Topology
การจัดรูปโครงสร้างของอุปกรณ์สื่อสารเพื่อจัดตั้งเป็นระบบเครือข่าย สามารถกระทำได้หลายแบบดังนี้
1. ระบบเครือข่ายที่แบ่งประเภทโดยพิจารณาจากการจัดโครงสร้างอุปกรณ์เป็นหลัก เรียกว่า การจัดรูปทรงระบบเครือข่าย (Topology)ได้แก่ ระบบเครือข่ายแบบดาว แบบบัส และแบบวงแหวน เป็นต้น
2. ระบบเครือข่ายตามขนาดทางกายภาพของระยะทางในการส่งข้อมูลเป็นหลัก ได้แก่ เครือข่ายเฉพาะบริเวณ (LAN)เครือข่ายในเขตเมือง (MAN)เครือข่ายวงกว้าง (WAN) และเครือข่ายสหภาค (Internetwork)
3. ระบบเครือข่ายที่พิจารณาจากขอบเขตการใช้งานขององค์กร เช่น เครือข่ายอินทราเนต (Intranet) เครือข่ายเอ็กซ์ทราเนต( Extranet) และเครือข่ายสากล (Internet)การจัดรูปทรงระบบเครือข่าย (Topology)วิธีการอธิบายระบบเครือข่ายแบบหนึ่งคือการพิจารณาจากรูปทรงของระบบเครือข่าย
ระบบเครือข่ายแบบดาว (Star Topology)
ประกอบด้วยคอมพิวเตอร์เครื่องหนึ่ง เรียกว่า โฮสต์ (Host) หรือ เซิฟเวอร์ (Server) ที่ทำหน้าที่เป็นศูนย์กลางในการเชื่อมต่อคอมพิวเตอร์เครื่องอื่นแลอุปกรณ์ที่เหลือ ระบบนี้เหมาะกับการประมวลผลที่ศูนย์กลางและส่วนหนึ่งทำการประมวลผลที่เครื่องผู้ใช้ (Client or Work Station) ระบบนี้มีจุดอ่อนอยู่ที่เครื่อง Host คือ การสื่อสารทั้งหมดจะต้องถูกส่งผ่านเครื่อง Host ระบบจะล้มเหลวทันทีถ้าเครื่องHost หยุดทำงาน
ระบบเครือข่ายแบบบัส (Bus Toplogy)
เป็นระบบเครือข่ายที่เชื่อมต่อคอมพิวเตอร์และอุปกรณ์ทั้งหมดด้วยสายสื่อสารเพียงเส้นเดียว อาจใช้สายคู่บิดเกลียว สายโคแอกเซียล หรือสายใยแก้วนำแสงก็ได้ สัญญาณที่ถูกส่งออกมาจากอุปกรณ์ตัวใดก็ตามจะเป็นลักษณะการกระจายข่าว (Broadcasting) โดยไม่มีอุปกรณ์ตัวใดเป็นตัวควบคุมระบบเลย แต่อาศัยซอฟท์แวร์ที่ติดตั้งในอุปกรณ์แต่ละตัวทำหน้าที่ควบคุมการสื่อสาร ในระบบบัสนี้จะมีอุปกรณ์เพียงตัวเดียวที่สามารถส่งสัญญาณออกมา อุปกรณ์ตัวอื่นที่ต้องการส่งสัญญาณจะต้องหยุดรอจนกว่าในระบบจะไม่มีผู้ใดส่งสัญญาณออกมาจึงจะส่งสัญญาณของตนออกมาได้ถ้าหากส่งออกมาพร้อมกันจะเกิดปัญหาสัญญาณชนกัน (Collision) ทำให้สัญญาณเกิดความเสียหายใช้การไม่ได้ และระบบนี้จะมีประสิทธิภาพต่ำถ้ามีอุปกรณ์เชื่อมต่อกันเป็นจำนวนมาก
ระบบเครือข่ายแบบวงแหวน (Ring Topology)
ระบบเครือข่ายวงแหวนจะมีลักษณะคล้ายเครือข่ายบัสที่เอาปลายมาต่อกัน โดยไม่มีอุปกรณ์ใดเป็นตัวควบคุมการสื่อสารของระบบเลย และข้อมูลในวงแหวนจะเดินไปในทิศทางเดียวกันเสมอระบบเครือข่ายตามขนาดทางกายภาพของระยะทางในการส่งข้อมูลระบบเครือข่ายในลักษณะนี้ ได้ให้คำจำกัดความจากตำแหน่งที่ตั้งและขอบเขตวงกว้างของการใช้งานซึ่งแบ่งได้หลายอาณาเขต
1. เครือข่ายเฉพาะบริเวณ (Local Area Networks) หรือเครือข่ายระบบแลน (LAN)
2. เครือข่ายในเขตเมือง (Metropolitan Area Networks) หรือเครือข่ายระบบแมน (MAN)
3. เครือข่ายวงกว้าง (Wide Area Networks) หรือเครือข่ายแวน (WAN)เครือข่ายเฉพาะบริเวณ (LAN)มีขอบเขตการทำงานแคบ มักอยู่ในอาคาร ออฟฟิศ สำนักงาน หรือหลายอาคารที่อยู่ติดกัน ไม่เกิน 2,000 ฟุต
ระบบ LAN
ได้รับความนิยมมากในการเชื่อมต่ออุปกรณ์สำนักงานเข้าด้วยกัน โดยมีสายนำสัญญาณการสื่อสารที่เป็นของตนเอง โดยใช้ Topology แบบบัส หรือวงแหวนและมีช่องสื่อสารที่กว้าง เพื่อให้เครื่องคอมพิวเตอร์สำนักงาน อุปกรณ์ระบบแสดงผล พิมพ์งาน และการรับส่งข้อมูลข่าวสารในสำนักงานทำงานร่วมกันได้ถ้าหากการใช้งานในบางจุดของสำนักงานไม่สามารถเดินสายเคเบิลได้ หรือมีข้อจำกัดด้านการติดตั้งและลงทุนเช่น การต่อสาย LAN ข้ามตึกหรือระหว่างชั้นสำนักงาน ก็สามารถประยุกต์ใช้ระบบ LAN ไร้สาย มักมีเครื่องคอมพิวเตอร์ตัวหนึ่งทำหน้าที่เป็น Host หรือ เซิฟเวอร์ (Server) ซึ่งคล้ายกับบรรณารักษ์ คอยจัดเก็บโปรแกรมและฐานข้อมูล และควบคุมการเข้าใช้ของ User แต่ละคน เครื่องคอมพิวเตอร์ที่เป็น Server นี้มักมีหน่วยความจำใหญ่และมีหน่วยประมวลผลที่มีประสิทธิภาพสูงกว่าพีซีปกติความสามารถในการทำงานของระบบแลนถูกกำหนดโดย ระบบปฏิบัติการเครือข่าย (Network Operating System ; NOS )ที่ติดตั้งอยู่ที่เครื่องคอมพิวเตอร์แต่ละเครื่องหรืออาจอยู่ที่เครื่อง Server เพียงเครื่องเดียวระบบปฏิบัติการจะทำหน้าที่ในการ กำหนดเส้นทางการเดินทางของข้อมูลในเครือข่ายและจัดการบริหารการสื่อสารตลอดจนควบคุมการใช้งานทรัพยากรทั้งหมดในเครือข่ายตัวอย่างซอฟท์แวร์ที่นิยมใช้ ได้แก่ Novell Netware , Microsoft Windows 2000 Server , IBM’s OS/2 Warp Server เป็นต้น ซึ่งซอฟท์แวร์ประยุกต์ที่ใช้บนระบบเครือข่าย LAN ในปัจจุบันมักนิยมทำงานในแบบผู้ให้บริการและผู้ใช้บริการ (Client / Server System) โดยที่เครื่องผู้ให้บริการจะเป็นผู้จัดเตรียมข้อมูลและโปรแกรมให้ผู้ใช้บริการ
ระบบเครือข่ายในเขตเมือง (MAN)
โดยพื้นฐานแล้วระบบเครือข่ายในเขตเมือง (Metropolitan Area Network) มีลักษณะคล้ายกับระบบ LAN แต่มีอาณาเขตที่ไกลกว่าในระดับเขตเมืองเดียวกัน หรือหลายเมืองที่อยู่ติดกันก็ได้ ซึ่งอาจเป็นการให้บริการของเอกชนหรือรัฐก็ได้ เป็นการบริการเฉพาะหน่วยงาน มีขีดความสามารถในการให้บริการทั้งรับและส่งข้อมูล ทั้งภาพและเสียง เช่นการให้บริการระบบโทรทัศน์ทางสาย (Cable TV)
ระบบเครือข่ายวงกว้าง (WAN)
เป็นระบบที่มีขอบเขตการใช้งานกว้างกว่า ไกลกว่าระบบแลน ซึ่งอาจกล่าวได้ว่าเป็นระบบที่ไร้ขอบเขตแล้ว เช่นระบบการสื่อสารข้อมูลผ่านดาวเทียมของสถานีโทรทัศน์ต่างๆ แต่การที่จะเชื่อมต่อเครือข่ายที่มีระยะห่างกันมากๆให้เป็นเครือข่ายเดียวกันทั้งหมดนั้นจำเป็นต้องอาศัยเครือข่ายสาธารณะ (Public Networks) ที่ให้บริการการสื่อสารโดยเชื่อมต่อผ่านโมเด็ม ผ่าน เครือข่ายโทรศัพท์สาธารณะ (Public Switching Telephone Network ; PSTN)ซึ่งมีทั้งลักษณะต่อโมเด็มแบบที่ต้องมีการติดต่อก่อน (Dial-up) หรือต่อตายตัวแบบสายเช่า (Lease Line)ระบบเครือข่ายที่พิจารณาจากขอบเขตการใช้งานขององค์กร
