Topology

ทุกเครือข่ายต้องประกอบด้วยโทโปโลยีใดโทโปโลยีหนึ่งต่อไปนี้
= โทโปโลยีแบบบัส (Bus Topology)
= โทโปโลยีแบบดวงดาว (Star Topology)
= โทโปโลยีแบบวงแหวน (Ring Topology)
= โทโปโลยีแบบเมช (Mesh Topology)
สำหรับโทโปโลยีแบบบัส คอมพิวเตอร์และอุปกรณ์เครือข่ายต่างๆ จะแชร์สายสัญญาณกัน ส่วนโทโปโลยีแบบดวงดาวนั้นเป็นการเชื่อมต่อแบบกระจาย โดยใช้สายสัญญาณเชื่อมต่อระหว่างคอมพิวเตอร์และอุปกรณ์รวมศูนย์ เช่น ฮับ การเชื่อมคอมพิวเตอร์ให้มีลักษณะเป็นวงแหวนจะเรียกว่า โทโปโลยีแบบวงแหวนส่วนการเชื่อมต่อแบบเมซนั้น คอมพิวเตอร์แต่ละเครื่องจะมีสายสัญญาณเชื่อมต่อไปยังคอมพิวเตอร์ทุกเครื่องที่อยู่ในเครือข่าย อย่างไรก็ตามการเชื่อมต่อกันของเครือข่ายนั้นอาจจะเป็นแบบลูกผสม คือ อาจประกอบด้วย หลายๆ โทโปโลยีหนึ่งเครือข่ายก็ได้

โทโปโลยีแบบบัส (Bus Topology)โทโปโลยีแบบบัส บางทีก็เรียกว่า Linear bus เพราะมีการเชื่อมต่อแบบเส้นตรงซึ่งเป็นลักษณะการเชื่อมต่อที่ง่ายที่สุด และเป็โทโปโลยีที่นิยมกันมากที่สุดในสมัยแรกๆ คอมพิวเตอร์ที่เชื่อมต่อเข้ากับสายสัญญาณร่วม หรือ บัส จะสื่อสารกันโดยใช้ที่อยู่ (Address) ซึ่งคอมพิวเตอร์แต่ละเครื่องจะมีที่อยู่ที่ไม่ซ้ำกัน ในการส่งสัญญาณในสายที่แชร์กันนี้จำเป็นที่ต้องเข้าใจหลักการต่อไปนี้
- การส่งข้อมูล
- การสะท้อนกลับของสัญญาณ
- ตัวสิ้นสุดสัญญาณ

ลักษณะการส่งข้อมูล
การส่งข้อมูลบนเครือข่ายที่มีโทโปโลยีแบบบัสนั้นข้อมูลจะถูกส่งไปบนสายสัญญาณในรูปแบบของสัญญาณอิเล็กทรอนิกส์ ซึ่งสัญญาณนี้จะเดินทางไปถึงคอมพิวเตอร์ทุกเครื่องที่เชื่อมต่อเข้ากับสื่อกลางบัส แต่เฉพาะคอมพิวเตอร์เครื่องที่มีอยู่ตรงกับที่อยู่ของผู้รับที่อยู่ในข้อมูลเท่านั้น จึงจะนำข้อมูลนั้นไปทำการโพรเซสส์ต่อไป ส่วนเครื่องอื่นๆ ก็จะไม่สนใจข้อมูลนั้น เนื่องจากสายสัญญาณเป็นสื่อกลางที่ใช้ร่วมกัน ดังนั้นคอมพิวเตอ์แค่เครื่องเดียวเท่านั้นที่จะส่งข้อมูลได้ในเวลาใดเวลาหนึ่งเนื่องจากมีคอมพิวเตอร์เพียงเครื่องเดียวเท่านั้นที่สามารถส่งข้อมูลได้ในเวลาใดเวลาหนึ่ง ดังนั้น จำนวนคอมพิวเตอร์ที่พ่วงต่อเข้ากับสื่อกลางจะมีผลต่อประสิทธิภาพของเครือข่าย เพราะยิ่งจำนวนคอมพิวเตอร์มีมากเท่าไร ยิ่งทำให้คอมพิวเตอร์ต้องรอนานเพื่อที่จะส่งข้อมูล ซึ่งอาจมีผลทำให้เครือข่ายช้ามากขึ้นยังไม่มีวิธีการที่เป็นมาตรฐาานในการวัดว่าจำนวนคอมพิวเตอร์ที่เชื่อมต่อเข้ากับเครือข่ายมีผลกระทบต่อประสิทธิภาพของเครือข่ายอย่างไร ปัจจัยที่ทำให้ประสิทธิภาพของเครือข่ายลดลงนั้นไม่ใช่เฉพาะจำนวนคอมพิวเตอร์อย่างเดียว สิ่งต่อไปนี้เป็นปัจจัยอื่นที่อาจมีผลต่อประสิทธิภาพของเครือข่ายได้
=ประสิทธิภาพของฮาร์ดแวร์ของคอมพิวเตอร์ในเครือข่าย
= จำนวนของโปรแกรมที่กำลังรันบนเครื่องคอมพิวเตอร์
= ชนิดของแอพพลิเคชันที่ใช้เครือข่าย เช่น แอพพลิเคชันแบบไคลเอนท์เซิร์ฟเวอร์ โปรแกรมถ่ายโดนไฟล์ผ่านเครือข่าย เป็นต้น
= ระยะห่างระหว่างคอมพิวเตอร์ในเครือข่าย
ในขณะใดขณะหนึ่งคอมพิวเตอร์ที่เชื่อมต่อเข้ากับเครือข่ายจะเช็คดูว่ามีข้อมูลส่งมาถึงตัวเองหรือไม่ หรือไม่ก็กำลังส่งข้อมูล เนื่องจากคอมพิวเตอร์แต่ละเครื่องไม่มีหน้าที่ในการส่งข้อมูล ดังนั้นเมื่อคอมพิวเตอร์เครื่องใดเครื่องหนึ่งหยุดทำงานก็จะไม่ทำให้เครือข่ายล่มได้

