เทคนิคการอินเตอร์เฟส

การอินเตอร์เฟซ คือ การลิงค์เชื่อมโยงระหว่าง 2 อุปกรณ์เข้าด้วยกัน โดยอุปกรณ์ที่นำมาลิงค์เพื่อเชื่อมโยงสื่อสารนั้น ไม่จำเป็นต้องมาจากผู้ผลิตรายเดียวกันเสมอไป อาจเป็นอุปกรณ์ต่างยี่ห้อ ต่างผู้ผลิต แต่สามารถนำมาใช้งานร่วมกันได้ ดังนั้นจึงต้องมีการกำหนดมาตรฐานเพื่อเป็นข้อกำหนดเฉพาะของอินเตอร์เฟซนั้นๆ ซึ่งประกอบด้วยข้อกำหนดต่างๆ ดังนี้

1. ข้อกำหนดทางกลไก ที่กล่าวถึงรูปทรงและขนาดของคอนเน็กเตอร์

2. ข้อกำหนดทางไฟฟ้า ที่กล่าวถึงความถี่ แอมพลิจูด และเฟสของสัญญาณที่คาดหมายไว้

3. ข้อกำหนดด้านฟังก์ชันการทำงาน ที่กล่าวถึงสายสัญญาณแต่ละเส้นมีหน้าที่อะไร

4. ข้อกำหนดด้านขั้นตอนการทำงาน ที่กล่าวถึงการควบคุมจังหวะและขั้นตอนการแลกเปลี่ยนข้อมูล

DTE-DCE อินเตอร์เฟส

DTE (Data Terminal Equipment) เป็นอุปกรณ์ที่ใช้สำหรับเป็นตัวส่งข้อมูลและตัวรับข้อมูล หรืออาจเป็นทั้งตัวส่งข้อมูลและตัวรับข้อมูลก็ได้ อุปกรณ์ที่ทำหน้าที่ในลักษณะของ DTE มักใช้แทนแหล่งกำเนิดข้อมูลต้นทางแหล่งแรก หรือแหล่งรับข้อมูลปลายทางแหล่งสุดท้าย เช่น คอมพิวเตอร์ (แหล่งกำหนดข้อมูลต้นทาง) หรือเครื่องพิมพ์ (แหล่งรับข้อมูลปลายทาง)

อุปกรณ์ DTE จะทำหน้าที่แปลงข้อมูลให้อยู่ในรูปแบบของสัญญาณเพื่อใช้สำหรับสื่อสาร เมื่อสัญญาณได้ส่งไปยังอุปกรณ์ DTE ปลายทางที่เป็นฝ่ายรับ ก็จะดำเนินการแปลงสัญญาณที่รับมานั้นให้อยู่ในรูปแบบของข้อมูลเหมือนกับที่ได้ส่งมา

ข้อเสียของการสื่อสารระหว่างอุปกรณ์ DTE ด้วยกัน คือ มีข้อจำกัดด้านการส่งผ่านข้อมูลบนระยะทางไกลๆ ดังนั้นหากมีความจำเป็นต้องส่งผ่านข้อมูลระยะไกล จำเป็นต้องพึ่งพาอุปกรณ์ที่เรียกว่า DCE เข้ามาช่วย

DCE (Data Circuit-terminating Equipment) เป็นอุปกรณ์ที่ใช้เชื่อมต่อระหว่างอุปกรณ์ DTE ในกรณีที่ต้องการสื่อสารระยะไกล โดยปกติหมายถึง โมเด็ม

