หนวยท3เรองหลกการสอสารทางสาย

หลกการสอสารทางสาย

• สายสงสญญาณ

หลกการสอสารทางสาย

• สายเดยว(Single Line)• ใชสายสงสญญาณเพยงเสนเดยวตอ

ระหวางเครองสงกบเครองรบ สายอก

เสนหนงถกตอลงกราวดเพอใหครบ

วงจร สายสงสญญาณชนดนใชงาน

ไดดกบความถตาๆ

หลกการสอสารทางสาย

• สายตเกลยว (Twist Pair Line)

• ใชสายตวนาแตละเสนหมฉนวน

จานวน 2 เสนมาตเกลยวตลอดสาย

ฉนวนทใชเปนพวกโพลไวนลคอลไรด

(Polyvinychloride) หรอ

PVC สายสงสญญาณชนดใชงานไดดกบความถตา

หลกการสอสารทางสาย

• สายสองเสนคขนาน (Parallel Two-Wire Line)

• ใชสายสงสญญาณ 2 เสนวางขนานกน วางหางเทากนตลอดความยาว โดยใชฉนวนคนไวเปนระยะ ๆ หางเทากนโดยตลอดฉนวนทอยโดยรอบเปนอากาศ ทาใหเกดการสญเสยพลงงานสงขณะใชงาน จงเปลยนฉนวนมาเปนพวกทใหการสญเสยนอยกวา เชนหมดวยฉนวนโพลเอตไตรน (Polyestyrene) ไดสายชนดใหมเรยกวาสายรบบอนเสนค (Two-Wire Ribbon) นยมเรยกวาสายทวนลด(Twin Lead) สายสงสญญาณชนดทใชงานไดดทความถตา เชนเดยวกน ทความถสงจะใหการสญเสยจากการแพรกระจายคลน(Radiation Loss) สง

หลกการสอสารทางสาย

• สายโคแอกเชยล(Coaxial Line)

• เปนสายสงสญญาณทมสายตวนา 2 เสนวางซอนกนอย ตวนาตอนกลางเปนลวดตวนามฉนวนหมและหมตวนาซอนทบโดยรอบอกชนในลกษณะสายชลด (Shield Line)เปนสายสงสญญาณทนยมใชงานมากกบความถสงยาน VHF และUHF เพราะมคาการสญเสยจากการแพรกระจายคลนตา

หลกการสอสารทางสาย

• สายคมกาบง (Shield Pair Line)

• เปนสายสงสญญาณทมสายตวนา 2 เสนวางขนานกน หมดวยฉนวน และหมดวยตวนาถาเปนชลดซอนทบโดยรอบอกชน ชวยปองกนการแพรกระจายคลนแมเหลกไฟฟาออกไปภายนอก และปองกนการรบกวนของสญญาณไฟฟาจากภายนอก ใชเปนสายสงสญญาณความถสง

หลกการสอสารทางสาย

• สายแบบทอน (Strip Line)• เปนสายสงสญญาณทมสายตวนา 2

เสนวางซอนกนอยคลายกบสายโค

แอกเชยล ตวนาตอนกลางเปนลวด

ตวนามฉนวนหมและหมดวยทอ

ตวนาซอนทบโดยรอบอกชน ทาให

สนามแมเหลกไฟฟาถกกาหนด

ขอบเขตในการเคลอนทและไม

แพรกระจายออกมาภายนอก ใชงาน

ไดดกบความถสงมาก ๆ

หลกการสอสารทางสาย

• เวฟไกด (Wave Guide)• เปนสายสงสญญาณแบบทอนาคลน

ภายในทอนาคลนกลวง ผวดานใน

ของทอนาคลนถกเคลอบดวยวสด

ตวนาไฟฟาไดดเพอใหคลน

แมเหลกไฟฟาเดนทางผานไดสะดวก

ใชงานไดดกบคลนไมโครเวฟ

คณสมบตของสายสงสญญาณ

• แบบคาคงททางปฐมภม

• คณสมบตทมผลทางไฟฟา มองไมเหน แตผลทแสดงออกมาเหมอนมคาความจ(Capacitance : C) คาความตานทาน (Resistance : R) คาความเหนยวนา (Inductance : L)และคาความนา (Conductance : G) เปนคณสมบตเฉพาะของสายทปรากฏอยบนคสายทผลตขนมา โรงงานผผลตเปนผตรวจวดและบอกคาตาง ๆ มาให คาทบอกคดเทยบตอหนวยความยาว เชน Ω/m , pF/m , µH/m และ Ʊ/m

