การสื่อสารข้อมูล

โดย :

วริกา คงควร

เมื่อ :

วันพุธ, 25 พฤศจิกายน 2563

Hits

141508

การสื่อสารถือเป็นสิ่งที่สำคัญสำหรับการใช้ชีวิตของมนุษย์ มนุษย์มีวิวัฒนาการยาวนานตั้งแต่อดีตจนถึงปัจจุบันมาอย่างต่อเนื่อง ในการคิดค้นและพัฒนาวิธีการสื่อสารข้อมูลในรูปแบบต่าง ๆ ตั้งแต่อดีตจนถึงปัจจุบัน รูปแบบของการสื่อสารข้อมูลที่เปลี่ยนแปลงไปตามยุคสมัยก็ต้องใช้การสื่อสารที่เปลี่ยนแปลงไป ดังนั้นการศึกษาเกี่ยวกับการสื่อสารข้อมูลจึงเป็นสิ่งสำคัญและจำเป็นที่เราควรเรียนรู้

การสื่อสารข้อมูล (Data Communications) คือกระบวนการรูปแบบหนึ่งในการถ่ายโอนหรือแลกเปลี่ยนข้อมูลกันระหว่างผู้ส่งและผู้รับ (Transmission) หรือ เรียกว่าต้นทางกับปลายทางก็ได้ ผ่านช่องทางสื่อสาร เช่น อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ หรือคอมพิวเตอร์เป็นตัวกลางในการส่งข้อมูล ทั้งนี้ก็เพื่อให้ผู้ส่งและผู้รับเกิดความเข้าใจซึ่งกันและกันผ่านการสื่อสารทางช่องทางนั้น ๆ

10561 1edit

ภาพแสดงการสื่อสารข้อมูลทางเครือข่ายเพื่อเชื่อมโยงข้อมูลจากทั่วโลก
ที่มา https://pixabay.com, sumanley

การสื่อสารข้อมูล เป็นการถ่ายทอดเนื้อหา ซึ่งอาจเป็น คำพูด เสียง ข้อความ ที่แสดงถึงความรู้ ความคิด ความรู้สึกจากผู้ส่งไปยังผู้รับ โดยใช้เครื่องมือต่าง ๆ เป็นช่องทางในการสื่อสาร ทั้งนี้การสื่อสารก็มีวิวัฒนาการเหมือนสิ่งอื่น ๆ เช่นกัน วิวัฒนาการเริ่มต้นจากการสื่อสารด้วยท่าทาง ถ้อยคำ สัญลักษณ์ ภาพวาด จดหมาย โทรเลข เป็นต้น จากนั้นเมื่อคอมพิวเตอร์ในยุคแรก ๆ เกิดขึ้นก็ทำให้มีการประมวลผลในรูปแบบผ่านเครือข่ายคอมพิวเตอร์มาประยุกต์ใช้ในการติดต่อสื่อสาร ทำให้การติดต่อสื่อสารเกิดความสะดวก รวดเร็ว รวมทั้งได้รับข่าวสารทันเหตุการณ์อีกด้วย

การสื่อสารผ่านอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ในยุคแรก ๆ จะพัฒนามาเป็นช่วง ๆ เริ่มตั้งแต่การนำส่งข้อมูลสำหรับการประมวลผลโดยคน การประมวลผลจึงเป็นแบบกลุ่ม (Batch) ต่อมาก็เริ่มใช้วงจรของโทรศัพท์ ส่งข้อมูลในระยะไกล ซึ่งเป็นการประมวลเป็นแบบกลุ่มออนไลน์ (On-Line Batch) พัฒนามาเป็นการส่งแบบสั่งงานและรอผลลัพธ์เพียงชั่วครู่หรือแบบเรียลไทม์ (Real Time) และพัฒนา ต่อมาถึงที่เชื่อมต่อกับการใช้ระบบฐานข้อมูลแบบกระจาย (Distributed Database)

ประโยชน์ของการสื่อสารข้อมูล

การสื่อสารข้อมูลในรูปของสัญญาณอิเล็กทรอนิกส์ช่วยให้การจัดเก็บข้อมูลได้ง่ายและสื่อสารได้รวดเร็ว ทำให้การค้นหาข้อมูลหรือเชื่อมต่อข้อมูลเป็นไปได้ง่ายถึงแม้ว่าต้นทางกับปลายทางจะอยู่ห่างไกลกันก็ตาม ทำให้สะดวกต่อผู้ใช้งานข้อมูลนั้น ๆ เช่น เช่น บริษัทจองตั๋วรถทัวร์ทุกแห่งสามารถทราบข้อมูลของทุกเที่ยวโดยสารได้อย่างรวดเร็ว ทำให้การจองที่นั่งของผู้โดยสารสามารถทำได้ทันที
ในขั้นตอนของการสื่อสารข้อมูลในรูปของสัญญาณอิเล็กทรอนิกส์นั้นวิธีการส่งข้อมูลนั้นมีการตรวจสอบสภาพของข้อมูล หากข้อมูลผิดพลาดก็จะมีการรับรู้ และพยายามหาวิธีแก้ไขให้ข้อมูลที่ได้รับมีความถูกต้อง โดยอาจให้ทำการส่งใหม่ ทำให้มีผลดีในเรื่องของความถูกต้องของข้อมูล
การสื่อสารข้อมูลในรูปของสัญญาณอิเล็กทรอนิกส์ช่วยลดต้นทุนด้านต่าง ๆ เนื่องจากการเชื่อมต่อคอมพิวเตอร์เข้าหากันเป็นเครือข่าย เพื่อส่งหรือสำเนาข้อมูล ทำให้ราคาต้นทุนของการใช้ข้อมูลประหยัดขึ้น เมื่อเทียบกับการจัดส่งแบบวิธีอื่น สามารถส่งข้อมูลให้กันและกันผ่านทางระบบเครือข่ายได้
ในด้านการบริหารจัดการการสื่อสารข้อมูลในรูปของสัญญาณอิเล็กทรอนิกส์ช่วยให้การดำเนินการทางธุรกิจเป็นไปอย่างรวดเร็วและเชื่อมโยงสื่อสารกันได้ เช่น การดำเนินกิจการจากสำนักงานใหญ่ไปสาขาย่อยต่าง ๆ
ในด้านธุรกิจการเงินการสื่อสารข้อมูลในรูปของสัญญาณอิเล็กทรอนิกส์ช่วยทำในการทำงานหรืออัปเดตข้อมูลได้อย่างรวดเร็ว เช่น อัตราแลกเปลี่ยน และข้อมูลในตลาดหุ้นเป็นต้น
การสื่อสารข้อมูลในรูปของสัญญาณอิเล็กทรอนิกส์ทำให้เกิดสังคมให้การแลกเปลี่ยนและนำเสนอข้อมูลข่าวสารได้อย่างรวดเร็ว เช่น การแลกเปลี่ยน การติดตามข่าว การนำเสนอข่าว ในสื่อสังคมออนไลน์ เป็นต้น

