวจะเรยกวา “ โหมด (Mode)” เมอแสงเดนทางในไฟเบอรจะเกดการ

สญเสยพลงงาน

Attenuation

การสญเสยพลงงาน (Attenuation) ของแสงในสายไฟเบอรเกดจากหลายสาเหต ดงน

Light Absorbtion : การดดกลนแสงหมายถง การทแสงเปลยนพลงงานไปเปนพลงงานความรอน

การดดกลนนจะขนอยกบคณสมบตของสายไฟเบอร ซงแบงออกไดจาก 2 สาเหต คอ อนทรนสก

(Intrinsic) คอ เกดจากเนอสารทใชท าสายไฟเบอร และ เอกสทรนสก (Extrinsic) ซงเกดจากความ

ไมบรสทธของสายไฟเบอร เชน มโมเลกล OH ซงจะมผลมากทความยาวคลนแสงประมาณ 1,240

nm. และ 1,390 nm.การสญเสยทเกดขนจากเอกสทรนสก (Extrinsic)จะมคานอยมากส าหรบ

สายไฟเบอรทใชในปจจบน

Raylight Scrattering : การแตกกระจายของแสงกมผลตอการสญเสยพลงงานของแสงเชนกน การ

แตกกระจายของแสงเกดจากการทโปรตรอนของแสงวงชนโมเลกลของสายไฟเบอรท าใหแสงแตก

กระจายไปทกทศทาง ซงบางสวนอาจจะเดนทางออกนอกคอรของสายไฟเบอรหรอมบางสวนท

สะทอนกลบ

Bending Loss : เกดจากการทสายไฟเบอรโคงงอจะท าใหแสงบางสวนหลดออกจากสวนคอรของ

ใยแกว ตวอยางเชน สายแบบซงเกลโหมดอาจโคงงอไดโดยรศมไมเกน 10 cm. ถาการโคงงอ

38


มากกวานการสญเสยสญญาณจะเพมขนเปนคาทวคณ รศมการโคงงอของสายไฟเบอรจะขนอย

กบการออกแบบสายไฟเบอรและความยาวคลนแสงทใช

คาสญเสยสญญาณ (Attenuation) ส าหรบความยาวคลนแสงทใชจะค านวณไดจากอตราสวนระหวาง

ก าลงของสญญาณแสงทสองเขาใยแกวกบก าลงของสญญาณแสงทไดรบทปลายสาย ซงคานจะแสดงใน

หนวยเดซเบล (Decibel หรอ dB) การวดคาสญเสยนนจะตองรวมเราคาสญเสยจากทกๆ สาเหตเขา

ดวยกน

รปท 2.3.4 แสดงความลดทอนของแสงตามความยาวคลนแสง

ทมา : http://www.kingsolder.com

จากกราฟขางบนทแสดงความสมพนธระหวางคาสญเสยสญญาณกบความยาวคลนแสงทใช ดงนน

ระบบการสอสารโทรคมนาคมจะใชแสงทมความยาวคลนทใหคาสญเสยต าดงแสดงในกราฟขางบนซงจะม

ชวงความยาวคลนคอ

820 – 880 nm (Short Haul)

1,285 – 1,330 nm (Medium Haul)

1.525 – 1,570 nm (Long Haul)

39


อกสาเหตหนงทมผลตอการสงสญญาณคอ การแยกกระจาย (Dispersion) ซงจะมผลท าใหแบนดวธ

ของชองสญญาณลดลง การแยกกระจายจะมหลายประเภท ประเภทหลกๆ มดงน

Model Dispersion : เมอแสงทมความยาวคลนสนถกสองเขาไปในใยแกว พลงงานของแสงจะไม

ถกสงไปถงสายทงหมด เนองจากแสงทสองเขาไปจะเดนทางในใยแกวหลายแนว หรอหลายโหมด

ซงแสงแตละโหมดจะแบงพลงงานกนบางโหมดอาจเดนทางโดยใชเวลามากกวาโหมดอน ท าให

พลงงานของแสงทปลายสายลดลง

Chromatic Dispersion : แสงทสองเขาไปในสายจะประกอบดวยสเปกตรมเลกๆ ของความยาว

คลนแสง ดวยเหตนแสงจงเดนทางดวยความเรวทตางกน เนองจากความเรว ของแสงขนอยกบ

ดชนหกเห ความยาวคลนกเชนกนการแบงประเภทของสายไฟเบอรนนจะใชโมเดลดสเปอรชนเปน

เกณฑคอ สายไฟเบอรประเภททโมเดลดสเปอรชนมผล (มลตโหมด) และสายไฟเบอรประเภททไม

แสดงโมเดลดสเปอรชน (ซงเกลโหมด)

สายไฟเบอรแบบมลตโหมดจะมขนาดคอรใหญกวามาก (ประมาณ 50-100ไมครอน) ซงอนญาต

ใหแสงหลายโหมดผานได

สายไฟเบอรแบบซงเกลโหมดมขนาดประมาณ 5-10 ไมครอนอนญาตใหแสงโหมดเดยว (1,310

nm หรอ 1,550 nm) ผานไดเทานนซงท าใหการแตกกระจายของสญญาณลดลงไดมาก

ประเภทของใยแกวน าแสง

ภายในใยแกวน าแสงนน จ านวนล าแสงทเดนทางหรอเกดขนจะเปนตวบอกโหมดของแสงทเดนทาง

ภายในเสนใยแกวน าแสงนน กลาวคอ ถามแนวล าแสงอยแนวเดยวเรยกวา เสนใยแกวน าแสงโหมดเดยว

(Singlemode Fiber) แตถาภายในเสนใยแกวน าแสงนนมแนวล าแสงอยจ านวนหลายล าแสง เรยกวา “เสน

ใยแกวน าแสงหลายโหมด (Multimode Fiber)” นอกจากการแบงชนดใยแกวน าแสงตามลกษณะของโหมด

แลว กยงมวธอนทแบงโดยวสดทท า เชน เสนใยทท าจากแกวพลาสตก หรอโพลเมอร

Multimode Fiber Optic (MMF)

สายไฟเบอรแบบมลตโหมด (Multimode Fiber Optic หรอ MMF) เปนสายไฟเบอรทนยมใชงานใน

ระบบแลน (LAN) มากทสด โครงสรางภายในของเสนใยแกวน าแสง จะประกอบดวย แกนและแคลด ดงได

กลาวมาแลวขางตน ส าหรบเสนใยแกวน าแสงแบบหลายโหมดประเภททนยมกนมากทสดมขนาดเสนผาน

40


ศนยกลางของแกนท 62.5 ไมครอน (1 Micron = 10-6 m = mm) และสวนทเปนแคลดมเสนผานศนยกลาง

125 ไมครอน ซงสวนใหญจะเรยกสายไฟเบอรประเภทนสนๆ เปน 62.5/125 MMF สวนสายไฟเบอรขนาด

อนทนยมรองลงมาคอ 50/125 MMF

รปท 2.3.5 สายไฟเบอรแบบมลตโหมด

ทมา : http://www.cablesdirect.com

ขนาดของแกนของสายมลตโหมดจะมขนาดใหญกวาสายแบบซงเกลโหมด สายไฟเบอรแบบมลตโหมด

นยงแบงยอยไดอกตามลกษณะของดชนหกเหของสวนทแกนและแคลด เชน ใยแกวน าแสงชนดดชน

ขนบนได (Step Index) และดชนรปมน (Graded Index) เปนตนเนองจากขนาดเสนผานศนยกลางของ

แกนของเสนใยแกวน าแสงหลายโหมดนนมขนาดใหญดงนนแสงทตกกระทบทปลายสงของเสนใยแกวน า

แสงมมมตกกระทบทตางกนหลายคา จากหลกการสะทอนกลบหมดของแสงทเกดขนภายในสวนของแกนท

ท าใหมแนวล าแสงทเกดขนหลายแนว ซงแนวการเดนทางของแสงจะนยมเรยกวา โหมด ดงนนค าวา “มลต

โหมด (Multimode)” จงหมายถงสายใยแกวทอนญาตใหแสงเดนทางผานหลายแนวนนเอง

เนองจากมมตกกระทบของโหมดแสงบนผวระหวางแกนและแคลดนนไมเทากน ท าใหระยะทางการ

เดนทางของแสงแตละโหมดจากตนสายไปยงปลายสายไมเทากน ซงเหตกาณนจะเรยกวาการแตกกระจาย

41


ของโหมดแสง (Model Dispertion) ซงเหตการณนจะมผลกระทบตอประสทธภาพในการรบสญญาณท

ปลายสาย ดวยเหตนจงมการพฒนาใยแกวน าแสงแบบดชนรปมน (Graded Index) ขนมาเพอแกปญหาน

สายไฟเบอรแบบ Graded Index ของแสงในสวนแกนนมคาเปลยนแปลงตามระยะทางจากจดศนยกลาง

ท าใหระยะเดนทางของแสงแตละโหมดมคาใกลเคยงกนมากขน

รปท 2.3.6 สายมลตโหมดประเภทตางๆ

ทมา : http://www.fiberoptics4sale.com

Singlemode Fiber Optic (SMF)

ไฟเบอรออฟตกแบบซงเกลโหมด (Single Mode Fiber Optic หรอ SMF) มเสนใยแกวสวนแกนขนาด

เลกกวาสายแบบมลตโหมด โดยจะมขนาดเสนผานศนยกลางของแกนประมาณ 8-10 ไมครอน และสวนท

เปนแคลดประมาณ 125 ไมครอน สายแบบนจะอนญาตใหแสงเดนทางเพยงแนวเดยว ซงเปนทมาของค า

วา ซงเกลโหมด (Single Mode)

