บทที่ 4 อุปกรณ์สื่อสาร(Communication Equipment) อ. ณรงค์ฤทธิ์ มณีจิระปราการ ภาควิชาพาณิชยศาสตร์ มหาวิทยาลัยนเรศวร

วัตถุประสงค์(Objective) สามารถจำแนกได้ว่าอุปกรณ์สื่อสารใดใช้กับระบบเครือข่ายวงกว้าง หรือใช้กับระบบเครือข่ายท้องถิ่น อธิบายคุณสมบัติและการทำงานของอุปกรณ์สื่อสารระบบเครือข่าย วงกว้างแต่ละชนิดได้ ทราบบทบาทของมัลติเพล็กเซอร์ในการถ่ายทอดข้อมูล และอธิบาย ความแตกต่างของมัลติเพล็กเซอร์แบบต่างๆได้ อธิบายคุณสมบัติและการทำงานของอุปกรณ์สื่อสารระบบเครือข่าย ท้องถิ่นแต่ละชนิดได้ อธิบายระบบการต่อเชื่อมระบบผ่านโมเด็มได้ บทที่ 6 อุปกรณ์สื่อสาร

อุปกรณ์สื่อสาร สำหรับระบบเครือข่ายวงกว้าง (Equipment for WAN) บทที่ 6 อุปกรณ์สื่อสาร

บทนำ ระบบเครือข่ายสื่อสารแบบวงกว้าง (WAN) เป็นการ สื่อสาร ข้อมูลระหว่างคอมพิวเตอร์ และอุปกรณ์ต่อพ่วงภายใน ระบบ ที่มีระยะทางไกล หรือห่างกันมากๆ โดย ปกติแล้วจำนวน ข้อมูลที่รับ-ส่ง จากคอมพิวเตอร์แต่ละตัวจะมีจำนวนไม่ มาก จึงทำให้สายส่งข้อมูล เกิดสถานะสายว่าง ซึ่ง เกิดการสูญเสียโอกาสในการใช้งาน ดังนั้นในบทนี้จะ แนะนำอุปกรณ์รวมสัญญาณจากเครื่องคอมพิวเตอร์ และ อุปกรณ์ต่อพ่วงหลายๆ เครื่อง ก่อนส่งผ่านสื่อ เพื่อ เป็นการเพิ่มประสิทธิภาพการใช้สื่อ ซึ่งอุปกรณ์พื้นฐาน ต่างๆ มีดังนี้ บทที่ 6 อุปกรณ์สื่อสาร

บทที่ 6 อุปกรณ์สื่อสาร

อุปกรณ์พื้นฐานระบบเครือข่ายวงกว้าง (WAN) มัลติเพล็กเซอร์ (Multiplexer) คอนเซนเทรเตอร์ (Concentrator) ฟร้อนท์เอนด์โปรเซสเซอร์(Front-End Processor : FEP) อุปกรณ์เปลี่ยนโปรโตคอล บทที่ 6 อุปกรณ์สื่อสาร

มัลติเพล็กเซอร์ (Multiplexer) มัลติเพล็กเซอร์ (Multiplexer) นิยมเรียกว่า มัก (mux) เป็นอุปกรณ์ที่ใช้ในการรวมสัญญาณจากเครื่อง เทอร์มินัลจำนวนหนึ่งเข้าด้วยกัน และส่งผ่านสาย สื่อสารเช่นสายโทรศัพท์ เพียงเส้นเดียว ช่องสัญญาณในสายเส้นที่ส่งออกจากมักจะถูกแบ่ง ออกเป็นส่วนๆ และปลายทางของมัก(mux) อีกตัว จะทำหน้าที่ แยกข้อมุลส่งไปยังจุดหมายปลายทาง บทที่ 6 อุปกรณ์สื่อสาร