แหล่งที่มา

กลับไปที่เนื้อหา

คุณสมบัติของการสื่อสารข้อมูลและเครือข่ายที่มีคุณภาพ

การส่งข้อมูล (Delivery) จะต้องเป็นไปอย่างมีประสิทธิภาพ ซึ่งหมายความว่าข้อมูลหรือสาร ๆ ที่ส่งไปจากต้นทางจะต้องถึงผู้รับสารหรือปลายทางของข้อมูลอย่างถูกต้องและครบถ้วนสมบูรณ์ และข้อมูลจะต้องถึงผู้รับที่ถูกกำหนดไว้เท่านั้น
ความถูกต้อง (Accuracy) ความถูกต้องของข้อมูลก็เป็นอีกคุณสมบัติหนึ่งที่สำคัญอย่างยิ่งที่ผู้ส่งจะต้องให้ความสำคัญ โดยข้อมูลที่ส่งไปนั้นจะต้องมีความถูกต้องเหมือนกับข้อมูลต้นทางที่ส่งไป ทั้งนี้เพราะในช่วงการส่งข้อมูลนั้นมีการเปลี่ยนรูปแบบสัญญาณในลักษณะต่าง ๆ เช่น เปลี่ยนจากสัญญาณแอนะล็อกเป็นสัญญาณดิจิทัล ทั้งนี้ควรมีการเข้ารหัสเพื่อการรักษาความปลอดภัยของข้อมูลซึ่งจำเป็นต้องมีการยืนยันความถูกต้องในการส่งข้อมูล เพื่อให้ผู้รับและผู้ส่งข้อมูลส่งและได้รับข้อมูลที่ถูกต้องเหมือนกัน
ความตรงต่อเวลา (Timeliness) เนื่องจากข้อมูลที่มีการรับส่งกันผ่านระบบเครือข่ายนั้น มีความจำเป็นที่จะต้องส่งและรับได้ตามกำหนดเวลาที่กำหนดไว้เพื่อไม่ให้เกิดผลกระทบในการใช้ข้อมูล และจะต้องปราศจากการประวิงเวลาที่ผิดปกติ
ความไม่สม่ำเสมอ (Jitter) คือ การเปลี่ยนแปลงเวลาในการส่งถ่ายข้อมูล คุณสมบัติในการส่งถ่ายข้อมูลที่ดีจะต้องมีความสม่ำเสมอของเวลาและจำนวนของข้อมูล เพื่อให้การนำข้อมูลไปใช้ประโยชน์เกิดขึ้นได้อย่างต่อเนื่องและมีประสิทธิภาพ

10561 2edit

ภาพองค์ประกอบของการสื่อสาร
ที่มา Forouzan, Behrouz A. (2007). Data communications and networking. หน้า 4.

องค์ประกอบพื้นฐานของการสื่อสารข้อมูล

องค์ประกอบขั้นพื้นฐานของการสื่อสารข้อมูลที่เหมาะสมและมีคุณภาพ สามารถจำแนกออกเป็นส่วนประกอบที่สำคัญได้ดังต่อไปนี้