การสะท้อนกลับของสัญญาณและเทอร์มิเนเตอร์เนื่องจากข้อมูลที่ส่งไปในเครือข่ายอยู่ในรูปของสัญญาณอิเล็กทรอนิกส์ สัญญาณนี้จะต้องเดินทางจากปลายข้างหนึ่งไปยังปลายอีกข้างหนึ่งของสายสัญญาณ ถ้าไม่มีการจำกัดสัญญาณนี้มันก็จะสะท้อนกลับมาบนสายสัญญาณ ซึ่งอาจทำให้เครื่องอื่นๆ ไม่สามารถส่งข้อมูลได้ ดังนั้น จึงจำเป็นต้องมีการหยุดการสะท้อนกลับไปกลับมาของสายสัญญาณนี้หลังจากที่ข้อมูลได้ส่งถึงที่หมายเรียบร้อยตัวเทอร์มิเนเตอร์ (Terminater) จะทำหน้าที่ดูดกลืนสัญญาณเพื่อไม่ให้สะท้อนกลับ และจะถูกติดไว้ที่ปลายสัญญาณ การดูดกลืนสัญญาณนี้จะทำให้สัญญาณว่าง และพร้อมสำหรับการส่งข้อมูลอีกที่ปลายทั้งสองข้างของสายสัญญาณจะต้องเสียบเข้ากับสิ่งใดสิ่งหนึ่ง เช่น เน็ตเวิร์คการ์ด หรือตัวเชื่อมต่อ ที่ใช้ในการเชื่อมต่อสายสัญญาณให้มีระยะยาวขึ้น ปลายที่ไม่ได้เสียบเข้ากับอุปกรณ์จะต้องติดตัวเทอร์มิเนเตอร์เพื่อป้องกันการสะท้อนกลับของสัญญาณ

โทโปโลยีแบบดวงดาว (Star Topology)
สำหรับโทโปโลยีแบบดวงดาว (Star Topology) นี้ คอมพิวเตอร์แต่ละเครื่องจะเชื่อมต่อด้วยสายสัญญาณเข้ากับอุปกรณ์รวมศูนย์ที่เรียกว่า “ ฮับ” โดยการเชื่อมต่อแบบดวงดาวคือ เมื่อคอมพิวเตอร์เครื่องใดจะส่งข้อมูลก็จะส่งไปที่ฮับก่อน แล้วฮับจะทำหน้าที่กระจายข้อมูลไปยังทุกเครื่องที่เชื่อมเข้ากับฮับ การต่อแบบนี้เริ่มใช้ในสมัยแรกๆ โดยการเชื่อมต่อเทอร์มิเนเตอร์กับเครี่องเมนเฟรม การเชื่อมต่อแบบนี้มีข้อดี คือ การรวมศูนย์เพื่อการบริหารทรัพยากร อย่างไรก็ตามการเชื่อมต่อแบบนี้จะสิ้นเปลืองสายสัญญาณมาก เนื่องจากทุกเครื่องต้องใช้สายสัญญาณเชื่อมต่อเข้ากับฮับ และอีกอย่างหนึ่งถ้าหากอุปกรณ์ที่ทำหน้าที่เป็นศูนย์กลางรับส่งข้อมูลหยุดทำงาน ระบบเครือข่ายก็จะล่มทันที แต่อย่างน้อยก็รู้สาเหตุ ข้อดีอีกอย่างของโทโปโลยีแบบนี้ คือ ถ้าสายสัญญาณขาด เฉพาะเครื่องที่ใช้สายสัญญาณนั้นเท่านั้นที่ไม่สามารถใช้เครือข่ายได้ ส่วนเครื่องอื่นๆ ยังใช้เครือข่ายได้เช่นเดิม เนื่องจากฮับจะทำหน้าที่เป็นตัวสิ้นสุดสัญญาณโดยอัตโนมัติเมื่อสายขาด การเชื่อมต่อแบบนี้จะเป็นที่นิยมมากในปัจจุบัน เนื่องจากอีเธอร์เน็ตซึ่งกลายเป็นที่นิยมมากในปัจจุบันก็ใช้การเชื่อมต่อหรือโทโปโลยีแบบดวงดาว