ระบบอินทราเนต(Intranet)
ในปัจจุบันบางองค์กรได้จำลองลักษณะของอินเตอร์เนตมาเป็นเครือข่ายภายในและใช้งานโดยบุคคลากรของบริษัท ผู้คนในบริษัทจะทำการแลกเปลี่ยนข้อมูลที่มีประโยชน์ต่อกันในองค์กรเฉพาะเครือข่ายของบริษัทตนเท่านั้น ไม่เกี่ยวข้องใดๆกับองค์กรอื่นภายนอกทั้งที่อยู่ในสำนักงานเดียวกันหรือต่างสาขาก็ได้ หรือจะอยู่คนละภูมิประเทศก็ได้ สามารถสื่อสารกัน (Interfacing) ได้โดยการใช้ Web Browser เขียนเป็น Home Pages เหมือนอินเตอร์เนตโดยทั่วไป ด้วยกราฟฟิก ภาพ ข้อความ เสียงและมี Function ต่างๆ เช่น Web-board การ Log-in การเปิดหน้าต่าง Browser ด้วยวิธีการคลิ๊กทีละ Page นำเสนอข้อมูลที่สวยงาม ง่ายต่อการเข้าใจ มีระบบจดหมายอีเลกทรอนิกส์ มี Account ให้พนักงานแต่ละคนใช้ส่วนตัวมีระบบโต้ตอบและสนทนาได้อัตโนมัติ ตัวอย่างของระบบอินทราเนต ที่นิยมใช้กันมาก ได้แก่ ระบบซอฟท์แวร์ Lotus-Note ของบริษัท IBMข้อดีของอินทราเนตที่องค์กรต่างๆนิยมใช้เพราะ เป็นส่วนตัว (Privacy) ในระดับองค์กร คาวมเร็วในการส่งผ่านข้อมูลที่จำเป็นเฉพาะองค์กร การป้องกันการรั่วไหลของความลับองค์กร แต่ในขณะเดียวกันระบบอินทราเนตสามารถเชื่อมต่อกับระบบอินเตอร์เนตภายนอกได้ทันที เพราะอาศัย Protocol มาตรฐาน TCP/IP เหมือนกันระบบเอ็กทราเนต (Extranet) เป็นอีกลักษณะของระบบเครือข่ายที่เป็นระบบสารสนเทศระหว่างองค์กร (Inter-Organization ; I-OIS) ใช้สำหรับการติดต่อสื่อสารข้อมูลระหว่างองค์กรที่มีความสัมพันธ์กัน ต้องการแลกเปลี่ยนข้อมูลกัน ติดต่อธุรกรรมกันเป็นประจำ ระหว่างพนักงาน บริษัทคู่ค้า บริษัทลูกค้า หรือบริษัทที่เป็นพันธมิตรกันระบบเอ็กทราเนตจะอาศัยโครงสร้างของอินทราเนตและอินเตอร์เนตในการทำงานสื่อสารระหว่างองค์กรแต่อาจอาศัยเครือข่ายเฉพาะส่วนบุคคล (Virtual private Networks ; VPN) ซึ่งจะต้องมีการเข้ารหัสต่างๆ เพื่อขออนุญาตเข้าใช้เครือข่าย มีระบบรักษาความปลอดภัยของข้อมูลในองค์กรระหว่างกัน ปัจจุบันนิยมมากในกลุ่มธุรกิจที่มีลักษณะเป็นพันธมิตรทางการค้า (Alliance) ที่ต้องอาศัยข้อมูลของบริษัทร่วมกัน (Collaboration Commerce ; C-Commerce) เช่น ข้อมูลสต็อกสินค้า ข้อมูลลูกค้า และมีฟังก์ชั่นการทำงานในลักษณะโต้ตอบ สนทนา แบบ Real timeระบบอินเตอร์เนต (Internet)เป็นระบบที่รู้จักกันดีและใช้งานกันอยู่เป็นประจำ เป็นระบบเครือข่ายคอมพิวเตอร์ที่ใหญ่ที่สุดในปัจจุบัน เชื่อมโยงศูนย์คอมพิวเตอร์ทั่วโลกเข้าไว้เป็นระบบเดียว จึงเป็นระบบสื่อสารที่ได้รับความนิยมอย่างรวดเร็ว และมีผู้ใช้บริการเป็นจำนวนมาก เพราะมีประโยชน์ในวงการต่างๆ มากมายอินเตอร์เนตที่ทั่วโลกสามารถเชื่อมต่อกันได้เพราะมีมาตรฐานหรือโปรโตคอลที่ชื่อว่าTCP/IP (Transmission Control Protocol / Internet Protocol)ซึ่งสามารถเชื่อมโยงได้โดยผ่านผู้ให้บริการอินเตอร์เนตเชิงพาณิชย์ (Internet Service Provider ; ISP ) ซึ่งจะทำหน้าที่ให้บริการเสมือนศูนย์กลางการสื่อสารคอยติดต่อประสานงานกับวงอินเตอร์เนตอื่นๆทั่วโลก เสมือนสำนักงานไปรษณีย์ที่คอยส่งจดหมายไปตามที่อยู่ (IP Address)ของผู้รับ ผู้ให้บริการอินเตอร์เนตในประเทศไทยปัจจุบันได้แก่ Loxinfo , CS Communication , Internet KSC , AsiaNet ,Telecomasiaหรือแม้แต่องค์การโทรศัพท์หรือ ทศท.คอร์เปอเรชั่น จำกัดในปัจจุบันก็หันมาทำธุรกิจให้บริการอินเตอร์เนตด้วย
IP Address
หรือบ้านเลขที่บนอินเตอร์เนต ถ้าเปรียบอินเตอร์เนตเป็นเมืองขนาดใหญ่และเครื่องคอมพิวเตอร์แต่ละเครื่องเป็นบ้านที่มีถนนเชื่อมถึงกัน เครื่องคอมพิวเตอร์เหล่านั้นย่อมต้องมีเลขที่บ้านเพื่อให้รู้ตำแหน่งกันโดยไม่ซ้ำกับเครื่องใดในโลก IP Address ประกอบไปด้วยตัวเลข 4 ชุด ต่อกัน โดยมีจุดเป็นสัญญลักษณ์แบ่งตัวเลข แต่ละชุดมีค่าตั้งแต่ 0 – 255 โดยสามารถทำการขอเลข IP ได้จากหน่วยงานที่ได้รับอนุญาตจาก InterNIC (Internet Network Information Center) เช่นผู้ให้บริการอินเตอร์เนตทั่วไปInternet Address คงไม่มีใครอยากจะจดจำ IP Address เพราะเป็นชุดตัวเลขที่ยาวมากไม่สะดวกต่อการจดจำและเรียกใช้ลำบาก จึงมีการกำหนดชื่อเรียกขึ้นมาแทนIP Address เหมือนการจดทะเบียนการค้า มีเลขทะเบียนการค้าแล้ว แต่ต้องจดทะเบียนชื่อห้างร้านด้วย
Internet Address
อยู่ในรูปของตัวอักษร นิยมตั้งให้จำได้ โดยมากใช้ชื่อองค์กรหรือชื่อที่มีความสัมพันธ์กับเนื้อหาหรือวัตถุประสงค์ขององค์กรหรือบุคคลเจ้าของ Website นั้นๆ โดยมีตัวย่อหลังเครื่องหมายจุดในอินเตอร์เนตแอดเดรสเป็นตัวระบุความแตกต่างกันของขนิดองค์กรที่พบบ่อยๆ ได้แก่ส่วนอินเตอร์เนตแอดเดรสในประเทศไทยมักมี.th ตามต่อท้ายเพื่อให้ทราบว่ามี IP อยู่ในประเทศไทยเป็นการกำหนดตำแหน่งประเทศที่เครื่องคอมพิวเตอร์นั้นๆ ตั้งอยู่ เช่น co.th , ac.th , go.th , or.th เป็นต้น บริการต่างๆในอินเตอร์เนต ตัวอินเตอร์เนตเอง คือระบบที่สร้างขึ้นเพื่อการเชื่อมต่อข้อมูลแต่ข้อมูลที่จะเชื่อมต่อกันบนอินเตอร์เนตอาจอยู่ในรูปแบบใดๆก็ได้ ขึ้นกับความต้องการผู้ใช้ โดยมากที่เราพบเห็นจะอยู่ในรูปแบบ www (World Wide Web หรือที่เรารู้จักกันว่า Web site) แต่อินเตอร์เนตมีรูปแบบที่ให้บริการต่างๆได้มากมาย อาทิ
1. เครือข่ายใยพิภพ (เครือข่ายใยแมงมุม) World Wide Webประกอบไปด้วย Website ต่างๆมากมายบนโลก
2. บริการจดหมายอีเล็กทรอนิกส์ (e-Mail) ที่มีชื่อเสียงที่เรารู้จักก็คือ โปรแกรม OutLook หรือบริการ e-mail บนเว็บยอดฮิตก็ Hotmail ที่รูจักกันดี
3. บริการโอนย้ายไฟล์ (File Transfer Protocol ; FTP) บริการให้ Up – Down load แฟ้มข้อมูลต่างๆ
4. Usenet บอร์ดข่าวสารบนอินเตอร์เนต
