rungraveewan

โครงข่ายสวิตช์วงจร (Circuit Switching Networks) โครงข่ายสวิตช์วงจรเป็นเทคโนโลยีที่ใช้ในการสื่อสารข้อมูลและเสียงในปัจจุบันนี้ และยังคงมีใช้อยู่ในยุคของโครงข่ายบริการสื่อสารร่วมระบบดิจิตอล (ISDN) ในการสื่อสารแบบสวิตช์วงจรนี้ ช่องสัญญาณสื่อสารจะถูกใช้ไปในระหว่างการติดต่อระหว่างผู้ใช้บริการ โดยที่เส้นทางการติดต่อสื่อสารจะถูกเชื่อมต่อกันจากชุมสายต้นทางไปสู่ชุมสายปลายทาง เพื่อให้ช่องสัญญาณในการเชื่อมต่อระหว่างผู้ใช้บริการโดยที่การสื่อสารภายในโครงข่ายสวิตช์ วงจรสามารถแบ่งขั้นตอนการสื่อสารออกเป็น 3 ขั้นตอนดังแสดงในรูปที่ 1

รูปที่ 1 โครงข่ายสวิตช์วงจร

จากรูปที่ 1

1) การสร้างทางการติดต่อ ก่อนที่สัญญาณข้อมูลหรือสัญญาณเสียงจะถูกส่งออกไปในการติดต่อแบบจุดถึงจุด หรือชุมสายถึงชุมสาย เส้นทางการติดต่อสื่อสารจะถูกสร้างขึ้น เช่น ผู้ใช้บริการ A แจ้งความต้องการที่จะขอติดต่อกับผู้ใช้บริการ E ณ ชุดสายที่ 4 ขณะนั้นการเชื่อมต่อกันทางกายภาพระหว่างผู้ใช้บริการ A กับชุมสายที่ 4 เป็นที่กำลังพิจารณา ชุมสายที่ 4 ก็จะหาเส้นทางที่จะนำไปสู่การติดต่อกับชุมสายที่ 6 ด้วยความเหมาะสมทางด้านเส้นทางการ สื่อสาร, ความเชื่อถือได้ และค่าใช้จ่าย ชุมสายที่ 4 เลือกการเชื่อมต่อผ่านชุมสายที่ 5 เพื่อที่จะสามารถติดต่อกับชุมสายที่ 6 ได้ จากนั้นก็จะกำหนดช่องสัญญาณ (อาจจะใช้ Time Division Multiplexing หรือ TDM) บนเส้นทางการเชื่อมต่อและทำการส่งสัญญาณที่จะติดต่อไปที่ผู้ใช้บริการ E ดังนั้น เส้นทางการติดต่อสื่อสารทางกายภาพจึงถูกสร้างขึ้น จากผู้ใช้บริการ A ไปยังชุมสายที่ 4, ชุมสายที่ 5, ชุมสายที่ 6 และผู้ใช้บริการ E เมื่อสร้างเส้นทางการสื่อสารเสร็จแล้ว ชุมสายที่ 6 ก็จะตรวจสอบว่าผู้ใช้บริการ E ติดธุระอยู่หรือว่าง ถ้าผู้ใช้บริการ E ว่างชุมสายที่ 6 ก็จะเชื่อมต่อทางกายภาพกับผู้ใช้บริการ E จึงสรุปได้ว่ามีการสร้างเส้นทางการเชื่อมต่อทาง กายภาพจากผู้ใช้บริการ A ไปสู่ผู้ใช้บริการ E อย่างสมบูรณ์

2) การส่งทอดสัญญาณ เมื่อถึงตอนนี้ สัญญาณต่าง ๆ สามารถที่จะส่งทอดจากผู้ใช้บริการ A ผ่านโครงข่ายสวิตช์วงจรต่อไปถึงผู้ใช้บริการ E สัญญาณที่ส่งทอดไปนี้อาจจะเป็นสัญญาณแอนะลอกของเสียง หรือสัญญาณดิจิตอลของเสียงที่เกิดจากการสุ่มสัญญาณเสียง และเข้ารหัสสัญญาณที่สุ่มได้หรือสัญญาณดิจิตอลของข้อมูล ขึ้นอยู่กับการให้บริการของโครงข่ายซึ่งนำไปสู่โครงข่ายดิจิตอล (IDN) ที่มีความสามารถส่งทอดสัญญาณของเสียงและข้อมูลได้

  • เส้นทางการติดต่อสื่อสารระหว่างผู้ใช้บริการ A กับชุมสายที่ 4 สามารถเชื่อมต่อด้วยสวิตช์ภายในชุมสายที่ 4
  • เส้นทางการติดต่อสื่อสารระหว่างชุมสายที่ 4 กับชุมสายที่ 5 สามารถทำได้โดยการเชื่อมต่อด้วยสวิตช์ภายในชุมสายที่ 5
  • เส้นทางการติดต่อสื่อสารระหว่างชุมสายที่ 5 และชุมสายที่ 6 สามารถทำการเชื่อมต่อด้วยสวิตช์ภายในชุมสายที่ 6 หลังจากนั้นชุมสายที่ 6 ก็จะทำการเชื่อมต่อกับผู้ใช้บริการ E โดยทั่ว ๆ ไปแล้วการ ติดต่อสื่อสารเป็นลักษณะของการรับส่งได้ 2 ทางพร้อมกัน