รปท 2.3.7 สายไฟเบอรแบบซงเกลโหมด

ทมา : http://www.bloggang.com

42


ขอดของเสนใยแกวน าแสงชนดโหมดเดยวคอ แสงจะไมเกดการแตกกระจาย (Model Dispersion) ซง

เกดขนกบเสนใยแสงชนดหลายโหมด ดงนนจงท าใหการรบสญญาณทปลายสายดกวา ท าใหสงสญญาณ

ไดไกลกวา

การเชอมตอสายไฟเบอร

การสงสญญาณแสงไปในสายใยแกวน าแสงจะตองท าการแปลงสญญาณไฟฟาจากอปกรณก าเนด

สญญาณใหเปนสญญาณแสงกอนจงจะสามารถสงสญญาณผานไปในใยแกวน าแสง ได ระบบสอสารใย

แกวน าแสงโดยทวไปจะตองมการเชอมตอในสวนของใยแกวน าแสงเสมอ โดยการเชอมตอสายใยแกวน า

แสงนนอาจมการคลาดเคลอน ซงท าใหเกดการสญเสยสญญาณได จากลกษณะตางๆ ของใยแกวเชน จาก

การทต าแหนงของแกนวางไมตรงกน หรอการมระยะหางระหวางแกนเปนตน จงไดมการคดคนวธการ

คดคนตางๆ ทน ามาใชเชอมตอเสนใยแกวน าแสงเพอใหมการสญเสยนอยทสด

การเชอมตอใยแกวน าแสงมหลายวธซงการทจะเลอกใชวธใดกแลวแตความเหมาะสมกบงานตางๆ ท

ตองการตดตงในระบบสอสาร หรอเครอขายสอสารดงรายละเอยดตอไปน

การเชอมตอเชงกล (Mechanical Splice)

หลกการทวๆ ไปของการเชอมตอเชงกลกคอ การวางเสนใยแกวน าแสงใหอยในแนวแกนเดยวกน โดยใช

อปกรณทเหมาะสม และพยายามท าใหปลายทงสองของเสนใยแกวน าแสงอยชดกนมากทสด ซงการ

ออกแบบอปกรณตางๆ ในการเชอมตอนจะชวยลดการสญเสยแสงเนองจากการตดตงจากการเบยงเบนใน

แนวตางๆลง ตวอยางเชน การทจะสงผานสญญาณแสงจากเสนใยแกวเสนหนงไปยงอกเสนหนงใหมการ

สญเสยนอยทสด ตรงรอยตอระหวางเสนใยแกวทงสองอาจมการใชเจลเชอมตอดวย ( Index Matching

Gel) เปนของเหลวใสทมคาดชนหกเหใกลเคยงกบคาดชนหกเหของเสนใยแกวน าแสง การเชอมตอวธนอาจ

ท าใหเกดการสญเสยสญญาณอยในชวง 0.1-0.5 dB

43


รปท 2.3.8 การเชอมตอเชงกล

ทมา : http://webserv.kmitl.ac.th

การเชอมตอดวยวธหลอมรวม

การเชอมตอดวยวธหลอมรวม เปนวธการเชอมตอเสนใยแกวน าแสงสองเสนดวยการใหความรอนปลาย

เสนใยแกว จากนนปลายเสนใยแกวกจะถกดนมาเชอมตอกน การเชอมตอในลกษณะนเปนการเชอมตอ

แบบถาวร เสนใยแกวน าแสงทเชอมตอกนแลวดเสมอนวาเปนเสนเดยวกน การสญเสยทเกดจากการ

เชอมตอดวยวธนมคาอยระหวาง 0.01-0.2 dB ในขนตอนของการเชอมตอนน ความรอนทท าใหปลายเสน

ใยแกวน าแสงออนตวนนมาจากประกายไฟทเกดจากการอารกระหวางขวอเลกโทรดในการหลอมรวม

รปท 2.3.9 เครอง Fusion Splice

ทมา : http://www.timbercon.com

44


ส าหรบการเชอมตอแบบหลอมรวมแบบเดมนน การปรบต าแหนงการวางตวของเสนใยแกวน าแสง 2

เสน อาศยวธการปรบฐานรองดวยการสงเกตผานกลองขยาย แตในปจจบนมการใชวธการปรบทางแสงมา

ชวยในการจดวางดงกลาว ทงนเพอใหการด าเนนการเปนไปอยางอตโนมตวธการนมชอวา “แอลไอด (Light

Injection and Detection, LID)” โดยอาศยหลกการตรวจวดปรมาณแสงทไดจากเสนใยแกวน าแสงเสนท

สองซงสงผานมาจากเสนใยแกวเสนทหนง ถาพบวาการวางตวของเสนใยแกวทงสองอยในต าแหนงท

เหมาะสม ปรมาณแสงทตรวจวดไดจะใหคามากทสด พรอมทจะท าการหลอมรวม แสงทใชในการ

ตรวจสอบมาจากการสงผานแสงของแอลอด เขาไปในบรเวณทเสนใยแกวถกท าใหโคง โดยทอทรงกระบอก

ซงมรศมเลก (ประมาณ 2-3 มลลเมตร)และการตรวจวดแสงกอาศยอปกรณรบแสง ซงวางชดกบบรเวณท

ถกท าใหโคงของเสนใยแกวน าแสง วธการตรวจวดแสงดงกลาว อาศยคณสมบตของใยแกวน าแสงเกยวกบ

การโคงงอของเสนใยแกวทท าใหเกดการสญเสยขน

หวเชอมตอ (Connector)

นอกจากการเชอตอเสนใยแกวน าแสงเขาดวยกนดวยวธการหลอมรวมดงกลาวมาแลวการเชอมตอเสน

ใยแกวน าแสงยงสามารถท าไดโดยใชหวเชอมตออกดวย การเชอมตอเสนใยแกวน าแสงดวยหวเชอมตอท า

ใหผใชมความสะดวก สามารถถอดเปลยนไดตามความจ าเปน ในปจจบนมการผลตหวเชอมตอส าหรบเสน

ใยแกวน าแสงออกมาหลายแบบ ซงการเลอกใชแบบใดกขนอยกบสภาพการใชงานเปนหลก โดยทวไปแลว

หวเชอมตอไดถกออกแบบมาเพอชวยใหปลายเสนใยแกวน าแสงอยใกลกนมากทสดเทาทจะท าได

นอกจากนหวเชอมตอยงตองมคณสมบตอนๆ อก เชนแขงแรงทนทาน เมอใชงานท าใหเกดการสญเสยของ

แสงต าและมราคาถก เปนตน

หวเชอมตอแบบ ST

หวเชอมตอแบบ ST นไดรบการออกแบบโดยบรษท AT&T ซงเปนหวเชอมตอทนยมมากทสดส าหรบ

สายไฟเบอรแบบมลตโหมด

รปท 2.3.10 หวเชอมตอแบบ ST


45


หวเชอมตอแบบ FC/PC

หวเชอมตอแบบ FC/PC จะมลกษณะคลายๆ กบหวเชอมตอแบบ ST และเปนหวเชอมตอทเคยเปนท

นยมใชกบสายซงเกลโหมดมาก

รปท 2.3.11 หวเชอมตอแบบ FC/PC


หวเชอมตอแบบ SC

เปนหวเชอมตอทก าลงเปนทนยมใชกบสายไฟเบอรในปจจบน

รปท 2.3.12 หวเชอมตอแบบ SC


หวเชอมตอแบบ SMF (Small Form Factor)

เนองจากหวเชอมตอทกลาวมาขางตนเปนหวเชอมตอทมขนาดใหญท าใหเปลองพนทบนอปกรณ

เครอขาย เชน สวตซ ดงนนจงไดมการออกแบบหวเชอมตอใหมทมขนาดเลก เชน หวเชอมตอแบบ MT-RJ

ออกแบบโดยบรษท AMP ซงปจจบนเปลยนชอเปน Tyco เปนหวเชอมตอประเภท Small Form Factor ท

ออกแบบใหมขนาดเลกและใชงานไดงาย

46


รปท 2.3.13 หวเชอมตอแบบ SMF

ทมา : http://jae-connector.com

การทดสอบสายไฟเบอร

เมอตดตงสายไฟเบอรเสรจเรยบรอยแลวกอนทจะใชงานสายไฟเบอรนนจ าเปนทตองท าการทดสอบ

ดานตางๆ มดงน

การทดสอบดานเมคานก

การทดสอบดานกายภาพ

การทดสอบเกยวกบคณสมบตของสาย

การทดสอบเกยวกบการรบสงสญญาณ

ส าหรบการทดสอบ 3 ประเภทแรก จะทดสอบแคครงเดยว เพราะคาพารามเตอรมการปลยนแปลงนอย

มากในระหวางการใชงาน กอนทจะมการใชสายไฟเบอรนนตองมการตรวจวดคาสมบตตางๆ ของสายไฟ

กอน

การทดสอบการรบสงขอมล

การทดสอบหลกๆ ของสายไฟเบอรทตดตงแลว เพอใหแนใจวาสายไฟเบอรสามารถรบสงขอมลไดตาม

ตองการมดงน

การทดสอบการสญเสยของสญญาณของลงค (End-To-End Optical Link Loss)

อตราการสญเสยตอหนวยความยาว (Attenuation)

47


การสญเสยเนองจากการเชอมตอแบบตางๆ (Splice, Connectors)

ความยาวของสายไฟเบอร

การทดสอบแบบอนๆ เชน แบนวธ หรอการสญเสยเนองจากการแตกกระจายของแสง (Modal

Dispersion) การสญเสยเนองจากการสะทอนกลบของแสง

คาการสญเสยของสญญาณแสง (Optical Loss Budget)

คาการสญเสยของสญญาณแสงทเดนทางผานสายไฟเบอรออฟตกนนจะมขอจ ากดอยเพอใหการรบสง

ขอมลเปนไปไดอยางถกตอง ซงคานจะขนอยกบหลายอยาง เชน ก าลงแสงทใชสงความสามารถในการรบ

สญญาณของตวรบสญญาณ การเชอมตอสายสญญาณ ไมวาจะเปนการSplice หรอการใชหวเชอมตอ

เพอใหสามารถค านวณคาสญเสยของสายสญญาณได ตอไปนเปนคาการสญเสยทนยมใชในการค านวณ

0.2 dB/km ส าหรบสายซงเกลโหมดทความยาวคลน 1,550 nm

0.35 dB/km ส าหรบสายซงเกลโหมดทความยาวคลน 1,310 nm

1.0 dB/km ส าหรบสายมลตโหมดทความยาวคลน 1,300 nm

3.0 dB/km ส าหรบสายมลตโหมดทความยาวคลน 850 nm

0.05 dB ส าหรบการสไปลซแบบหลอมละลาย (Fusion Splice)

