บทที่ 7 โมเด็มและการ์ดแสดงเสียง

โมเด็ม (Modem)

โมเด็ม เป็นอุปกรณ์ที่ใช้ในการแปลงสัญญาณดิจิทัลเป็นแอนะลอก และแปลงสัญญาณแอนะลอกกลับเป็นดิจิทัล มาจากคำว่า MOdelatory/DEModulator กระบวนการแปลงสัญญาณดิจิทัลเป็นแอนะลอก เรียกว่า มอดูเลชัน (Modlation) และกระบวนการแปลงสัญญาณแอนะลอกกลับเป็นดิจิทัล เรียกว่า ดีมอดูเลชัน (Demodulation) โดยวิธีการจะเป็นการแปลงรูปทรงของคลื่นเพื่อให้สามารถรับรู้สารสนเทศแบบดิจิทัลได้เท่านั้น เช่น กรรมวิธีการเปลี่ยนแปลงความถี่ของคลื่น (frequency) รอบคลื่นปกติในคาบเวลาที่กำหนดให้อาจใช้แทนบิต 0 หรือกรรมวิธีเปลี่ยนแปลงช่วงกว้างของคลื่น (amplitude) อาจใช้แทนบิต 1 นั่นคือ ความสูงของคลื่นปกติอาจมีนัยนะแทน 1 ในขณะที่คลื่นที่ต่ำกว่าใช้แทน 0 เนื่องเพราะว่า คุณสมบัติของคลื่นย่อมไม่อาจแปลงรูปทางเป็นลักษณะเปิด/ปิด เพื่อแทนสัญญาณดิจิทัลได้อย่างตรงๆ ดังนั้น จะพบว่าโมเด็มจึงมีลักษณะผสมผสานเพราะว่ามันไม่สามารถส่งผ่านสัญญาณดิจิทัลโดยคงคุณสมบัติทั้งหมดไว้ได้โดยสมบูรณ์ ดังนั้งจึงได้มีการพัฒนาทางเลือกใหม่ๆ เช่น ISDN, ADSL เป็นต้น ประเภทของโมเด็ม แบ่งออกเป็น 3 ประเภทดังนี้  1. โมเด็มภายนอก (External Modem) จะเป็นกล่องที่แยกออกมาต่างหากจากตัวเครื่องคอมพิวเตอร์ ซึ่งมีขนาดไม่ใหญ่นัก มักจะใช้สายเชื่อมต่อโมเด็มเข้ากับพอร์ตสื่อสาร ด้านหลังคอมพิวเตอร์ เช่น COM1,COM2,USB เป็นต้น ส่วนอีกสายหนึ่งจากโมเด็มจะเสียบเข้ากับแจ๊คโทรศัพท์ทั่วไป ข้อดีของโมเด็มภายนอก ด้านความทนทาน, ความเสถียรภาพม สามารถโยกย้ายไปใช้กับคอมพิเตอร์เครื่องอื่นๆได้สะดวก สามารถตรวจสอบสถานะการทำงานของโมเด็มได้โดยตรง  ข้อจำกัด ราคาแพงกว่าโมเด็มภายใน สิ้นเปลืองพื้นที่ใช้สอยบนโต๊ะ มักต้องการปลั๊กเสียบ AC  2. โมเด็มภายใน (Internal Modem) มีลักษณะเป็นการ์ดวงจรเสียบเข้ากับสล๊อตบนแผงหลัก(Motherboard) ปัจจุบันเครื่องคอมพิวเตอร์ส่วนใหญ่มักถูกติดตั้งโมเด็มมาด้วย หรืออาจรวมอยู่ในแผงวงจรหลัก ข้อดีไม่สิ้นเปลืองพื้นที่บนโต๊ะ ราคาประหยัด ไม่จำเป็นต้องใช้สายไฟฟ้า power เพื่อเสียบเข้ากับ   ประเภทของโมเด็ม แบ่งออกเป็น 3 ประเภทดังนี้   โมเด็มภายนอก (External Modem) จะเป็นกล่องที่แยกออกมาต่างหากจากตัวเครื่องคอมพิวเตอร์ ซึ่งมีขนาดไม่ใหญ่นัก มักจะใช้สายเชื่อมต่อโมเด็มเข้ากับพอร์ตสื่อสาร ด้านหลังคอมพิวเตอร์ เช่น COM1,COM2,USB เป็นต้น ส่วนอีกสายหนึ่งจากโมเด็มจะเสียบเข้ากับแจ๊คโทรศัพท์ทั่วไป ข้อดีของโมเด็มภายนอก ด้านความทนทาน, ความเสถียรภาพม สามารถโยกย้ายไปใช้กับคอมพิเตอร์เครื่องอื่นๆได้สะดวก สามารถตรวจสอบสถานะการทำงานของโมเด็มได้โดยตรง  ข้อจำกัด ราคาแพงกว่าโมเด็มภายใน สิ้นเปลืองพื้นที่ใช้สอยบนโต๊ะ มักต้องการปลั๊กเสียบ AC   โมเด็มภายใน (Internal Modem) มีลักษณะเป็นการ์ดวงจรเสียบเข้ากับสล๊อตบนแผงหลัก(Motherboard) ปัจจุบันเครื่องคอมพิวเตอร์ส่วนใหญ่มักถูกติดตั้งโมเด็มมาด้วย หรืออาจรวมอยู่ในแผงวงจรหลัก ข้อดีไม่สิ้นเปลืองพื้นที่บนโต๊ะ ราคาประหยัด ไม่จำเป็นต้องใช้สายไฟฟ้า power เพื่อเสียบเข้ากับปลั๊ก AC เพิ่มเติม ความเร็วในการส่งผ่านข้อมูลของโมเด็ม โมเด็มที่มีความเร็วสูงย่อมส่งผ่านข้อมูลเสร็จได้เร็วกว่าและเสียค่าใช้จ่ายต่ำกว่าเมื่อใช้งานอินเทอร์เน็ตที่คิดค่าใช้จ่ายตามเวลาที่ใช้ไป ความเร็วในการส่งผ่านข้อมูลของโมเด็มจึงเป็นเรื่องสำคัญที่ควรคำนึงถึงเสมอ ความเร็วในการส่งผ่านข้อมูลของโมเด็มถูกใช้ด้วยอัตราความเร็วซึ่งมีหน่วยวัดเป็นบิตต่อวินาที เรียกว่า bps (bit per second) หรือ Kps เช่น 56Kps อัตราความเร็วในการส่งผ่านข้อมูลของโมเด็ม อาจแบ่งเป็น 3 ระดับ ได้แก่ ช้า, เร็วปานกลาง และเร็วสูง 1. ช้า (Slow) มีอัตราความเร็วที่ประมาณ 1200, 2400 และ 4800 bps เอกสารแบบจดหมายจำนวน 10 หน้าสำหรับโมเด็มแบบ 2400bps สามารถส่งผ่านข้อมูลโดยใช้เวลาประมาณ 2.30 นาที จัดว่าช้าไม่ว่าจะใช้งานอะไรก็ตาม 2. เร็วปานกลาง (moderately fast) มีอัตราความเร็วที่ประมาณ 9600 และ 14,400 bps เอกสารขนาดเดียวกันเมื่อส่งผ่านโมเด็มแบบ 9600 bps จะใช้เวลาประมาณ 38 วินาที โดยทั่วไป เครื่องแฟกซ์จะรับ-ส่งข้อมูลที่ความเร็วนี้ 3. เร็วสูง (high speed) มีอัตราความเร็วที่ 28,800 33,600 และ 56,000 bps เอกสารขนาดเดียวกันกับข้อ 1 เมื่อส่งผ่านด้วยโมเด็มแบบ 28.8 Kps จะใช้เวลาประมาณ 10 วินาที และใช้เวลา 5 วินาที สำหรับการใช้โมเด็ม 56 Kps   ISDN Modem (Integrated Service Digital Network Modem) เป็นการสื่อสารส่งข้อมูลแบบสัญญาณดิจิทัลผ่านสายโทรศัพท์ธรรดา