    3) การยกเลิกวงจร หลังจากที่ได้ทำการส่งทอดข้อมูลแล้วการติดต่อก็ได้เสร็จสิ้นลงสัญญาณยกเลิกจากผู้ใช้บริการ A หรือ E ก็จะถูกส่งมาที่ชุมสายที่ 4,5 และ 6 เพื่อทำการยกเลิกเส้นทางการติดต่อสื่อสาร จะสังเกตได้ว่าเส้นทางการติดต่อสื่อสารจะถูกสร้างขึ้นก่อนที่จะมีการส่งทอดข้อมูล ดังนั้น ช่องสัญญาณส่วนหนึ่งถูกเก็บเอาไว้เพื่อใช้ส่งสัญญาณแสดงความต้องการที่จะเริ่มการติดต่อ สื่อสารระหว่างผู้ใช้บริการกับชุมสายซึ่งชุมสายจะทำการติดต่อบนโครงข่ายได้

    1) การสวิตช์แบบแบ่งเส้นทาง (Space Division Switching) เทคโนโลยีการสวิตช์แบบแบ่งเส้นทางระยะแรกเริ่มได้รับการพัฒนาขึ้นมาเพื่อใช้ในการติดต่อสื่อสารของสัญญาณแอนะลอก หลังจากนั้นจึงได้มีการปรับปรุงเพิ่มเติมหรือนำมาใช้ในการติดต่อสื่อสารสัญญาณดิจิตอลโดยพื้นฐานและหลักการในการติดต่อสื่อสารทั้งสองอย่างคล้ายกัน ไม่ว่าสวิตช์จะถูกนำไปใช้กับสัญญาณแอนะลอกหรือสัญญาณดิจิตอล การสวิตช์แบบแบ่งเส้นทางเกิดขึ้นเพื่อให้เกิดการเชื่อมต่อทางกายภาพในขณะที่มีผู้ใช้บริการติดต่อกันอยู่ เส้นทางการเชื่อมต่อทางกายภาพจะผ่านสวิตช์จำนวนหนึ่งเพื่อเกิดการส่งทอดสัญญาณระหว่างผู้ใช้บริการผ่านเส้นทางเชื่อมต่อทางกายภาพจะผ่านสวิตช์จำนวนหนึ่ง เพื่อเกิดการส่งทอดสัญญาณระหว่างผู้ใช้บริการผ่านเส้นทางการเชื่อมต่อได้ สวิตช์ที่ใช้งานในลักษณะของสวิตช์แบบแบ่งเส้นทางจะมีลักษณะเป็นสวิตช์เมตริกซ์ (Matrix) ซึ่งทำมาจากโลหะ หรือสารกึ่งตัวนำที่สามารถควบคุมให้สัญญาณผ่านหรือไม่ผ่านก็ได้ ดังแสดงในรูปที่ 2

    รูปที่ 2 แสดงสวิตซ์เมตริกซ์ที่มีคู่สายเข้า N ชุด และคู่สายออก N ชุด เช่นกัน

    รูปที่ 2 แสดงสวิตช์เมตริกซ์ที่มีคู่สายเข้า N ชุด และคู่สายออก N ชุดเช่นกัน

    จากรูปที่ 2 แสดงสวิตช์เมตริกซ์ที่มีการรับส่งแบบสองทาง (Full Duplex) จำนวน N ชุด (จำนวนคู่สายเข้า N ชุด และจำนวนคู่สายออก N ชุด) ทำให้มีการเชื่อมต่อภายในหรือจำนวนจุดตัด ทั้งหมดเป็น N2 จุด จำนวนจุดตัด N2 จุดนับว่ามาก และอาจจะให้เกิดการโหลด (Load) ได้ การติดต่อสื่อสารภายในโครงข่ายที่ให้การสวิตช์แบบแบ่งเส้นทางทำให้เกิดการติดต่อระหว่างผู้ใช้บริการ 1 รายกับผู้ใช้บริการอีก 1 รายได้เท่านั้นจึงทำให้ประสิทธิภาพในการใช้ช่องสัญญาณต่ำมาก ดังนั้น การเพิ่มประสิทธิภาพในการใช้ช่องสัญญาณจึงกระทำได้โดยวิธีการมัลติเพล็กซ์ (Multiplexing) สัญญาณเข้าไปในโครงข่าย

    การมัลติเพล็กซ์ (Multiplexing) คือ วิธีการส่งสัญญาณที่มความเร็วต่ำจำนวนหลายช่องสัญญาณเพื่อส่งไปกับช่องสัญญาณที่มีความเร็วสูงจำนวน 1 ช่องสัญญาณ เช่น การมัลติเพล็กซ์ ช่องสัญญาณที่มีความเร็ว 64 Kbps จำนวน 24 ช่องสัญญาณเพื่อส่งไปในช่องสัญญาณที่มีความเร็ว 1544 Kbps เพียง 1 ช่อง (64 Kbps จำนวน 24 ช่องเท่ากับ 1536 Kbps จึงเหลืออีก 8 Kbps เป็นช่องสัญญาณควบคุม) ดังนั้น ผู้ใช้บริการจึงส่งทอดข้อมูลได้มากขึ้นโดยมีการเชื่อมต่อทางกายภาพเท่าเดิม ดังแสดงในรูปที่ 3