5. ระบบการสนทนาโต้ตอบแบบทันที (Internet Relay Chat ; IRC)
6. Internet Phone หรือ Voice Mail ที่สามารถใช้เสียงพูดคุยผ่านอินเตอร์เนต (VoiceOverIP)
7. การให้บริการแฟกซ์ผ่านอินเตอร์เนต (Internet Fax)
8. การให้บริการภาพและเสียงผ่านอินเตอร์เนต (Streaming audio and video)
***************************************************
ข้อสอบปรนัย เรื่อง Topology
1.ระบบเครือข่ายแบบดาว ประกอบด้วยคอมพิวเตอร์เครื่องหนึ่ง เรียกว่า
ก.โฮสต์ (Host) หรือ เซิฟเวอร์
ข.ดาว
ค.ถูกทุกข้อ
ง.ไม่มีข้อถูก
2.ระบบเครือข่ายแบบวงแหวน มีลักษณะอย่างไร
ก.ระบบเครือข่ายวงแหวนจะมีลักษณะคล้ายเครือข่ายบัสที่เอาปลายมาต่อกัน
ข.มีลักษณะเป็นวงกลม
ค.มีลักษณะสี่เหลี่ยม
ง.มีลักษณะวงรี
3.ระบบเครือข่ายตามขนาดทางกายภาพของระยะทางในการส่งข้อมูลเป็นหลักได้แก่
ก.เครือข่ายเฉพาะบริเวณ (LAN)
ข.เครือข่ายในเขตเมือง (MAN)
ค.เครือข่ายวงกว้าง (WAN)
ง.ถูกทุกข้อ
4.Topology รูปแบบใดต่อไปนี้ที่ยากต่อการเดินสายและมีราคาแพง
ก. โทโปโลยีแบบบัส (BUS)
ข. โทโปโลยีแบบ MESH
ค. โทโปโลยีแบบวงแหวน (RING)
ง. โทโปโลยีแบบดาว (STAR)
5.รูปแบบที่ ทำหน้าที่เป็นศูนย์กลางของการเชื่อมต่อสายสัญญาณที่มาจากเครื่องต่าง ๆ ในเครือข่าย คือ
ก. โทโปโลยีแบบบัส (BUS)
ข. โทโปโลยีแบบ Hybrid
ค. โทโปโลยีแบบวงแหวน (RING)
ง. โทโปโลยีแบบดาว (STAR)
***************************************************
วันอังคารที่ 4 พฤศจิกายน พ.ศ. 2551
E-Learning
http://comed.pkru.ac.th:8080/course/info.php?id=28
สถาบันราชภัฏภูเก็ต
http://www.bsru.ac.th/~mua/regis/d_sc248.htm
มหาวิทยาลัยราชภัฏบ้านสมเด็จเจ้าพระยา
http://csit.aru.ac.th/content/blogcategory/0/5/
มหาวิทยาลัยราชภัฏพระนครศรีอยุธยา
http://www.academic.hcu.ac.th/e-learning/e-learning.html
มหวิทยาลัยหัวเฉลียวเฉลิมพระเกียรติ
http://e-learning.tu.ac.th/
มหาวิทยาลัยธรรมศาสตร์
http://e-learning.mfu.ac.th/
มหาวิทยาลัยแม่ฟ้าหลวง
http://regelearning.payap.ac.th/
มหาวิทยาลัยพายัพ
http://elearning.utcc.ac.th/lms/main/default.asp
มหาวิทยาลัยหอการค้าไทย
http://md.rmutk.ac.th/
มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีราชมงคลกรุงเทพ
http://www.computer.cmru.ac.th/academic_modules.php?type=1
มหาวิทยาลัยราชภัฏเชียงใหม่
สถาบันราชภัฏภูเก็ต
http://www.bsru.ac.th/~mua/regis/d_sc248.htm
มหาวิทยาลัยราชภัฏบ้านสมเด็จเจ้าพระยา
http://csit.aru.ac.th/content/blogcategory/0/5/
มหาวิทยาลัยราชภัฏพระนครศรีอยุธยา
http://www.academic.hcu.ac.th/e-learning/e-learning.html
มหวิทยาลัยหัวเฉลียวเฉลิมพระเกียรติ
http://e-learning.tu.ac.th/
มหาวิทยาลัยธรรมศาสตร์
http://e-learning.mfu.ac.th/
มหาวิทยาลัยแม่ฟ้าหลวง
http://regelearning.payap.ac.th/
มหาวิทยาลัยพายัพ
http://elearning.utcc.ac.th/lms/main/default.asp
มหาวิทยาลัยหอการค้าไทย
http://md.rmutk.ac.th/
มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีราชมงคลกรุงเทพ
http://www.computer.cmru.ac.th/academic_modules.php?type=1
มหาวิทยาลัยราชภัฏเชียงใหม่
เครือข่ายคอมพิวเตอร์และการกระจาย รหัสวิชา 4122102
>>ความรู้เบื้องต้นเกี่ยวกับคอมพิวเตอร์ การสื่อสารระหว่างคอมพิวเตอร์กับเทอร์มินอลขั้นของ โปรโตคอลมาตราฐาน OSI รูปแบบต่างๆของเตรื่อข่ายX.25Networkและดิจิตอล Network การประมวลผลแบบตาม ลำดับและแบบขนาน การไปป์ไลน์(Pipelining) การประมวลผลแบบ เวคเตอร์ ( vecter Processing )การประมวลผลแบบอะเรย์ ( Array Processors ) มัลติโพรเซสเซอร์และฟอลท์โทเลอร์แรนซ์ ( Fault Tolerance ) >>
วันพุธที่ 27 สิงหาคม พ.ศ. 2551
เครือข่าย SDH
1. ประวัติความเป็นมาของ SDH/SONET
เมื่อเราย้อนกลับไปในอดีต ระบบเครือข่ายโทรศัพท์สาธารณะนับว่าเป็นระบบส่งสัญญาณข้อมูลทางไกลที่สะดวกที่สุด ข้อมูลดิจิตอลที่ส่งผ่านเครือข่ายโทรศัพท์จะถูกเปลี่ยนให้มีรูปสัญญาณเป็นอนาล็อก และถูกมัลติเพล็กซ์รวมกันไปในช่องสัญญาณขนาด 4 KHz ต่อมาได้มีการพัฒนาเทคนิคการมอดูเลตสัญญาณอนาล็อกให้เป็นดิจิตอล (เช่น PCM หรือ Pulse Code Modulation ) ทำให้สามารถส่งสัญญาณอนาล็อกผ่านเครือข่ายดิจิตอลด้วย
ผลที่ตามคือ การพัฒนาเครือข่ายโทรศัพท์สาธารณะจากระบบอนาล็อกเดิมไปเป็นระบบดิจิตอลซึ่งเรียกว่า “ เครือข่าย ISDN ” ซึ่งมีช่องสัญญาณอัตราเร็วข้อมูล 64 Kbps เมื่อเรารวมช่องสัญญาณ 64 Kbps หลาย ๆ ช่องสัญญาณด้วยการมัลติเพล็กซ์แบบ TDM แล้วจะทำให้เราสามารถส่งข้อมลดิจิตอลผ่านเครือข่ายโทรศัพท์ดิจิตอลได้ด้วยอัตราเร็วข้อมูลมากกว่า 2 Mbps ยิ่งอัตราเร็วของการส่งข้อมูลมีมากขึ้นเท่าใด ความซับซ้อนของการมัลติเพล็กก็ยิ่งมากขึ้นเพราะจำนวนช่องสัญญาณมากขึ้น อีกทั้งแต่ละช่องสัญญาณยังมีอัตราบิตที่แตกต่างกัน เนื่องจากการส่งมาจากต่างสถานีกัน จึงต้องมีการเพิ่มบิต เข้าไปเพื่อปรับอัตราบิตในแต่ละช่องสัญญาณเท่ากันบิตเหล่านี้จะถูกมัลติเพล็กซ์ออกเมื่อปลายไปถึงปลายทาง วิธีการมัลติเพล็กซ์แบบนี้เรียกว่า “ Plesiochronus ” หรือ “ เกือบจะเป็นซิงโครนัส ” ดังนั้นเครือข่ายการทำงานความเร็วสูงในยุคแรกเริ่มจึงมีชื่อเรียกว่า “ เครือข่าย Plesiochronus Digital Hierarchy ” เรียกสั้น ๆ ว่า เครือข่าย PDH เพราะมีการใช้มัลติเพล็กซ์ Plesiochronus ในทุกระดับชั้นนั่นเอง
เครือข่าย PDH