ผู้ส่งข่าวสารหรือข้อมูล (sender) ซึ่งเป็นต้นทางของข้อมูลอาจเป็นได้ทั้งบุคคล หรือจะเป็นอุปกรณ์ในการส่งข้อมูลก็ได้ เช่น คอมพิวเตอร์ รีโมท ทั้งนี้ ผู้ส่งสารจะเป็นผู้ที่เตรียมข้อมูลและเป็นผู้ส่งข้อมูลหรือสารไปยังผู้รับ
ข้อมูลหรือสาร (message) เป็นองค์ประกอบสำคัญในการสื่อสาร สารหรือข้อมูลที่ส่งไปนั้นอาจเป็นข้อมูลหรือสารสนเทศในรูปแบบที่แตกต่างกันออกไป ข้อมูลเหล่านั้นอาจเป็นสัญญาณต่าง ๆ เช่น ข้อมูลรูปภาพข้อมูลตัวเลข ข้อมูลเสียง ข้อมูลวิดิทัศน์ หรือสื่อประสมต่าง ๆ เป็นต้น ทั้งนี้ ในอดีตในการติดต่อสื่อสารสมัยก่อนอาจจะใช้แสงไฟ ควันไฟ หรือท่าทางต่าง ๆ ก็นับว่าเป็นแหล่งกำเนิดข่าวสาร จัดอยู่ในหมวดหมู่นี้เช่นกัน
ผู้รับข้อมูลหรือสาร (Receiver) ซึ่งเป็นจุดหมายปลายของสารที่ผู้ส่งสารส่งมาถึง ในทำนองเดียวกันผู้รับข้อมูลหรือสารไม่จำเป็นจะต้องเป็นมนุษย์เสมอไป อาจเป็นอุปกรณ์รับสัญญาณชนิดต่าง ๆ ก็ได้ เช่น เครื่องรับสัญญาณ เสารับสัญญาณ เป็นต้น ทั้งนี้ในระบบที่มีคุณภาพ การติดต่อสื่อสารจะบรรลุวัตถุประสงค์ ผู้รับจะได้รับข้อมูลหรือสารนั้น ๆได้ถูกต้องและครบถ้วนสมบูรณ์ ในทางตรงกันข้ามหาก ผู้รับไม่ได้รับข้อมูลหรือสารนั้นๆ หรือได้รับไม่ถูกต้องไม่ครบถ้วน ก็แสดงว่าการสื่อสารนั้นไม่ประสบความสำเร็จ กล่าวคือไม่มีการสื่อสารเกิดขึ้นนั่นเอง
สื่อกลางในการส่งข้อมูลหรือสาร (Transmission Media) ในที่นี้อาจจะหมายถึงสื่อกลางหรือตัวกลางในการนำข้อมูลหรือสารจากผู้ส่งไปยังผู้รับได้อย่างถูกต้อง เช่น การสื่อสารของคนที่อาจกล่าวได้ว่า การสั่นสะเทือนของอากาศเป็นสื่อกลางในการสื่อสารของคน หรือแม้กระทั่ง ของเหลว เช่น น้ำ น้ำมัน เปรียบเสมือนเป็นสะพานที่จะให้ข่าวสารข้ามจากฝั่งหนึ่งไปยังอีกฝั่งหนึ่งนั่นเอง ส่วนในทางการสื่อสารของระบบเครือข่ายหรือส่งถ่ายข้อมูลในระบบคอมพิวเตอร์นั้น จะมีสื่อกลางทั้งในรูปแบบสายสัญญาณ และแบบไร้สาย ผ่านอุปกรณ์รับและส่งข้อมูล
โปรโตโคล (Protocol) คือข้อตกลงหรือมาตรฐานในการส่งข้อมูลที่เป็นข้อตกลงร่วมกันที่ทำให้ผู้รับผู้ส่งเข้าใจข้อมูลที่ส่งถ่ายกันได้ ซึ่งตรงนี้จะมีความเกี่ยวข้องกับการใช้การเข้ารหัส (encoding) เป็นการช่วยให้ผู้ส่งข่าวสารและผู้รับข่าวสารมีความเข้าใจตรงกัน และการถอดรหัส (decoding) หมายถึงการที่ผู้รับข่าวสารแปลงพลังงานจากสื่อกลางให้กลับไปอยู่ในรูปข่าวสารที่ส่งมาจากผู้ส่งข่าวสาร เช่น หากผู้ส่งใช้ภาษาไทยในการสื่อสารแต่ผู้รับไม่เข้าใจภาษาไทย แบบนี้แปลว่าโปรโตโคลไม่ตรงกัน

แหล่งที่มา

กลับไปที่เนื้อหา

ประเภทหรือทิศทางในการสื่อสารข้อมูล

การส่งข้อมูลระหว่างผู้ส่งและผู้รับ จำเป็นจะต้องมีการกำหนดทิศทางหรือประเภทการรับส่งข้อมูลให้เข้ากับลักษณะของการทำงานของกิจกรรมหรือรูปแบบการสื่อสาร

ทิศทางของการสื่อสารข้อมูล แบ่งได้เป็น 3 ประเภทคือ

แบบซิมเพล็กซ์ (Simplex)

เป็นทิศทางการสื่อสารข้อมูลการติดต่อทางเดียว เมื่ออุปกรณ์หนึ่งส่งข้อมูล อุปกรณ์อีกชุดจะต้องเป็นฝ่ายรับข้อมูลเสมอ เช่น การกดแป้นพิมพ์คีย์บอร์ด ตัวอย่างการใช้งานเช่น ในระบบสนามบิน คอมพิวเตอร์แม่จะทำหน้าที่ติดตามเวลาขึ้นและลงของเครื่องบิน และส่งผลไปให้มอนิเตอร์ที่วางอยู่หลาย ๆ จุดให้ผู้โดยสารได้ทราบข่าวสาร คอมพิวเตอร์แม่ทำหน้าที่เป็นผู้ส่งข้อมูล มอนิเตอร์ต่าง ๆ ทำหน้าที่เป็นผู้รับข้อมูล ไม่มีการเปลี่ยนทิศทางของข้อมูล เป็นการส่งข้อมูลแบบทางเดียว ใน โหมดการส่งข้อมูลแบบซิมเพล็กซ์การสื่อสารระหว่างผู้ส่งและผู้รับจะเกิดขึ้นในทิศทางเดียวเท่านั้น นั่นหมายความว่า ผู้รับไม่สามารถสื่อสารกลับไปยังปลายทางที่เป็นผู้ส่งได้ มีเพียงผู้ส่งเท่านั้นที่สามารถส่งข้อมูลและผู้รับสามารถรับข้อมูลได้เท่านั้น ผู้รับไม่สามารถตอบกลับย้อนกลับไปยังผู้ส่ง หรืออาจสรุปได้ว่า ฝ่ายส่งและฝ่ายรับ ทำหน้าใดหน้าที่หนึ่งเพียงอย่างเดียวเท่านั้น บางครั้งเรียกว่าการส่งข้อมูลทิศทางเดียว (unidirectional data transfer) ซิมเพล็กซ์จึงเป็นเหมือนถนนเดินรถทางเดียวที่การจราจรสัญจรไปในทิศทางเดียวไม่อนุญาตให้มียานพาหนะจากทิศทางตรงกันข้ามเข้ามา ผู้ส่งใช้ความจุของแชนเนลทั้งหมดเท่านั้น

แบบฮาฟดูเพล็กซ์ (Half Duplex)