ISDN แบ่งเป็นสองช่องทางเพื่อให้สามารถใช้โทรศัพท์สนทนา เล่นอินเทอร์เน็ต หรือโอนถ่ายข้อมูลในเวลาเดียวกันได้ด้วยอัตราความเร็ว 128 Kps เร็วกว่าโมเด็ม 28.8 Kps 4 เท่า และค่าใช้จ่ายในการติดตั้งสูง การใช้บริการจำเป็นต้องจัดเตรียมทั้งฮาร์ดแวร์ที่เป็นกล่องสำหรับเชื่อมต่อ ISDN หรืออะแดปเตอร์การ์ด เพื่อจะต่อเข้ากับไมโครคอมพิวเตอร์ นอกจากนั้น จะอยู่ภายในพื้นที่ให้บริการ ISDN ของหน่วยงานที่รับผิดชอบ เช่น องค์การโทรศัพท์หรือการสื่อสาร เป็นต้น  ADSL Modem (Asymmetric Digital Subscriber Line Modem) เป็นโมเด็มที่ส่งผ่านข้อมูลด้วยความเร็วที่อัตราพันบิตต่อวินาที สายเช่าแบบดิจิทัล DSL จะใช้สายโทรศัพท์ธรรมดาในการส่งผ่านข้อมูลในอัตราเร็วที่ล้านบิตต่อวินาที ที่ประมาณ 1.5-8 Mbps ในการใช้ ADSL จำเป็นต้องมีอะแดปเตอร์, โมเด็มชนิดพิเศษ, และหมายเลขโทรศัพท์โมเด็มแบบ ADSL และจะแบ่งสายโทรศัพท์ออกเป็น 3 ช่องทางสำหรับเสียง, ข้อมูลส่งออก และข้อมูลรับเข้า ประเภทของโมเด็ม         ประเภทของโมเด็ม         ประเภทของโมเด็ม จำแนกตามอินเตอร์เฟตหรือการติดต่อในการทำงานร่วมกับคอมพิวเตอร์ได้ 2 ชนิดหลักๆ คือ                          1. Modem แบบติดตั้งภายใน (Internal Modem)                          2. Modem แบบติดตั้งภายนอก (External Modem)          Modem แบบติดตั้งภายใน (Internal Modem) เป็นการ์ดเสียบเข้ากับสล็อตในเครื่องคอมพิวเตอร์ของเรา จุดเด่นของโมเด็มเป็นแบบติดตั้งภายในก็คือ ราคาถูกกว่า ไม่เปลืองพื้นที่ใช้สอยเพราะโมเด็มถูกติดตั้งไว้ในตัวเครื่องแล้ว และทำให้กินไฟน้อยลง ส่งข้อมูลได้เร็วกว่าแบบติดตั้งภายนอกสำหรับโมเด็มแบบนี้รุ่นใหม่ๆ จะติดตั้งง่ายมากด้วยระบบ plug & play ส่วนข้อด้อยก็คือ เมื่อทำงานไปนานๆ จะเกิดความร้อนสะสมภายในเครื่อง แถมยังกินไฟจากเพาเวอร์ซัพพลาย ด้วย         Modem แบบติดตั้งภายนอก (External Modem) โดยจะต่อกับ Serial Port อาจจะเป็นที่ USB, Com1 หรือ Com2 และจะมี Case และ Power Supply ต่างหาก โดยจะทำการเชื่อมต่อเข้ากับเครื่องคอมพิวเตอร์โดยผ่านทาง Communication Port หรือ Port RS232 ข้อดีของ Modem แบบนี้ก็คือ บนตัว Modem เองจะมีไฟบอกสถานะการทำงาน เพื่อบอกให้ผู้ใช้ทราบว่า ตัว Modem ยัง