สายสัญญาณสำหรับกล้องวงจรปิด

ในการส่งข้อมูลเพื่อทําการติดต่อสื่อสารระหว่างเครื่องคอมพิวเตอร์ และกล้องวงจรปิด หรืออุปกรณ์นั้น จะต้องแปลงข้อมูล ที่ต้องการส่งให้อยู่ในรูปของ “สัญญาณ (Signal)” เพื่อให้สามารถส่งไปในตัวกลางที่เป็นช่องทางการสื่อสารได้ โดยสามารถแบ่งสัญญาณกล้องที่ใช้ในการสื่อสารได้เป็น 2 ชนิดคือ สัญญาณอะนาล็อก และสัญญาณดิจิตอล

 

สายสัญญาณสำหรับกล้องวงจรปิด

สัญญาณอะนาล็อก (Analog Signal)

สัญญาณอะนาล็อก คือ สัญญาณที่อยู่ในรูปแบบของคลื่น (Waveform) ที่มีความต่อเนื่องกัน มีการ เปลี่ยนแปลงระดับของสัญญาณขึ้น-ลงตามขนาดของสัญญาณกล้องวงจรปิด (Amplitude) และมีความถี่ (Frequency) ที่เรียกว่า “เฮิร์ตซ (Hertz: Hz)” เช่น เสียงพูด (Voice) กระแสไฟฟ้าสลับ

ข้อเสียของสัญญาณอะนาล็อก คือ เมื่อส่งสัญญาณในระยะทางไกลๆ จะทําให้กําลังของสัญญาณอ่อนลง เรื่อยๆ ดังนั้น จึงต้องมีเครื่องขยายสัญญาณ (Amplifier) เพื่อเพิ่มกําลังให้กับสัญญาณ แต่อาจถูกรบกวน จากสัญญาณอื่นได้ (Noise) ทําให้ต้องเพิ่มวงจรกรองสัญญาณ (Filter) เพื่อกรองเอา Noise ออก

สัญญาณดิจิตอล (Digital Signal)

สัญญาณดิจิตอล หรือเรียกว่า “สัญญาณพัลซ์ (Pulse Signal)” คือ สัญญาณที่มีระดับของสัญญาณ เพียง 2 ระดับ คือ สูงและต่ํา การเปลี่ยนระดับสัญญาณจะไม่มีความต่อเนื่องกัน โดยปกติแล้วระดับสูง จะแทนด้วยตัวเลข 1 และระดับต่ําจะแทนด้วย 0

ข้อเสีย ของสัญญาณดิจิตอล คือ เมื่อระยะทางในการส่งข้อมูลเพิ่มขึ้น จะทําให้สัญญาณดิจิตอลจางหายไป (เปลี่ยนจาก 1 เป็น 0) ดังนั้นจึงจําเป็นต้องใช้เครื่องทวนสัญญาณ (Repeater) ในการกู้สัญญาณข้อมูล คืนมาแล้วจึงส่งสัญญาณออกไปใหม่

 

 

ทิศทางการรับ-ส่งข้อมูล

ทิศทางในการรับ-ส่งข้อมูลสามารถแบ่งได้เป็น 3 ทาง คือ แบบทางเดียว (Simplex) แบบทางใดทางหนึ่ง (Halfduplex) และแบบสองทาง (Ful-duplex)

แบบทางเดียว (Simplex)

เป็นการสื่อสารที่ผู้ส่งสามารถส่งข้อมูลได้เพียงทางเดียวเท่านั้น ผู้รับไม่สามารถส่งข้อมูลตอบกลับมาได้ โดยจะ อาศัยช่องทางการสื่อสารที่อนุญาตให้ส่งข้อมูลได้เพียงทางเดียว เรียกการส่งข้อมูลในลักษณะนี้ว่า “One-way Communication” เช่น การกระจายเสียงทางวิทยุ และการแพร่ภาพทางโทรทัศน์ เป็นต้น

แบบทางใดทางหนึ่ง (Half-Duplex)

เป็นการสื่อสารที่แต่ละฝ่ายสามารถรับ-ส่งข้อมูลได้ แต่จะไม่สามารถทําได้ในเวลาเดียวกัน โดยเมื่อฝังส่ง ทําการส่งข้อมูล ฝั่งรับจะสามารถรับข้อมูลได้เพียงอย่างเดียว ไม่สามารถตอบกลับได้จนกว่าฝั่งส่งหยุดส่ง ข้อมูล

ซึ่งในสถานการณ์นี้ทางฝั่งรับก็จะกลายเป็นฝั่งส่ง และทางฝั่งส่งก็จะกลายเป็นฝั่งรับแทน เช่น การใช้ วิทยุสื่อสารของตํารวจ กระดานสนทนา (Webboard) หรืออีเมล์ เป็นต้น

แบบสองทาง (Full-Duplex)

เป็นการสื่อสารที่สามารถรับส่งข้อมูลได้พร้อมกันทั้งสองทาง โดยแม้ในขณะที่ฝั่งส่งกําลังส่งข้อมูลอยู่ ฝั่งรับ ก็สามารถส่งข้อมูลได้เช่นกัน ตัวอย่างเช่น การคุยโทรศัพท์ ห้องสนทนา (Chat Room) เป็นต้น