โทโปโลยีแบบวงแหวน (Ring Topology)
โทโปโลยีแบบวงแหวนนี้จะใช้สายสัญญาณเชื่อมต่อคอมพิวเตอร์เป็นห่วงหรือวงแหวน การเชื่อมต่อแบบนี้สัญญาณจะเดินทางเป็นวงกลมในทิศทางเดียว และจะวิ่งผ่านคอมพิวเตอร์แต่ละเครื่อง ซึ่งจะทำหน้าที่ทวนสัญญาณไปในตัวแล้วส่งผ่านไปเครื่องถัดไป ซึ่งถ้าคอมพิวเตอร์เครื่องหนึ่งเครื่องใดหยุดทำงานก็จะทำให้ระบบเครือข่ายล่มเช่นกัน

การส่งต่อโทเคน (Token Passing)วิธีที่จะส่งข้อมูลในโทโปโลยีแบบวงแหวนเรียกว่าการส่งต่อโทเคน โทเคนเป็นข้อมูลพิเศษที่ส่งผ่านในเครือข่ายแบบวงแหวน แต่ละเครือข่ายจะมีเพียงโทเคนเดียวเท่านั้น โทเคนนี้จะส่งต่อกันไปเรื่อยๆ สำหรับเครื่องที่ต้องการส่งข้อมูลเมื่อได้รับโทเคนแล้วก็จะมีสิทธิ์ที่จะส่งข้อมูล การส่งข้อมูลก็ทำได้โดยใส่ที่อยู่ของเครื่องรับไว้ในข้อมูลแล้วส่งต่อๆ กันไป เมื่อข้อมูลมาถึงเครื่องปลายทาง หรือเครื่องที่มีที่อยู่ตรงกับที่ระบุในเฟรมข้อมูล เครื่องนั้นก็จะนำข้อมูลไปโพรเซสส์ และส่งเฟรมข้อมูลตอบรับกลับไปยังเครื่องส่งเพื่อบอกให้ทราบว่าได้รับข้อมูลเรียบร้อยแล้ว เมื่อเครื่องส่งได้รับการตอบรับแล้ว ก็จะส่งผ่านโทเคนต่อไปยังเครื่องถัดไป เพื่อเครื่องอื่นจะได้มีโอกาสส่งข้อมูลบ้าง

โทโปโลยีแบบเมซ (Mesh Topology)
โทโปโลยีเมซคือ การเชื่อมต่อคอมพิวเตอร์แบบสมบูรณ์ กล่าวคือ คอมพิวเตอร์ทุกเครื่องในเครือข่ายจะเชื่อมต่อถึงกันหมดโดยใช้สายสัญญาณทุกการเชื่อต่อ วิธีการนี้จะเป็นการสำรองเส้นทางเดินทางข้อมูลได้เป็นอย่างดี เช่น ถ้าสายสัญญาณเส้นใดเส้นหนึ่งขาด ก็ยังมีเส้นทางอื่นที่สามารถส่งข้อมูลได้ นอกจากนี้ยังเป็นระบบที่มีความเชื่อถือได้สูง แต่ข้อเสียก็คือ เครือข่ายแบบนิ้จะใช้สัญญาณมาก ดังนั้น ค่าใช้จ่ายในการติดตั้งระบบก็เพิ่มขึ้นในการเชื่อมต่อจริงๆ นั้นการเชื่อมต่อแบบเมซนั้นมีการใช้งานน้อยมาก เนื่องจากข้อเสียก็คือการเชื่อมต่อหลายจุด แต่เนื่องจากข้อดีของการเชื่อมต่อแบบเมซคือ การมีเส้นทางสำรองข้อมูล จึงได้มีการประยุกต์ใช้การเชื่อมต่อแบบเมซบางส่วน หรือการเชื่อมต่อแบบเมซที่ไม่สมบูรณ์ กล่าวคือ จะเชื่อมต่อเฉพาะสิ่งที่จำเป็นหรือสำคัญเท่านั้น