0.1 dB ส าหรบการสไปลซเชงกล (Mechanical Splice)

0.2-0.5 dB ส าหรบการเชอมตอโดยใชหวเชอมตอ (Connector)

3.5 dB ส าหรบการใชตวแยกสญญาณจาก 1 ไป 2 (Splitter)

หลงจากททราบคาโดยประมาณของการสญเสยอนเนองมาจากสาเหตตางๆ แลว คาสญเสยของ

สญญาณแสงของลงคกสามารถค านวณได

การสญเสยของสญญาณแสงในสาย Fiber Optic

การสญเสยของสญญาณแสงในสาย Fiber Optic เปนสวนส าคญทท าใหเกดความผดพลาดของขอมล

ขาวสาร ท าใหการเชอมตอสอสารดวยระยะทางไมเปนไปตามทคาดหวง (ปกตสาย Fiber Optic สามารถ

เชอมตอไดดวยระยะทางทยาวเกนกวา 1-2 กโลเมตร ทงนขนอยกบวาใชสาย Fiber Optic แบบใด

48


(แบบ Multimode หรอ Single Mode) รวมทงยงขนอยกบโปรโตคอลของเครอขาย อยางไรกด ปจจยหลก

คอการสญเสยของสญญาณแสงในสาย ขอเทจจรงทเกยวกบการท าให เกดการสญเสยของก าลงแสงใน

สาย มหลายประการดงน

ความสญเสย Power ของ Fiber Optic ขนอยกบ ความยาวคลนทใช ความยาวคลนยงมากเทาใด

อตราการสญเสยของแสง จะนอยลง เชน การสญเสยก าลงแสง บนความยาวคลน 1300 nm ไดแก การเอา

สาย Fiber Optic ทมขนาดตางๆ มาเชอมตอกน ท าใหเกดการสญเสยก าลงแสงได

Intrinsic

Loss Inherent to Fiber

การสญเสยทเกดจากการผลต Fiber

Freshnel Reflection

Bending Loss

Bending Loss

เกดจากปญหาการโคงงอของสาย เกนคารศมความโคงงอของสายตามปกต (Minimum Bend Radius)

รปท 2.3.14 Bending Loss


49


Bending Loss ยงสามารถเกดขนไดจากการองคประกอบยอยๆ ดงน

ความโคงทมความแหลมบรเวณแกนของสาย

ความไมสมบรณของ Buffer และ Jacket โดยมความคลาดเคลอนของการวางต าแหนงระหวางกน

ทหางประมาณ 2-3 มลลเมตร

การตดตงสายไมถกวธหรอไมเรยบรอย ปจจยตางๆ เหลาน เรยกวา Micro Bending สามารถ

เกดขนไดเมอความยาวของสายเพมมากขน

การสญเสยเนองจากการเขาหว Connector และท า Splice ไมด

Splice Loss สามารถเกดขน ณ ทใดกไดทมการตดตอและเชอมสายเขาดวยกน โดยประกอบดวย การ

Loss 2 แบบ ไดแก Mechanical Loss และ Fusion Splicing Loss

Mechanical Loss จะมอตราสงทสด เมอเทยบกบ Fusion Splicing โดยมอตราการ Loss ตงแต 0.2

ไปจนถง 1.0 dB ขนไป

Fusion Splice Loss มอตราการ Loss ต าสด โดยมอตราการ Loss ต ากวา 0.1 dB และอตราการ Loss

ทต ากวา 0.05 เปนเรองทเปนไปได หากใชเครองมอและอปกรณ Splice ทมคณภาพด นอกจากนยงม

Factor อนๆ ทท าใหเกดการ Loss ของ Connector ดงน

ปญหาสกปรก หรอ Contamination บน Connector (ปญหาทเกดบอยทสด)

การตดตง Connector ทไมถกตองไมเรยบรอย

การช ารดเสยหายทเกดขนบนพนผวของ Connector

Poor Scribe (Cleave)

Mismatched Fiber Cores

Misaligned Fiber Cores

Index of Reflection Mismatch

Loss Inherent to Fiber การสญเสยใน Fiber ทไมสามารถจะขจดไปได ในระหวางกระบวนการผลต ม

สาเหตเกดจาก Impurities ในกระจก รวมทงการดดซมของแสงในระดบของโมเลกล การสญเสยของแสง

50


ขนอยกบ ความหนาแนนเชงแสง สวนประกอบของ Fiber Opticรวมทงโครงสรางทางโมเลกลของ Fiber ซง