เป็นการติดต่อกึ่งสองทาง เป็นการเปลี่ยนเส้นทางในการส่งข้อมูลได้ แต่คนละเวลากล่าวคือ ข้อมูลจะไหลไปในทิศทางเดียว ณ เวลาใด ๆ ซึ่งมีลักษณะเป็นการสื่อสารข้อมูลที่มีการผลัดกันระหว่างการส่งและการรับข้อมูล หรืออาจสรุปได้ว่า ในเวลาขณะใดขณะหนึ่งจะมีผู้ส่งข้อมูลเพียงหนึ่งเดียว อีกฝ่ายทำหน้าที่รับข้อมูล แต่ทั้งคู่สามารถสลับกันเป็นผู้ส่งและรับข้อมูล ตัวอย่างการใช้งานเช่น วิทยุสื่อสารวอกี้ทอร์คกี้ (Walkie-talkies) การติดต่อระหว่าง เทอร์มินัลกับคอมพิวเตอร์แม่ ผู้ใช้ที่เทอร์มินัลเคาะแป้นเพื่อสอบถามข้อมูลไปยังคอมพิวเตอร์แม่ ต้องใช้เวลาชั่วขณะคอมพิวเตอร์แม่จึงจะส่งข่าวสารกลับมาที่เทอร์มินัลนั้น ไม่ว่าจะเป็นเทอร์มินัลนั้น ไม่ว่าจะเป็นเทอร์มินัลหรือคอมพิวเตอร์แม่ เมื่ออุปกรณ์ใดอุปกรณ์หนึ่งเป็นผู้ส่งข้อมูล อุปกรณ์ที่เหลือก็จะเป็นผู้รับข้อมูลในเวลาขณะนั้น ใน โหมดการส่งข้อมูลฮาล์ฟดูเพล็กซ์ การสื่อสารระหว่างผู้ส่งและผู้รับเกิดขึ้นในทั้งสองทิศทาง แต่ทีละครั้ง ทั้งผู้ส่งและผู้รับสามารถส่งและรับข้อมูลได้ แต่อนุญาตให้ส่งได้ครั้งละหนึ่งรายการเท่านั้น ฮาล์ฟดูเพล็กซ์ยังคงเป็นถนนเดินรถทางเดียวซึ่งยานพาหนะที่เดินทางไปในทิศทางตรงกันข้ามกับการจราจรต้องรอจนกระทั่งถนนว่างเปล่า ความจุช่องสัญญาณทั้งหมดถูกใช้โดยตัวส่งสัญญาณซึ่งจะส่งสัญญาณในเวลานั้น

แบบฟลูดูเพล็กซ์ (Full Duplex)

เป็นการติดต่อสองทาง เป็นติดต่อกันได้สองทาง กล่าวคือเป็นผู้รับข้อมูลและผู้ส่งข้อมูล ในเวลาเดียวกันได้ ตัวอย่างการใช้งานเช่น การติดต่อระหว่างเทอร์มินัลกับคอมพิวเตอร์แม่ บางชนิดที่ไม่ต้องใช้เวลารอสามารถโต้ตอบได้ทันที หรือการพูดคุยทางโทรศัพท์ เป็นต้น ซึ่งอาจสรุปได้ว่า ในเวลาขณะใดขณะหนึ่งสองฝ่ายสามารถส่งและรับข้อมูลในเวลาเดียวกัน โดยจะต้องมีช่องทางข้อมูลมากกว่าหนึ่งช่องทาง และสองฝ่ายมีทั้งอุปกรณ์รับและส่ง

ความแตกต่างที่สำคัญระหว่าง Simplex, Half Duplex และ Full Duplex

ประสิทธิภาพของ full duplex นั้นดีกว่า half duplex และ simplex เพราะมันใช้แบนด์วิดท์ได้ดีกว่าเมื่อเทียบกับ half duplex และ simplex

แหล่งที่มา

กลับไปที่เนื้อหา

รหัสและสัญญาณที่ใช้ในระบบสื่อสาร

สัญญาณข้อมูล

โดยปกติของการสื่อสารข้อมูลในระบบเครือข่ายคอมพิวเตอร์ ข้อมูลหรือสารสนเทศต่าง ๆ ข้อความ ภาพ เสียง หรือสื่อประสม จะถูกเปลี่ยนให้เป็นสัญญาณในรูปแบบลักษณะต่าง ๆ เพื่อนทำให้อุปกรณ์สามารถนำข้อมูลหรือสารนั้นเดินทางหรือส่งถ่ายข้อมูลไปจามสื่อกลางได้ สัญญาณที่ใช้ในระบบสื่อสาร แบ่งออกได้เป็น 2 ประเภท คือ สัญญาณแอนะล็อก และ สัญญาณดิจิทัล สัญญาณแอนะล็อกเป็นสัญญาณ ที่มีขนาดเป็นค่าต่อเนื่องส่วนสัญญาณดิจิทัลเป็นสัญญาณ ที่มีขนาดเปลี่ยนแปลง เป็นค่าของเลขลงตัว โดยปกติมักแทนด้วย ระดับแรงดันที่แสดงสถานะเป็น "0" และ "1" หรืออาจจะมีหลายสถานะ ซึ่งจะกล่าวถึงในเรื่องระบบสื่อสารดิจิทัล มีค่าที่ตั้งไว้ (threshold) เป็นค่าบอกสถานะ ถ้าสูงเกินค่าที่ตั้งไว้ สถานะเป็น "1" ถ้าต่ำกว่าค่าที่ตั้งไว้ สถานะเป็น "0" ซึ่งมีข้อดีในการทำให้เกิดความผิดพลาดน้อยลง สัญญาณใน 2 ลักษณะดังกล่าวอาจจะมีการแปลงสลับสัญญาณกันได้เช่น จากสัญญาณแอนะล็อกสัญญาณดิจิทัลหรือจากสัญญาณดิจิทัลไปเป็นสัญญาณแอนะล็อก