เทคโนโลยีระบบเครือข่าย

1. เทคโนโลยี (LAN Technology) เทคโนโลยีคือลักษณะทางกายภาพ (ภายนอก) ของเครือข่าย ซึ่งหมายถึง ลักษณะของการเชื่อมโยงสายสื่อสารเข้ากับอุปกรณ์ อิเล็กทรอนิกส์ต่าง ๆ ภายในเครือข่ายด้วยกันนั่นเอง เทคโนโลยีของเครือข่าย LAN แต่ละแบบมีความเหมาะสมในการใช้งานแตกต่างกัน จึงมีความจำเป็นที่เราจะต้องทำการศึกษาลักษณะและคุณสมบัติ ข้อดีและข้อเสียของเทคโนโลยีแต่ละแบบ เพื่อนำไปใช้ในการออกแบบพิจารณาเครือข่ายให้เหมาะสมกับการใช้งาน รูปแบบของเทคโนโลยีของเครือข่ายหลัก ๆ มีดังต่อไปนี้
[Wireless LAN หรือเรียกย่อๆว่า WLAN] เป็นส่วนที่นำมาเสริม หรือเป็นอีกทางเลือกหนึ่งสำหรับการเชื่อมต่อเครือข่ายคอมพิวเตอร์ LAN ไร้สายช่วยให้ผู้ใช้คอมพิวเตอร์สามารถเข้าถึงข้อมูลต่างๆบนเครือข่ายโดยไม่ต้องมองหาช่องเสียบสัญญาณเครือข่ายอีกต่อไป LAN ไร้สายเป็นระบบการสื่อสารข้อมูลแบบหนึ่งที่ถูกนำมาใช้เป็นส่วนขยาย LAN จะใช้ตัวกลางไร้สายไร้สายที่เป็นคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าในการสื่อสารข้อมูลแทนการใช้สายสัญญาณ เทคโนโลยีของLAN ไร้สาย ลักษณะการเชื่อมต่อของ LAN การเชื่อมต่อระบบเน็ตเวิร์กเข้าด้วยกัน จะต้องศึกษาเกี่ยวกับรูปแบบต่างๆ ของระบบ ซึ่งแต่ละรูปแบบก็จะมีข้อดีข้อเสียแตกต่างกัน ขึ้นอยู่กับความต้องการ และความเหมาะสมว่ารูปแบบใดจะเหมาะสมกับงาน ซึ่งสามารถแยกเป็นรูปแบบใหญ่ๆ ได้ 3 รูปแบบ ดังนี้
1. แบบ Bus เครื่องคอมพิวเตอร์จะถูกเชื่อมต่อเข้ากับสายสัญญาณหลักที่เรียกว่า แกน หรือลำต้นหลัก(trunk) หรือแบ็คโบน(backbone) คือ กระดูกสันหลังของระบบนั่นเอง รูปแบบนี้จะใช้กันมากในระบบเน็ตเวิร์กชนิด Ethernet อันเป็นระบบแลนที่เห็นกันโดยทั่วไป และได้รับความนิยมสูง
ข้อดี
1. ไม่ต้องเสียค่าใช้จ่ายในการวางสายเคเบิลมากนัก
2. สามารถขยายระบบได้ง่าย
3. เสียค่าใช้จ่ายน้อย
ข้อเสีย
1. การตรวจหาโหนดเสีย ทำได้ยาก
2. เนื่องจากขณะใดขณะหนึ่งจะมีคอมพิวเตอร์เพียงเครื่องเดียวเท่านั้นที่สามารถส่งข้อความออกมาบนสายสัญญาณ ดังนั้นถ้ามีเครื่องคอมพิวเตอร์จำนวนมากๆ อาจทำให้เกิดการคับคั่งของเน็ตเวิร์ก ซึ่งจะทำให้ระบบช้าลงได้

2. แบบ Ring เครื่องคอมพิวเตอร์ในระบบวงแหวนจะสื่อสารด้วยการส่งผ่านข้อมูลในทิศทางเดียวกันไปตามสายของเน็ตเวิร์ก ข้อมูลที่สื่อสารระหว่างโหนด 2 โหนด จะไหลไปในวงทีละโหนดเรื่อยๆ จากโหนดที่ต้องส่งข้อมูล จนถึงโหนดที่ต้องการรับข้อมูล
ข้อดี 1. ใช้เคเบิลและเนื้อที่ในการติดตั้งน้อย
2. คอมพิวเตอร์ทุกเครื่องในเน็ตเวิร์กมีโอกาสที่จะส่งข้อมูลได้อย่างทัดเทียมกัน
ข้อเสีย
1. หากโหนดใดโหนดหนึ่งเกิดปัญหาขึ้นจะค้นหาได้ยากว่าต้นเหตุอยู่ที่ไหน และวงแหวนจะขาดออก

3. แบบ Star ระบบนี้จะมีเครื่องที่มีความสามารถสูง หรือที่เรียกกันว่า เซ็นทรัลโหนด (Central node) อยู่ตรงกลางเป็นตัวเชื่อมระบบ และจัดการในการสื่อสารข้อมูลต่างๆ ของระบบ และจะมีเครื่องคอมพิวเตอร์ที่ใช้งานร่วมกันในระบบอยู่รอบๆ