    รูปที่ 3 แสดงการมัลติเพล็กซ์แบบแบ่งเส้นทาง

    2. การสวิตช์แบบแบ่งเวลา (Time Division Switching) เทคโนโลยีของการสวิตช์มีประวัติการพัฒนาถึงทุกวันนี้ เริ่มต้นด้วยการสวิตช์แบบแบ่งเวลามาใช้กับสัญญาณแอนะลอกแล้วจึงนำมาใช้กับสัญญาณดิจิตอลที่เกิดจากการสุ่มและเข้ารหัสสัญญาณเสียง เทคโนโลยีการมัลติเพล็กซ์แบบแบ่งเวลาทั้งเสียงและข้อมูลทำให้สามารถส่งทอดไปในช่องสัญญาณดิจิตอลได้ซึ่งนำไปสู่การเปลี่ยนหลักการพื้นฐานในการออกแบบโครงข่ายด้วยเทคโนโลยีการสวิตช์สัญญาณดิจิตอลทำให้มีความเชื่อถือสูง และความสามารถทำงานในลักษณะของการสวิตช์แบบแบ่งเส้นทาง (Space Division Switching) ซึ่งดูเหมือนว่าการสวิตช์แบบแบ่งเส้นทางถูกแทนที่ด้วยการสวิตช์แบบแบ่งเวลา วงจรสวิตช์ในปัจจุบันใช้เทคนิคของการสวิตช์แบบแบ่งเวลาที่ควบคุมด้วยสัญญาณดิจิตอลในลักษณะของการมัลติเพล็กซ์แบบแบ่งเวลาผสมกับข้อมูลจากหลายแหล่ง หรือการรวมกระแสข้อมูลแล้วส่งไปในช่องสัญญาณที่มีความเร็วสูงเพียงช่องเดียวดังแสดงในรูปที่ 4

    รูปที่ 4 แสดงการส่งทอดข้อมูลในลักษณะของการมัลติเพล็กซ์แบบแบ่งเวลา

    ในรูปที่ 4 แสดงการส่งทอดข้อมูลในลักษณะของการมัลติเพล็กซ์แบบแบ่งเวลาโดยที่ความเร็วในการส่งทอดจากผู้ใช้บริการ A, B, C และ D จะเป็นแบบซิงโครนัส (Synchronous) หรืออะซิงโครนัส (Asynchronous) ก็ได้แต่การส่งทอดข้อมูลระหว่างตัวมัลติเพล็กเซอร์ (Multiplexer) จะต้องเป็นแบบ ซิงโครนัส และความเร็วในการส่งทอดข้อมูลระหว่างตัวมัลติเพล็กเซอร์จะมีค่าเท่ากับผลรวมของความเร็วในการส่งข้อมูลของผู้ใช้บริการ A, B, C และ D ในความเป็นจริงแล้วความเร็วของข้อมูลที่ส่งทอดระหว่างตัวมัลติเพล็กเซอร์จะต้องมีค่ามากกว่าผลรวมของความเร็วในการส่งข้อมูลของผู้ใช้บริการ A, B, C และ D เพราะว่าจะต้องมีการส่งตำแหน่งหรือที่อยู่ของข้อมูลมาในเฟรมด้วยกลไกในการ มัลติเพล็กซ์แบบแบ่งเวลาที่ซิงโครนัสทำได้โดยการกวาดตรวจ (Scan) สัญญาณทางด้านเข้าของผู้ใช้บริการแต่ละคน (A, B, C และ D) ซึ่งลักษณะของสวิตช์ แสดงในรูปที่ 5

    รูปที่ 5 แสดงสวิตช์ที่ใช้ในการมัลติเพล็กซ์แบบแบ่งเวลา

    สัญญาณข้อมูลที่ได้จากการกวาดตรวจ (Scan) ก็จะถูกจัดลงในเฟรมที่มีขนาดแน่นอนโดยที่บริเวณต้นเฟรมจะใส่สัญญาณที่ใช้บอกถึงตำแหน่งและที่อยู่ลงไป เมื่อเฟรมของข้อมูลถูกส่งมาที่ตัว มัลติเพล็กซ์ทางด้านรับซึ่งทำหน้าที่แยกข้อมูล ข้อมูลส่วนที่เป็นสถานีปลายทางก็จะกระจายให้กับสถานีปลายทางนั้น ๆ การส่งทอดสัญญาณในลักษณะการมัลติเพล็กซ์แบบแบ่งเวลาในรูปของสัญญาณที่ส่งทอดได้แสดงในรูปที่ 6

    รูปที่ 6 แสดงสัญญาณที่ส่งทอดในลักษณะของการมัลติเพล็กซ์แบบแบ่งเวลา

    ในรูปที่ 6 แสดงสัญญาณที่ส่งทอดในลักษณะการมัลติเพล็กซ์แบบแบ่งเวลา ซึ่งทางด้าน ต้นทางจะมีสถานี A, B, C และ D ต่ออยู่กับตัวมัลติเพล็กเซอร์ โดยที่สถานีทางด้านต้นทางก็จะส่ง ข้อมูลของตนเองไปเก็บไว้ในบัฟเฟอร์ (Buffer) ซึ่งเป็นหน่วยความจำที่ใช้เก็บข้อมูลชั่วคราวและทำหน้าที่คล้ายกับที่พักชั่วคราวของข้อมูล ตัวมัลติเพล็กเซอร์ทางด้านส่งก็จะทำการกวาดตรวจ (Scan) ข้อมูลในบัฟเฟอร์จนครบ 1 รอบแล้วนำข้อมูลที่กวาดตรวจได้ติดส่วนหัว (Header) บริเวณต้นของ ข้อมูลทั้งหมดเรียกว่า เฟรม (Frame) เฟรมนี้จะถูกส่งทอดไปตามเส้นทางการติดต่อสื่อสาร เมื่อเฟรมของข้อมูลถูกส่งมาถึงตัวมัลติเพล็กเซอร์ทางด้านปลายทาง ตัวมัลติเพล็กเซอร์ทางด้านปลายทางนี้จะทำหน้าที่แยกแยะข้อมูลว่าข้อมูลส่วนไหนเป็นของสถานีปลายทางใดก็จะส่งข้อมูลส่วนนั้นให้กับสถานีปลานทางนั้น ข้อมูลที่ถูกส่งให้สถานีปลายทางนั้นจะถูกเก็บอยู่ในบัฟเฟอร์ทางด้านสถานีรับก่อนที่จะถูกส่งไปให้สถานีปลายทางอีกทีหนึ่ง รูปที่ 6 แสดงสัญญาณซึ่งจะบอกได้