ประเภทของการส่งสัญญาณข้อมูล

โดยปกติ การส่งสัญญาณข้อมูลแบ่งออกได้เป็น 2 ประเภทคือ การส่งแบบขนานและแบบอนุกรม

การสื่อสารแบบขนาน (Parallel Transmission)

การส่งแบบขนานนั้นจะทำการส่งข้อมูลทีละหลาย ๆ บิต เช่น ส่ง 10011110 ทั้ง 8 บิต ออกไปพร้อมกันโดยผ่านสายส่งข้อมูลที่มี 8 เส้น ส่วนการส่งข้อมูลแบบอนุกรม ข้อมูลจะถูกส่งออก ไปทีละบิตต่อเนื่องกันไป เช่นถ้าข้อมูลคือ 10011110 เลข 0 ทางขวามือสุดเป็นบิตที่ 1 เรียงลำดับไปจนครบ 8 บิต โดยการส่งนั้นจะใช้สายส่งเส้นเดียวเท่านั้น ดังภาพ แสดงการส่งข้อมูลแบบขนานและแบบอนุกรม ตัวอย่างการใช้งานที่เห็นชัด ของการส่งข้อมูลแบบขนาน เช่น การต่อเครื่องพิมพ์เข้ากับเครื่องคอมพิวเตอร์ ซึ่งปกติจะใช้สายยาว 5 เมตร ถึง 10 เมตรเท่านั้นและตัวอย่างการส่งข้อมูล

การสื่อสารแบบอนุกรม (Serial Transmission)

ในการสื่อสารข้อมูลแบบอนุกรม ข้อมูลถูกส่งออกมาทีละบิต ระหว่างจุดส่งและจุดรับ จะเห็นว่าการส่งข้อมูลแบบนี้ช้ากว่าแบบขนาน ตัวกลางการสื่อสาร แบบอนุกรมต้องการเพียงช่องเดียวหรือสายเพียงคู่เดียว ค่าใช้จ่ายในสื่อกลางถูกกว่าแบบขนานสำหรับการส่งระยะทางไกล ๆ โดยเฉพาะเมื่อเรามีระบบการสื่อสาร ทางโทรศัพท์ไว้ใช้งานอยู่แล้วย่อมจะเป็นการประหยัดกว่าที่จะทำการติดต่อสื่อสารทีละ 8 ช่อง เพื่อการถ่ายโอนข้อมูลแบบขนานอย่างแน่นอน

การส่งข้อมูลแบบอนุกรม ข้อมูลจากจุดส่งจะถูกเปลี่ยนให้เป็นอนุกรมเสียก่อนแล้วค่อยทยอยส่งออกทีละบิตไปยังจุดรับ ณ ที่จุดรับจะต้องมีกลไกในการ เปลี่ยนข้อมูลที่ส่งมาทีละบิต ให้เป็นสัญญาณแบบขนานที่ลงตัวพอดี นั่นคือ บิต 1 ลงที่บัสข้อมูลเส้นที่ 1 พอดี การที่จะทำให้ การแปลงสัญญารจากอนุกรม ทีละบิตให้ลงตัวพอดีนั้นจำเป็นจะต้องมีกลไกที่เหมาะสม เพื่อป้องกันการผิดพลาดในการรับ

รหัส

รหัส (Coding) คือชุดตัวเลขที่มีแต่เลข 0 และ 1 เท่านั้น เป็นนวัตกรรมทางความรู้ที่ทำให้เกิดเทคโนโลยีด้านการสื่อสารในรูปแบบต่างๆ สมัยก่อนอาจเป็นแค่การส่งโทรเลข หรือคลื่นวิทยุ แต่ทุกวันนี้มันกลายเป็นทุกๆ อย่างเลยทีเดียว ทั้ง โทรทัศน์ที่เราดู คอมพิวเตอร์ที่เราใช้ โทรศัพท์ที่เราพูดคุย และอื่นๆ อีกนับไม่ถ้วน ในสมัยโบราณ ยุคเริ่มต้นของการส่งข้อมูลทางไกลนักวิทยาศาสตร์ มักใช้วิธีในการส่งสัญญาณหรือส่งข้อมูลหากันด้วยการเปิดและปิดสวิตช์ไฟผ่านสาย หากเปิดสวิตซ์ให้หมายถึงเลข 1 และหากปิดสวิตซ์ให้หมายถึงเลข 0 โดยมีการนัดแนะกันว่าชุดตัวเลขที่ส่งไปแบบนี้มันหมายความว่าอะไร? ตัวอย่างเช่น “00000” หมายถึง ตัวอักษร “A” “00001” หมายถึง ตัวอักษร “B” ไล่ลำดับตัวเลไปจนถึง Z เรียกชุดรหัสนี้ว่า “รหัสชุดที่หนึ่ง”

ในต่อมาได้เริ่มได้เริ่มนำหลักคณิตศาสตร์ได้นำทฤษฎีพีชคณิตนามธรรม(Abstract Algebra) เป็นทฤษฎีที่ศึกษาเกี่ยวกับ เซต และ การดำเนินการ มาปรับใช้ ซึ่งสำหรับเรื่องการรับส่งข้อมูลนี้ เซตที่เราสนใจก็คือเซตของชุดรหัสที่เราส่งหากันนั่นเอง เนื่องจากชุดรหัสมีแต่ตัวเลข 0 และ 1 ดังนั้น การดำเนินการพวกเขาจึงใช้การบวกและการคูณของเลขฐานสองเข้ามาช่วย นั่นคือ 0+0 = 0, 0+1=1+0=1 และ 1+1=0 เป็นต้น ส่วนการคูณก็ได้ผลเหมือนตัวเลขปกติ นักคณิตศาสตร์ได้สร้างชุดรหัสขึ้นมาใหม่ ไม่ใช้ชุดตัวเลข 5 ตัว ดัง “รหัสชุดที่หนึ่ง” แล้ว พวกเขาใส่ตัวเลขเพิ่มเข้าไปอีก 3 ตัว ซึ่ง 5 ตัวแรก(สีแดง) ความหมายมันก็เหมือนกับ “รหัสชุดที่หนึ่ง” แต่ 3 ตัวหลังมันจะทำหน้าที่ตรวจสอบและแก้ไขหากรหัสมีการผิดพลาดระหว่างทาง “รหัสชุดที่สอง” แสดงได้ดังนี้