เรยกวา Rayleigh Scattering เมอแสงมากระทบกบสวนประกอบดงกลาว กจะเกดการ กระจายตวของ

แสงไปยงทศทางตางๆ ขน

การสญเสยทเกดจากการแตกหกของพนผว

เนองจากวาสาย Fiber Optic มสวนทท ามาจาก Silica และกระจก ดงนน การโคงงอสายมากเกนไปม

สวนท าใหเกดการแตกหก รวมทงการตดตงทขาดระมดระวงกมสวนท าใหเกดการแตกหกไดเชนกน

OTDR

OTDR (Optical Time Domain Reflectometer) คอเครองมอทใชทดสอบคณสมบตของสายไฟเบอร

จดประสงคของเครองมอนกเพอตรวจวดและคนหาเหตการณตางๆ ทเกดขนบนสายไฟเบอร เชน ความยาว

ของสาย ต าแหนงทมการเชอมตอ (Splice) หรอหวเชอมตอ (Connector) และอตราการสญเสย ของ

สญญาณ (Attenuator) ขอดของ OTDR กคอ เราสามารถใชทดสอบสายไฟเบอรจากปลายขางเดยว

เทานน OTDR จะแสดงผลเปนกราฟทแสดงการสญเสยของสญญาณในระหวางการสงขอมล ดงนน

OTDR จงเปนเครองวดทนยมมากทสดส าหรบทดสอบสายไฟเบอร

รปท 2.3.15 OTDR

ทมา : http://www.bpcomms.co.uk

51


OTDR สามารถตรวจวดคณสมบตของสายไฟเบอรไดหลายประเภท ซงสงท OTDRรายงานใหทราบนน

จะเรยกวาเหตการณ (Event) ซงจะมอย 2 ประเภทคอ

เหตการณทมการสะทอนกลบของแสง (Reflective Event) คอเหตการณทคาสะทอนกลบของแสง

มการเปลยนแปลงในสายไฟเบอรซงอาจเกดไดเนองจากสายแตกหก การเชอมตอสายไมวาจะเปน

แบบใชหวเชอมตอ การสไปลซแบบแมคานก หรอสดปลายสาย การเชอมตอแบบใชหวเชอมตอจะ

สญเสยสญญาณประมาณ 0.5 dB และการสไปลซแบบแมคานก จะสญเสยสญญาณประมาณ

0.2 dB

เหตการณทไมมการสะทอนกลบของแสง (Non-Reflective Event) เปนเหตการณทแสงจะไม

สะทอนกลบ เชน การสไปลซแบบหลอมละลาย (Fusion Splice) เปนตน

การแสดงผลของ OTDR โดยทวไปจะมลกษณะดงแสดงในรป เหตการณตางๆ จะแสดงผลบนกราฟท

ไมเหมอนกน กราฟจะอธบายลกษณะของสายไฟเบอรทก าลงทดสอบอยท าใหเราสามารถนบจ านวนครง

และต าแหนงทมการเชอมตอ สไปลซหวเชอมตอได ซงจะชวยในการคนหาจดเสยของสาย จดทสายขาด

หรอจดทมการเชอมตอไมด เปนตน

รปท 2.3.16 กราฟทแสดงโดย OTDR

ทมา : http://www.bpcomms.co.uk

OTDR เปนเครองมอตรวจวดสายไฟเบอรทส าคญและมประโยชนมากส าหรบการตดตงเครอขายทใช

สายไฟเบอรออฟตก ผ ใชเครองมอนควรทจะมความรทวไปเกยวกบแสง ซงกอนทจะใชงานควรจะศกษา

คมอการใชงานใหดกอน

52


ขอดของระบบสายใยแกวน าแสง เหนอกวาระบบสายทองแดงดงน

1. ความสามารถในการรบสงขอมลขาวสารเสนใยแกวน าแสงทเปนแทงแกวขนาดเลก มการโคงงอได

ขนาดเสนผาศนยกลางทใชกนมากคอ 62.5/125 ไมโครเมตร เสนใยแกวน าแสงขนาดนเปนสายท

น ามาใชภายในอาคารทวไป เมอใชกบคลนแสงความยาวคลน 850 นาโนเมตร จะสงสญญาณได

มากกวา 160 เมกะเฮรตซ ทความยาว 1 กโลเมตร และถาใชความยาวคลน 1,300 นาโนเมตร จะสง

สญญาณไดกวา 500 นาโนเมตร ทความยาว 1 กโลเมตร และถาลดความยาวลงเหลอ 100 เมตร จะใช

กบความถของสญญาณมากกวา 1 กกะเฮรตซได ดงนนจงดกวาสายยทพแบบ Cat5e ทใชกบสญญาณ

ได 100 เมกะเฮรตซ หรอสายยทพแบบ Cat6 ทใชกบสญญาณได 1000 เมกะเฮรตซ

2. ก าลงสญเสยต า เสนใยแกวน าแสงมคณสมบตในเชงการใหแสงวงผานได การบนทอนแสงมคาคอนขาง

ต า ตามมาตรฐานของเสนใยแกวน าแสง การใชเสนสญญาณน าแสงนใชไดยาวถง 2,000 เมตร หาก

ระยะทางเกนกวา 2,000 เมตร ตองใชรพตเตอรทกๆ 2,000 เมตร การสญเสยในเรองสญญาณจงต ากวา

สายตวน าทองแดงมาก ทสายตวน าทองแดงมขอก าหนดระยะทางเพยง 100 เมตร

3. หากพจารณาในแงความถทใชผลตอบสนองทางความถมผลตอก าลงสญเสยโดยเฉพาะ ในลวดตวน า

ทองแดง เมอใชเปนสายสญญาณ คณสมบตของสายตวน าทองแดงจะ เปลยนแปลงเมอใชความถ

ตางกน โดยเฉพาะเมอใชความถของสญญาณทสงในตวน าทองแดงสงขน อตราการสญเสยกจะมาก

ตามแตกรณของเสนใยแกวน าแสงเราใชสญญาณ รบสงขอมล จงไมมผลกบก าลงสญเสยทางแสงคลน

แมเหลกไฟฟาไมสามารถรบกวนไดปญหาทส าคญของสายสญญาณแบบทองแดงคอการเหนยวน า

โดยคลนแมเหลกไฟฟาปญหานมมาก ตงแตเรองการรบกวนระหวางตวน าหรอเรยกวาครอสทอรค

4. แมตชพอดทางอมพแดนซ ท าใหมคลนสะทอนกลบ การรบกวนจากปจจยภายนอกทเรยกวา EMI

ปญหาเหลานสรางใหผ ใชตองหมนดแล แตส าหรบเสนใยแกวน าแสงแลวปญหาเรองเหลานจะไมม

เพราะแสงเปนพลงงานทมพลงงานเฉพาะและไมถกรบกวนโดยคลนแมเหลกไฟฟา การเดนทางในเสน

แกวกปราศจาก การรบกวนของแสงจากภายนอก

5. น าหนกเบาเสนใยแกวน าแสงมน าหนกเบากวาเสนลวดตวน าทองแดง น าหนกของเสนใยแกวน าแสง

ขนาด 2 แกนทใชทวไปมน าหนกเพยงประมาณ 20 ถง 50 เปอรเซนตของสายยทพ แบบ Cat5e

53


6. ขนาดเลกเสนใยแกวน าแสงมขนาดทางภาคตดขวางแลวเลกกวาลวดทองแดงมาก ขนาดของเสนใยแกว

น าแสงเมอรวมวสดหมแลวมขนาดเลกกวาสายยทพ โดยขนาดของสายใยแกวนใช พนทประมาณ 15

เปอรเซนตของเสนลวดยทพแบบ Cat5e

7. มความปลอดภยในเรองขอมลสงกวาการใชเสนใยแกวน าแสงมลกษณะใชแสงเดนทางในขาย จงยากท

จะท าการแทปหรอท าการดกฟงขอมล

8. มความปลอดภยตอชวตและทรพยสนการทเสนใยแกวน าแสงเปนฉนวนทงหมดจงไมน ากระแสไฟฟา

การลดวงจรการเกดอนตรายจากระแสไฟฟาจงไมเกดขน

เนตเวรคการด

รปท 2.4.1 เนตเวรคการด

ทมา : http://www.waycomputer.com/images_product/20090718015501b112043.jpg

เนตเวรคการดเปนจดเชอมตอระหวางคอมพวเตอรและระบบเครอขาย สวนใหญจะเรยกวา NIC

(Network Interface Card) หรอบางทกเรยกวา “แลนการด (LAN Card)” อปกรณนจะท าหนาทแปลง

ขอมลเปนสญญาณทสามารถสงไปตามสายสญญาณหรอสอแบบอนได ปจจบนนมแลนการดหลาย

ประเภท ซงถกออกแบบใหใชกบเครอขายประเภทตางๆ เชน อเธอรเนตการด (Ethernet Card) โทเคนรง

การด (Token Ring Card) ไวรเลสแลนการด (Wireless Lan card) เปนตนการดแตละประเภทอาจใชได

กบสายสญญาณบางชนดเทานน หรออาจจะใชไดกบสายสญญาณหลายชนด

54


เนตเวรคการดจะตดตงกบคอมพวเตอรโดยเสยบเขากบชองบนเมนบอรดของคอมพวเตอร สวนมาก

คอมพวเตอรทผลตในปจจบนจะมเฉพาะชองเสยบ PCI ซงใชบสขนาด 32บต

อตราขอมลทสามารถสงผานมหลายระดบเชน 10 Mbps 100 Mbps และ 1,000 Mbps หรอทเรยก

สนๆ วา “กกะบตแลน (Gigabit LAN)” บางการดอาจท างานไดทความเรวเดยว สวนบางการดสามารถ

ท างานไดหลายระดบความเรว เชน การดทระบวาเปนแบบ 10/100 หมายความวาการดนใชไดกบเครอขาย

ทมความเรวทง 10 Mbps และ 100 Mbps การเลอกอตราขอมลจะขนอยกบอปกรณฮบ หรอสวตชท

คอมพวเตอรเชอมตอ อยางไรกตามการเลอกชนดของการดยงขนอยกบงบประมาณและประเภทของ

เครอขาย การเลอกควรเผอไวส าหรบการขยายและการอพเกรดเครอขายในอนาคตดวย

สวนประกอบของการดแลน

การดแลนจะประกอบไปดวยสวนตางๆ ทท าหนาทควบคมการรบ/สงขอมลระหวางเครองคอมพวเตอร

ภายในเครอขาย ซงการดและจะไมสามารถท างานไดหากขาดสวน ประกอบดงน

รปท 2.4.2 สวนประกอบตางๆ ของเนตเวรคการด

ทมา : http://itg.nrct.go.th

1. ชปควบคม (Controller Chip) ใชส าหรบควบคมการท างานและการรบ/สงขอมลของการดแลน ซงการด

แลนทกตวจะตองมชปตวน และความเรวในการรบ/สงขอมลของการดแลนกจะขนอยกบยหอและรน

ของชปตวนเชนกน ชปควบคมรนใหมสามารถรบ/สงขอมลไดท าความเรวสงถง 1,000 Mbps หรอ

1 Gbps

2. หวตอ RJ-45 ใชตอเขากบสายแลนแบบ UTP (Unshielded Twisted Pair) และแบบ STP (Shielded

Twisted Pair) ซงทงสองแบบจะตางกนตรงทสายแบบ STP จะมชลดปองกนสญญาณรบกวนท าใหการ

รบ/สงขอมลท าไดอยางมประสทธภาพ ในขณะท UTP จะไมมชลด

55


3. บตรอม (Boot ROM) เปนอปกรณเสรมส าหรบการดแลน ซงการดแลนสวนมากจะมซอกเกตวางๆ ไว

ส าหรบใหผ ใชซอบตรอมมาตดตงเพมเตม บตรอมกคอ หนวยความจ ารอม (ROM) ทมการบนทก

ระบบปฏบตการเอาไว จงสามารถบตเครองจากบตรอมนแทนฮารดดสกในเครองได

4. อนเตอรเฟส กคอ สวนทใชเสยบเขากบสลอตบนเมนบอรด ซงชวงแรกทการดแลนยงมความเรวเพยง

10 Mbps จะมทงรนทใชกบสลอต ISA และ PCI แตในปจจบนไดเปลยนไปใชสลอตแบบ PCI ทง

หมดแลว

ฮบ (Hub)

ฮบ (Hub) หรอบางทกเรยกวา “รพตเตอร (Repeater)” คอ อปกรณทใชเปนศนยกลางในการเชอมตอ

กลมของคอมพวเตอร ฮบมหนาทรบสงเฟรมขอมลทกเฟรมทไดรบจากพอรตใดพอรตหนงไปยง ทกๆ

พอรตทเหลอ คอมพวเตอรทเชอมตอเขากบฮบ จะแชรแบนดวธหรออตราขอมลของเครอขาย ฉนนยงม

คอมพวเตอรเชอมตอเขากบฮบมากเทาใด ยงท าใหแบนดวธตอคอมพ วเตอรแตละเครองลดลง ใน

ทองตลาดปจจบน มฮบหลายชนดจากหลายบรษท ขอแตกตางระหวางฮบเหลานจะเปนจ านวนพอรต

สายสญญาณทใช ประเภทของเครอขาย และอตราขอมลทฮบรองรบได อเธอรเนตฮบแบบ 10/100 Mbps

ซงค าวา “10/100 Mbps” หมายความวา ฮบเครองนรองรบการสงขอมลไดทงความเรวท 10 Mbps และ

100 Mbps

รปท 2.4.3 อปกรณฮบ

ทมา : http://www.sanwa.co.jp

การทอปกรณเครอขายอเธอรเนตสามารถท างานไดทความเรว 2 ระดบ เชน 10/100Mbpsนน ก

เนองจากอปกรณเครองนนมฟงกชนทสามารถเชคไดวาอปกรณ หรอคอมพวเตอรทมาเชอมตอกบฮบ นน

สามารถรบสงขอมลไดทความเรวสงสดเทาใด และอปกรณนนกจะเลอกอตราขอมลสงสดทรองรบทงสอง

ฝง ฟงกชนนจะเรยกวา “การเจรจาอตโนมต (Auto-Negotiation)” สวนใหญฮบหรอสวตซทผลตในปจจบน

56


จะมฟงกชนนอย เพอใหสามารถเชอมตอเครอขายอเธอรเนตทความเรวตางกนได ถามอปกรณเครอขาย

หรอคอมพวเตอรหลายๆ เครองเชอมตอเขากบฮบ และแตละโหนดสามารถรบสงขอมลไดในอตราขอมลท

ตางกน ฮบกจะเลอกอตราสงขอมลทอตราความเรวต าสด เนองจากคอมพวเตอรเหลานจดอยในคอลลชน

โดเมน (Collision Domain) เดยวกนตวอยางเชน ถา LAN การดของคอมพวเตอรเครองหนงสามารถรบสง

ขอมลไดท 10 Mbps แลวคอมพวเตอรเหลานเชอมตอเขากบฮบเดยวกนทรองรบอตราความเรวท 10/100

Mbps เครอขายนกจะท างานทความเรว 10 Mbps เทานน แตถาเปนสวตซอตราความเรว จะขนอยกบ

ความเรวของคอมพวเตอร เนองจากสวตซจะแยกคอลลชนโดเมน

ปจจบนจะถอวาฮบ (HUB) เปนอปกรณทลาสมยไปแลว หรอแทบจะไมมใครผลตออกมาวางขายกนอก

เนองจากมนถกแทนทโดยสวตซ ฮบ(HUB) ทยงมวางขายอยตามทองตลาดนนกมกจะเปนฮบตวเลกๆ

ราคาถกๆเพยงไมกรอยบาท นอกจากนยงพบอปกรณประเภท DSL Modem หรอ DSL Router บางรนบาง

ยหอจะมพอรตของฮบจ านวนหนงตดมาใหในตว

สวตซ (Switch)