Transmission Efficiency: Multiplexing To terminal users, the multiplexor appears to function as though there were several physical lines to the host instead of just one Several data sources share a common transmission medium simultaneously Line sharing saves transmission costs Higher data rates mean more cost-effective transmissions Takes advantage of the fact that most individual data sources require relatively low data rates บทที่ 6 อุปกรณ์สื่อสาร

Direct Point-to-Point บทที่ 6 อุปกรณ์สื่อสาร

Multiplexer บทที่ 6 อุปกรณ์สื่อสาร

บทที่ 6 อุปกรณ์สื่อสาร

Multiplexing Diagram บทที่ 6 อุปกรณ์สื่อสาร

Kinds of Multiplexors A communication link is divided among several users in two basic ways: Frequency division multiplexing (FDM) which separates the link’s available bandwidth into sub-channels, one for each incoming line Time division multiplexing (TDM) which separates link into time slots. Each incoming line is given a time slot for transmitting a byte (or bit) บทที่ 6 อุปกรณ์สื่อสาร

Frequency Division Multiplexing Requires analog signaling & transmission Total bandwidth = sum of input bandwidths + guardbands Modulates signals so that each occupies a different frequency band Standard for radio broadcasting, analog telephone network, and television (broadcast, cable, & satellite) บทที่ 6 อุปกรณ์สื่อสาร

Figure 10-9 บทที่ 6 อุปกรณ์สื่อสาร

FDM Example: ADSL ADSL uses frequency-division modulation (FDM) to exploit the 1-MHz capacity of twisted pair. There are three elements of the ADSL strategy Reserve lowest 25 kHz for voice, known as POTS Use echo cancellation 1 or FDM to allocate a small upstream band and a larger downstream band Use FDM within the upstream and downstream bands, using “discrete multitone” บทที่ 6 อุปกรณ์สื่อสาร

Discrete Multitone (DMT) Uses multiple carrier signals at different frequencies, sending some of the bits on each channel. Transmission band (upstream or downstream) is divided into a number of 4-kHz subchannels. Modem sends out test signals on each subchannel to determine the signal to noise ratio; it then assigns more bits to better quality channels and fewer bits to poorer quality channels. บทที่ 6 อุปกรณ์สื่อสาร

Time-Division Multiplexing (TDM) Used in digital transmission Requires data rate of the medium to exceed data rate of signals to be transmitted Signals “take turns” over medium Slices of data are organized into frames Used in the modern digital telephone system US, Canada, Japan: DS-0, DS-1 (T-1), DS-3 (T-3), ... Europe, elsewhere: E-1, E3, … บทที่ 6 อุปกรณ์สื่อสาร

บทที่ 6 อุปกรณ์สื่อสาร

Statistical Time Division Multiplexing “Intelligent” TDM Data rate capacity required is well below the sum of connected capacity Digital only, because it requires more complex framing of data Widely used for remote communications with multiple terminals บทที่ 6 อุปกรณ์สื่อสาร

STDM: Cable Modems Cable TV provider dedicates two channels, one for each direction. Channels are shared by subscribers, so some method for allocating capacity is needed\-- typically statistical TDM บทที่ 6 อุปกรณ์สื่อสาร

Statistical TDM A major shortcoming of TDM is revealed when attached lines do not have data to transmit Times slots allocated to idle lines go unused Communication circuit is not used to its fullest extent in this circumstance A statistical time division multiplexor (STDM) improves on TDM efficiency by transmitting data only for lines with data to send by reallocating time slots so that idle lines take up none of the carrying capacity of the communication circuit บทที่ 6 อุปกรณ์สื่อสาร

บทที่ 6 อุปกรณ์สื่อสาร

บทที่ 6 อุปกรณ์สื่อสาร

Wavelength Division Multiplexing (WDM) Wavelength division multiplexing (WDM) is a relatively new multiplexing technique for optical transmissions over fiber optic cables Traditionally, a single laser operating at a single wavelength has been used to transmit signals over a fiber optic cable. WDM multiplexors, however, leverage multiple lasers operating at multiple wavelengths to transmit several simultaneous signals WDM enables carriers to increase transmission capacity without having to install more fiber optic cables Dense WDM (DWDM) combines WDM and TDM to further increase the amount of data that can be transmitted over a single fiber Today, more than 10 gbps can be transmitted over each DWDM circuit and more than 40 DWDM circuits can be created on each fiber Experts expect DWDM technologies to achieve 128 simultaneous 10 gbps circuits in a few years บทที่ 6 อุปกรณ์สื่อสาร