ข้อดี
1. ติดตั้งและดูแลง่าย
2. แม้ว่าสายที่เชื่อมต่อไปยังบางโหนดจะขาด โหนดที่เหลืออยู่ก็ยังจะสามารถทำงานได้ ทำให้ระบบเน็ตเวิร์กยังคงสามารถทำงานได้เป็นปกติ
3. การมี Central node อยู่ตรงกลางเป็นตัวเชื่อมระบบ ถ้าระบบเกิดทำงานบกพร่องเสียหาย ทำให้เรารู้ได้ทันทีว่าจะไปแก้ปัญหาที่ใด
ข้อเสีย
1. เสียค่าใช้จ่ายมาก ทั้งในด้านของเครื่องที่จะใช้เป็น central node และค่าใช้จ่ายในการติดตั้งสายเคเบิลในสถานีงาน
2. การขยายระบบให้ใหญ่ขึ้นทำได้ยาก เพราะการขยายแต่ละครั้งจะต้องเกี่ยวเนื่องกับโหนดอื่นๆ ทั้งระบบ

เนื่องจากทางด่วนข้อมูล ต้องการความสามารถเชื่อมต่อสัญญาณระหว่างทุก ๆ จุดบนเครือข่าย เช่นเดียวกับที่เครือข่ายโทรศัพท์สามารถเชื่อมต่อสัญญาณเสียงระหว่างคู่สนทนาใด ๆ ที่ใช้บริการโทรศัพท์ได้ เทคโนโลยีของเครือข่ายพื้นที่กว้างแบบที่ไม่สามารถทำการสวิตชิ่งได้ ซึ่งใช้สำหรับเชื่อมต่อสัญญาณระหว่างสองจุดที่กำหนดไว้ตายตัว (Point-to-Point) จึงไม่เข้าข่ายที่จะใช้ได้ โดยสรุปแล้ว เทคโนโลยีที่เหมาะกับทางด่วนข้อมูลนั้น จึงต้องเป็นเทคโนโลยีเครือข่ายพื้นที่กว้างแบบที่สามารถทำการสวิตชิ่งได้ (Switched WAN) เท่านั้น เทคโนโลยีเครือข่ายพื้นที่กว้างแบบที่สามารถทำการสวิตชิ่งได้หลัก ๆ ที่ใช้กันอยู่ในปัจจุบัน มีหลายประเภทคือ เทคโนโลยีเครือข่ายแบบใช้โมเด็ม (Dialup/Modem) เทคโนโลยี X.25 เทคโนโลยีแบบถ่ายทอดเฟรม (Frame Relay) เทคโนโลยี SMDS เทคโนโลยีเครือข่ายบริการร่วมระบบดิจิตอล (ISDN) ตลอดจน เทคโนโลยีระบบสื่อสารชนิดอื่น ๆ ซึ่งจะขออธิบายดังนี้

เทคโนโลยีเครือข่ายแบบใช้โมเด็ม (Dialup/Modem)
เทคโนโลยีนี้อาศัยเครือข่ายโทรศัพท์ที่มีอยู่เป็นเครือข่ายในการส่งผ่านสัญญาณ โดยข้อมูลที่ต้องการส่งจะถูกแปลงเป็นสัญญาณอนาลอกที่ต้นทาง และ แปลงกลับเป็นสัญญาณดิจิตอลที่ปลายทางตามลำดับโดยใช้อุปกรณ์ที่เรียกว่าโมเด็ม (modem) การแปลงสัญญาณนั้นมีความจำเป็น เนื่องจาก ต้องทำให้สัญญาณมีความเหมาะสมที่จะส่งผ่านเครือข่ายโทรศัพท์ ซึ่งถูกออกแบบไว้สำหรับสัญญาณเสียงเท่านั้น ความเร็วของข้อมูลที่สามารถรับส่งได้ขึ้นอยู่กับความสามารถของโมเด็มเป็นหลัก ซึ่งอยู่ระหว่าง 1,200 บิตส์ต่อวินาที (bit per second: bps) ถึง 28.8 กิโลบิตส์ต่อวินาที (kbps)

ข้อดีของเทคโนโลยีแบบใช้โมเด็มคือมีราคาถูก และสามารถให้บริการได้อย่างทั่วถึงได้ง่าย เนื่องจากใช้เครือข่ายโทรศัพท์ซึ่งเป็นเครือข่ายสื่อสารที่เข้าถึงผู้ใช้มากที่สุดในปัจจุบัน อย่างไรก็ตามเทคโนโลยีนี้มีข้อเสียคือ มีความเร็วต่ำ ไม่เหมาะกับการสื่อสารแบบมัลติมีเดีย ปัจจุบันเทคโนโลยีนี้จึงแพร่หลายในหมู่ผู้ใช้บริการกระดานข้อมูล (Bulletin Board System: BBS) และ อินเตอร์เน็ต เท่านั้น