“00000011” หมายถึง ตัวอักษร “A”

“00001001” หมายถึง ตัวอักษร “B”

“00010101” หมายถึง ตัวอักษร “C”

“01110000” หมายถึง ตัวอักษร “Z”

แหล่งที่มา

ประกาย นาดี. การสื่อสารข้อมูล. สืบค้นเมื่อวันที่ 28 สิงหาคม 2562. จาก http://www.rmuti.ac.th/user/prakai/datacommunication_and_network/slide_01.ppt
นฤมล ชมโฉม. การสื่อสารข้อมูลและเครือข่าย. สืบค้นเมื่อวันที่ 28 สิงหาคม 2562. จาก http://www.elfhs.ssru.ac.th/nutthapat_ke/file.php/1/GE/ges1101_chapter3.pdf
เรียมรอง สวัสดิชัย,กฤตชญา โพธิ์ทอง. การสื่อสารข้อมูลและเครือข่ายคอมพิวเตอร์. สืบค้นเมื่อวันที่ 28 สิงหาคม 2562. จาก http://www.bs.ac.th/2548/e_bs/G7/raim/index2.html
รหัสแทนข้อมูล. สืบค้นเมื่อวันที่ 25 ตุลาคม 2562 . จาก https://sites.google.com/a/spk.ac.th/kruphithak/project-updates/unit2/2-6-kar-thaen-khxmul-ni-khxmphiwtexr
ครูพิทักษ์ .การแทนข้อมูลในคอมพิวเตอร์. สืบค้นเมื่อวันที่ 25 ตุลาคม 2562 . จาก http://www.chakkham.ac.th/technology/number/assc.html

กลับไปที่เนื้อหา

การเข้ารหัสและถอดรหัส

การเข้ารหัส (encoding) เป็นการเปลี่ยนรูปแบบของรับการอ่านที่เป็นภาษามนุษย์ให้เป็นภาษาเครื่องหรือสัญญาณอื่น โดยเกี่ยวข้องกับวิธีการทางคณิตศาสตร์ ทั้งนี้ยังเป็นการช่วยให้ผู้ส่งข่าวสารและผู้รับข่าวสารมีความเข้าใจตรงกันในการสื่อความหมาย จึงมีความจำเป็นต้องแปลงความหมายนี้ การเข้ารหัสจึงหมายถึงการแปลงข่าวสารให้อยู่ในรูปพลังงาน ที่พร้อมจะส่งไปในสื่อกลาง ทางผู้ส่งมีความเข้าใจต้องตรงกันระหว่าง ผู้ส่งและผู้รับ หรือมีรหัสเดียวกัน การสื่อสารจึงเกิดขึ้นได้

การถอดรหัส (decoding) หมายถึงการที่ผู้รับข่าวสารแปลงพลังงานจากสื่อกลางให้กลับไปอยู่ในรูปข่าวสารที่ส่งมาจากผู้ส่งข่าวสาร โดยมีความเข้าในหรือรหัสตรงกัน

จุดประสงค์

ข้อมูลการเข้ารหัสเป็นความลับ เพื่อให้ยากต่อการเข้าถึงข้อมูล
มีความสมบูรณ์ในการเข้ารหัส เพื่อให้มีความครบถ้วนในการส่งให้ผู้รับ ได้รับข้อมูลที่ถูกต้องตามที่ผู้ส่งเข้ารหัสมา
หากเกิดความเสียหายยังคงสามารถเข้ารหัสได้ เพื่อให้มีความทนทานและยากต่อการปลอมแปลง
ป้องกันการปฏิเสธ เพื่อป้องกันการแอบอ้างและปลอมแปลง

รูปแบบของการเข้ารหัส

ในกระบวนการเข้ารหัส (Encoding) จะต้องทำการแปลงข้อมูลดิจิทัลนั้นให้เป็นสัญญาณดิจิทัล ซึ่งมีรูปแบบดีงนี้

แบบที่ 1 การเข้ารหัสแบบขั้วเดียว(Unipolar Encoding)

เป็นรูปแบบขั้นต้นที่เป็นวิธีที่ง่ายและเป็นพื้นฐานมากที่สุด ไม่มีความซับซ้อนเป็นพื้นฐานกของการเข้ารหัสแบบอื่น ๆ แต่ปัจจุบันไม่นิยมนำมาใช้ในการเข้ารหัส การเข้ารหัสแบบขั้วเดียวมีหลักการทำงานคือ การสร้างพัลส์ (Pulse) ที่ระดับความสูงระดับหนึ่งเพื่อใช้แทนเลข 1 ส่วนเลข 0 จะแทนด้วยสัญญาณระนาบ

แบบที่ 2 การเข้ารหัสแบบมีขั้ว(Polar Encoding)

มี 2 วิธีคือ วิธีที่มีค่าเป็นศูนย์ (Return to Zero Encoding : RZ) และวิธีไม่มีค่าศูนย์ (Non Return to Zero Encoding : NRZ) ซึ่งโดยมีความแตกต่างกันดังนี้

- วิธีไม่มีค่าศูนย์ (NRZ) เป็นวิธีที่ใช้สัญญาณที่มีค่าเป็นบวกแทนเลข 1 และสัญญาณที่มีค่าเป็นลบแทนเลข 0

- วิธีที่มีค่าเป็นศูนย์ (RZ) เป็นวิธีที่ใช้ระดับของสัญญาณ 3 ระดับ คือ สัญญาณที่มีค่าเป็นบวกแทนเลข 1 สัญญาณที่มีค่าเป็นลบแทนเลข 0 และสัญญาณที่มีค่าเป็นกลางมีไว้สำหรับคั่นกลางระหว่างแต่ละบิต