Connect อยู่อย่างปกติหรือไม่ และนอกจากนี้ การที่ตัว Modem มี Power Supply แยกต่างหากก็ทำให้ไม่ต้องไปใช้ Power ร่วมกับ CPU หรืออุปกรณ์อื่น ข้อเสีย คือ ต้องมีพื้นที่พอที่จะวางตัว Modem ที่ต้องติดตั้งอยู่ภายนอกกล่อง CPU และราคาค่อนข้างจะสูงเมื่อเทียบกับ Modem แบบ Internal และมีความเร็วเท่ากัน  ปัจจัยที่สำคัญที่มีผลต่อการใช้โมเด็มในการเชื่อมโยงอินเทอร์เน็ต มีดังนี้ 1. คุณภาพของสายทองแดง ระยะทางยาว การต่อสาย หรือหัวต่อต่าง ๆ ทำให้มีปัญหาต่อสัญญาณรบกวน 2. ไม่ควรใช้สายพ่วง เพราะการพ่วงสายจะทำให้อิมพีแดนซ์ของสายลดต่ำลง และจะมีปัญหาได้ขณะใช้งานถ้ามีคนยกหูโทรศัพท์เครื่องพ่วงสายจะหลุดทันที 3. ต้องไม่เปิดบริการเสริมใด ๆ สำหรับสายที่ใช้โมเด็ม เช่น เปิดให้มีสายเรียกซ้อน การรับสัญญาณอื่นขณะใช้โมเด็มจะทำให้การเชื่อมโยงหยุดทันที 4. หากชุมสายที่บ้านเชื่อมอยู่ต้องผ่านหลายชุมสาย หรือต้องผ่านระหว่างเครือข่ายของบริษัทบริการโทรศัพท์ 5. คุณภาพของโมเด็มที่ใช้ ปัจจุบันมีโมเด็มที่ผลิตหลากหลาย และมีคุณภาพแตกต่างกัน การแปลงสัญญาณอาจมีข้อแตกต่าง  การ์ดเสียง (Sound card)                      เสียงเป็นส่วนสำคัญของระบบมัลติมีเดียไม่น้อยกว่าภาพ ดังนั้นการ์ดเสียงจึงเป็นอุปกรณ์ จำเป็นที่สำคัญของระบบ คอมพิวเตอร์ มัลติมีเดีย การ์ดเสียงได้รับการพัฒนาคุณภาพอย่างรวดเร็วเพื่อ    ให้ได้ประสิทธิภาพของเสียงและความผิดเพี้ยน น้อยที่สุด ตลอดจนระบบเสียง 3 มิติในปัจจุบัน                  ความชัดเจน ของเสียงจะมีประสิทธิภาพดีเพียงใดนั้น ขึ้นอยู่กับปัจจัยหลัก 2 ประการ คือ อัตราการสุ่มตัวอย่าง และ ความแม่นยำ ของตัวอย่างที่ได้ ซึ่งความแม่นยำของตัวอย่างนั้นถูกกำหนด โดยความสามารถของ A/D Converter ว่ามีความ ละเอียดมากน้อยเพียงใด ทำอย่างไรจึงจะประมาณ ค่าสัญญาณดิจิตอลได้ใกล้เคียงกับสัญญาณเสียงมากที่สุด ความละเอียดของ A/D Converter นั้นถูก กำหนด โดยจำนวนบิตของสัญญาณดิจิตอลเอาต์พุต เช่น                  - A/D Converter 8 bit จะสามารถแสดงค่าที่ต่างกันได้ 256 ระดับ                  - A/D Converter 16 bit จะสามารถแสดงค่าที่ต่างกันได้ 65,536 ระดับ                 หากจำนวนระดับมากขึ้นจะทำให้ความละเอียดยิ่งสูงขึ้นและการผิดเพี้ยนของสัญญาณเสียงยิ่งน้อยลง