เทคโนโลยีเครือข่ายแบบ X.25, Frame Relay และ SMDS X.25 เป็นโปรโตคอล (protocol) ที่เป็นมาตราฐานสากลสำหรับเครือข่ายสื่อสารข้อมูลแบบแพกเก็ตสวิตช์ (packet switching) ในเครือข่ายแบบนี้ ข้อมูลที่ต้องการส่งจะถูกแบ่งออกเป็นแพกเก็ต (packet)1 ย่อย ๆ แพกเก็ตเหล่านี้จะถูกถ่ายทอด (relay) จากผู้ส่งไปยังผู้รับผ่านทางเครือข่าย โดยใช้ข้อมูลจากส่วนหัว (header) ในแต่ละแพกเก็ตซึ่งระบุถึงผู้รับ เครือข่ายแบบ X.25 นี้แตกต่างจากเครือข่ายโทรศัพท์คือเป็นเครือข่ายดิจิตอลล้วน ๆ และมีความเชี่อถือได้สูง เนื่องจาก มีการตรวจสอบความผิดพลาดของข้อมูลในแต่ละแพกเก็ตที่ทุก ๆ ชุมสายระหว่างทาง อย่างไรก็ตาม การตรวจสอบความผิดพลาดด้วยวิธีดังกล่าวนี้ ทำให้เกิดความล่าช้าในการถ่ายทอดแพกเก็ต ซึ่งทำให้ความเร็วของข้อมูลที่สามารถรับส่งได้ถูกจำกัดอยู่ที่อัตรา 56 kbps เท่านั้น

ความแพร่หลายของระบบเครือข่ายคอมพิวเตอร์ขนาดเล็ก หรือที่เรียกว่า เครือข่ายท้องถิ่น (Local Area Network: LAN) ภายในหน่วยงานย่อยของบริษัทต่างๆ ได้สร้างความต้องการที่จะเชื่อมต่อเครือข่ายท้องถิ่น ที่อยู่กระจัดกระจายเข้าเพื่อใช้ข้อมูลร่วมกัน อย่างไรก็ตาม การเชื่อมต่อเครือข่ายท้องถิ่นเข้าด้วยกันนั้นต้องการเครือข่ายสื่อสารข้อมูลที่มีความเร็วสูงกว่าเครือข่าย X.25 เทคโนโลยีสำหรับเครือข่ายแบบถ่ายทอดเฟรม (Frame Relay) มีลักษณะคล้ายของเครือข่าย X.25 มาก แต่ปรับปรุงให้มีความเร็วในการส่งผ่านข้อมูลให้สูงขึ้น เครือข่ายแบบถ่ายทอดเฟรมสามารถเพิ่มความเร็วได้ ด้วยการยกเลิกการตรวจสอบความผิดพลาดของแพกเก็ต ซึ่งสามารถทำได้เนื่องจากความก้าวหน้าของเทคโนโลยีระบบสื่อสารผ่านสายใยแก้วนำแสงในปัจจุบัน ทำให้สามารถลดอัตราความผิดพลาดของการส่งผ่านข้อมูลลงได้มาก ด้วยวิธีนี้ ความเร็วในการส่งผ่านข้อมูลของเครือข่ายแบบถ่ายทอดเฟรมได้เพิ่มขึ้นถึงอัตราไม่เกิน 1.544 ล้านบิตต่อวินาที (Mbps) สำหรับมาตรฐานสหรัฐอเมริกาและญี่ปุ่น และ ไม่เกิน 2.048 Mbps สำหรับมาตรฐานยุโรป

นอกจากเทคโนโลยีสำหรับเครือข่าย X.25 และเครือข่ายแบบถ่ายทอดเฟรมแล้ว ยังมีเทคโนโลยีสำหรับเครือข่ายสื่อสารข้อมูลอีกชนิดหนึ่ง คือ เครือข่าย SMDS (Switched Multi-megabit Data Service) เครือข่ายนี้ถูกพัฒนาต่อจากเครือข่ายแบบถ่ายทอดเฟรมให้มีความเร็วสูงขึ้นถึง 44.736 Mbps โดยการกำหนดขนาดของแพกเก็ตให้คงที่เพื่อให้การถ่ายทอดแพกเก็ตที่ชุมสายทำได้เร็วขึ้น แพกเก็ตที่มีขนาดคงที่นี้ถูกเรียกว่า เซล (cell) และเครือข่าย SMDS ถูกเรียกว่า เครือข่ายแบบถ่ายทอดเซล (Cell Relay)

เครือข่ายทั้งสามประเภทนี้ไม่เหมาะกับการส่งสารสนเทศแบบมัลติมีเดีย เนื่อง จากมันถูกออกแบบมาสำหรับเป็นเครือข่ายสื่อสารข้อมูลเท่านั้น