สามารถส่งข้อมูลได้ด้วยความเร็วถึง 140 Mbps จึงถูกนำไปใช้อย่างแพร่หลายในยุโรป แต่อย่างไรก็ตามเครือข่าย PDH ยังมีข้อจำกัดเช่น ขาดความคล่องตัวในการใช้งานเนื่องจากต้องการใส่บิตเพิ่ม และดึงบิตออกทุกครั้งที่ผ่านอุปกรณ์มัลติเพล็กซ์และทำให้สิ้นเปลืองอุปกรณ์ด้วย จากความต้องการในการสื่อสารข้อมูลของคอมพิวเตอร์ที่เป็นมัลติมิเดียมีมากขึ้น ทำให้อัตราการส่งข้อมูล 140 Mbps ของ PDH จึงต้องมีการคิดใหม่ว่าการสื่อสารข้อมูลแบบซิงโครนัสจริง ๆ น่าจะช่วยเรื่องการแก้ไขเรื่องความเร็วได้ จึงเป็นที่มาของการพัฒนาเครือข่ายใหม่ ที่เรียกว่า “ เครือข่าย SDH” (Synchronous Digital Hierarchy ในเขตประเทศยุโรป และ “ เครือข่าย SONET” (Synchronous Optical Network ) ในเขตอเมริกาเหนือในเวลาต่อมา
หลังจากได้มีการพัฒนาเครือข่ายการส่งข้อมูลดิจิตอลความเร็วสูงระยะทางไกล SDH ต่อจากระบบส่งข้อมูล PDH ในยุโรปแล้วองค์การ ITU-T (หรือ CCITT เดิม) ได้ออกมาตรฐานออกข้อมูลการส่งระดับเบื้องต้นของเครือข่ายเป็น 155.52 Mbps ซึ่งเรียกว่า “ มาตรฐาน STM- 1” (Synchronous Transport Module ) สำหรับมาตรฐานอัตราส่งข้อมูลที่สูงกว่าที่ได้จากมัลติเพล็กซ์อัตราส่งข้อมูล STM -1 นั้น ได้แก่ Synchronous -4 Mbps STM – 16 (2.48 Gbps ) และ STM- 64 (9.95 Gbps ) นอกจากนี้แล้วยังกำหนดมาตรฐานของเฟรมข้อมูล การมัลติเพล็กซ์แบบทริบูทารีและการเทียบสัญญาณ (Mapping )
เครือข่าย SONET
นั้นเป็นเครือข่ายการส่งข้อมูลระยะไกลของระบบโทรศัพท์ในเขตอเมริกาเหนือผ่านสายใยแก้วนำแสง ซึ่งมีองค์กร ANSI เป็นผู้นำมาตรฐานอัตราการข้อมูลเบื้องต้นที่ระดับ 155.52 Mbps เช่นกับเครือข่าย SDH เพียงแค่ว่าการใช้ช่องสัญญาณพื้นฐานซึ่งมีอัตราการส่งต่ำกว่า เรียกว่า “STS- 1” (Synchronous Transport Signal 1 ) และการใช้มัลติเพล็กช่องสัญญาณพื้นฐานให้มีอัตราการส่งสูงขึ้น ก่อนจะแปลงสัญญาณไฟฟ้าให้เป็นสัญญาณแสง ส่งออกไปตามสายใยแก้วนำแสง โดยเรียกสัญญาณแสงนี้ว่า “OC-n” ตามสัญญาณไฟฟ้าก่อนแปลงคือ STS-n (OC =Optical concentrated )
2. โมเดลของ SDH
เพื่อให้เป็นมาตรฐานเดียวกันจึงแบ่งโมเดลของ SDH ออกเป็น 4 ชั้นคือ
2.1 ชั้นแรก
เรียกว่าโฟโตนิก เป็นชั้นทางฟิสิคัลที่เกี่ยวกับการเชื่อมเส้นใยแก้วนำแสง และอุปกรณ์ประกอบทางด้านแสง
2.2 ชั้นที่สอง
เป็นชั้นของการแปลงสัญญาณแสง เป็นสัญญาณไฟฟ้า หรือในทางกลับกัน เมื่อแปลงแล้วจะส่งสัญญาณไฟฟ้าเชื่อมกับอุปกรณ์สื่อสารอื่น ๆ ชั้นนี้ยังรวมถึงการจัดรูปแบบเฟรมข้อมูล ซึ่งเป็นเฟรมมาตรฐาน แต่ละเฟรมมีลักษณะชัดเจนที่ให้อุปกรณ์ตัวรับและตัวส่งสามารถซิงโครไนซ์เวลากันได้ เราจึงเรียกระบบนี้ว่า Synchronous
2.3 ชั้นที่สาม
เป็นชั้นที่ว่าด้วยการรวมและการแยกสัญญาณ ซึ่งได้แก่วิธีการมัลติเพล็กซ์ และดีมัลติเพล็กซ์ เพราะข้อมูลที่เป็นเฟรมนั้นจะนำเข้ามารวมกัน หรือต้องแยกออกจากกัน การกระทำต้องมีระบบซิงโครไนซ์ระหว่างกันด้วย
2.4 ชั้นที่สี่
เป็นชั้นเชื่อมโยงขนส่งข้อมูลระหว่างปลายทางด้านหนึ่งไปยังปลายทางอีกด้านหนึ่ง เพื่อทำให้เกิดวงจรการสื่อสารที่สมบูรณ์ ในการสื่อสารระหว่างอุปกรณ์หนึ่งไปยังอีกอุปกรณ์หนึ่งจึงเสมือนเชื่อมโยงถึงกันในระดับนี้ เพื่อให้การรับส่งระหว่างปลายทางด้านหนึ่งไปยังอีกปลายทางด้านหนึ่งมีลักษณะสื่อสารไปกลับได้สมบูรณ์ การรับส่งจึงมีการกำหนดแอดเดรสของเฟรมเพื่อให้การรับส่งเป็นไปอย่างถูกต้อง กำหนดโมดูลการรับส่งแบบซิงโครนัส ที่เรียกว่า STM - Synchronous Transmission Module โดย เฟรมของ STM พื้นฐาน มีขนาด 2430 ไบต์ โดยส่วนกำหนดหัวเฟรม 81 ไบต์ ขนาดแถบกว้างของการรับส่งตามรูปแบบ STM จึงเริ่มจาก 155.52 เมกะบิตต่อวินาที ไปเป็น 622.08 และ 2488.32 เมกะบิตต่อวินาที จะเห็นว่า STM ระดับแรกมีความเร็ว 155.52 เมกะบิตต่อวินาที ซึ่งเป็น 3 เท่าของแถบกว้างพื้นฐานของ SDH ที่ 51.84 เมกะบิตต่อวินาที STM จึงเป็นส่วนหนึ่งที่อยู่ภายใน SDH ด้วย
3. แนวคิดเบื้องต้นของเครือข่าย SDH
3.1 ประโยชน์ของ SDHSDH (Synchronous Digital Hierarchy)
เป็นมาตรฐานสากลของเครือข่ายสื่อสัญญาณความเร็วสูง เป็นเครือข่ายที่มีความทันสมัยมากในการสื่อสัญญาณและการบริหารจัดการเครือข่ายเทคโนโลยีของ SDH ช่วยให้ network operator สามารถตอบสนองความต้องการใช้ capacity ของช่องสัญญาณของลูกค้าได้อย่างรวดเร็ว เครือข่าย SDH สามารถถูกออกแบบสร้างให้มีความสามารถในการฟื้นตัวเองได้อย่างอัตโนมัติในกรณีที่มีปัญหาขัดข้องเกิดขึ้นกับเครือข่าย ทำให้เครือข่ายมีความสามารถในการใช้การได้(availability)ที่สูงขึ้น การจัดโครงสร้างการมัลติเพล็กซ์ของสัญญาณ SDH ได้ช่วยให้สามารถต่อไขว้ (cross-connect) ช่องสัญญาณ low-order ที่อยู่ภายในช่องสัญญาณ high-order ได้โดยไม่จำเป็นต้องดีมัลติเพล็กซ์สัญญาณทั้งหมดออกก่อน ซึ่งเป็นข้อดีที่สำคัญประการหนึ่งของ SDH เมื่อเทียบกับ PDH
3.2 สำคัญของเครือข่าย SDH - SDH
เป็นมาตรฐานนานาชาติที่ใช้ร่วมกัน- อุปกรณ์ที่ต้องการใช้น้อยกว่าแบบ PDH- มีความคล่องตัว(flexibility)ของเครือข่ายสูง- เครือข่ายมีความสามารถในการใช้การได้(availability)ที่สูง- มีการบริหารจัดการเครือข่ายที่ดี- อุปกรณ์จากผู้ขายคนละรายสามารถทำงานเข้ากันได้ (compatibility)การนำเทคโนโลยี SDH เข้ามาใช้ได้ทำให้โครงสร้างเครือข่ายที่แต่เดิมใช้ PDH เปลี่ยนแปลงจากระบบ point-to-point ที่ดูง่าย ไปเป็นเครือข่ายที่มีการเชื่อมโยง nodes เป็น ring หรือ mesh ซึ่งให้ความคล่องตัวมากกว่า สามารถควบคุมการสวิทซ์ cross-connect ได้จากระยะไกลระบบบริหารจัดการเครือข่าย (Network Management System(NMS)) จะช่วยให้สามารถควบคุมและจัดการเครือข่ายได้จากระยะไกลได้เป็นอย่างดี SDH ได้ทำให้เกิดแนวทางในการสร้างเครือข่ายใหม่ขึ้นมาคือ- การใช้เครือข่ายแบบ ring และความสามารถของระบบเส้นใยนำแสงช่วยให้สามารถได้รับเครือข่ายที่มีความคล่องตัว มีประสิทธิภาพ และคุ้มกับการลงทุน- สามารถวางเครือข่าย SDH ลงบนโครงสร้างเครือข่ายที่มีอยู่แล้วได้อย่างเหมาะสม- เครือข่าย SDH สามารถถูกปรับเปลี่ยนให้สอดคล้องกับความต้องการใช้งานเครือข่ายได้ง่าย- ระบบบริหารจัดการเครือข่ายจะช่วยให้ network operator สามารถควบคุมและซ่อมบำรุงรักษาเครือข่ายได้สะดวกและง่ายขึ้น