สวตซ(Switch) หรอบางทกเรยกวา สวตชงฮบ (Switching Hub) เปนอปกรณทท าหนาทเปนศนยกลาง

ในการเชอมตอของอปกรณคอมพวเตอรตางๆ เขากบระบบแลนสวตซจะฉลาดกวาฮบคอ สวตซสามารถสง

ขอมลทไดรบมาจากพอรตหนงไปยงเฉพาะพอรตทเปนปลายทางเทานนท าใหคอมพวเตอร ทเชอมตอกบ

พอรตทเหลอสามารถสงขอมลถงกนและกนไดในเวลาเดยวกนการท าเชนนท าใหอตราการรบสงขอมลหรอ

แบนดวธไมขนอยกบจ านวนคอมพวเตอรทเชอมตอเขากบสวตซ คอมพวเตอรทกเครองจะมแบนดวธเทากบ

แบนดวธของสวตซดวยขอดนเครอขายทตดตงใหมในปจจบนสวนใหญจะนยมใชสวตซมากกวาฮบ เพราะ

จะไมมปญหาเกยวกบการชนกนของขอมลในเครอขาย

รปท 2.4.4 อปกรณสวทซ

ทมา : http://www.synaptech.com

57


รปทรงภายนอกของฮบกบสวตช ดภายนอกจะคลายๆ กน คอมลกษณะกลองสเหลยมทดานหนาจะม

พอรตแบบ RJ-45 ไวส าหรบเสยบเขากบสายแลน ส าหรบจ านวนพอรตกแตกตางกนไปซงมตงแต 4, 5, 8,

12, 16, 24, 48 พอรตหรอมากกวานนขนอยกบแตละยหอและแตละรนส าหรบรปทรงภายนอกของสวตช

นนมทงแบบตงโตะหรอแบบแขวนกบผนงและแบบทใสไวในตอปกรณคอมพวเตอร (Rack Mountable)

สวตชในสมยแรกเรมจะรองรบความเรวไดสงสดเพยง 10 Mbps ตอมามการพฒนามาตรฐานทเรยกวา

Fast Ethernet ซงรองรบความเรวไดสงสด 100 Mbps และเพอใหสามารถใชไดกบอปกรณรนเกาทรองรบ

ความเรวไดเพยง 10 Mbps สวตชแบบ Fast Ethernet จงถกออกแบบใหรองรบความเรวไดทงสองระดบคอ

ทง 10 และ 100 Mbps (หรอเขยนเปน 10/100 Mbps) และเรยกวา Dual Speed Auto-Sensing หรอ

Auto-Negotiation

ในปจจบนสวตชสามารถรองรบความเรวไดสงถงระดบ 1,000 Mbps หรอทเรยกวาGigabit Ethernet

Switch ซงสามารถรองรบความเรวไดทง 3 ระดบคอ 10/100/1,000 Mbps และลาสดสวตชไดพฒนาถงขน

รองรบความเรวระดบ 10 Gigabit Ethernet (10GbE) หรอ 1,000 Mbpsไปแลว รายละเอยดของสวตชและ

ระดบความเรวไดแสดงไวในตารางดงน

Switch ความเรว (Mbps) Ethernet Switch 10 Fast Ethernet Switch 100 Dual Speed Auto-Sensing (Auto-Negotiation) Ethernet Switch 10/100 Gigabit Ethernet Switch 10/100/1000

ปจจบนราคาของสวตซ แบบ 10/100 Mbps นนถกลงมาก ในขณะทฮบแทบจะไมมขายกนแลว เพราะ

ถกแทนทโดยสวตซ นนเองส าหรบบรษทผผลตอปกรณ ฮบ/สวตซ ทเรารจกกนดเชน CISCO, INTEL,

3COM, D-LINK, SMC, NETGEAR และ LINKSYS เปนตน

58


การเปรยบเทยบการท างาน ฮบ/สวตซ

ฮบจะท าการสงขอมลในลกษณะการสง กระจาย (Broadcast) โดยขอมลทสงจากคอมพวเตอรเครองใด

เครองหนง (หรอจากพอรตใดพอรตหนงของฮบ) จะถกสงกระจายใหกบเครองอนๆ ทตอกบพอรตอนๆ ใน

ฮบตวนนทกเครอง คอรบมาแลวปลอยกระจายออกไปทกพอรตโดยไมสนใจวาขอมลนนควรจะสงไปให

เครองใดหรอพอรตใด

รปท 2.4.5 อปกรณฮบและสวทซ

ทมา : www.magmareport.com

ในขณะทสวตซ นน ขอมลจะถกเลอกสงไปใหกบเครองคอมพวเตอรทเปนจดหมายปลายทางโดยตรง

หรอจากพอรตตนทางไปหาพอรตปลายทาง เครองคอมพวเตอรอนทไมเกยวของจะไมไดรบขอมล ดงนนเรา

สามารถเรยก สวตซ วาเปนฮบ ทฉลาดขนมาหนอยกได

ฮบจะท างานในระดบ Physical Layer หรอ Layer1 ของโมเดล OSI ดงนนเราจะเรยก ฮบ (Hub)

วา รพตเตอร (Repeater) กได เนองจากมนเพยงแตท าหนาทรบสญญาณมาแลวปลอยออกไปคลายๆ กบ

เครองทวนสญญาณนนเอง ส าหรบสวตซนนจะท างานในระดบ Data Link Layer หรอLayer 2 ของโมเดล

OSI โดยมนจะตองอาศย Mac Address ในการท างาน ดงนนเราอาจจะไดยนคนเรยก สวตซ วา Layer 2

Switch (L2 Switch) เพอใหแตกตางจากอปกรณรนใหมในปจจบน เชนLayer 3 Switch (L3 Switch) ท

ท างานในระดบของ Network Layer หรอ Layer 3 ของโมเดล OSI

59


การพวง ฮบ/สวตซ เขาดวยกน

ฮบ/สวตซ รนเกาๆ สามารถน ามาพวงตอกนไดโดยใชสายแลนเชอมตอกบพอรตพเศษทเรยกวา Uplink

ของตวท 1 ไปยงพอรตธรรมดาของตวท 2 โดยใชสายแลนแบบธรรมดา (Straight Through Cable) หรอถา

ไมมพอรต Uplink กสามารถใชสายแลนแบบไขว (Crossover Cable) เชอมระหวางพอรตธรรมดาของ ฮบ/

สวตซ ทงสองตวเขาดวยกนได

รปท 2.4.6 การพวงฮบผานชอง Strackable

ทมา : http://garrettcom.com/3000_series.htm

แตในปจจบน ฮบ/สวตซ รนใหมๆ สามารถพวงกนไดโดยผานพอรตธรรมดาดวยสายแลนแบบธรรมดา

(Straight Through Cable) โดยไมจ าเปนตองใชสายแลนแบบไขว (Crossover Cable) กไดเนองจากมน

สามารถทจะปรบวงจรภายในใหเขากบประเภทของสายแลนทใชไดโดยอตโนมต ความสามารถดงกลาวน

เรยกวา Auto MDI/MDIX หรอ Auto Uplink แตขอเสยของการพวง ฮบ/สวตซ ดงกลาวกคอ จะตองเสย

พอรตของ ฮบ/สวตซ ไป 1 พอรตตอการพวง ฮบ/สวตซ 1 ตวดวย

ฮบ/สวตซ บางรนสามารถน ามาพวงตอกนไดเพอใหมองเหนเปนตวเดยวกนโดยใชสายเคเบลพเศษ

เชอมตอกบพอรตพเศษดานหลง ซงเราจะเรยก ฮบ/สวตซ ทมคณสมบตนวา StrackableHub/Switch ท า

ใหไมตองเปลองพอรตทางดานหนา และยงท าใหไดความเรวระหวาง ฮบ/สวตซ ทสงกวาการพวงผานพอรต

RJ-45 ดานหนาเสยอก บางยหอสามารถทจะเชอมตอกนไดถง 32 ตวหรอมากกวานน ส าหรบการพวงตอ

ฮบ/สวตซ ในกรณนจะมขอจ ากดคอมกจะตองเปนสวตซ ยหอเดยวกนหรอรนเดยวกน เนองจากลกษณะ

ของสายเคเบลทใชพวงตอดานหลงนนจะไมมมาตรฐานทแนนอน หรออาจจะแตกตางกนไปตามรนหรอ

ยหอนนๆ

60


Managed Switch และ Unmanaged Switch

รปท 2.4.7 Unmanaged Switch และ Managed Switch

ทมา : http://www.dcomputer.com

โดยทวไปสวตซ ทใชกนอยางแพรหลายและราคาไมแพงมากนกจะเปนแบบ Unmanaged Switch

กลาวคอจะไมมเฟรมแวรหรอซอฟตแวรอยในตวใหสามารถปรบแตงหรอตงคาอะไรกได ในขณะท สวตซอก

ประเภทหนงทเรยกวา Managed Switch (หรอ Intelligent Switch) จะมเฟรมแวรอยภายในตวท าให

สามารถปรบแตงหรอบรหารจดการผานเครอขายไดงายขน เชน

สามารถใชโปรแกรมเวบบราวเซอรเขาไปปรบแตงหรอควบคมการท างาน (Web Management

Utility)

สนบสนนการท า VLAN

สามารถเชอมตอกบระบบบรหารและจดการเครอขาย (Network Management System)

สนบสนนการท า Port Mirroring และ Port Trunking

สามารถเปด/ปด หรอจ ากดความเรวของพอรตแตละพอรตได

ดงนน Managed Switch จงมราคาแพงและมกใชในองคกรหรอบรษทใหญๆ หรอใชในศนย

คอมพวเตอร (Data Center) นอกจากนอาจเคยไดยนค าวา Smart Switch ทวางขายกนตามทองตลาด ซง