    2.2 จงอธิบายความหมายของการติดต่อสื่อสาร โดยใช้ระบบ Packet Switching

    ตอบ โครงข่ายสวิตช์กลุ่มข้อมูล (Packet Switching Network)

    ในราวปี พ.ศ. 2513 ได้มีกาค้นคว้าและพัฒนาโครงข่ายข้อมูลสาธารณะสำหรับการ ติดต่อสื่อสารที่เรียกว่า แพ็กเกต หลังจากนั้นก็ได้มีการนำเอาเทคโนโลยีทางด้านการสวิตช์กลุ่มข้อมูลมาใช้งานด้วยลักษณะที่เด่น 2 ประการคือ

  • พื้นฐานของเทคโนโลยีโครงข่ายสวิตช์กลุ่มข้อมูลเป็นรากฐานการพัฒนาโครงข่ายในปัจจุบัน
  • การสวิตช์กลุ่มข้อมูลก็ยังคงเป็นเทคนิคที่ใช้ในการติดต่อสื่อสาร ในปัจจุบันแม้มีการค้นคว้าและพัฒนา เพื่อเพิ่มความสามารถให้กับระบบสื่อสารก็ตาม แต่ โครงข่ายสวิตช์กลุ่มข้อมูลก็ยังคงมีบทบาทสำคัญในโครงข่ายดิจิตอล (IDN)

    คำจำกัดความของแพ็กเกต และแพ็กเกตสวิตช์น่าจะสื่อความหมายบางประการ เช่น แพ็กเกตหมายถึง กลุ่มของสัญญาณดิจิตอลที่ใช้แทนเลขฐานสองรวมทั้งสัญญาณควบคุมและ ข้อมูล ถูกนำมารวมกันในลักษณะที่เป็นรูปแบบ ส่วนแพ็กเกตสวิตช์ หมายถึง การส่งข้อมูลโดยวิธีของการอ้างตำแหน่งในแพ็กเกต ดังนั้น ช่องสัญญาณถูกใช้เฉพาะเวลาที่ใช้ส่งทอดแพ็กเกต เท่านั้น ในการส่งทอดแพ็กเกตระหว่างชุมสายจะเกิดเวลาหน่วง (Time Delay) เพราะว่าแพ็กเกตจะถูกเก็บไว้ภายในชุมสายชั่วเวลาหนึ่งก่อน เพื่อที่ชุมสายจะได้ตัดสินใจเลือกเส้นทางที่จะส่งทอดแพ็กเกตไปยังอุปกรณ์ปลายทางหรือสถานีปลายทาง ถ้าแพ็กเกตที่ต้องการส่งผ่านโครงข่ายมากก็จะทำให้เกิดเวลาหน่วงมากขึ้นด้วย ดังนั้น เพื่อลดเวลาที่เกิดขึ้นให้ลดน้อยลงไปจึงต้องมีการใช้เทคนิคในการส่งทอดแพ็กเกต ซึ่งภายในโครงข่ายสวิตช์กลุ่มข้อมูลมีเทคนิคในการส่งทอดแพ็กเกต 2 แบบ ได้แก่ดาต้าแกรม (Datagram) และวงจรสมมุติ (Virtual Circuit) เทคนิคทั้งสองนี้มีความสำคัญในการพัฒนาไปสู่โครงข่ายดิจิตอบ (IDN) และโครงข่ายบริการสื่อสารร่วมระบบดิจิตอล (ISDN) ในอนาคต

    ดาต้าแกรม (Datagram) คือ แพ็กเกตของข้อมูลที่มีรหัสแสดงตำแหน่งหรือที่อยู่ของอุปกรณ์ปลายทาง เช่น เครื่องคอมพิวเตอร์ เป็นต้น ข้อมูลที่ต้องการส่งจะแตกออกเป็นดาต้าแกรมจำนวนมากในรูปของแพ็กเกต ซึ่งโครงข่ายสวิตช์กลุ่มข้อมูลจะมองดาต้าแกรมเหล่านี้โดยถือว่าแต่ละชิ้นของ แพ็กเกตเป็นอิสระต่อกัน แล้วจึงส่งดาต้าแกรมไปสู่อุปกรณ์ปลายทาง โดยเส้นทางที่แต่ละแพ็กเกตนี้จะแตกต่างกัน ทำให้แพ็กเกตที่มาถึงอุปกรณ์ปลายทางในลักษณะที่ลำดับของข้อมูลไม่เหมือนกับลำดับทางด้านต้นทาง ดังนั้น โครงข่ายตัดต่อข้อมูลจึงต้องมีโปรโตคอลที่ทำหน้าที่จัดเรียงลำดับของแพ็กเกตที่มาถึงอุปกรณ์ปลายทางให้มีลำดับของแพ็กเกตเหมือนกับลำดับทางด้านต้นทาง นอกจากนี้ โปรโตคอลที่ใช้ภายในโครงข่ายสวิตช์กลุ่มข้อมูลยังทำหน้าที่ตรวจสอบ, บันทึกเส้นทางระหว่างชุมสายไว้ทุก ๆ ขณะ และทำหน้าที่ตรวจสอบว่ามีแพ็กเกตเสียหายหรือไม่ หรือมีแพ็กเกตใดถูกส่งมาซ้ำซ้อนกัน หรือเรียกแพ็กเกตที่สูญหายกลับคืนมาได้

    โปรโตคอล (Protocol) คือ กฎระเบียบและวิธีการติดต่อสื่อสารระหว่างอุปกรณ์ปลายทาง ภายในโครงข่ายหรือกฎระเบียบที่ใช้ควบคุมการส่งทอดข้อมูลภายในโครงข่าย โดยมีจุดประสงค์ที่จะส่งทอดข้อมูลให้เร็วที่สุดและถูกต้องด้วย ความถูกต้องนี้จะรวมถึงการตรวจจับข้อผิดพลาดที่เกิดขึ้นโดยอัตโนมัติ เพื่อทำการแก้ไขข้อผิดพลาดที่เกิดขึ้นจากการส่งข้อมูลให้มีความถูกต้องมากขึ้น