นั่นคือ ประสิทธิภาพที่ของเสียง ที่ได้รับดีขึ้นนั่นเอง แต่จำนวนบิตต่อหนึ่งตัวอย่างจะมากขึ้นด้วย ส่วนประกอบของการ์ดเสียง           การ์ดเสียงเกิดจากการนำเอาอุปกรณ์อิเลคทรอนิคส์มาประกอบรวมกันบนแผง PCB (Print Circuit Board) โดยมี ชิปที่เป็นอุปกรณ์หลักในการสร้างเสียงคือ Synthesizer ซึ่งในปัจจุบันมักเป็นแบบ wave table โดยผู้ผลิตชิปสังเคราะห์ เสียงที่มีชื่อเสียง คือ ESS และ Yamaha ส่วนอื่นจะเป็นช่องต่อสำหรับนำสัญญาณเข้า-ออก เพื่อทำงานด้านเสียง          1. คอนเน็คเตอร์ D Audio เป็นส่วนที่อยู่ในเครื่อง เพื่อรับสัญญาณเสียงแบบอนาล็อกจากไดร์ฟซีดีรอมผ่านสายเชื่อม ต่อที่มี 4 ช่อง สำหรับนำมาเสียบเข้ากับตัวคอนเน็คเตอร์ การเสียบผิด ด้านไม่ทำให้เสียหายแต่จะเป็นการสลับช่องสัญญาณออก สู่ ลำโพงซ้าย-ขวา เท่านั้น          2. ชิปสังเคราะห์เสียง หรือ Synthesizer ในยุคแรกเป็นแบบ FM ที่เรียกว่า Frequency Modulation เป็นการ สังเคราะห์เสียงแบบผสมความถี่ซึ่งไม่นิยมใช้ ปัจจุบันนี้ เพราะไม่สามารถให้เสียงที่เป็นธรรมชาติเหมือนเครื่องดนตรีจริงได้ WaveTable เป็นวิธีการสังเคราะห์เสียงที่นิยมใช้กันมากที่สุด ในยุคปัจจุบันเนื่องจากสามารถให้เสียงได้ใกล้เคียงกับเครื่อง ดนตรีจริงมากที่สุด ซึ่งวิธีการคือ บันทึกเสียงเครื่องดนตรีจริงของเครื่องดนตรีแต่ละชนิดไว้เป็นช่วงสั้นๆ เพื่อเก็บไว้เป็นต้น แบบไปหาจากเสียงต้นแบบในตารางเสียงที่มีความถี่เดียวกันมา การ์ดเสียงที่ใช้วิธีการนี้ จึงให้เสียงเหมือนกับมีเครื่องดนตรี บรรเลงอยู่จริงๆ          3. ช่อง Line - out (สีชมพู) ช่องต่อนี้จะมีเฉพาะการ์ดเสียงแบบ 4 แชนแนล ใช้สำหรับต่อสัญญาณเสียง ไปยังลำโพง แบบ Surround ซ้าย-ขวา          4. ช่อง Line - in (สีน้ำเงิน) สำหรับรับสัญญาณเสียงจากอุปกรณ์กำเนินเสียงอื่น เช่น เครื่องเล่นวิทยุ - เทป เครื่องเล่นซีดี ฯลฯ เข้ามาที่การ์ดเพื่อขยายสัญญาณเสียง หรือแสดงผลที่เครื่องของเรา          5. ช่อง Speaker (สีเขียว) สำหรับส่งสัญญาณเสียงจากการ์ดเสียงออกไปยังลำโพงปกติในแบบสเตอริโอ          6. MIDI/Game Port    เป็นคอนเน็คเตอร์รูปตัว "D" ใช้ต่อพ่วงอุปกรณ์ประเภท MIDI หรืออุปกรณ์สำหรับเล่นเกม เช่น จอยสติก เกมแพด ฯลฯ