อุปกรณ์ SDH
สามารถทำฟังก์ชั่นต่างๆได้มากมายโดยเฉพาะอย่างยิ่งเรื่อง traffic protection ทำให้สามารถนำมาใช้กับเครือข่ายได้ทั้งแบบ point-to-point, chain หรือ ring ฟังก์ชั่นพื้นฐานที่ต้องมีในเครือข่าย SDH ประกอบด้วย การมัลติเพล็กซ์ (multiplexing) การต่อไขว้สัญญาณ (cross-connecting) และการอินเตอร์เฟสกับสายส่งการสื่อสัญญาณ(line interfacing/transmission) หากจะเทียบกับอุปกรณ์ PDH แล้วอุปกรณ์ network element ของ SDH นั้นจะมีการรวมฟังก์ชั่นพื้นฐานหลายฟังก์ชั่นเข้าไว้ในอุปกรณ์ network element ตัวเดียวกันได้ ขณะที่ของ PDH ไม่มี ตัวอย่าง เช่น อุปกรณ์ add-drop multiplexer(ADM) จะประกอบด้วยฟังก์ชั่นการมัลติเพล็กซ์cross-connect และ(optical) line interface
อุปกรณ์ network element ของ SDH
จะมีอยู่ 3 แบบหลักๆด้วยกันคือ add-drop multiplexer (ADM), digital cross connect (DXC) และ regenerator(REG)
3.2.1 Add-drop multiplexer (ADM)
การจัดโครงสร้างการมัลติเพล็กซ์ของ SDH ได้ช่วยให้สามารถต่อไขว้ (cross-connect)สัญญาณระดับ low-order ที่บรรจุอยู่ภายในสัญญาณระดับ high-order ได้โดยไม่ต้องดีมัลติเพล็กซ์สัญญาณทั้งหมดออกก่อน ซึ่งเป็นข้อดีของ SDH เมื่อเทียบกับ PDH อุปกรณ์ add-drop multiplexer ได้ใช้ประโยชน์จากข้อดีดังกล่าวนี้ โดยสามารถดึงช่องสัญญาณที่ต้องการออกแล้วเพิ่มช่องสัญญาณใหม่เข้าไปหรือทำการต่อไขว้ช่องสัญญาณซึ่งสามารถทำฟังก์ชั่นทั้งหมดนี้ภายในอุปกรณ์ตัวเดียวกันได้ทำให้เหมาะที่จะใช้ในโครงสร้างเครือข่ายที่เป็นแบบ chain หรือแบบ ring การใช้โครงสร้างแบบ ring จะทำให้เครือข่ายมี availability ที่สูงขึ้นเพราะสามารถส่งทราฟฟิกใน 2 ทิศทางโดยรอบ ring ทำให้สามารถ protection ทราฟฟิกได้หลายรูปแบบโดยการใช้ route diversity นี้ระดับความสามารถในการ cross-connect ของอุปกรณ์ ADM จะขึ้นอยู่กับอุปกรณ์แต่ละรุ่นที่ผลิตออกมาบางรุ่นสามารถ cross-connect ได้เฉพาะระดับ VC-4 เพราะต้องการนำมาใช้งานในส่วนของ core network ขณะที่บางรุ่นสามารถ cross-connect ได้จาก VC-12 ถึง VC-4 ทำให้เหมาะที่จะนำมาใช้งานในส่วนของ access network
4. สถาปัตยกรรมเครือข่าย SDH
ในส่วนนี้จะพิจารณาแนวความคิดและหลักการเบื้องต้นที่เกี่ยวข้องกับโครงสร้างเครือข่าย SDH และอธิบายถึงแนวความคิดของสถาปัตยกรรมเครือข่าย SDH โดยทั่วไป มาตรฐาน SDH ถูกกำหนดเพื่อจุดมุ่งหมายที่จะให้ได้รับความสามารถเครือข่ายที่มากขึ้นและสถาปัตยกรรมเครือข่ายแบบใหม่ที่ดีกว่าเดิม อุปกรณ์ network element ของ SDH นั้นมีฟังก์ชั่นพื้นฐานสำคัญหลายอย่างภายในอุปกรณ์เดียวกันและมีประสิทธิภาพกับความคล่องตัวที่มากกว่าอุปกรณ์ PDH ในเครือข่ายแบบเดิม4.1 โครงสร้างเครือข่ายพื้นฐาน
ในส่วนนี้จะกล่าวถึงภาพรวมทั่วไปของโครงสร้างและโทโปโลยีของเครือข่ายพื้นฐานของ SDHด้วยคุณสมบัติต่างๆของฟังก์ชั่นการมัลติเพล็กซ์ของ SDH ได้ทำให้อุปกรณ์ add-drop multiplexerสามารถนำมาใช้ในเครือข่ายแบบใหม่ได้อย่างคุ้มค่าและมีประสิทธิภาพ อย่างเช่น การใช้ในเครือข่ายแบบ ring และbus เป็นต้น
4.1.1 เครือข่ายแบบ Mesh
โครงสร้างเครือข่ายแบบ Mesh เกิดจากการเชื่อมโยงอุปกรณ์ cross-connect เข้าหากันเป็นลักษณะตาข่าย และมักจะใช้เป็นเครือข่ายในระดับ Core networkโหนด CC สามารถถูกบริหารจัดการจากระยะไกล ทำให้สะดวกต่อการจัดสรรและกำหนดใช้งานวงจรได้อย่างรวดเร็ว ซึ่งจะทำให้คุณภาพและความคล่องตัวของเครือข่ายดีขึ้น โหนด CC ยังสามารถทำฟังก์ชั่นของการ protection ระบบต่างๆได้อีกด้วย ทำให้ availability ของเครือข่ายดีขึ้น
4.1.2 เครือข่ายแบบ Ring
ระบบ ring ของ SDH เกิดจากการเชื่อมโยงโหนดต่างๆเข้าด้วยกันเป็นลูปปิด แต่ละโหนดก็คือ add-drop multiplexer(ADM) โดยแต่ละ ring section หรือแต่ละ span นั้นจะมี transmission capacity เหมือนกันอุปกรณ์ ADM ควรจะสามารถติดต่อกับทราฟฟิกทั้งหมดที่อยู่บนสายส่งได้ และมี non-blocking switch matrix อยู่ภายใน หน้าที่หลักของ ADM คือ การเพิ่มและดึงช่องสัญญาณtributary จากสัญญาณ aggregate STM-N เครือข่ายแบบ ring แบ่งออกเป็น 2 ประเภทคือ uni-directional และ bi-directional ขึ้นกับทิศทางการวิ่งของทราฟฟิกในภาวะปกติ ถ้าเป็น ring แบบ uni-directional ทราฟฟิกใช้งานจะวิ่งรอบ ringในทิศทางเดียวกันเท่านั้น (อย่างเช่น ตามเข็มนาฬิกา) นั่นคือ ทราฟฟิกที่รับและส่งระหว่างโหนดคู่หนึ่ง จะวิ่งอยู่คนละด้านของ ring แต่ถ้าเป็น ringแบบ bi-directional ทราฟฟิกที่รับและส่งระหว่างโหนดคู่หนึ่งจะวิ่งทางด้านใดด้านหนึ่งของ ring เท่านั้น
วิธีการ protection แบบต่างๆมากมายได้ถูกเสนอขึ้นมาเพื่อเพิ่มความสามารถในการใช้งานวงจรช่องสัญญาณได้ วิธี protection ที่นิยมใช้กันมาก 2 วิธีในระบบ ring คือ path protection(SNCP)และ Bi-directional Self-Healing Ring protection(BSHR) ถ้าลองเปรียบเทียบกับเครือข่ายที่ใช้อุปกรณ์ cross-connect แล้ว จะพบว่า การใช้ ring นั้นจะลงทุนต่ำกว่า ฟื้นตัวทราฟฟิกได้เร็วกว่าควบคุมง่ายกว่าและสร้างเครือข่ายได้ง่ายกว่า
การวางแผนเครือข่าย SDH
เป้าหมายหลักในการวางแผน
การวางแผนและการจัดโครงสร้างของเครือข่ายจะต้องพยายามลดค่าใช้จ่ายในการลงทุนและดำเนินการ แต่คุณภาพของบริการและความคล่องตัวของเครือข่ายยังอยู่ในเกณฑ์ที่ดี การออกแบบเครือข่ายสื่อสารโทรคมนาคม ต้องพิจารณาถึงปัจจัยหลายอย่าง เช่น รูปแบบการกระจายของทราฟฟิกค่าใช้จ่ายในการลงทุนและการนำเทคโนโลยีใหม่เข้ามาใช้งานเพื่อให้เครือข่ายที่ได้สอดคล้องกับเงื่อนไขต่างๆอย่าเหมาะสม เช่น เงื่อนไขในเรื่องของค่าใช้จ่ายในการลงทุน ความน่าเชื่อถือและความคล่องตัวของเครือข่ายเมื่อกำลังวางแผนเครือข่ายเงื่อนไขเป้าหมายต่างๆจะต้องถูกสมดุลให้สอดคล้องกับความต้องการการใช้งานของลูกค้าหรือธุรกิจ การหาจุดสมดุลจึงเป็นเรื่องสำคัญอย่างยิ่งสำหรับการวางแผนเครือข่าย