    วงจรสมมุติ (Virtual Circuit) คือ การติดต่อสื่อสารกันระหว่างจุดต่อจุดของ ผู้ใช้บริการ ต้นทาง และผู้ใช้บริการปลายทาง ซึ่งเส้นทางการเชื่อมต่อติดกันทางตรรกเสมือนกับมีวงจรที่ติดต่อกันจริง ๆ เมื่อมองทางกายภาพจะหมายถึง การเชื่อมต่อกันผ่านโครงข่ายสวิตช์วงจร (Circuit Switching Networks) โดยที่การเชื่อมต่อกันระหว่างผู้ใช้บริการจะไม่เป็นอย่างถาวรเพียงแต่จะทำงานอยู่ชั่วเวลาขณะหนึ่งเท่านั้น ในช่วงที่มีการส่งทอดแพ็กเกต ส่วนช่วงที่ไม่มีการส่งทอดแพ็กเกตก็จะไม่มีการเชื่อมต่อระหว่างผู้ใช้บริการทั้งสอง แพ็กเกตที่ได้รับจากโครงข่ายสวิตช์กลุ่มข้อมูลที่ใช้เทคนิควงจรสมมุติจะมีลักษณะเรียงกันไปตามลำดับเหมือนกับทางด้านต้นทาง และมีโปรโตคอลที่ทำหน้าที่เรียกแพ็กเกตที่ซ้ำซ้อนกัน ซึ่งรายละเอียดของโปรโตคอลที่ใช้ในเทคนิคของวงจรสมมุติที่เป็นที่รู้จักกันดี คือ โปรโตคอลของ X.25

    X. 25 เป็นมาตรฐานสากลแห่งสหประชาชาติ เกี่ยวกับโปรโตคอลที่ใช้ในการติดต่อไป ยังโครงข่ายสวิตช์กลุ่มข้อมูล (Packet Switching Networks) เช่น การเริ่มต้นเรียกการติดต่อ การส่งผ่านข้อมูล และยกเลิกการติดต่อเมื่อข้อมูลถูกส่งผ่านไปเรียบร้อย ซึ่งตามข้อกำหนดของ CCITT ได้ระบุเอาไว้ว่า "เป็นการเชื่อมต่อ (Interface) ระหว่างอุปกรณ์ข้อมูลปลายทาง (Data Terminal Equipment หรือ DTE) ของผู้ใช้อุปกรณ์ในโครงข่ายกับผู้ให้บริการคือ อุปกรณ์วงจรข้อมูลปลายทาง (Data Circuit Terminating Equipment หรือ DCE) โดยที่อุปกรณ์ปลายทางทำงานแบบแพ็กเกตภายในโครงข่ายข้อมูลสาธารณะ"

    โปรโตคอลของ X.25 จะถูกแบ่งออกเป็น 3 ระดับ ดังต่อไปนี้

    ก) โปรโตคอลชั้นกายภาพ (Physical Layer) ของ X.25 เป็นมาตรฐานที่กำหนดขึ้นเพื่อเชื่อมต่ออุปกรณ์ที่จุดรับและจุดส่งข้อมูลเข้ากับโครงข่ายสื่อสารข้อมูล โดยผ่านอุปกรณ์แปลง

    รูปที่ 1 แสดงจุดเชื่อมต่อระหว่าง DTE และ DCE

    สัญญาณดังแสดงในรูปที่ 1 จะเห็นได้ว่า มาตรฐานการเชื่อมต่อทางกายภาพ คือ การกำหนดมาตรฐานการเชื่อมต่อระหว่างอุปกรณ์ DTE กับ DCE ลักษณะการเชื่อมต่อโปรโตคอลชั้นกายภาพจะต้องพิจารณาถึงคุณสมบัติสำคัญ 4 ประการ ได้แก่

    1. คุณสมบัติทางกล จะกล่าวถึง ตัวคอนเน็กเตอร์เชื่อมต่อที่ใช้ว่ามีกี่ขา

    2. คุณสมบัติทางไฟฟ้า จะกล่าวถึง แรงดันของสัญญาณที่ใช้ว่ามีค่าเท่าไร

    3. ฟังก์ชั่นในการทำงาน จะกล่าวถึง หน้าที่ของแต่ละขาของตัวคอนเน็กเตอร์

    4. ขั้นตอนและขบวนการที่ใช้ในการติดต่อสื่อสาร ระหว่าง DCE กับ DTE

    ข) โปรโตคอลชั้นเชื่อมต่อข้อมูลขอ X.25 (Data Link Layer) เป็นมาตรฐานที่กำหนดขึ้นเพื่อให้อุปกรณ์สื่อสารต้นทางและปลายทาง สามารถตีความหมายจากขบวนของสัญญาณไฟฟ้าที่ใช้แทนเลขฐานสอง หรือที่เรียกว่า บิต (Bit) มีความสามารถตรวจสอบความผิดพลาดที่เกิดขึ้นและมีความสามารถควบคุมกระบวนการส่งทอดข้อมูลได้ สำหรับโปรโตคอลที่ใช้ในชั้นเชื่อมต่อข้อมูลของ X.25 นั้นเรียกว่า Link Access Procedure Balanced หรือ LAP-B ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของ HDLC ดังแสดงรูปแบบของข้อมูลในรูปที่ 2

    รูปที่ 2 แสดงให้เห็นว่า LAP-B เป็นส่วนหนึ่งของ HDLC

    F คือ แฟล็ก (Flag) เป็นส่วนที่บอกว่าเป็นจุดเริ่มต้นและสิ้นสุดของกลุ่มบิตข้อมูลหรือเฟรม