คณสมบตของสายสงสญญาณ

• แบบคาคงททางทตยภม• การกาหนดคาคงทตาง ๆ โดยใช

หลกการคานวณจากคาสวนประกอบตาง ๆ ทเปนจรง ถอไดวาเปนสงสาคญเบองตนของวชาในแขนงน คาตาง ๆ ของคาคงททางทตยภม

• อมพแดนซประจาตวของสาย(CharacterisitcImpedance) หรอZO เปนคาอมพแดนซทเกดขนในสายสงสญญาณ จะมคาเฉพาะประจาตวของสายสงแตละแบบแตละชนด มหนวยเปน Ω

• คาคงทการลดทอนตอหนวยความยาว(Attenuation Constant per Unit Length) หรอ α เปนคาการลดทอนของสญญาณทเกดบนสายสงสญญาณตอหนวยความยาว เชน dB/m เปนตน คา α น เปลยนแปลงได

คณสมบตของสายสงสญญาณ

• แบบคาคงททางทตยภม

• การกาหนดคาคงทตาง ๆ โดยใชหลกการคานวณจากคาสวนประกอบตาง ๆ ทเปนจรง ถอไดวาเปนสงสาคญเบองตนของวชาในแขนงน คาตาง ๆ ของคาคงททางทตยภม

• คาคงททางเฟส (Phase Constant) หรอ β เปนคาความแตกตางทางเฟสของแรงดนทตนทางกบปลายทาง ตรงทเฟสเกดการเปลยนแปลงไป เนองมาจากความยาวของสายสงสญญาณ มหนวยเปนเรเดยนตอเมตร (Rad/m)

• ตวประกอบของความเรว(Velocity Factor) หรอ Vƒ เปนคาความเรวของคลนแมเหลกไฟฟาทเคลอนทดวยความเรวลดลงในสายสงเมอเทยบกบการเคลอนทในอากาศ

การเดนทางของคลนสญญาณในสาย

• การสอสานทางสาย เมอสงผาน

คลนสญญาณไปตามสายจะเกด

กระแส (I) และแรงดน (V) บนสายสงสญญาณ การทางานคอกระแส

และแรงดนเกดการเคลอนทไปและ

กลบครบวงจร

การเดนทางของคลนสญญาณในสาย

• ประเภทของสายสงแบงตามลกษณะการใชงานได 2 ประเภท

• สายไมตอบสนอง (NonresonantLine) และสายตอบสนอง(Resonant Line)

• สายไมตอบสนอง หรอสายไมปรบจน(Untuned Line) เปนสายชนดทมความยาวเทากบอนนต (∞ ) คาอมพแดนซ (Z) ทก ๆ จดบนคสายเทากนตลอด มคาเทากบคาอมพแดนซประจาตวของสาย (ZO) หรอ Z I = ZO

• เมอสายยาว ∞ แตถาสายยาวไมถงอนนต (∞ ) ตองใชตวตานทานบรสทธ (R) มคาความตานเทากบZO ตอทปลายสายสง จะได Z I = ZO = ZL (Load Impedance)

การเดนทางของคลนสญญาณในสาย

• 1. โหลดดดซมพลงงานไดทงหมด

• 2. สญญาณของแรงดน (V) และ

กระแส (I) บนสายสงสญญาณ จะม

เฟสเดยวกนตลอดสายสง

• 3. ไมเกดการสญเสยพลงงานจาการแพรกระจาย เกดเพยงการสญ เสย

ความถวทยจากความตานทาน

ภายในสายสง (RF Resistance Loss)