เทคโนโลยีเครือข่ายบริการร่วมระบบดิจิตอล (ISDN) เทคโนโลยีเครือข่ายบริการร่วมระบบดิจิตอล (Integrated-Services Digital Network: ISDN) เป็นเทคโนโลยีที่เกิดจากความพยายามของผู้ให้บริการเครือข่าย (network provider) ในการรวมบริการของเครือข่ายโทรศัพท์ และ เครือข่ายสื่อสารข้อมูลเข้าด้วยกัน เพื่อประหยัดค่าใช้จ่ายในการก่อสร้าง และ บริหารเครือข่าย ความสามารถของเทคโนโลยีแบบนี้ทำให้ผู้ใช้บริการสามารถโทรศัพท์ไปพร้อม ๆ กับที่ส่งแฟ็กซ์ ข้อมูล หรือภาพไปในสายส่งเส้นเดียวกันในลักษณะบริการร่วม (integrated services) ได้ โดยที่ในทางกายภาพแล้ว เครือข่ายที่ใช้ส่งสัญญาณเสียงโทรศัพท์ และข้อมูล ยังคงแยกอิสระจากกัน

อย่างไรก็ตาม ความเร็วของเครือข่ายบริการร่วมระบบดิจิตอลในปัจจุบัน ยังคงจำกัดอยู่ที่ 64 kbps อันเป็นอัตราพื้นฐาน (Basic-Rate ISDN: BRI) สำหรับสายส่งทั่วไป และไม่เกิน 1.544 Mbps อันเป็นอัตราเบื้องต้น (Primary-Rate ISDN: PRI) สำหรับสายส่งเฉพาะ หรือ 2.048 Mbps ในกรณีของมาตรฐานยุโรป ซึ่งยังคงไม่เพียงพอสำหรับการส่งสัญญาณภาพเคลื่อนไหว หรือการเชื่อมต่อเครือข่ายท้องถิ่นด้วยความเร็วสูง ทำให้บริการเหล่านี้ยังคงต้องอาศัยเครือข่ายชนิดอื่น หรือ อาศัยวงจรเช่าเฉพาะ (leased circuit)

ในบรรดาเทคโนโลยีเครือข่ายที่กล่าวมานี้ ยังไม่มีเทคโนโลยีใดที่เหมาะสมที่จะเป็นเทคโนโลยีหลักสำหรับทางด่วนข้อมูลเลย เนื่องจากมีข้อจำกัดด้านความเร็วในการส่งข้อมูล และ ข้อจำกัดที่ไม่สามารถส่งข้อมูลแบบมัลติมีเดียได้ เทคโนโลยีที่เหมาะสมสำหรับทางด่วนข้อมูลจะต้องสามารถส่งข้อมูลแบบมัลติมีเดีย และ ใช้เครือข่ายร่วมเครือข่ายเดียวสำหรับข้อมูลทุกประเภทได้ ในขณะที่มีความยืดหยุ่นพอที่จะรองรับกับบริการใหม่ ๆ ที่จะเกิดขึ้นในอนาคตด้วย คณะผู้วิจัยมีความเห็นว่า เทคโนโลยีที่มีคุณสมบัติเหมาะสมดังกล่าวในปัจจุบัน และ อนาคตอันใกล้นี้ คือ เทคโนโลยีเครือข่ายบริการร่วมระบบดิจิตอลแบบช่องสัญญาณกว้าง (Broadband ISDN: B-ISDN) ซึ่งจะกล่าวถึงในหัวข้อถัดไป

เครือข่ายบริการร่วมระบบดิจิตอลแบบช่องสัญญาณกว้าง (B-ISDN) เป็นเครือข่ายที่มีความสามารถในการสวิตชิ่ง ซึ่งถูกออกแบบสำหรับการสื่อสารแบบมัลติมีเดียเทคโนโลยีสำหรับเครือข่ายแบบนี้ ประกอบขึ้นด้วยเทคโนโลยีพื้นฐาน 3 ชนิด

1) เทคโนโลยีระบบสื่อสารผ่านใยแก้วนำแสง การสื่อสารผ่านใยแก้วนำแสงเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับเครือข่ายบริการร่วมแบบช่องสัญญาณกว้าง เพราะใยแก้วนำแสงสามารถทำให้รับและส่งข้อมูลแบบมัลติมีเดีย ซึ่งต้องการความเร็วในการสื่อสารตั้งแต่ 150 Mbps ขึ้นไป
2) เทคโนโลยีลำดับขั้นดิจิตอลเข้าจังหวะ (SDH) เทคโนโลยีนี้จะช่วยกำหนดมาตรฐานการเชื่อมต่อระหว่างชุมสายในเครือข่าย (Network Node Interface: NNI)
3) เทคโนโลยี ATM เทคโนโลยีนี้จะช่วยกำหนดมาตรฐานการเชื่อมต่อระหว่างผู้ใช้กับเครือข่าย (User Network Interface: UNI)