    A คือ ส่วนที่เก็บรหัสตำแหน่ง (Address) ของอุปกรณ์สื่อสารปลายทาง

    LC คือ ส่วนที่เก็บรหัสควบคุมการเชื่อมต่อ (Link Control)

    VC คือ ส่วนที่เก็บรหัสของจำนวนวงจรสมมุติ (Virtual Circuit number)

    PC คือ ส่วนที่เก็บรหัสเพื่อควบคุมแพ็กเกต (Packet Control)

    FCS คือ ส่วนที่เก็บรหัสเพื่อตรวจสอบความถูกต้องของข้อมูล (Frame Check Sequence)

    ค) โปรโตคอลชั้นแพ็กเกตของ X.25 (X.25 Packet Layer) เป็นโปรโตคอลที่ควบคุมรหัสปลายทางทั้งสองด้าน, กำหนดโครงสร้างของแพ็กเกตข้อมูล, วิธีการเชื่อมต่อผ่านโครงข่าย และวิธีการเริ่มติดต่อสื่อสารโปรโตคอลชั้นแพ็กเกตของ X.25 เทียบเท่ากับโปรโตคอลชั้นโครงข่ายของ OSI (Network Layer) ซึ่งจะต้องให้บริการกับโปรโตคอลชั้นขนส่ง (Transport Layer) และสามารถให้บริการเชื่อมต่อในลักษณะของวงจรสมมุติดังแสดงในรูปที่ 3

    รูปที่ 3 แสดงวงจรสมมุติที่เชื่อมต่อระหว่าง DTE กับโครงข่ายสื่อสารข้อมูล

    รูปที่ 3 แสดงวงจรสมมุติที่เชื่อมต่อระหว่าง DTE กับโครงข่ายสื่อสารข้อมูล

    ในรูปที่ 3 แสดงการเชื่อมต่อของโครงข่ายสวิตช์กลุ่มข้อมูล (Packer Switching Network) ที่ใช้เทคนิคของวงจรสมมุติ ซึ่งใช้การกำหนดช่องทางการสื่อสารทางตรรก (Logical Channel) ที่มีความสามารถที่จะรับส่งข้อมูลกับอุปกรณ์ปลายทางได้หลายสถานีพร้อม ๆ กัน โดยที่ X.25 โปรโตคอลจะเป็นผู้กำหนดช่องทางการสื่อสารทางตรรกเอง และอนุญาตให้มีการกำหนดช่องทางการสื่อสารทาง ตรรกได้มากที่สุดถึง 4095 ช่องทาง การติดต่อสื่อสารระหว่างอุปกรณืสื่อสารข้อมูล 2 ตัวไม่จำเป็นต้องกำหนดช่องทางการสื่อสารทางตรรกเดิม ดังนั้น ช่องทางการสื่อสารทางตรรกจะเปลี่ยนแปลงได้ตลอดเวลา แต่ในช่วงเริ่มต้นของการเรียกช่องทางการสื่อสารทางตรรกที่กำหนดขึ้นจะต้องคงที่ตลอดช่วงเวลาที่มีการเรียกจนกว่าจะสิ้นสุดวงจรสมมุติที่มีการติดต่อสื่อสารหลายเส้นทางแสดงไว้ในรูปที่ 4

    รูปที่ 4 แสดงวงจรสมมุติที่มีการติดต่อสื่อสารกันหลายเส้นทาง

    รูปที่ 4 แสดงวงจรสมมุติที่มีการติดต่อสื่อสารกันหลายเส้นทาง

    สำหรับขั้นตอนการติดต่อสื่อสารที่ใช้เทคนิควงจรสมมุติ (Virtual Circuit) ภายใต้การควบคุมของ X.25 โปรโตคอล วงจรสมมุตินี้จะเกิดขึ้นก่อนที่จะมีการส่งทอดข้อมูลผ่านโครงข่ายขั้นตอนในการเริ่มต้นการติดต่อที่ใช้เทคนิควงจรสมมุติ การติดต่อสื่อสารในลักษณะของวงจรสมมุติ เริ่มต้นจากการที่อุปกรณ์ปลายทางของผู้เรียกส่งสัญญาณเรียก (Call Request) แพ็กเกตที่ประกอบด้วยกลุ่มบิตแสดงที่อยู่ของอุปกรณ์ปลายทาง (Terminal Equipment) ของผู้ถูกเรียกกับกลุ่มบิตที่กำหนดช่องทางการสื่อสารทางตรรกเพื่อใช้สร้าง วงจรสมมุติขณะส่งทอดข้อมูลสัญญาณเรียกนี้ (Call Request) โครงข่ายสวิตช์กลุ่มข้อมูล (Packet Switching Networks) แปลงสัญญาณเรียกนี้ (Call Request) เป็นสัญญาณรับ การเรียก (Incoming Call) แล้วจึงส่งสัญญาณรับการเรียกไปให้กับอุปกรณ์ปลายทางของผู้ถูกเรียกโดยที่แพ็กเกตของสัญญาณรับการเรียน ประกอบด้วยกลุ่มบิตแสดงที่อยู่ของอุปกรณ์ปลายทางของผู้เรียกกับกลุ่มบิตที่กำหนดช่องทางสื่อสารทางตรรก เพื่อให้อุปกรณ์ปลายทางของผู้ถูกเรียกส่งข้อมูลมาตามช่องทางสื่อสารทางตรรกที่บอกมาในแพ็กเกต เมื่ออุปกรณ์ปลายทางของผู้ถูกเรียกได้รับแพ็กเกตของสัญญาณรับการเรียน (Incoming Call) แล้ว อุปกรณ์ปลายทางของผู้ถูกเรียกจะตอบรับหรือปฏิเสธการเรียกก็ได้