แบบที่ 3 การเข้ารหัสแบบสองขั้ว (Bipolar Encoding)

ใช้ระดับของสัญญาณ 3 ระดับ คือข้อมูลที่เป็นเลข 0 แทนด้วยสัญญาณที่มีค่าเป็นกลางส่วนข้อมูลที่เป็นเลข 1 จะได้สัญญาณสลับระหว่างค่าบวกและค่าลบ ซึ่งการเข้ารหัสแบบนี้เป็นรูปแบบที่ใช้งานกันมากที่สุด

สัญลักษณะ

1. การแปลงแบบภาษาระดับเดียวกันตรงกันข้าม คือ การนำอักษรหรือตัวเลขมาสลับกันในการปรับข้อความ

2. การแปลงแบบขนาน เป็นการแปลงแบบระดับเดียวกัน เช่น การแปลง ตัวเลขแป็นตัวเลข การแปลง ตัวอักษรเป็นตัวอักษร

สัญญาณไฟฟ้า

การแปลงจากภาษามนุษย์เป็นสัญญาณไฟฟ้า การแปลงสัญญาณไฟฟ้าเป็นภาษามนุษย์

รูปแบบ

แบบสมการ เป็นการเข้ารหัส ข้อมูลด้วยกุญแจเดี่ยว ทั้งผู้ส่งและผู้รับ โดยวิธีการจำเป็นต้องมีการใช้การเข้ารหัสและถอดรหัสแบบเดียวกันโดยมี คีย์ลับ เพื่อป้องกันการเข้ารหัสใหม่ระหว่างทาง

แบบอสมการ พ.ศ. 2518 นายวิทฟิลด์ ดิฟฟี นักวิจัยแห่งมหาวิทยาลัยสแตนฟอร์ด สหรัสอเมริกา คิดค้นการเข้ารหัสโดยใช้กุญแจส่วนตัวและกุญแจสาธารณะ โดยหลักการทำงาน คือ ถ้าใช้กุญแจลูกใดเข้ารหัส ก็ต้องใช้กุญแจอีกลูกหนึ่งถอดรหัส

วิทยาการเข้ารหัสลับ

ในด้านการศึกษาและศาสตร์ซึ่งเป็นวิชาเกี่ยวกับการเข้ารหัสลับ ล้วนแล้วแต่เป็นการดำเนินการในการแปลงข้อความปกติให้กลายเป็นข้อความลับ เพื่อความปลอดภัยทางด้านข้อมูล ซึ่งเป็นการปกป้องเพื่อไม่ให้ผู้อื่น นอกเหนือจากผู้รับและส่งข้อมูล ไม่สามารถเข้าใจได้ การคิดค้นวิธีการรักษาความลับมีมาอย่างยาวนาน นับตั้งแต่สมัยจูเลียส ซีซาร์ จนกระทั่งถึงปัจจุบันที่ใช้คอมพิวเตอร์มาช่วยเข้ารหัสลับและถอดรหัสลับ การเข้ารหัสแบบซีซ่าร์ทำได้โดยการนำตัวอักษรที่อยู่ถัดไปอีกสองตำแหน่งมาแทนที่ ยกตัวอย่างเช่น ถ้าต้องการเข้ารหัสคำว่า HELLO เราก็นำตัวอักษรที่ถัดจากตัว H ไปอีกสองตัวนั่นคือตัว J มาแทน ตัว E แทนด้วย G ตัว L แทนด้วย N ตัว O แทนด้วย Q ดังนั้นข้อความ HELLO จึงถูกแปลงให้เป็นคำว่า JGNNQ การเข้ารหัสลับแตกต่างกับวิทยาการอำพรางข้อมูล ข้อมูลที่ถูกอำพรางนั้นจะไม่ถูกเปลี่ยนแปลง ในขณะที่การเข้ารหัสลับจะเปลี่ยนแปลงข้อมูล วิทยาการเข้ารหัสลับสมัยใหม่ (Modern Cryptography) เป็นวิชาการที่ใช้แนวทางคณิตศาสตร์เพื่อแปลงข้อความปกติให้กลายเป็นข้อความลับ โดยให้เฉพาะคู่สนทนาที่ต้องการสามารถอ่านเข้าใจได้เท่านั้น ขั้นตอนวิธีของการเข้ารหัสลับสมัยใหม่ ได้แก่ Data Encryption Standard, Advanced Encryption Standard หรือ One-Time Padding ฯลฯ หลักการเบื้องต้นของการเข้ารหัสลับ ประการแรกคือ ขั้นตอนวิธีต้องเป็นที่รู้โดยทั่วไป และประการต่อมา รหัสจะต้องใหม่เสมอ

แหล่งที่มา

กลับไปที่เนื้อหา

การเข้ารหัส เป็นการใช้ อัลกอริทึม ที่ซับซ้อนในการเปลี่ยน ข้อมูลเดิม(plaintext) ด้วยการเข้ารหัส เปลี่ยนเป็น ข้อมูลมีผ่านการเข้ารหัสแล้ว(ciphertext) อัลกอริทึม ที่ใช้ในการ เข้ารหัส และ ถอดรหัส ข้อมูลแล้วส่งผ่านกันในระบบเน็ตเวิร์คนั้น

ประเภทของการเข้ารหัส

การเข้ารหัส และ ถอดรหัส ข้อมูลแล้วส่งผ่านกันในระบบเน็ตเวิร์คนั้น มี 2 แบบ คือ

1. การเข้ารหัสแบบสมมาตร (Symmetric key algorithms)

2. การเข้ารหัสแบบอสมมาตร (Asymmetric key algorithms)