บทสรุปและแนวโน้มในอนาคตเกี่ยวกับ SONET/SDH
การสื่อสารในแบบ SONET/SDH
ออกแบบมาเพื่อการโทรคมนาคมและเป็นเครือข่ายผ่านสายใยแก้วนำแสง เนื่องจากต้องการความเร็วสูง ดังนั้นการจะส่งสัญญานในลักษณะนี้จำเป็นจะต้องใช้อุปกรณ์เครือข่ายในลักษณะที่แตกต่างออกจากเดิมเช่น เครื่องทวนสัญญาน, เครื่องสลับสับเปลี่ยนช่องทางเดินสัญญาน, เครื่องเปลี่ยนมาตราฐานสัญญาน จากอดีตจนถึงปัจจุบันนับว่าการพัฒนาเป็นมาอย่างยาวนานและต่อเนื่องเพื่อจุดประสงค์หลักคือให้ได้การส่งสัญญานด้วยความเร็วที่สูงขึ้นผ่านสายใยแก้วนำแสง ดังที่จะเห็นจากมาตราฐานความเร็วในการส่งที่ต้องการระดับช่องสัญญานมากขึ้นหรือที่เรียกว่า Optical Level ตั้งแต่ OC-1, OC-2 ไปจนกระทั่งในปัจจุบันนี้ (2007) OC-3072ที่สามารถลำเลียงข้อมูลได้สูงถึง 153 Gbps ใช้เป็นการลำเลียงข้อมูลในเครือข่ายเชื่อมต่อหลักระหว่างประเทศ-ทวีป ทำให้การติดต่อสื่อสารในปัจจุบันเป็นไปได้อย่างรวดเร็ว แต่กระนั้นความต้องการของผู้ใช้งานนั้นก็ยังเพิ่มขึ้นอยู่ทุกวัน เนื่องจากการบริการทางโทรคมนาคมมีมากขึ้นในรูปแบบี่หลากหลายขึ้น ตราบไดที่ยังหารูปแบบในการส่งลักษณะอื่นไม่ได้ หรืออีกนัยหนึ่งก็คือตราบไดที่ยังหาความเร็วที่มากกว่าแสงไม่ได้ การส่งแบบ SONET/SDH ยังคงพัฒนาต่อไป จะมีการเพิ่มความเร็วในการส่ง การเพิ่มคุณภาพของอุปกรณ์ความผิดพลาดจะเกิดขึ้นน้อยลง ความต้านทานจะต่ำลง และราคาก็จะถูกลง เพื่อให้สามารถนำเครือข่ายลักษณะนี้มีการใช้งานอย่างแพร่หลายมากขึ้นในอนาคตอันไกล้ จากเอาไว้ส่งข้ามทวีปประเทศกลายมาเป็นนำมาส่งระหว่างประเทศ ภายในประเทศ ระหว่างจังหวัด หรือระหว่างองค์กรเป็นต้นเป็นต้น
เมื่อเราย้อนกลับไปในอดีต ระบบเครือข่ายโทรศัพท์สาธารณะนับว่าเป็นระบบส่งสัญญาณข้อมูลทางไกลที่สะดวกที่สุด ข้อมูลดิจิตอลที่ส่งผ่านเครือข่ายโทรศัพท์จะถูกเปลี่ยนให้มีรูปสัญญาณเป็นอนาล็อก และถูกมัลติเพล็กซ์รวมกันไปในช่องสัญญาณขนาด 4 KHz ต่อมาได้มีการพัฒนาเทคนิคการมอดูเลตสัญญาณอนาล็อกให้เป็นดิจิตอล (เช่น PCM หรือ Pulse Code Modulation ) ทำให้สามารถส่งสัญญาณอนาล็อกผ่านเครือข่ายดิจิตอลด้วย
ผลที่ตามคือ การพัฒนาเครือข่ายโทรศัพท์สาธารณะจากระบบอนาล็อกเดิมไปเป็นระบบดิจิตอลซึ่งเรียกว่า “ เครือข่าย ISDN ” ซึ่งมีช่องสัญญาณอัตราเร็วข้อมูล 64 Kbps เมื่อเรารวมช่องสัญญาณ 64 Kbps หลาย ๆ ช่องสัญญาณด้วยการมัลติเพล็กซ์แบบ TDM แล้วจะทำให้เราสามารถส่งข้อมลดิจิตอลผ่านเครือข่ายโทรศัพท์ดิจิตอลได้ด้วยอัตราเร็วข้อมูลมากกว่า 2 Mbps ยิ่งอัตราเร็วของการส่งข้อมูลมีมากขึ้นเท่าใด ความซับซ้อนของการมัลติเพล็กก็ยิ่งมากขึ้นเพราะจำนวนช่องสัญญาณมากขึ้น อีกทั้งแต่ละช่องสัญญาณยังมีอัตราบิตที่แตกต่างกัน เนื่องจากการส่งมาจากต่างสถานีกัน จึงต้องมีการเพิ่มบิต เข้าไปเพื่อปรับอัตราบิตในแต่ละช่องสัญญาณเท่ากันบิตเหล่านี้จะถูกมัลติเพล็กซ์ออกเมื่อปลายไปถึงปลายทาง วิธีการมัลติเพล็กซ์แบบนี้เรียกว่า “ Plesiochronus ” หรือ “ เกือบจะเป็นซิงโครนัส ” ดังนั้นเครือข่ายการทำงานความเร็วสูงในยุคแรกเริ่มจึงมีชื่อเรียกว่า “ เครือข่าย Plesiochronus Digital Hierarchy ” เรียกสั้น ๆ ว่า เครือข่าย PDH เพราะมีการใช้มัลติเพล็กซ์ Plesiochronus ในทุกระดับชั้นนั่นเอง
เครือข่าย PDH
สามารถส่งข้อมูลได้ด้วยความเร็วถึง 140 Mbps จึงถูกนำไปใช้อย่างแพร่หลายในยุโรป แต่อย่างไรก็ตามเครือข่าย PDH ยังมีข้อจำกัดเช่น ขาดความคล่องตัวในการใช้งานเนื่องจากต้องการใส่บิตเพิ่ม และดึงบิตออกทุกครั้งที่ผ่านอุปกรณ์มัลติเพล็กซ์และทำให้สิ้นเปลืองอุปกรณ์ด้วย จากความต้องการในการสื่อสารข้อมูลของคอมพิวเตอร์ที่เป็นมัลติมิเดียมีมากขึ้น ทำให้อัตราการส่งข้อมูล 140 Mbps ของ PDH จึงต้องมีการคิดใหม่ว่าการสื่อสารข้อมูลแบบซิงโครนัสจริง ๆ น่าจะช่วยเรื่องการแก้ไขเรื่องความเร็วได้ จึงเป็นที่มาของการพัฒนาเครือข่ายใหม่ ที่เรียกว่า “ เครือข่าย SDH” (Synchronous Digital Hierarchy ในเขตประเทศยุโรป และ “ เครือข่าย SONET” (Synchronous Optical Network ) ในเขตอเมริกาเหนือในเวลาต่อมา
หลังจากได้มีการพัฒนาเครือข่ายการส่งข้อมูลดิจิตอลความเร็วสูงระยะทางไกล SDH ต่อจากระบบส่งข้อมูล PDH ในยุโรปแล้วองค์การ ITU-T (หรือ CCITT เดิม) ได้ออกมาตรฐานออกข้อมูลการส่งระดับเบื้องต้นของเครือข่ายเป็น 155.52 Mbps ซึ่งเรียกว่า “ มาตรฐาน STM- 1” (Synchronous Transport Module ) สำหรับมาตรฐานอัตราส่งข้อมูลที่สูงกว่าที่ได้จากมัลติเพล็กซ์อัตราส่งข้อมูล STM -1 นั้น ได้แก่ Synchronous -4 Mbps STM – 16 (2.48 Gbps ) และ STM- 64 (9.95 Gbps ) นอกจากนี้แล้วยังกำหนดมาตรฐานของเฟรมข้อมูล การมัลติเพล็กซ์แบบทริบูทารีและการเทียบสัญญาณ (Mapping )
เครือข่าย SONET
นั้นเป็นเครือข่ายการส่งข้อมูลระยะไกลของระบบโทรศัพท์ในเขตอเมริกาเหนือผ่านสายใยแก้วนำแสง ซึ่งมีองค์กร ANSI เป็นผู้นำมาตรฐานอัตราการข้อมูลเบื้องต้นที่ระดับ 155.52 Mbps เช่นกับเครือข่าย SDH เพียงแค่ว่าการใช้ช่องสัญญาณพื้นฐานซึ่งมีอัตราการส่งต่ำกว่า เรียกว่า “STS- 1” (Synchronous Transport Signal 1 ) และการใช้มัลติเพล็กช่องสัญญาณพื้นฐานให้มีอัตราการส่งสูงขึ้น ก่อนจะแปลงสัญญาณไฟฟ้าให้เป็นสัญญาณแสง ส่งออกไปตามสายใยแก้วนำแสง โดยเรียกสัญญาณแสงนี้ว่า “OC-n” ตามสัญญาณไฟฟ้าก่อนแปลงคือ STS-n (OC =Optical concentrated )
2. โมเดลของ SDH
เพื่อให้เป็นมาตรฐานเดียวกันจึงแบ่งโมเดลของ SDH ออกเป็น 4 ชั้นคือ
2.1 ชั้นแรก
เรียกว่าโฟโตนิก เป็นชั้นทางฟิสิคัลที่เกี่ยวกับการเชื่อมเส้นใยแก้วนำแสง และอุปกรณ์ประกอบทางด้านแสง