กคอ Managed Switch ทมความสามารถจ ากดหรอนอยกวา Managed Switch ปกตนนเอง

61


เทคโนโลยใหมๆ ในสวตซ

VLAN

VLAN (Virtual LAN) คอการจดกลมพอรตของสวตซ เปนกลมๆ โดยอาศยเฟรมแวรหรอซอฟตแวร

ภายในตวของมน เพอจ ากดหรอควบคมการตดตอสอสารระหวางกลมของพอรตทจดแบงไว

VLAN เปรยบเสมอนการน าสวตซ ตวใหญๆ 1 ตวมาแบงยอยใหกลายเปนสวตซ ยอยๆ หลายตว เชน

สวตซขนาด 24 พอรต 1 ตว หากมการจดแบงพอรตออกเปน 2 กลมๆ ละ 12 พอรต กจะไดสวตซ ยอยๆ

2 ตว ตวละ 12 พอรตนนเอง หลงจากนนสามารถทจะใชซอฟตแวรในสวตซท าการจดระเบยบหรอควบคม

การท างานของสวตซ ยอยๆ เหลานนได

รปท 2.4.8 การแบง VLAN ในสวตซ

ทมา : คมอดแลระบบ Network ฉบบมออาชพ, 2551 : 72

สวตซยอยๆ แตละตวนนหากมการน าเอาอปกรณคอมพวเตอรเขาไปเชอมตอกจะเกดเปนระบบแลนวง

ยอยๆ ขน ซงระบบแลนวงยอยๆ เหลานนกจะเรยกวา “Virtual LAN” หรอ VLAN นนเอง

ประโยชนทไดจากการใช VLAN

เพอใหเกดความปลอดภย หรอเปนการจ ากดการเขาใชทรพยากรของคอมพวเตอรทอยคนละกลม

กน

62


สามารถควบคมหรอบรหารระบบแลนไดอยางสะดวกและมประสทธภาพ เชน ท าใหไมจ าเปนตอง

ไปสลบสายหรอยายสายแลนทพอรตของสวตซจรงๆ

สามารถประหยดคาใชจายในการตดตงอปกรณ Router ซงโดยปกตการตดตอขามวงแลนคนละ

กลมกนจะตองใชอปกรณ Router เทานน นอกจากนการใช VLAN ยงชวยใหการตดตอขามวงแลน

ท าไดรวดเรวกวาการใช Router ดวย

เราสามารถน าเอาสวตซทมการก าหนด VLAN เอาไวแลว 2 ตวหรอมากกวานนมาพวงกน เพอท าให

VLAN ทอยบนสวตซคนละตวกนสามารถตดตอกนได การตดตอขาม สวตซ ของ VLAN จะเรยกวา “VLAN

Trunking” โดยปจจบนมการก าหนดมาตรฐานทเรยกวา IEEE 802.1Q

รปท 2.4.9 VLAN Trunking


Port Trunking หรอ Link Aggregation

ยงมชอเรยกแตกตางกนไปอก เชน Port Aggregation, Port Teaming, MultilinkTrunking, NIC

Teaming, NIC Bonding หรอ Link Aggregation Group คอ มาตรฐาน IEEE802.3ad ซงหมายถงการ

อาศยการดแลนหลายๆ อนตดตงไวในเครองคอมพวเตอรใหชวยกนรบสงขอมลเสมอนราวกบวาเปนการด

แลนใบเดยวกน ท าใหสามารถรบสงขอมลไดทละมากๆ ซงสงผลใหความเรวในการสงขอมลเพมสงขน

มากกวาการรบสงดวยการดแลนเพยงอนเดยว

63


รปท 2.4.10 Port Trunking


การท า Port Trunking ระหวางคอมพวเตอรเซรฟเวอรและพอรตของสวตซ ตวคอมพวเตอรเซรฟเวอร

จะตองตดตงซอฟตแวรส าหรบการท า Port Trunking ดวย แตหากเปนการท าระหวางสวตซนน ทง 2 ตว

จะตองสนบสนนคณสมบตของ Port Trunking ดวยประโยชนของการท า Port Trunking นอกจากจะได

ความเรวทสงขนแลว ยงไดประโยชนทางดาน False Tolerant และ Load Balancing ดวย

Layer3 Switch และ Multilayer Switch

รปท 2.4.11 Netgear ProSafe 24-Port Layer 3 Managed Stackable Switch, 10/100Mbps

ทมา : http://www.directron.com

Layer 3 Switch (หรอ L3 Switch) จรงๆ แลวกคอ สวตซทวๆ ไปทท างานใน Layer 2 นนเอง แตไดเพม

ความสามารถในการจดการหรอล าเลยงแพกเกตใน Layer 3 โดยเฉพาะโปรโตคอล IP เปนหลก ซง

ความสามารถทเพมขนมานทแทจรงแลวคอหนาทของอปกรณ Routerนนเอง เราจงมกจะเรยก Layer 3

สวตซในกรณนวา Routing Switch อธบายงายๆ คอ Layer 3Switch กคอ สวตซทมความสามารถในการ

ท าตวเปน Router ดวย แตจะแตกตางจาก Router กคอมนจะท าหนาทของ Router ไดรวดเรวกวาหรอดวย

วธทฉลาดกวา กลาวคอมนจะเรยนรเสนทางในการล าเลยงขอมลของอปกรณทกตวทตอกบตวมนเองกอน

ในชวงแรกๆ เชน ขอมลทวาพอรตไหนม IP Address อะไรผานเขาออกบาง หลงจากทไดรบขอมลเพยงพอ

64


แลวมนจะเปลยนมาใชวธการล าเลยงขอมลใน Layer 2 เหมอน สวตซทวๆ ไปนนเอง ท าใหสามารถลด

ขนตอนในการท างานลงได ซงผลกคอความเรวในการสงผานขอมลจะเพมสงขนดวย Layer 3 Switch จง

เหมาะทจะน ามาใชในระบบแลนทมความเรวสง

ในบางกรณ Layer 3 Switch อาจจะหมายถงอปกรณ Router ทเรยกกนวา SwitchingRouter ซง

หมายถง Router ทไดรบการเพมความสามารถของสวตซเขาไปในตวดวย อยางไรกตามSwitching Router

ยงไดรบการปรบปรงวงจรการท างานภายในจากเดมทใชไมโครโปรเซสเซอร หรอ CPU ในการคดเลอก

เสนทางและล าเลยงแพกเกต กเปลยนมาใชฮารดแวรทมวงจรการท างานโดยเฉพาะ ซงเรยกวา ASIC

(Application Specific Integrated Circuit) ท าใหการท างานของ Router เพมสงมากขน

รปท 2.4.12 D-Link Multilayer Switch 48 Port 10/100/1000

ทมา : http://global.dlink.com.sg

นอกจากนยงมการพฒนาสวตซใหมความสามารถท างานในระดบทสงกวา Layer3 ทเ รยกวา

Multilayer Switch โดยจะเนนเฉพาะโปรโตคอลในระดบบนทอาศย TCP/IP เปนหลก เชน ในกรณของ

Layer 4 (Transport layer) ทมการเพมคณสมบตของ Layer4 Management System,QoS(Quality of

Service) และ IP Multicast และในกรณของ Layer 7 (Application Layer) ทท าใหการล าเลยงแพกเกต

ของโปรโตคอล HTTP ระหวางตวเวบเซรฟเวอรและเวบบราวเซอรท าไดรวดเรวขน

บรดจ(Bridge)

บรดจ (Bridge) เปนอปกรณทใชในการเชอมสวนตางๆ ของเครอขายทองถนเขาดวยกนบรดจใชในการ

ตดตอสอสารขอมลระหวางเครอขายแลน 2 เครอขายทมโพรโทคอลเหมอนกนหรอตางกน บรดจจะ

รบแพกเกตขอมลจากสถานสง ผสงในเครอขายตนทางท าการตรวจสอบต าแหนงปลายทาง จากนนกจะสง

แพกเกตขอมลทงหมดนนไปยงผใชเครอขายปลายทาง

65


รปท 2.5.1

หลกการท างานของบรดจ

บรดจจะท างานอยในเลเยอรชนท 2 หรอชนดาตาลงค (Data Link Layer) ของรปแบบโอเอสไอ บรดจ

เปนอปกรณเชอมโยงเครอขายของเครอขายทแยกจากกน แตเดมบรดจไดรบการออกแบบมาใหใชกบ

เครอขายประเภทเดยวกน เชน ใชเชอมโยงระหวางอเทอรเนตกบอเธอรเนตบรดจมใชมานานแลว ตงแตป

ค.ศ. 1980 บรดจจงเปนเสมอนสะพานเชอมระหวางสองเครอขายการตดตอภายในเครอขายเดยวกนม

ลกษณะการสงขอมลแบบกระจาย (Broadcasting) ดงนนจงกระจายไดเฉพาะเครอขายเดยวกนเทานน

การรบสงภายในเครอขายมขอก าหนดใหแพกเกตทสงกระจายไปยงตวรบไดทกตวแตถามการสงมาท

แอดเดรสตางเครอขาย บรดจจะน าขอมลเฉพาะแพกเกตนนสงให บรดจจงเปนเสมอนตวแบงแยกขอมล

ระหวางเครอขายใหมการสอสารภายในเครอขายของตน ไมปะปนไปยงอกเครอขายหนง เพอลดปญหา

ปรมาณขอมลกระจายในสายสอสารมากเกนไป ในระยะหลงมผพฒนาบรดจใหเชอมโยงเครอขายตางชนด

กนได เชน อเทอรเนต กบ โทเคนรง เปนตน หากมการเชอมตอเครอขายมากกวาสองเครอขายเขาดวยกน

และเครอขายทเชอมมลกษณะหลากหลาย ซงเปนทงเครอขายแบบแลน และแวน อปกรณทนยมใชในการ

เชอมโยงคอ เราทเตอร (Router)