ช่องทางการสื่อสารข้อมูล

ช่องทางการสื่อสาร (Communication Channel) หมายถึง สื่อกลางการส่งผ่านข้อมูลระหว่างอุปกรณ์ 2 ชนิด โดยความเร็วในการสื่อสารข้อมูลจะขึ้นอยู่กับปัจจัยพื้นฐาน 2 ประการ คือ ความกว้างของช่องสัญญาณและชนิดของข้อมูล ซึ่งคําว่า “ความกว้างของช่องสัญญาณ (Bandwidth)”

อาจเปรียบได้กับความกว้างของถนน และ “ชนิดของข้อมูล อาจเปรียบได้กับชนิดของรถยนต์ ดังนั้น การที่ช่องทางการสื่อสารมีแบนด์วิธมาก ก็เท่ากับถนนมีหลายเลน รถยนต์สามารถ วิ่งผ่านไปมาได้มากและรวดเร็ว แต่หากมีแบนด์วิธน้อยก็เท่ากับถนนมีน้อยเลน รถยนต์วิ่งผ่านไปมาได้น้อยและช้า

นอกจากนี้ ชนิดของข้อมูลก็ถือว่าเป็นปัจจัยสําคัญอีกประการหนึ่งที่ส่งผลต่อความเร็วในการสื่อสาร กล่าวคือ ข้อมูลที่เป็นข้อความ จะมีขนาดเล็กทําให้การส่งผ่านข้อมูลไปมาสะดวกรวดเร็ว

แม้จะมีแบนด์วิธน้อยก็ตาม แต่มีแบนด์วิธกว้าง แต่ชนิดข้อมูลกลับเป็นไฟล์วิดีโอซึ่งมีขนาดใหญ่มาก ก็จะทําให้ส่งผ่านข้อมูลได้ช้า ช่องทางการติดต่อสื่อสารแบ่งออกได้เป็น 2 ชนิด คือ

1.แบบมีสาย (Physical Wire) เป็นช่องทางที่ใช้ “สายสัญญาณ (Transmission Medium)” เป็นตัวกลางใน การรับ-ส่งข้อมูล เช่น Twisted-pair, Coaxial Cable และเคเบิลใยแก้วนําแสง (Fiber-optic Cable) เป็นต้น

2. แบบไร้สาย (Wireless) เป็นช่องทางที่ใช้คลื่นแสงเป็นตัวกลาง เช่น คลื่นไมโครเวฟ (Microwave)คลื่นสัญญาณดาวเทียม (Satellite) แสงอินฟราเรด (Infrared) คลื่นวิทยุ (RadIU) และเซลลูลาร์ เป็นต้น

 

 

ช่องทางการสื่อสารแบบมีสาย (Physical Wire)

ปัจจุบันสายสัญญาณหรือเคเบิลที่นิยมใช้ มีดังนี้

• Twisted-Pair Wire

หรือ “สายคู่บิดเกลียว” เป็นสายโทรศัพท์ที่ใช้ในระบบโทรศัพท์ทั่วไป สามารถส่งสัญญาณเสียงหรือ ดิจิตอลก็ได้ขึ้นอยู่กับชนิดของสาย มีลักษณะเป็นสายทองแดง 2 เส้น แต่ละเส้นมีฉนวนหุ้ม

พันกันเป็นเกลียวและเก็บอยู่ภายในเปลือกหุ้มเดียวกัน การบิดเกลียวสายในลักษณะนี้ จะช่วยลดสัญญาณรบกวนได้ ยิ่งมีการบิดเกลียวสายภายในมากเท่าใดจะยิ่งเพิ่มความต้านทานต่อการรบกวนได้มากนะ

ในระบบเครือข่ายที่มีการรับ-ส่งข้อมูลมากๆ ไม่นิยมใช้สายโทรศัพท์ แต่นิยมใช้สายคู่บิดเกลียวที่มีทอง 8 เส้น ซึ่งแบ่งได้เป็น 2 ชนิด ได้แก่

– สายคู่บิดเกลียวแบบมีฉนวนหุ้ม (Shielded Twisted Pair: STP) เพื่อป้องกันสัญญาณรบกวนเป็น พิเศษ ช่วยให้ส่งข้อมูลได้มากขึ้น มีระยะทางส่งข้อมูลประมาณ 600 – 800

– สายคู่บิดเกลียวแบบไม่มีฉนวน (Unshielded Twisted Pair: UTP) เป็นสายคู่บิดเกลียวแบบไม่มี ฉนวนหุ้มเป็นพิเศษ มีระยะทางในการส่งประมาณ 400 – 600 เมตร นิยมใช้ในห้องปฏิบัติการหรือ ห้องเรียน

สายสัญญาณนี้ถือว่าเป็นสายมาตรฐานที่ใช้ในเครือข่ายคอมพิวเตอร์ในปัจจุบัน สามารถส่งข้อมูลได้ 14.4 KB (กิโลบิตต่อวินาที) ถึง 100 Mbps (เมกะบิตต่อวินาที) ขึ้นอยู่กับระยะทาง