2.2 ชั้นที่สอง
เป็นชั้นของการแปลงสัญญาณแสง เป็นสัญญาณไฟฟ้า หรือในทางกลับกัน เมื่อแปลงแล้วจะส่งสัญญาณไฟฟ้าเชื่อมกับอุปกรณ์สื่อสารอื่น ๆ ชั้นนี้ยังรวมถึงการจัดรูปแบบเฟรมข้อมูล ซึ่งเป็นเฟรมมาตรฐาน แต่ละเฟรมมีลักษณะชัดเจนที่ให้อุปกรณ์ตัวรับและตัวส่งสามารถซิงโครไนซ์เวลากันได้ เราจึงเรียกระบบนี้ว่า Synchronous
2.3 ชั้นที่สาม
เป็นชั้นที่ว่าด้วยการรวมและการแยกสัญญาณ ซึ่งได้แก่วิธีการมัลติเพล็กซ์ และดีมัลติเพล็กซ์ เพราะข้อมูลที่เป็นเฟรมนั้นจะนำเข้ามารวมกัน หรือต้องแยกออกจากกัน การกระทำต้องมีระบบซิงโครไนซ์ระหว่างกันด้วย
2.4 ชั้นที่สี่
เป็นชั้นเชื่อมโยงขนส่งข้อมูลระหว่างปลายทางด้านหนึ่งไปยังปลายทางอีกด้านหนึ่ง เพื่อทำให้เกิดวงจรการสื่อสารที่สมบูรณ์ ในการสื่อสารระหว่างอุปกรณ์หนึ่งไปยังอีกอุปกรณ์หนึ่งจึงเสมือนเชื่อมโยงถึงกันในระดับนี้ เพื่อให้การรับส่งระหว่างปลายทางด้านหนึ่งไปยังอีกปลายทางด้านหนึ่งมีลักษณะสื่อสารไปกลับได้สมบูรณ์ การรับส่งจึงมีการกำหนดแอดเดรสของเฟรมเพื่อให้การรับส่งเป็นไปอย่างถูกต้อง กำหนดโมดูลการรับส่งแบบซิงโครนัส ที่เรียกว่า STM - Synchronous Transmission Module โดย เฟรมของ STM พื้นฐาน มีขนาด 2430 ไบต์ โดยส่วนกำหนดหัวเฟรม 81 ไบต์ ขนาดแถบกว้างของการรับส่งตามรูปแบบ STM จึงเริ่มจาก 155.52 เมกะบิตต่อวินาที ไปเป็น 622.08 และ 2488.32 เมกะบิตต่อวินาที จะเห็นว่า STM ระดับแรกมีความเร็ว 155.52 เมกะบิตต่อวินาที ซึ่งเป็น 3 เท่าของแถบกว้างพื้นฐานของ SDH ที่ 51.84 เมกะบิตต่อวินาที STM จึงเป็นส่วนหนึ่งที่อยู่ภายใน SDH ด้วย
3. แนวคิดเบื้องต้นของเครือข่าย SDH
3.1 ประโยชน์ของ SDHSDH (Synchronous Digital Hierarchy)
เป็นมาตรฐานสากลของเครือข่ายสื่อสัญญาณความเร็วสูง เป็นเครือข่ายที่มีความทันสมัยมากในการสื่อสัญญาณและการบริหารจัดการเครือข่ายเทคโนโลยีของ SDH ช่วยให้ network operator สามารถตอบสนองความต้องการใช้ capacity ของช่องสัญญาณของลูกค้าได้อย่างรวดเร็ว เครือข่าย SDH สามารถถูกออกแบบสร้างให้มีความสามารถในการฟื้นตัวเองได้อย่างอัตโนมัติในกรณีที่มีปัญหาขัดข้องเกิดขึ้นกับเครือข่าย ทำให้เครือข่ายมีความสามารถในการใช้การได้(availability)ที่สูงขึ้น การจัดโครงสร้างการมัลติเพล็กซ์ของสัญญาณ SDH ได้ช่วยให้สามารถต่อไขว้ (cross-connect) ช่องสัญญาณ low-order ที่อยู่ภายในช่องสัญญาณ high-order ได้โดยไม่จำเป็นต้องดีมัลติเพล็กซ์สัญญาณทั้งหมดออกก่อน ซึ่งเป็นข้อดีที่สำคัญประการหนึ่งของ SDH เมื่อเทียบกับ PDH
3.2 สำคัญของเครือข่าย SDH - SDH
เป็นมาตรฐานนานาชาติที่ใช้ร่วมกัน- อุปกรณ์ที่ต้องการใช้น้อยกว่าแบบ PDH- มีความคล่องตัว(flexibility)ของเครือข่ายสูง- เครือข่ายมีความสามารถในการใช้การได้(availability)ที่สูง- มีการบริหารจัดการเครือข่ายที่ดี- อุปกรณ์จากผู้ขายคนละรายสามารถทำงานเข้ากันได้ (compatibility)การนำเทคโนโลยี SDH เข้ามาใช้ได้ทำให้โครงสร้างเครือข่ายที่แต่เดิมใช้ PDH เปลี่ยนแปลงจากระบบ point-to-point ที่ดูง่าย ไปเป็นเครือข่ายที่มีการเชื่อมโยง nodes เป็น ring หรือ mesh ซึ่งให้ความคล่องตัวมากกว่า สามารถควบคุมการสวิทซ์ cross-connect ได้จากระยะไกลระบบบริหารจัดการเครือข่าย (Network Management System(NMS)) จะช่วยให้สามารถควบคุมและจัดการเครือข่ายได้จากระยะไกลได้เป็นอย่างดี SDH ได้ทำให้เกิดแนวทางในการสร้างเครือข่ายใหม่ขึ้นมาคือ- การใช้เครือข่ายแบบ ring และความสามารถของระบบเส้นใยนำแสงช่วยให้สามารถได้รับเครือข่ายที่มีความคล่องตัว มีประสิทธิภาพ และคุ้มกับการลงทุน- สามารถวางเครือข่าย SDH ลงบนโครงสร้างเครือข่ายที่มีอยู่แล้วได้อย่างเหมาะสม- เครือข่าย SDH สามารถถูกปรับเปลี่ยนให้สอดคล้องกับความต้องการใช้งานเครือข่ายได้ง่าย- ระบบบริหารจัดการเครือข่ายจะช่วยให้ network operator สามารถควบคุมและซ่อมบำรุงรักษาเครือข่ายได้สะดวกและง่ายขึ้น
อุปกรณ์ SDH
สามารถทำฟังก์ชั่นต่างๆได้มากมายโดยเฉพาะอย่างยิ่งเรื่อง traffic protection ทำให้สามารถนำมาใช้กับเครือข่ายได้ทั้งแบบ point-to-point, chain หรือ ring ฟังก์ชั่นพื้นฐานที่ต้องมีในเครือข่าย SDH ประกอบด้วย การมัลติเพล็กซ์ (multiplexing) การต่อไขว้สัญญาณ (cross-connecting) และการอินเตอร์เฟสกับสายส่งการสื่อสัญญาณ(line interfacing/transmission) หากจะเทียบกับอุปกรณ์ PDH แล้วอุปกรณ์ network element ของ SDH นั้นจะมีการรวมฟังก์ชั่นพื้นฐานหลายฟังก์ชั่นเข้าไว้ในอุปกรณ์ network element ตัวเดียวกันได้ ขณะที่ของ PDH ไม่มี ตัวอย่าง เช่น อุปกรณ์ add-drop multiplexer(ADM) จะประกอบด้วยฟังก์ชั่นการมัลติเพล็กซ์cross-connect และ(optical) line interface
อุปกรณ์ network element ของ SDH
จะมีอยู่ 3 แบบหลักๆด้วยกันคือ add-drop multiplexer (ADM), digital cross connect (DXC) และ regenerator(REG)
3.2.1 Add-drop multiplexer (ADM)
การจัดโครงสร้างการมัลติเพล็กซ์ของ SDH ได้ช่วยให้สามารถต่อไขว้ (cross-connect)สัญญาณระดับ low-order ที่บรรจุอยู่ภายในสัญญาณระดับ high-order ได้โดยไม่ต้องดีมัลติเพล็กซ์สัญญาณทั้งหมดออกก่อน ซึ่งเป็นข้อดีของ SDH เมื่อเทียบกับ PDH อุปกรณ์ add-drop multiplexer ได้ใช้ประโยชน์จากข้อดีดังกล่าวนี้ โดยสามารถดึงช่องสัญญาณที่ต้องการออกแล้วเพิ่มช่องสัญญาณใหม่เข้าไปหรือทำการต่อไขว้ช่องสัญญาณซึ่งสามารถทำฟังก์ชั่นทั้งหมดนี้ภายในอุปกรณ์ตัวเดียวกันได้ทำให้เหมาะที่จะใช้ในโครงสร้างเครือข่ายที่เป็นแบบ chain หรือแบบ ring การใช้โครงสร้างแบบ ring จะทำให้เครือข่ายมี availability ที่สูงขึ้นเพราะสามารถส่งทราฟฟิกใน 2 ทิศทางโดยรอบ ring ทำให้สามารถ protection ทราฟฟิกได้หลายรูปแบบโดยการใช้ route diversity นี้ระดับความสามารถในการ cross-connect ของอุปกรณ์ ADM จะขึ้นอยู่กับอุปกรณ์แต่ละรุ่นที่ผลิตออกมาบางรุ่นสามารถ cross-connect ได้เฉพาะระดับ VC-4 เพราะต้องการนำมาใช้งานในส่วนของ core network ขณะที่บางรุ่นสามารถ cross-connect ได้จาก VC-12 ถึง VC-4 ทำให้เหมาะที่จะนำมาใช้งานในส่วนของ access network