โมเด็ม (Modem)   มาจากรากศัพท์ของคำว่า  "Modulator / Demodulator"  ซึ่งหมายถึงอุปกรณ์ที่ทำหน้าที่ มอดูเลตและดีมอดูเลต  กล่าวคือแปลงสัญญาณกลับไปกลับมาระหว่างสัญญาณอานะลอกกับสัญญาณดิจิตอล  โมเด็มเป็นอุปกรณ์ที่เราจะใช้เมื่อมีการติดต่อระหว่าง คอมพิวเตอร์กับอุปกรณ์รอบข้างที่อยู่ในระยะไกล  เช่น เครื่องพิมพ์และคอมพิวเตอร์  เป็นต้น  เราก็จะต้องทำการแปลงสัญญาณดิจิตอลจากคอมพิวเตอร์ให้เป็นสัญญาณ อานะลอกเพื่อจะใช้ส่งข้อมูลผ่านทางสายโทรศัพท์และเมื่อถึงด้านรับก็จะแปลงสัญญาณอานะลอก ที่ได้รับให้กลับมาเป็นสัญญาณดิจิตอลเหมือนเดิม  การแปลงทั้งสองครั้งนี้จำเป็นต้องใช้โมเด็มสัญญาณ ที่ส่งผ่านไปตามช่องทางการส่งข้อมูลแบ่งได้เป็น  2  ลักษณะคือ

1.สัญญาณชนิดดิจิตอล   (ส่งเป็นรหัสเลขฐาน คือ  0, 1 )

2.สัญญาณชนิดอะนาลอก  (ส่งสัญญาณแบบต่อเนื่อง) 

โมเด็มมี หน้าที่สำคัญ โดยจะทำการแปลงสัญญาณคอมพิวเตอร์ซึ่งเป็นสัญญาณดิจิตอล ให้สามารถเชื่อมต่อคอมพิวเตอร์ที่อยู่ระยะทางไกล ๆ ให้สื่อสารกันได้ผ่านสายโทรศัพท์ ตามปกติ สัญญาณดิจิตอล นั้นมีข้อดีคือสามารถส่งข้อมูลได้รวดเร็ว และมีบทบาทการตรวจสอบที่ดี แต่ข้อเสียอันสำคัญของสัญญาณดิจิตอลก็คือ หากมีการส่งไปในระยะทางไกล ๆ แล้วจะทำให้สัญญาณเกิดความผิดเพี้ยนไปจากเดิม ในขณะที่ สัญญาณแอนะล็อกนั้นมีข้อดีคือสามารถส่งได้ในระยะทางไกล แต่ข้อเสียก็คือเกิดสัญญาณรบกวนได้ง่าย

จะแปลงสัญญาณดิจิตอลให้เป็นสัญญาณแอนะล็อก หรือแปลงสัญญาณคอมพิวเตอร์ให้เป็นสัญญาณโทรศัพท์นั่นเอง โดยทั้งภาคส่งและภาครับสามารถแปลงสัญญาณไปมาได้ พิจารณาจากรูปที่ 3.41 จะเห็นได้ว่า ภาคส่งสัญญาณดิจิตอลไป จากนั้นโมเด็มก็จะทำการแปลงสัญญาณข้อมูลไปเป็นสัญญาณแอนะล็อก เพื่อส่งไปตามชุมสายโทรศัพท์และไปยังปลายทางทีต้องการ เมื่อโมเด็มปลายทางได้รับข้อมูลแล้ว ก็จะแปลงสัญญาณแอนะล็อกไปเป็นสัญญาณดิจิตอลส่งให้กับคอมพิวเตอร์ต่อไป

พื้นฐานการทำงานของโมเด็ม

ระบบโทรศัพท์ในประเทศไทย ส่วนใหญ่ยังคงใช้สัญญาณแอนะล็อกในการส่งข้อมูล และในการส่งข้อมูลดิจิตอลจากเครื่องคอมพิวเตอร์บนสายโทรศัพท์ จึงจำเป็นต้องมีการแปลงข้อมูลดิจิตอลให้เป็นสัญญาณแอนะล็อกซึ่งเรียกกกระบวนการนี้ว่า การมอดูเลต เทคนิคการมอดูเลตจะทำการแปลงข้อมูลดิจิตอลให้เป็นสัญญาณแอนะล็อกด้วยการเข้ารหัสข้อมูลดิจิตอล ทั้งนี้เพื่อให้สัญญาณดิจิตอลเหล่านั้น สามารถส่งผ่านตัวกลางที่ออกแบบมาใช้งานกับสัญญาณแบบแอนะล็อกได้ โดยเทคนิคการมอดุเลตที่นิยมคือ เทคนิค ASK , FSK และ PSK