Multiplexor Configurations Multiplexors can be added in a daisy-chain fashion (see Figure 10-13) A variety of multiplexors are found in today’s WANs including: Inverse multiplexors (see Figure 10-14) Data/voice multiplexors T-n (T-1, FT-1, and T-3) multiplexors Frame relay multiplexors IDSN multiplexors Local/short distance multiplexors E.g. Fiber optic multiplexors RS232 multiplexors DSL routers and multiplexors บทที่ 6 อุปกรณ์สื่อสาร

Figure 10-14 บทที่ 6 อุปกรณ์สื่อสาร

คอนเซนเทรเตอร์ (Concentrator) คอนเซนเทรเตอร์ (Concentrator) นิยมเรียกว่า คอน เซน มีหลักการทำงานคล้ายกับมักซ์ คือ ใช้ในการ รวมสัญญาณจากเครื่องเทอร์มินัลจำนวนหนึ่งเข้า ด้วยกัน และส่งผ่านสายสื่อสารเพียงเส้นเดียว แต่ สามารถทำการเก็บข้อมูลเพื่อส่งต่อ โดยใช้ หน่วยความจำ buffer ทำให้สามารถเชื่อมต่อ ระหว่างอุปกรณ์ที่มีความเร็วสูงกับความเร็วต่ำได้ และใช้งานตัวเดียวได้ ไม่จำเป็นต้องใช้งานเป็นคู่ อย่างมักซ์ บทที่ 6 อุปกรณ์สื่อสาร

ฟร้อนท์เอนด์โปรเซสเซอร์ (FEP) Front-End Processor เป็นเครื่องคอมพิวเตอร์ชนิดหนึ่ง พบมากในระบบขนาดใหญ่ มีหน้าที่เพื่อช่วยลด ภาระในการติดต่อระหว่างเครื่องคอมพิวเตอร์หลัก หรือโฮสต์กับอุปกรณ์รอบข้าง (ตารางหน้า 131 ) ระบบนี้แม้ว่าการประมวลผลหลักจะเกิดขึ้นที่โฮสต์ แต่การตรวจสอบความผิดพลาดและการแก้ไขข้อมูล เบื้องต้นจะเป็นหน้าที่ที่สำคัญยิ่งของ FEP เช่น การ ตรวจสอบข้อกำหนดในการเบิกเงินจากตู้ ATM บทที่ 6 อุปกรณ์สื่อสาร

บทที่ 6 อุปกรณ์สื่อสาร

อุปกรณ์เปลี่ยนโปรโตคอล (Protocol Converter) โปรโตคอล คือกฎระเบียบสำหรับการสื่อสารข้อมูลผ่านระบบ เครือข่ายที่ผู้ส่งและผู้รับข้อมูลจำเป็นต้องใช้โปรโตคอล เดียวกัน จึงจะสามารถแลกเปลี่ยนข้อมูลกันได้ อุปกรณ์ เปลี่ยนโปรโตคอล (Protocol Converter) ทำหน้าที่คล้ายล่าม แปลภาษา ตัวอย่างอุปกรณ์ เช่น Gateway ตัวอย่างการทำงาน เช่น การเปลี่ยนรหัสแทนข้อมูลแบบ แอสกี้ที่ใช้ในเครื่องพีซี ไปเป็นรหัสแทนข้อมูลแบบเอ็บซี ดิกที่ใช้ในเครื่องเมนเฟรมไอบีเอ็ม บทที่ 6 อุปกรณ์สื่อสาร