4. สถาปัตยกรรมเครือข่าย SDH
ในส่วนนี้จะพิจารณาแนวความคิดและหลักการเบื้องต้นที่เกี่ยวข้องกับโครงสร้างเครือข่าย SDH และอธิบายถึงแนวความคิดของสถาปัตยกรรมเครือข่าย SDH โดยทั่วไป มาตรฐาน SDH ถูกกำหนดเพื่อจุดมุ่งหมายที่จะให้ได้รับความสามารถเครือข่ายที่มากขึ้นและสถาปัตยกรรมเครือข่ายแบบใหม่ที่ดีกว่าเดิม อุปกรณ์ network element ของ SDH นั้นมีฟังก์ชั่นพื้นฐานสำคัญหลายอย่างภายในอุปกรณ์เดียวกันและมีประสิทธิภาพกับความคล่องตัวที่มากกว่าอุปกรณ์ PDH ในเครือข่ายแบบเดิม4.1 โครงสร้างเครือข่ายพื้นฐาน
ในส่วนนี้จะกล่าวถึงภาพรวมทั่วไปของโครงสร้างและโทโปโลยีของเครือข่ายพื้นฐานของ SDHด้วยคุณสมบัติต่างๆของฟังก์ชั่นการมัลติเพล็กซ์ของ SDH ได้ทำให้อุปกรณ์ add-drop multiplexerสามารถนำมาใช้ในเครือข่ายแบบใหม่ได้อย่างคุ้มค่าและมีประสิทธิภาพ อย่างเช่น การใช้ในเครือข่ายแบบ ring และbus เป็นต้น
4.1.1 เครือข่ายแบบ Mesh
โครงสร้างเครือข่ายแบบ Mesh เกิดจากการเชื่อมโยงอุปกรณ์ cross-connect เข้าหากันเป็นลักษณะตาข่าย และมักจะใช้เป็นเครือข่ายในระดับ Core networkโหนด CC สามารถถูกบริหารจัดการจากระยะไกล ทำให้สะดวกต่อการจัดสรรและกำหนดใช้งานวงจรได้อย่างรวดเร็ว ซึ่งจะทำให้คุณภาพและความคล่องตัวของเครือข่ายดีขึ้น โหนด CC ยังสามารถทำฟังก์ชั่นของการ protection ระบบต่างๆได้อีกด้วย ทำให้ availability ของเครือข่ายดีขึ้น
4.1.2 เครือข่ายแบบ Ring
ระบบ ring ของ SDH เกิดจากการเชื่อมโยงโหนดต่างๆเข้าด้วยกันเป็นลูปปิด แต่ละโหนดก็คือ add-drop multiplexer(ADM) โดยแต่ละ ring section หรือแต่ละ span นั้นจะมี transmission capacity เหมือนกันอุปกรณ์ ADM ควรจะสามารถติดต่อกับทราฟฟิกทั้งหมดที่อยู่บนสายส่งได้ และมี non-blocking switch matrix อยู่ภายใน หน้าที่หลักของ ADM คือ การเพิ่มและดึงช่องสัญญาณtributary จากสัญญาณ aggregate STM-N เครือข่ายแบบ ring แบ่งออกเป็น 2 ประเภทคือ uni-directional และ bi-directional ขึ้นกับทิศทางการวิ่งของทราฟฟิกในภาวะปกติ ถ้าเป็น ring แบบ uni-directional ทราฟฟิกใช้งานจะวิ่งรอบ ringในทิศทางเดียวกันเท่านั้น (อย่างเช่น ตามเข็มนาฬิกา) นั่นคือ ทราฟฟิกที่รับและส่งระหว่างโหนดคู่หนึ่ง จะวิ่งอยู่คนละด้านของ ring แต่ถ้าเป็น ringแบบ bi-directional ทราฟฟิกที่รับและส่งระหว่างโหนดคู่หนึ่งจะวิ่งทางด้านใดด้านหนึ่งของ ring เท่านั้น
วิธีการ protection แบบต่างๆมากมายได้ถูกเสนอขึ้นมาเพื่อเพิ่มความสามารถในการใช้งานวงจรช่องสัญญาณได้ วิธี protection ที่นิยมใช้กันมาก 2 วิธีในระบบ ring คือ path protection(SNCP)และ Bi-directional Self-Healing Ring protection(BSHR) ถ้าลองเปรียบเทียบกับเครือข่ายที่ใช้อุปกรณ์ cross-connect แล้ว จะพบว่า การใช้ ring นั้นจะลงทุนต่ำกว่า ฟื้นตัวทราฟฟิกได้เร็วกว่าควบคุมง่ายกว่าและสร้างเครือข่ายได้ง่ายกว่า
การวางแผนเครือข่าย SDH
เป้าหมายหลักในการวางแผน
การวางแผนและการจัดโครงสร้างของเครือข่ายจะต้องพยายามลดค่าใช้จ่ายในการลงทุนและดำเนินการ แต่คุณภาพของบริการและความคล่องตัวของเครือข่ายยังอยู่ในเกณฑ์ที่ดี การออกแบบเครือข่ายสื่อสารโทรคมนาคม ต้องพิจารณาถึงปัจจัยหลายอย่าง เช่น รูปแบบการกระจายของทราฟฟิกค่าใช้จ่ายในการลงทุนและการนำเทคโนโลยีใหม่เข้ามาใช้งานเพื่อให้เครือข่ายที่ได้สอดคล้องกับเงื่อนไขต่างๆอย่าเหมาะสม เช่น เงื่อนไขในเรื่องของค่าใช้จ่ายในการลงทุน ความน่าเชื่อถือและความคล่องตัวของเครือข่ายเมื่อกำลังวางแผนเครือข่ายเงื่อนไขเป้าหมายต่างๆจะต้องถูกสมดุลให้สอดคล้องกับความต้องการการใช้งานของลูกค้าหรือธุรกิจ การหาจุดสมดุลจึงเป็นเรื่องสำคัญอย่างยิ่งสำหรับการวางแผนเครือข่าย
บทสรุปและแนวโน้มในอนาคตเกี่ยวกับ SONET/SDH
การสื่อสารในแบบ SONET/SDH
ออกแบบมาเพื่อการโทรคมนาคมและเป็นเครือข่ายผ่านสายใยแก้วนำแสง เนื่องจากต้องการความเร็วสูง ดังนั้นการจะส่งสัญญานในลักษณะนี้จำเป็นจะต้องใช้อุปกรณ์เครือข่ายในลักษณะที่แตกต่างออกจากเดิมเช่น เครื่องทวนสัญญาน, เครื่องสลับสับเปลี่ยนช่องทางเดินสัญญาน, เครื่องเปลี่ยนมาตราฐานสัญญาน จากอดีตจนถึงปัจจุบันนับว่าการพัฒนาเป็นมาอย่างยาวนานและต่อเนื่องเพื่อจุดประสงค์หลักคือให้ได้การส่งสัญญานด้วยความเร็วที่สูงขึ้นผ่านสายใยแก้วนำแสง ดังที่จะเห็นจากมาตราฐานความเร็วในการส่งที่ต้องการระดับช่องสัญญานมากขึ้นหรือที่เรียกว่า Optical Level ตั้งแต่ OC-1, OC-2 ไปจนกระทั่งในปัจจุบันนี้ (2007) OC-3072ที่สามารถลำเลียงข้อมูลได้สูงถึง 153 Gbps ใช้เป็นการลำเลียงข้อมูลในเครือข่ายเชื่อมต่อหลักระหว่างประเทศ-ทวีป ทำให้การติดต่อสื่อสารในปัจจุบันเป็นไปได้อย่างรวดเร็ว แต่กระนั้นความต้องการของผู้ใช้งานนั้นก็ยังเพิ่มขึ้นอยู่ทุกวัน เนื่องจากการบริการทางโทรคมนาคมมีมากขึ้นในรูปแบบี่หลากหลายขึ้น ตราบไดที่ยังหารูปแบบในการส่งลักษณะอื่นไม่ได้ หรืออีกนัยหนึ่งก็คือตราบไดที่ยังหาความเร็วที่มากกว่าแสงไม่ได้ การส่งแบบ SONET/SDH ยังคงพัฒนาต่อไป จะมีการเพิ่มความเร็วในการส่ง การเพิ่มคุณภาพของอุปกรณ์ความผิดพลาดจะเกิดขึ้นน้อยลง ความต้านทานจะต่ำลง และราคาก็จะถูกลง เพื่อให้สามารถนำเครือข่ายลักษณะนี้มีการใช้งานอย่างแพร่หลายมากขึ้นในอนาคตอันไกล้ จากเอาไว้ส่งข้ามทวีปประเทศกลายมาเป็นนำมาส่งระหว่างประเทศ ภายในประเทศ ระหว่างจังหวัด หรือระหว่างองค์กรเป็นต้นเป็นต้น
สมัครสมาชิก:
บทความ (Atom)