โมเด็มสมัยใหม่นี้ในปัจจุบันได้มีการรวมเทคนิคการมอดุเลตหลาย ๆ วิธีเพื่อแปลงข้อมูลดิจิตอลไปเป็นสัญญาณแอนะล็อก เมื่อสัญญาณแอนะล็อกที่ได้เข้ารหัสไว้เป็นที่เรียบร้อยถูกส่งไปตามสายโทรศัพท์ และเมื่อถึงโมเด็มปลายทางก็จะทำการแปลงสัญญาณแอนะล็อกไปเป็นสัญญาณดิจิตอล เพื่อส่งให้กับคอมพิวเตอร์ปลายทาง โดยกระบวนการนี้เราเรียกว่า การดีมอดูเลต

อัตราการส่งข้อมูลของโมเด็ม

อีกคุณสมบัติหนึ่งของโมเด็มที่สำคัญคือ อัตราสูงสุดที่สามารถถ่ายโอนข้อมูล โดยแต่เดิมนั้นโมเด็มจะมีความเร็วที่อัตรา 9,600 bps , 14,400 bps หรือ 33,600 bps ซึ่งแล้วแต่มาตรฐานนั้น ๆ แต่ในปัจจุบันได้มีการกำหนดมาตรบานของโมเด็มให้เป็นไปตามมาตรฐานเดียวกันเพื่อความเป็นสากล และสร้างความสะดวกต่อผู้ใช้งาน รวมถึงเพื่อยุติความสับสนในเรื่องของมาตรบาน โดยมาตรฐานดังกล่าวคือ มาตรฐาน V.90 ที่มีอัตราความเร็วอยู่ที่ 56,00 bps หรือ 56 Kbps หรือเรียกสั้น ๆ ว่า 56 K จึงส่งผลให้มาตรฐานอื่น ๆ จำเป็นต้องอัปเกรดเป็นมาตรฐาน V .90 ทั้งหมด

มาตราฐานการปฏิบัติงาน ( Standard Telephone Operations )

โมเด็มยุคใหม่ในปัจจุบันจะมีคุณสมบัติเป็นไปตามมาตรฐานของระบบโทรศัพท์ กลุ่มหน้าที่การปฏิบัติงานต่าง ๆ ประกอบด้วย

1. การตอบรับอัตโนมัติ

หมายถึงโมเด็มจะรับสายที่โทรเข้ามาโดยอัตโนมัติเมื่อได้รับสัญญาณเรียกบนสาย

·         การหมุนโทรศัพท์อัตโนมัติ

หมายถึง โมเด็มสามารถหมุนโทรศัพท์เพื่อทำการดทรออกได้อัตโนมัติ รวมทั้งสนับสนุนรหัสพิเศษเพื่อใช้ในการโทรออก เช่น บางสำนักงานใช้โทรศัพท์ภายในเพื่อการติดต่อสื่อสารภายในสำนักงาน หากต้องการโทรออกจำเป็นต้องกดเลข 9 เพื่อตัดสายภายในให้สามารถโทรออกนอกพื้นที่ได้ และรวมถึงการใช้รหัสพื้นที่นำหน้าตัวเลขตามแต่ละจังหวัด เป็นต้น

·         การยกเลิกการติดต่ออัตโนมัติ

หมายถึง โมเด็มสามรารถยกเลิกการติดต่อ และรีเซตตัวเองให้อยู่ในสภาวะพร้อมใช้ปกติเช่นเดิม เมื่อได้ตรวจพบว่าสัญญาณที่สื่อสารนั้นได้หลุดจากกัน

·         การโทรซ้ำอัตโนมัติ

หมายถึง โมเด็มจะพยายามโทรซ้ำเพื่อติดต่ออีกครั้ง หากเบอร์ที่โทรนั้นสายไม่ว่าง หรือโทรเบอร์ใหม่ที่ทำการกำหนดเบอร์สำรองไว้ ในกรณีที่สายแรกไม่ว่าง