    ถ้าอุปกรณ์ปลายทางของผู้ถูกเรียกปฏิเสธก็จะส่งสัญญาณยกเลิกการติดต่อ (Clear Request) ไปให้กับโครงข่ายสวิตช์กลุ่มข้อมูล (Packet Swiching Network) โครงข่ายสวิตช์กลุ่มข้อมูล จะแปลงสัญญาณยกเลิกการติดต่อเป็นสัญญาณแจ้งการยกเลิกการติดต่อ (Clear Indication) และส่งไปให้อุปกรณ์ปลายทางของผู้เรียก เมื่ออุปกรณ์ปลายทางของผู้เรียกได้รับสัญญาณการยกเลิกการติดต่อก็จะส่งสัญญาณยืนยันการยกเลิก (Clear Confirm) ไปให้กับอุปกรณ์ปลายทางของผู้ถูกเรียก เป็นอันว่าไม่มีการส่งทอดข้อมูลระหว่างอุปกรณ์ปลายทางของผู้เรียกและผู้ถูกเรียก

    ถ้าอุปกรณ์ปลายทางของผู้ถูกเรียกตอบรับ ก็จะส่งสัญญาณพร้อมที่จะรับ (Call Accept) ออกไปให้กับโครงข่ายสวิตช์กลุ่มข้อมูล (Packet Switching Network) โครงข่ายสวิตช์กลุ่มข้อมูล จะแปลงสัญญาณพร้อมที่จะรับเป็นสัญญาณการติดต่อ (Call Connect) ไปให้กับอุปกรณ์ปลายทางของผู้เรียก จากนั้นก็เริ่มมีการส่งทอดข้อมูลระหว่างอุปกรณ์ปลายทางของผู้เรียกและผู้ถูกเรียกจนกว่าอุปกรณ์ปลายทางของผู้เรียกหรืออุปกรณ์ปลายทางของผู้ถูกเรียกหรือทั้งสองมีความต้องการเลิก ติดต่อ ฝ่ายใดฝ่ายหนึ่งก็จะส่งสัญญาณสิ้นสุดการติดต่อ (Clear Request) ไปให้กับโครงข่ายสวิตช์กลุ่ม ข้อมูลเป็นสัญญาณแจ้งการยกเลิกการติดต่อ (Clear Indication) เมื่ออุปกรณ์ปลายทางอีกฝ่ายหนึ่งได้รับสัญญาณแจ้งการยกเลิกการติดต่อแล้วก็จะส่งสัญญาณยืนยันการยกเลิกการติดต่อ (Clear Confirm) ไปให้กับโครงข่ายสวิตช์กลุ่มข้อมูล โครงข่ายสวิตช์กลุ่มข้อมูลจะส่งสัญญาณการยกเลิกการติดต่อให้กับอุปกรณ์ปลายทางฝ่ายที่ส่งสัญญาณสิ้นสุดการติดต่อ


    2.3 ระหว่าง Circuit Switching กับ Packet Switching มีข้อดีข้อเสียต่างกันอย่างไร จงอธิบาย