บรดจเปนอปกรณทจดเกบตารางรายการต าแหนงทอยของเครองคอมพวเตอรในระบบเครอขายแลนไว

เมอมขอมลเขามา บรดจจะท าการตรวจสอบขอมลดวาต าแหนงปลายทางทตองการสงไปถงมอยในตาราง

รายการเครองคอมพวเตอรในระบบเครอขายแลนของบรดจหรอไมถาพบวามอยใน ตารางรายการ บรดจ

ท าการกรองออกจากแพกเกตทสงมาแลวสงไปยงปลายทางในระบบเครอขายนนๆ แตถาแพกเกตนนไมได

อยในรายการในระบบเครอขาย บรดจกจะท าการสงผานขามไปบรดจอนในระบบเครอขายอนตอไป

66


บรดจจะมการท างานทรวดเรว เนองจากบรดจไมไดจดรปแบบขอมลใหม เพยงแตท าการอานขอมล

ปลายทาง แลวตดสนใจวาจะท าการกรองหรอสงผานไป

อปกรณบรดจเปนสงทใชแกปญหาในเรองสญญาณทวงอยในเครอขายมากเกนไปไดโดยจะจดแบง

เครอขายออกเปนเครอขายยอย (Network Segment) และจะท าการกลนกรองสญญาณเทาท จ าเปนเพอ

สงใหกบเครอขายยอยทถกตองได ท าใหสญญาณไมมารบกวนกนหรอมสญญาณทไมเกยวของเขามาใน

เครอขายยอยโดยไมจ าเปน แตในทางกลบกนถามความจ าเปนตองการสอสารกนขามเครอขายยอยเปน

จ านวนมากแลว อปกรณบรดจกอาจจะกลายเปนเสมอนคอขวดทท าใหเครอขายมการท างาน ชาลงได

ขอดอยางหนงของบรดจกคอ ชวยลดการจราจรของขอมลในสวนทไมจ าเปนลงไดโดยการแบงเครอขาย

แลนขนาดใหญทเกดการชนของขอมล (Collision) ใหเปนเซกเมนตทเลกลง การด าเนนการดงกลาวนจะ

เปนการชวยลดขอมลทเกดขนเนองจากการทหลายๆ โหนดสงขอมลออกมาพรอมกน

รปท 2.5.2 อปกรณบรดจ

ทมา : http://www.sys2u.com

บรดจนนม 2 รปแบบคอ บรดจทองถน (Local Bridge) ใชส าหรบเชอมตอแลน 2 เซกเมนต ทอยใน

ทองถนหรอพนทเดยวกนเขาดวยกน และบรดจทางไกล (Remote Bridge) ใชเชอมตอแลน 2 เซกเมนตท

อยหางไกลกนผานทางเครอขายแบบแวน การท างานของบรดจคลายกบเราทเตอร แตบรดจจะท างานใน

ชนดาตาลงค สวนเราทเตอรนนจะท างานในชนเนตเวรด

บรดจนนมความสามารถในการแปลงขอมลในระหวางชน MAC Address ทแตกตางกนตวอยางเชน

บรดจน าเฟรมทเปนอเทอรเนตมาสงตอใหเปนเฟรมของโทเคนรงในอกพอรตหนงไดบรดจะท างานคลายกบ

เครองตรวจต าแหนง (Address) ของขอมล บรดจจะรบขอมลมาทงแพกเกตจากแลนตนทาง และสงทง

67


แพกเกตนนใหกบแลนหนงซงอยปลายทางโดยทบรดจจะไมท าการแกไขหรอเพมเตม ขาวสารใดๆ ใหแก

แพกเกตขอมล

ขอแตกตางกนระหวาง Bridge กบ สวตซ

ถงแมวา บรดจ (Bridge) กบสวตซ (Switch) จะมความฉลาดในการพจารณาวาควรสงเฟรมขอมลออก

ทางพอรตไหน โดยพจารณาจาก MAC Address ปลายทางกตาม แตมหลายๆ ปจจยทท าใหอปกรณสวตซ

มขอไดเปรยบมากวาอปกรณบรดจมาก จงเปนทมาวาท าไมปจจบน เราจงไมไดเหนหนาตาของบรดจกน

แลว หลายๆ ปจจยทวานนไดแก

ความเรวในการท างาน สวตซนนท างานไดเรวกวาบรดจ

จ านวนพอรตของบรดจมเพยง 2 พอรต แตสวตซมดวยกนหลายพอรต

ตนทนตอพอรตของสวทชจะต ากวาบรดจ

สวตซมความยดหยนในการเซตคอนฟกเรชนตางๆ มากกวาบรดจ

สวตซนนสามารถแบงออกเปน LAN เสมอนยอยๆ ทเรยกวา VLAN ได

ในปจจบนไมพบผคารายใดจ าหนายบรดจแลว มแตจ าหนายสวตซ

ขอแตกตางกนระหวาง Bridge กบ Router

บรดจท างานในชนท 2 (Datalink Layer) สวนเราเตอรท างานทระดบสงกวาคอชนท 3 (Network Layer)

ของรปแบบโอเอสไอเราทเตอร (Router)

เราทเตอรคอ อปกรณทท าหนาทในการเชอมเครอขายหลายๆ เครอขายเขาหากน ซงอาจจะเปนวงแลน

ยอยๆ ภายในบรษทหรออาจจะเปนวงแลนทอยไกลกนคนละสถานทกได เชน ระหวางสาขาและส านกงาน

ใหญ เราทเตอรเปนสงทควบคกบโปรโตคอล TCP/IP ซงหากปราศจากเราทเตอรแลวระบบเครอขาย

อนเตอรเนตคงไมสามารถท างานได เนองจากมนจะท าหนาทบอกเสนทางการล าเลยงแพกเกตของ

โปรโตคอล TCP/IP ใหสามารถเดนทางถงจดหมายปลายทางได

68


รปท 2.5.3 เราทเตอร

ทมา : http://www.ipcomsupply.com

การท างานของ จะท างานใน Layer 3 (Network Layer) ของโมเดล OSI หรอคอชนของInternet Layer

ของ TCP/IP Model ดงรป ภายในตวเราทเตอรจะมซอฟตแวรหรอระบบปฏบตการทเปดโอกาสใหสามารถ

ตงคาการท างานตางๆ ทเกยวกบเสนทางการล าเลยงแพกเกตของโปรโตคอล TCP/IP วาตองวงผาน

เราทเตอร ตวไหนในระบบเครอขายไหนบาง

ปจจบนอปกรณเราทเตอรไดรบการพฒนาไปมากท าใหการใชงานเราทเตอรมประสทธภาพ โดยเฉพาะ

เมอเชอมอปกรณ เราทเตอรหลายๆ ตวเขาดวยกนเปนเครอขายขนาดใหญเราทเตอรสามารถท างานอยางม

ประสทธภาพ โดยการหาเสนทางเดนทสนทสดเลอกตามความเหมาะสมและแกปญหาทเกดขนเองไดเมอ

เทคโนโลยทางดานอเลกทรอนกสไดรบการพฒนาใหมขดความสามารถในการท างานไดเรวขน จงม

ผพฒนาอปกรณทท าหนาทคดแยกแพกเกตหรอเรยกวา สวทชแพกเกตขอมล (Data Switched Packet)

โดยลดระยะเวลาการตรวจสอบแอดเดรสลงไป การคดแยกจะกระท าในระดบวงจรอเลกทรอนกส เพอให

การท างานมประสทธภาพในดานความเรวและความแมนย าสงสด อปกรณสวทชขอมลจงมเวลาหนวง

ภายในตวสวทชต ามาก จงสามารถน ามาประยกตกบงานทตองการเวลาจรง เชน การสงสญญาณเสยง

วดโอ ไดด

จะเหนวาหนาทของเราทเตอรคอ หาเสนทางขอมลทมประสทธภาพสงสดและดทสดเพอใหการสงขอมล

ไปถงปลายทางไดเรวทสด โดยจะท าการค านวณปรมาณของขอมล ความเรวและระยะทางของเสนทาง

69


ประกอบกน เราทเตอรทมประสทธภาพสงสามารถปรบเปลยนเสนทางขอมลไดโดยอตโนมตในกรณ

เสนทางทใชสงขอมลอยเกดปญหาในการใชเราทเตอรเชอมโยงระหวางเครอขายตงแต 2 เครอขายขนไป

ปรมาณขอมลทสงผานเราทเตอรจงมจ านวนมาก เราเตอรจงตองมโปรเซสเซอรประมวลผลความเรวสงชวย

ในการค านวณหาเสนทาง เ พอปองกนไมใหเกดปญหาคอคอดหรอปากขวดของขอมล ซงจะท าให

ประสทธภาพในการสอสารขอมลชาลงได

การใชงานเราทเตอร(Router) สามารถแบงไดเปน 3 กรณคอ

1. ใชเชอมตออนเตอรเนตผานวงจรเชา (Leased Line) โดยจะเชอมจากวงแลนของผ ใหบรการ ซงมกจะ

เปนลกคาแบบองคกรไปยงวงแลน ทอยภายในทท าการของผ ใหบรการอนเตอรเนต ซงเชอมตอกบ

โครงขายอนเตอรเนตความเรวสง

2. ใชเชอมจากวงแลนของอาคารส านกงานใหญไปยงวงแลนของอาคารสาขาในลกษณะของจดตอจด

(Point-to-Point) โดยผานวงจรเชา (Leased Line) หรอสอประเภทอน

3. ใชเชอมวงแลนยอยภายในองคกรทมการก าหนด IP Address คนละกลมหรอคนละ Subnet เขา

ดวยกน ส าหรบในกรณท 3 นน สาเหตทตองมการแบงระบบแลนออกเปนวงแลนยอยๆ โดยการก าหนด

IP Address ใหเปนคนละกลมกน หรอทเรยกวา Subnet นนกเพอ

เพมความเรวใหกบระบบเครอขาย เนองจากหากในวงแลนมจ านวนเครองมากเกนไป เวลาทมการ

สงขอมลประเภท Broadcast เกดขนจะท าใหวงแลนท างานชาลงได การแบงวงแลนขนาดใหญ วง

ออกเปนวงแลนยอยๆ หลายๆ วงจะเปนการเพมประสทธภาพของเครอขายยอยๆ แตละวงได

เปนการจดระเบยบโครงสรางองคกร เชน อาจมการแบงวงแลนยอยๆ หรอ Subnetออกไปตาม

แผนกหรอฝายตางๆ ใหสอดคลองกบโครงสรางขององคกร ท าใหงายตอการบรหารจดการและ

ควบคมดแล

เปนการเพมความปลอดภยใหกบระบบเครอขาย เชน อาจมการแบงวงแลนยอยภายในออกเปน 2

กลมคอ กลมท 1 คอวงแลนของฝายบญชและการเงนทตองการความปลอดภยของขอมลสงและ

กลมท 2 จะเปนกลมผใชฝายอนๆ ทเหลอทงหมด

ก าหนดนโยบายการใชงานอนเตอรเนต เชน อาจมการแบงวงแลนยอยภายในออกเปน 2 กลมคอ

กลมท 1 จะไมสามารถใชงานอนเตอรเนตไดและกลมท 2 จะสามารถใชงานอนเตอรเนตได

70


ส าหรบเราทเตอร ทบรษทหรอองคกรตางๆ สวนใหญนยมเลอกใชกนกคอยหอ CISCO เนองจากเปน

เราทเตอร ทมประสทธภาพและความนาเชอถอสง มซอฟทแวรภายในมรารจกกนแพรหลายคอ IOS

(Internetwork Operating System) และมการสนบสนนทางดานเทคนคทด โดยผ ใชสามารถหาขอมลเพอ