โมเด็มแบบภายในและภายนอก

( Internal and External Modems )

โมเด็มมีทั้งแบบการ์ดที่เป็นแผงวงจร ใช้สำหรับเสียบเข้ากับสล็อตบนเมนบอร์ดภายในเคสคอมพิวเตอร์ ซึ่งเรียกว่าโมเด็มแบบภายใน ในขณะที่โมเด็มแบบภายนอก จะมีลักษณะเป้นกล่องเล็ก ๆ ที่มีสาย RS -232 ไว้สำหรับเชื่อมต่อเข้ากับพอร์ตอนุกรมของเครื่องพีซี แต่ในปัจจุบันก็มีโมเด็มที่เป็นแบบยูเอสบี และพอร์ตแบบไฟร์ไวร์ มาเป็นตัวเลือกให้ใช้งานด้วยแล้ว โดยข้อดีและข้อเสียของโมเด็มแบบภายในและภายนอกแสดงได้ดังนี้

โมเด็มแบบภายใน

ข้อดี

·         มีราคาถูก

·         ไม่ต้องมีอะแดปเตอร์ต่อเข้ากับไฟบ้าน เนื่องจากใช้กระแสไฟฟ้าจากเมนบอร์ดของคอมพิวเตอร์โดยตรง

·         ไม่เปลืองเนื้อที่ เพราะการ์ดโมเด็มเสียบไว้ในเครื่องคอมพิวเตอร์

·         ไม่ต้องใช้สายสายเคเบิลในการเชื่อมต่อ

ข้อเสีย

·         การติดตั้งจำเป็นต้องเซตค่า IRQ ให้ตรง ต้องไม่ขัดแย้งหรือ Confict กับอุปกรณ์อื่น

·         ยากต่อการเคลื่อนย้าย เนื่องจากต้องเปิดฝาเครื่อง

·         บนเมนบอร์ดต้องมีสล็อตเหลืออย่างน้อยหนึ่งสล็อตเพื่อติดตั้งการ์ด และต้องเป็นสล็อตที่เป็นชนิดเดียวกับการ์ด

·         ไม่มีไฟแสดงสถานการณ์ทำงานของโมเด็ม

·         หากโมเด็มหยุดการทำงานหรือแฮงก์ จำเป็นต้องบูตเครื่องใหม่

 

โมเด็มแบบภายนอก

ข้อดี

·         ไม่ต้องกังวลเรื่องสล็อตภายในเคสว่าจะมีสล็อตว่างหรือไม่

·         สะดวกต่อการเคลื่อนย้าย เช่น นำไปใช้กับเครื่องคอมพิวเตอร์เครื่องอื่น หรือนำไปใช้งานกับเครื่องโน็ตบุ๊คคอมพิวเตอร์ด้วยการเชื่อมต่อเข้ากับพอร์ตอนุกรม

·         มีไฟแสดงสถานะ ในขณะที่โมเด็มทำงาน

·         หากโมเด็มหยุดการทำงานหรือแฮงก์ สามารถรีเซตด้วยสวิสต์จากตัวโมเด็มโดยตรง ซึ่งไม่จำเป็นต้องบูตเครื่องหรือปิดโปรแกรมใด ๆบนเครื่องคอมพิวเตอร์

·         ติดตั้งง่ายกว่าเพราะไม่ต้องกังวลเรื่อง IRQ

ข้อเสีย

·         มีราคาสูงกว่า

·         ต้องใช้แหล่งจ่ายไฟต่างหาก โดยจะมีอะแดปเตอร์เสียบต่อเข้ากับไฟบ้าน

·         เปลืองเนื้อที่และต้องมีสายเคเบิลเพื่อเชื่อมต่อกับพอร์ตที่ใช้งาน

นอกจากนี้ก็ยังมีโมเด็มที่เป็นแบบพีซีการ์ด หรือ PCMCIA ที่ใช้กับเครื่องคอมพิวเตอร์โน๊ตบุ๊คซึ่งเป็นชนิดแบบ Type II เป็นต้น