การเดนทางของคลนสญญาณในสาย

• สายตอบสนอง หรอสายปรบจน

(Tuned Line) เปนสายชนดมความยาวเพยงเลกนอยไมถงอนนต

ถกตอดวยโหลด ZL คาตาง ๆ เชน

ตวเหนยวนา (L) ตวเกบประจ (C) หรอตวตานทาน (R) มคา

อมพแดนซไมเทากบ ZO

• 1. คาอมพแดนซ Z I ≠ ZO ≠ ZLทาใหเกดการสะทอนกลบของ

อมพแดนซจาก ZL มายง Z I ในลกษณะตาง ๆ ตามความยาวของ

สายสงสญญาณทใชงาน

• 2. เกดคลนนง (Standing Wave) ของแรงดน (V) และ

กระแส (I)บนสายสงสญญาณ เปนเพราะโหลดดดซมเกบพลงงานไวไม

หมด คลนนงแสดง

การเดนทางของคลนสญญาณในสาย

• สายตอบสนอง หรอสายปรบจน

(Tuned Line) เปนสายชนดมความยาวเพยงเลกนอยไมถงอนนต

ถกตอดวยโหลด ZL คาตาง ๆ เชน

ตวเหนยวนา (L) ตวเกบประจ (C) หรอตวตานทาน (R) มคา

อมพแดนซไมเทากบ ZO

ลกษณะการเชอมโยงเพอสอสารขอมล

• แบบจดตอจด(Point-to-Point)

• เปนการเชอมโยงแบบพนฐานทสด

โดยตอเชอมเครองรบ-สงขอมล

ขาวสาร 2 เครอง เขาดวยกนดวยสายสงสญญาณโดยไมจากดความ

ยาวของสายสงสญญาณ เชนอาจ

เพยง 5-6 เมตร หรออาจยาวถงเปน

1,000 กโลเมตรขนไป

ลกษณะการเชอมโยงเพอสอสารขอมล

• แบบดาว (Star) • เปนการเชอมโยงเครอขายสอสาร

ขอมลทนยมใชกนแบบหนง มศนยกลางการควบคมระบบหรอศนยกลางบรการอยสวนกลางระบบ และเชอมโยงสายสงสญญาณจากศนยกลางไปยงจดตางๆโดยรอบ

• ไดแก ระบบโทรศพท มชมสายโทรศพทเปนศนยกลาง มผใชโทรศพทตามบานเปนจดตอปลายทาง

ลกษณะการเชอมโยงเพอสอสารขอมล

• แบบสายรวม(Bus) • เปนการเชอมโยงเครอขายสอสารขอมล

ทนยมใชอกแบบหนง การเชอมโยงระบบสอสารโดยมสายรวมเปนสายแกนหลกของระบบอยชดหนง แตละเสนทางของสายรวมแกนหลกจะมสายถกตอแยกออกไปเชอมกบอปกรณรบ-สงขอมลขาวสารแตละชดตลอดเสนทาง การสงผานขอมลขาวสารจะใชสายรวมแกนหลกเปนทางผาน

• ระบบเครอขายทองถน ((Local Area Network)หรอแลน(LAN)

ลกษณะการเชอมโยงเพอสอสารขอมล

• แบบวงแหวน (Ring) • เปนการเชอมโยงเครอขายสอสาร

ขอมลทสาคญแบบหนงในระบบเครอขาย การเชอมโยงระบบสอสารโดยตอสถานรบ-สงเชอมตอกนทกสถานเปนวงกลมทกสถานมสทธในการรบ-สงขอมลเทาเทยมกน ขอมลขาวสารจะถกสงจากสถานรบ-สงสถานหนงไปยงสถานรบ-สงปลายทาง โดยผานสายสงสญญาณทตอเชอมเปนวงกลม

ลกษณะการเชอมโยงเพอสอสารขอมล

• แบบหลายจดบนเสนทางเดยว

(Multipoint) • ใชการผสม ระหวางการเชอมโยง

แบบดาวรวมกบการเชอมโยงแบบ

สายรวมเขาดวยกน

ลกษณะการเชอมโยงเพอสอสารขอมล

• แบบสวตซสลบชอง (Switch)• การเปนสวตซสลบชองเชอมโยง

เพอใหการใชสายสงสญญาณเกด

ประสทธภาพสงสดและคมคา เพราะ

ในแตละสถานรบ-สงขอมลขาวสารไมไดทางานตลอดเวลาคสายทใช

งานจะมเวลาวาง เมอนาไปใหสถาน

รบ-สงขอมลขาวสารอน ๆ รวมใช

งานในชวงเวลาวาง

ลกษณะการเชอมโยงเพอสอสารขอมล

• แบบสวตซสลบชอง (Switch)• การเปนสวตซสลบชองเชอมโยง

เพอใหการใชสายสงสญญาณเกด

ประสทธภาพสงสดและคมคา เพราะ

ในแตละสถานรบ-สงขอมลขาวสารไมไดทางานตลอดเวลาคสายทใช

งานจะมเวลาวาง เมอนาไปใหสถาน

รบ-สงขอมลขาวสารอน ๆ รวมใช

งานในชวงเวลาวาง