แกปญหาทางดานเทคนคตางๆ ไดทางเวบไซตไดงาย และมใหเลอกหลายรนหลายขนาดไปตามลกษณะ

การใชงานและขนาดขององคกร แตราคากสงกวายหออนดวยเชนกน

Routing Table

หนาทของเราทเตอรคอ การสงผานแพกเกตระหวางเครอขาย ถาเปรยบเทยบระบบเครอขายกบระบบ

ไปรษณย เราทเตอรกเปรยบเสมอนเปนทท าการไปรษณยนนเองเราทเตอรตองทราบขอมลเกยวกบ

เครอขายตางๆ เชน เครอขายดงกลาวสามารถสงแพกเกตไปไดหรอไม ถาไดจะสงไปทางใดไดบาง เปนตน

ขอมลเกยวกบเสนทางนจะถกเกบไวในตารางทเรยกวา เราทตงเทเบล ซงตารางนจะมรายการของ

หมายเลขไอพของเราทเตอร และหมายเลขเครอขายทเราทเตอรสามารถสอสารไดเมอไรกตามทเราทเตอร

ตองการจะสงตอแพกเกตมนจะใชขอมลในตารางนในการตดสนใจเลอกเสนทาง

โดยทวไปแลวในตารางเราทตงเทเบลจะประกอบดวย หมายเลขเครอขาย (Network ID)ซบเนตมาสค

(Subnet Mask) หมายเลขไอพของเกตเวย (Gateway Address) เนตเวรคการด (Network Interface) และ

เมทรก (Metric)

รปท 2.5.4 การบนทกเราทตงเทเบลของเราทเตอร

ทมา : www.magmareport.com

71


ตารางแสดงเราทตงเทเบล

Network ID Subnet Mask Gateway Interface Metric 192.168.1.0 255.255.255.0 192.168.1.1 Eth01 1 192.168.2.0 255.255.255.0 192.168.2.1 Eth02 1 192.168.3.0 255.255.255.0 192.168.3.1 Eth03 1

ตารางแสดงเราทตงเทเบล ซงเปนตารางภายในเราทเตอร ในตารางจะประกอบดวยรายการ ซงจะเปน

ขอมลทจะใชส าหรบสงแพกเกตไปยงเครอขายปลายทาง เชน เมอเราทเตอรไดรบแพกเกตทโฮสตปลายทาง

อยในเครอขาย 192.168.1.0 เราทเตอรกจะสงตอแพกเกตไปยงเครอขายปลายทางผานเนตเวรกการด

Eth01 ทมหมายเลขปลายทางเปน 192.168.1.1 ความหมายของแตละคอลมนมดงน

หมายเลขเครอขาย (Network ID) จะเปนหมายเลขไอพ หรอหมายเลขเครอขายของโฮสต

ปลายทาง

ซบเนตมาสค (Subnet Mask) หมายเลขทเราทเตอรจะใชแอนด (AND) กบหมายเลขไอพของ

โฮสตปลายทาง เพอค านวณหาหมายเลขเครอขาย

เกตเวย (Gateway) คอหมายเลขไอพของเราทเตอร หรอเกตเวยทสามารถสงแพกเกตขอมลถง

เครอขายปลายทาง

อนเตอรเฟส (Interface) คอเนตเวรกการดของเราทเตอรทสามารถสงขอมลถงเกตเวยดงกลาวได

เมทรก (Metric) เปนตวเลขทเปนหนวยวดเกยวกบความยากงายในการสงแพกเกตไปยงเครอขาย

นน สวนใหญจะหมายถง จ านวนฮอป (HOP) หรอเราทเตอรทตองสงแพกเกตผาน กอนทจะมาถง

เครอขายปลายทาง

ประเภทของเราทตงโปรโตคอล

เราทเตอรจะใชขอมลทอยในตารางเราทตงเทเบล ส าหรบการสงแพกเกตระหวางเครอขาย สวนเสนทาง

ทถกเลอกนนจะขนอยกบอลกอรธม (Algorithm) ทใช หรอทเรยกวา “เราทตงโปรโตคอล (Routing

Protocol)” ประเภทของเราทตงโปรโตคอลสามารถแบงไดหลายแบบขนอยกบลกษณะการท างานของเราท

ตงโปรโตคอล ถาใชลกษณะการอพเดตเราทตงเทเบลกสามารถแบงออกเปน 2 ประเภทคอ

72


Static Routing Protocol

Dynamic Routing Protocol

Static IP Routing

ส าหรบการจดเสนทางแบบนรายการในตารางเราทตงเทเบลจะถกปอนโดยผดแลระบบซงขอมลใน

รายการนจะไมมการเปลยนแปลง หลงจากนนการคอนฟกตารางจะคอนขางงาย แตผตดตงระบบจะตอง

ปอนขอมลทกๆ ฟลดในตารางเอง ซงเปนเหมอนกบการบอกเราทเตอรใหทราบวาเครอขายไหนทสามารถ

ตดตอได ความถกตองของขอมลในตารางเราทตงเทเบลจะขนอยกบความรบผดชอบของผดแลระบบนนๆ

โดยทวไปแลวส าหรบเครอขายเลกๆ จะใชการเราทแบบสแตตกน แตเมอเครอขยใหญขนกจะใชโปรโตคอล

แบบไดนามกซงงายตอการจดการมากกวา

Dynamic IP Routing

การจดเสนทางแบบไดนามกนจะใชโปโตคอลในการสรางตารางเราทตงเทเบล แทนการปอนขอมลเอง

โดยคน ซงวธการสรางนนจะขนอยกบโปรโตคอล เชน โหลดของชองสญญาณแบนดวธของลงคเปนตน ขอ

ไดเปรยบของการใชโปรโตคอลประเภทนคอ รายการในตารางจะถกอพเดตโดยอตโนมต ท าใหผดแระบบไม

ตองกงวลวารายการในตารางจะผดพลาด สวนขอเสยคอ ปรมาณการไหลของแพกเกตในเครอขายจะ

เพมขน

โปรโตคอลแบบไดนามกนยงแบงยอยออกเปน 2 ประเภทคอ

Distance-Vector Routing Protocol

Link-State Routing Protocol

Distance-Vector Routing Protocol

โปรโตคอลนจะเลอกเสนทางทดทสดโดยใชเมทรก(Metric) เปนเกณฑ โดยเมทรกนจะเปนหนวยทวด

ประสทธภาพของลงคไปยงเครอขายนน และขนอยกบโปรโตคอลทใช ซงโดยสวนใหญจะใชจ านวนฮอป

(HOP) เปนหลก เราทเตอรทใชโปรโตคอลนจะรกษาตารางเราทตงเทเบลโดยรายการในตารางนจะขนอย

กบสถานะของเครอขายนน

73


ขอเสยของโปรโตคอลนคอ เราทเตอรจะตองแลกเปลยนขอมลซงกนและกน เพออพเดตรายการใน

ตารางหรอเพอใหตารางเราทตงเทเบลของแตละเราทเตอรทนสมยอยตลอดเวลาเราทเตอรแตละตว

จะตองบรอดคาสตในชวงเวลาทก าหนดเปนประจ า ดงนนจงท าใหจ านวนแพกเกตทไหลเวยนในเครอขาย

เพมขน

โปรโตคอลทจดอยในประเภทนเชน RIP (Routing Information Protocal), IGRP (Interior Gateway

Routing Protocol) เปนตน

Link-State Routing Protocol

โปรโตคอลแบบลงคสเตจจะสรางเสนทางขอมลเหมอนกบตนไม (Tree) โดยรากของตนไมนคอ เราท

เตอรตวมนเอง โดยเราทเตอรแตละตวจะบรอดคลาสตขอมลทเกยวกบเครอขายทเชอมตอตรงกบเราทเตอร

และเมทรก เราทเตอรจะบรอดคลาสตเฉพาะตอนทมการเปลยนแปลงเทานน ท าใหลดจ านวนแพกเกตใน

เครอขายลงได

เมอเราทเตอรคนพบวามการเปลยนแปลงเกยวกบเครอขายทเชอมตอตรงกบเราทเตอรนน มนจะบอรด

คาสตขอมลดงกลาวไปยงทกๆ เราทเตอร ซงกระบวนการนจะเรยกวา “การฟลดดง(Flooding)” การฟลดดง

นจะอพเดตฐานขอมลของทกๆ เราทเตอรเฉพาะรายการทมการเปลยนแปลงเทานน โดยทวไปแลวแพกเกต

เหลานจะมขนาดเลก และมการสงไมบอยมากนกโปรโตคอลทจดอยในประเภทน เชน OSPF (Open

Shortest Path first)

บทที่ 2 อุปกรณ์เครือข่ายnetwork30206.weebly.com/uploads/2/4/7/3/24735629/_2_.pdf · มาตรฐานการเข้าหัวสาย

Documents