การแบ่งประเภทขึ้นอยู่กับ กุญแจ กุญแจ ใช้ ร่วมกับ อัลกอริทึม ในการ เข้ารหัสและ ถอดรหัส กุญแจในที่นี้ เปรียบเทียบได้กับลูกกุญแจ ต้องมีลูกกุญแจเท่านั้นจึงจะเปิดแม่กุญแจอ่านข้อมูลได้

อัลกอริทึมในการเข้ารหัสข้อมูล 2 ประเภท

1. อัลกอริทึมแบบสมมาตร (Symmetric key algorithms)

การเข้ารหัสแบบสมมาตร เรียกอีกอย่างว่า Single-key algorithm หรือ one-key algorithm อัลกอริทึมแบบนี้เป็นการเข้ารหัสและถอดรหัสโดยใช้กุญแจรหัสตัวเดียวกัน คือ ผู้ส่งและผู้รับจะต้องมีกุญแจรหัสที่เหมือนกันเพื่อใช้ในการเข้ารหัสและถอดรหัส กุญแจที่เรียกนี้เรียกว่า กุญแจลับ (Secret key) อัลกอริทึมแบ่งย่อยออกได้เป็นอีก 2 ประเภท ได้แก่ แบบบล็อค (Block Algorithms) ซึ่งจะทำการเข้ารหัสทีละบล็อค (1 บล็อคประกอบด้วยหลายไบต์ เช่น 64 ไบต์ เป็นต้น) และแบบสตรีม (Stream Algorithms) ซึ่งจะทำการเข้ารหัสทีละไบต์อัลกอริทึมแบบนี้จะใช้กุญแจที่เรียกว่า กุญแจลับ (Secret key) ซึ่งมีเพียงหนึ่งเดียวเพื่อใช้ในการเข้าและถอดรหัสข้อความที่ส่งไป อัลกอริทึมยังสามารถแบ่งย่อยออกเป็น 2 ประเภท ได้แก่ แบบบล็อค (Block Algorithms) ซึ่งจะทำการเข้ารหัสทีละบล็อค (1 บล็อคประกอบด้วยหลายไบต์ เช่น 64 ไบต์ เป็นต้น) และแบบสตรีม (Stream Algorithms) ซึ่งจะทำการเข้ารหัสทีละไบต์

2. อัลกอริทึมแบบอสมมาตร (Asymmetric key algorithms)

อัลกอริทึมนี้จะใช้กุญแจสองตัวเพื่อทำงาน ตัวหนึ่งใช้ในการเข้ารหัสและอีกตัวหนึ่งใช้ในการถอดรหัสข้อมูลที่เข้ารหัสมาโดยกุญแจตัวแรก อัลกอริทึมกลุ่มสำคัญในแบบอสมมาตรนี้คือ อัลกอริทึมแบบกุญแจสาธารณะ (Public keys Algorithms) ซึ่งใช้กุญแจที่เรียกกันว่า กุญแจสาธารณะ (Public keys) ในการเข้ารหัสและใช้กุญแจที่เรียกกันว่า กุญแจส่วนตัว (Private keys) ในการถอดรหัสข้อมูลนั้น กุญแจสาธารณะนี้สามารถส่งมอบให้กับผู้อื่นได้ เช่น เพื่อนร่วมงานที่เราต้องการติดต่อด้วย หรือแม้กระทั่งวางไว้บนเว็บไซต์เพื่อให้ผู้อื่นสามารถดาวน์โหลดไปใช้งานได้ สำหรับกุญแจส่วนตัวนั้นต้องเก็บไว้กับผู้เป็นเจ้าของกุญแจส่วนตัวเท่านั้นและห้ามเปิดเผยให้ผู้อื่นทราบโดยเด็ดขาด

อัลกอริทึมแบบกุญแจสาธารณะยังสามารถประยุกต์ใช้ได้กับการลงลายมือชื่ออิเล็กทรอนิกส์ (ซึ่งเปรียบเสมือนการลงลายมือชื่อของเราที่ใช้กับเอกสารสำนักงานทั่วไป) การลงลายมือชื่อนี้จะเป็นการพิสูจน์ความเป็นเจ้าของและสามารถใช้ได้กับการทำธุรกรรมต่างๆ บนอินเทอร์เน็ต เช่น การซื้อสินค้า เป็นต้น วิธีการใช้งานคือ ผู้เป็นเจ้าของกุญแจส่วนตัวลงลายมือชื่อของตนกับข้อความที่ต้องการส่งไปด้วยกุญแจส่วนตัว แล้วจึงส่งข้อความนั้นไปให้กับผู้รับ เมื่อได้รับข้อความที่ลงลายมือชื่อมา ผู้รับสามารถใช้กุญแจสาธารณะ (ที่เป็นคู่ของกุญแจส่วนตัวนั้น) เพื่อตรวจสอบว่าเป็นข้อความที่มาจากผู้ส่งนั้นหรือไม่

แหล่งที่มา

กลับไปที่เนื้อหา

หน้าก่อนหน้า 1 / 6 หน้าต่อไป

คำสำคัญ

การสื่อสารข้อมูล, Data Communications,การถ่ายโอนข้อมูล,การแลกเปลี่ยนข้อมูล, ประเภทของช่องทางการสื่อสารข้อมูล, สัญญาณแอนะล็อก, สัญญาณดิจิตอล,รหัส,การสื่อสารข้อมูล,รหัสข้อมูล,การสื่อสารข้อมูล,การเข้ารหัส,รหัสข้อมูล,การสื่อสารข้อมูล,การเข้ารหัส,อัลกอริทึมสำหรับการเข้ารหัส

ประเภท

Text

ลิขสิทธิ์

สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี (สสวท.)

ผู้แต่ง หรือ เจ้าของผลงาน

วริกา คงควร

วิชา

เทคโนโลยี

ระดับชั้น

ม.4, ม.5, ม.6

กลุ่มเป้าหมาย

ครู, นักเรียน, บุคคลทั่วไป