    ตอบ Circuit Switching กับ Packet Switching มีข้อดีข้อด้อย แตกต่างกันดังนี้

  • ประสิทธิภาพในการใช้งานสายภายในโครงข่ายสวิตช์กลุ่มข้อมูล (Packet Switching) มากกว่าโครงข่ายสวิตช์วงจร (Circuit Switching) เพราะว่าในการเชื่อมต่อแบบจุดถึงจุด เส้นทางการเชื่อมต่อเพียง 1 เส้นทางสามารถส่งทอดแพ็กเกตจากอุปกรณ์สื่อสารหลายชนิดได้เป็นการลดค่าธรรมเนียมลง
  • โครงข่ายสวิตช์กลุ่มข้อมูลสามารถแปลงความเร็วของข้อมูลให้เหมาะสมกับการส่ง ทำให้ ผู้ใช้บริการโครงข่ายสวิตช์กลุ่มข้อมูลที่มีอุปกรณ์ปลายทางที่ส่งข้อมูลด้วยความเร็วไม่เท่ากันสามารถ ติดต่อกันได้
  • ในกรณีที่มีการใช้บริการของโครงข่ายสวิตช์วงจรจำนวนมาก ทำให้การเริ่มต้นการติดต่อด้วยการส่งสัญญาณเรียกอาจจะถูกปิดกั้น หมายความว่า โครงข่ายสวิตช์วงจรปฏิเสธที่จะให้บริการเพราะไม่สามารถให้บริการได้จนกระทั่งจำนวนผู้ใช้บริการลดลง โครงข่ายสวิตช์วงจรจึงจะสามารถให้บริการได้ แต่สำหรับโครงข่ายสวิตช์กลุ่มข้อมูลนั้น เมื่อมีผู้ใช้บริการโครงข่ายสวิตช์กลุ่มข้อมูลจำนวนมาก โครงข่ายก็ยังสามารถให้บริการกับผู้ใช้ได้เพียงแต่ว่าเวลาหน่วง (Time Delay) ที่เกิดขึ้นจะมีค่ามากขึ้น
  • สามารถให้บริการส่งทอดข้อมูลตามความสำคัญได้ เช่น แพ็กเกตที่มีความสำคัญมากจะถูกส่งไปก่อนซึ่งทำให้เวลาหน่วงที่เกิดขึ้นลดน้อยลง หลังจากนั้นค่อยส่งแพ็กเกตที่มีความสำคัญรองลงมาตามไป
  • โครงข่ายสวิตช์กลุ่มข้อมูล (Packet Switching Network) มีความเชื่อถือได้มากกว่าโครงข่ายสวิตช์วงจร (Circuit Switching Network) เมื่อพิจารณาการติดต่อสื่อสารระหว่างอุปกรณ์ปลายทาง 2 แห่งที่ส่งข้อมูลผ่านโครงข่ายสวิตช์กลุ่มข้อมูล โครงข่ายสวิตช์กลุ่มข้อมูลสามารถส่งผ่านเส้นทางการเชื่อมต่อที่ไม่ใช่เส้นทางเดิมได้ ช่วยให้ผู้ใช้บริการไม่จำเป็นต้องไปเกี่ยวข้องด้วยโดยที่โครงข่ายจะดำเนินการสลับเส้นทางให้เอง ในกรณีที่มีการให้บริการของโครงข่ายสูง (Traffic) หรือคู่สายเกิดการเสีย การกำหนดวงจรสมมุติ (Virtual Circuit) และกระบวนการเชื่อมต่อแบบหลายจุดขึ้นมาใหม่โดยอัตโนมัติช่วยปรับปรุงให้การติดต่อสื่อสารมีความสมบูรณ์มากขึ้นโปรโตคอลที่ใช้ในโครงข่ายสวิตช์กลุ่มข้อมูลช่วยให้มีการตรวจสอบเพื่อป้องกันการส่งทอดข้อมูลที่มีการผิดพลาดในระหว่างการส่งขึ้นได้ และช่วยให้มีการจัดส่งข้อมูลใหม่โดยอัตโนมัติ เพื่อที่จะแก้ไขข้อมูลผิดพลาดได้โดยที่โครงข่ายจะเป็นผู้กระทำให้ขณะนี้ก็มีบริการรับสมัครสมาชิกผ่านอินเตอร์เน็ตแล้วและให้สมาชิกเรียกดูวารสารได้ตามที่สมัคร ผู้ผลิตวีดีโอและภาพยนตร์ก็มีการลงโฆษณาและตัวอย่างหนังใหม่ ๆ ในอินเตอร์เน็ตให้ผู้สนใจก๊อปปี้ไฟล์ที่เป็นตัวอย่างหนังซึ่งเป็นภาพเคลื่อนไหวและเสียงไปดูได้ด้วย ซึ่งนับเป็นบริการที่น่าสนใจไม่น้อย เราจะเห็นได้ว่าจากตัวอย่างที่กล่าวถึงข้างต้นนี้อินเตอร์เน็ตได้ปฏิวัติสังคมข่าวสารของเราให้พัฒนารุดหน้าไปมาก และให้ประโยชน์กับเราในฐานะผู้ใช้อย่างมหาศาล จนอาจกล่าวได้ว่าในยุคต่อไปจะไม่มีคอมพิวเตอร์เครื่องไหนทำงานโดยไม่เชื่อมต่อเข้ากับอินเตอร์เน็ต ซึ่งบริการต่าง ๆ บนอินเตอร์เน็ตเองก็คงจะต้องมีการพัฒนาให้ดีขึ้นตามเทคโนโลยีที่เปลี่ยนไป


    2.4. การสื่อสารระบบแบบ Internet เป็นการสื่อสารแบบ Circuit Switching หรือ packet switching

    ตอบ เป็นสารสื่อสารแบบ Packet Switching เหตุผลเพราะ การพัฒนาเทคโนโลยีในยุคปัจจุบัน Internet มีความสะดวกต่อการใช้งานและ รวดเร็วทำให้มีการสื่อสารแบบไร้พรมแดน ฉะนั้นอุปกรณ์ที่นำมาใช้กับระบบ Internet ต้องมีประสิทธิภาพ เมื่อนำ Circuit Switching กับ Packet Switching มาเปรียบเทียบกับ Packet Switching มีประสิทธิภาพในการใช้งานในโครงข่ายมากกว่า และสามารถแปลงความเร็วของข้อมูลได้เหมาะสมกับผู้ใช้บริการอีกทั้งมีความเชื่อถือได้มากกว่าโครงข่าย Circuit Switching

    2.5 การวิวัฒนาการของระบบสื่อสาร เพื่อการสื่อสารแบบมัลติมีเดียมีการพัฒนาไปสู่ IP Network อยากทราบว่า IP Network เป็นการสื่อสารแบบ Circuit Switching หรือ Packet Switching มีเหตุผลอย่างไร

    ตอบ IP Network เป็นการสื่อสารแบบ Packet Switching โดย IP ย่อมาจาก Internet Protocol เป็นระบบการสื่อสารที่เชื่อมโยงด้วยโมเด็มผ่านสายโทรศัพท์เพื่อเชื่อมโยงกับระบบเครือข่าย Internet การสื่อสารบนเครือข่ายแบบ packet เป็นวิธีการที่ให้ผู้ส่งข่าวสารแบ่งแยกข่าวสารเป็นชิ้นเล็ก ๆ บรรจุเป็นกลุ่มข้อมูล โดยมีการกำหนดแอ็ดเดรสปลายทางที่จะส่งข่าวสาร หลังจากนั้นระบบจะนำ Packet นั้นไปส่งยังปลายทาง ในปี ค.ศ. 1965 มีการทดลองการเชื่อมโยงเครือข่ายคอมพิวเตอร์เป็นครั้งแรกระหว่างมหาวิทยาลัย MIT กับมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนียผ่านทางสายโทรศัพท์และใช้หลักการ Packet ความคิดทางด้านการรับส่งข้อมูลเป็นชิ้นเล็ก ๆ แบบ Packet ได้รับการยอมรับจนในที่สุดมีการพัฒนามาจากแนวความคิดนี้ไปหลายแนวทาง จนได้วิธีการรับส่งบนเครือข่ายคอมพิวเตอร์หลากหลายรูปแบบ ซึ่งเป็นจุดกำเนิดเครือข่าย คอมพิวเตอร์แบบต่าง ๆ เช่น 25, TCP/IP, Frame Relay