ข้อดี ของสายคู่บิดเกลียว คือ ราคาถูก เสียค่าใช้จ่ายในการติดตั้งน้อย และมีใช้อย่างกว้างขวางในระบบ โทรศัพท์ทั่วไป

ข้อเสีย อัตราเร็วในการส่งข้อมูลจะน้อยกว่าสายสัญญาณแบบอื่น และมีข้อจํากัดเรื่องความยาวของสาย สัญญาณ

 

 

Coaxial Cable

หรือสายเคเบิลทีวีที่ใช้ในบ้านทั่วไป มีลักษณะเป็นสายทองแดงเดี่ยวอยู่ตรงกลาง และหุ้มด้วยวัสดุที่ ทําหน้าที่เป็นฉนวน เพื่อลดสัญญาณรบกวนและส่งข้อมูลได้ดีกว่าสาย Twisted Pair แต่ก็มีราคาแพงกว่า เช่นกัน

ดังนั้น จึงนิยมใช้สายชนิดนี้ในจุดเชื่อมต่อที่มีความสําคัญ โดยมีความเร็วในการส่งข้อมูลสูงสุดถึง 200 Mbps สาย Coaxial แบ่งตามลักษณะของสายได้เป็น 2 ชนิด ได้แก่

– โคแอกเชียลบาง (Thin Coaxial หรือ 10Base2) มีลักษณะคล้ายกับสายที่ใช้นําสัญญาณเคเบิลทีวี มีลักษณะเป็นสายทองแดงเดี่ยวหรือแกนลวดถักอยู่ตรงกลางมีการลดทอนสัญญาณน้อย

-โคแอกเชียลหนา (Thick Coaxial หรือ 10Base5) มีสายทองแดงเดี่ยวอยู่ตรงกลางถูกหุ้มด้วยฉนวน จากนั้นจึงหุ้มด้วยฉนวนและเปลือกนอกอีกครั้ง

หากแบ่งตามลักษณะของสัญญาณที่ส่ง จะสามารถแบ่งสายโคแอกเชียลได้เป็น 2 ชนิด ได้แก่ Baseband Coax ที่ใช้ในการส่งสัญญาณดิจิตอล และ Broadband Coax ซึ่งใช้ในการส่งสัญญาณอะนาล็อก

ข้อดี ของสาย Coaxial คือ ส่งข้อมูลได้เร็วและมีสัญญาณรบกวนน้อยกว่า Twisted Pair

ข้อเสีย ต้องระมัดระวังในการเดินสายสัญญาณ เนื่องจากสาย Coaxial ไม่สามารถโค้งงอได้เท่ากับสาย

เคเบิลใยแก้วนําแสง (Fiber-Optic Cable)

สาย Twisted Pair และ Coaxial จะมีสายทองแดงหนึ่งเส้นอยู่ตรงกลาง เพื่อทําหน้าที่นํากระแสไฟฟ้าแต่สําหรับเคเบิลใยแก้วนําแสง จะใช้แท่งแก้วที่มีลักษณะทรงกระบอกอยู่ตรงกลางแทน และใช้วิธีการส่ง ข้อมูลด้วยแสงแทนกระแสไฟฟ้า

เคเบิลใยแก้วนําแสง ประกอบด้วยเส้นแก้วที่มีความบางมาก เรียกว่า “Core” หลายร้อยเส้น โดยแต่ละ มีเส้นผ่าศูนย์กลางประมาณเส้นผมมนุษย์ และถูกห่อหุ้มด้วยแท่งแก้วที่เรียกว่า “Cladding”

โดยทั้ง Core และ Cladding จะถูกห่อหุ้มด้วยเปลือก (Coat) เพื่อป้องกันแสงหักเหออกไปข้างนอก และหุ้มด้วยเปลือก นอกอีกชั้นหนึ่งเพื่อป้องกันอันตรายที่อาจเกิดกับตัวสายเคเบิล

ข้อดี ของสายเคเบิลใยแก้วนําแสง คือ ส่งข้อมูลที่มีปริมาณมากได้อย่างรวดเร็ว ข้อมูลที่ได้รับจึงมีความน่า เชื่อถือ สัญญาณรบกวนน้อย มีความปลอดภัยต่อข้อมูล เนื่องจากไม่มีการแพร่สัญญาณออกไปภายนอก

ข้อเสีย ไม่สามารถโค้งงอสายเคเบิลใยแก้วได้ตามความต้องการ ดังนั้น การเดินสายจึงต้องอาศัยผู้เชี่ยวชาญ ส่วนค่าใช้จ่ายในการติดตั้งนั้นค่อนข้างสูง

ปัจจุบันหลายประเทศหันมาใช้เคเบิลใยแก้วนําแสงแทนสายโทรศัพท์หรือสายโคแอกเชียลแล้ว และบางองค์กรยังใช้สายชนิดนี้เป็น Backbone หรือโครงสร้างหลักของระบบเครือข่ายอีกด้วย

Related link :  ลวดสำหรับทำรั้วไฟฟ้า     อุปกรณ์ติดตั้งสัญญาณกันขโมย