เทคโนโลยีระบบสื่อสารผ่านใยแก้วนำแสง (Optical Fiber Communication System)
การสื่อสารโดยใช้ใยแก้วนำแสงมีข้อดีคือ มีความสูญเสียในสายส่งต่ำ ทำให้สามารถส่งผ่านสัญญาณไปได้ไกล โดยไม่ต้องใช้เครื่องทวนสัญญาณ (repeater) นอกจากนี้ ใยแก้วนำแสงยังมีแถบความถี่กว้างทำให้สามารถส่งสัญญาณด้วยความเร็วสูงได้ เช่น ใยแก้วนำแสงเส้นเดียวซึ่งมีขนาดเท่าเส้นผมสามารถส่งสัญญาณโทรศัพท์ได้พร้อม ๆ กันได้ถึง 130,000 วงจร สำหรับระบบ 10 Gbps ข้อดีเหล่านี้ทำให้ใยแก้วนำแสงเข้ามาแทนที่สายส่งที่ทำจากโลหะได้ในระยะเวลาอันสั้น

เทคโนโลยี ATM (Asynchronous Transfer Mode)
ก่อนจะกล่าวถึงเทคโนโลยี ATM คณะผู้วิจัยจะขอทบทวนเทคโนโลยีที่ใช้กันอยู่ในปัจจุบันก่อนเล็กน้อยเพื่อให้เข้าใจเทคโนโลยี ATM ได้ง่ายขึ้น ในปัจจุบันการถ่ายทอด (relay) สัญญาณ หรือการเชื่อมต่อด้วยการสวิตชิ่ง (switching) ระหว่างผู้ส่งและผู้รับข้อมูลในเครือข่ายสามารถทำได้ 2 วิธีคือ การสวิตช์วงจร (circuit switching) และ การสวิตช์แพกเก็ต (packet switching)

การสวิตช์วงจรเป็นการเชื่อมต่อระหว่างผู้ส่งกับผู้รับโดยตรงทางกายภาพ โดยเคริอข่ายจะสร้างเส้นทางสำหรับส่งผ่านข้อมูลขี้นก่อนที่จะมีการเริ่มส่งข้อมูล ในระหว่างที่ทั้งคู่จองใช้เส้นทางนั้นอยู่ ไม่ว่าจะมีการส่งข้อมูลหรือไม่ก็ตาม ผู้ใช้คนอื่นจะไม่สามารถใช้เส้นทางนั้นได้ วิธีนี้มีข้อดีคือสามารถประกันความเร็วของการสื่อสารได้เนื่องจากผู้ใช้ผูกขาดการใช้เส้นทางนั้น อย่างไรก็ตาม การผูกขาดการใช้เส้นทางมีข้อเสียคือ ก่อให้เกิดการสูญเสียความจุของเครือข่าย และ มีความเหมาะสมเฉพาะกับการส่งผ่านข้อมูลที่มีลักษณะต่อเนื่อง เช่นเสียง หรือภาพเคลื่อนไหว ตัวอย่างของการสวิตช์วงจรที่ใช้กันอยู่ในปัจจุบันคือ ระบบโทรศัพท์นั่นเอง

ส่วนการสวิตช์แพกเก็ตเป็นการเชื่อมต่อระหว่างผู้ส่งกับผู้รับทางอ้อม โดยไม่มีการจองเส้นทางสำหรับส่งผ่านข้อมูลเป็นการถาวร ทำให้ผู้ใช้หลายคนสามารถแบ่งกันใช้เส้นทางเดียวกันได้ ตามวิธีนี้ ข้อมูลที่ส่งจะถูกแบ่งออกเป็นท่อน ๆ แล้วเพิ่มส่วนหัว (header) ซึ่งมีการระบุผู้รับข้อมูลเข้าไปในแต่ละท่อนนั้น รวมเป็นหนึ่งแพกเก็ต (packet) ที่ชุมสายระหว่างทาง แต่ละแพกเก็ตจะถูกสวิตช์ไปสู่ผู้รับโดยใช้ข้อมูลในส่วนหัว แพกเก็ต ของผู้ส่งอาจไปถึงผู้รับคนเดียวกันโดยผ่านคนละเส้นทางกันได้ วิธีนี้มีข้อดีคือสามารถใช้สายส่งที่มีอยู่จำกัดได้อย่างมีประสิทธิภาพ แต่มีข้อเสียคือ ไม่สามารถประกันความเร็วในการสื่อสารได้ ลักษณะของการเชื่อมต่อแบบนี้จึงเหมาะสำหรับข้อมูลที่มีลักษณะขาดตอนเป็นห้วง ๆ ไม่ต่อเนื่อง และ ความล่าช้าของการส่งข้อมูลไม่ก่อให้เกิดความเสียหายมาก เช่น การส่งผ่านข้อมูลระหว่างเครือข่ายคอมพิวเตอร์ เป็นต้น

วิธีการสวิตชิ่งของเครือข่าย ATM ผสมผสานระหว่างวิธีแบบการสวิตช์วงจร และ การสวิตช์แพกเก็ต ทำให้สามารถรวมข้อดีของทั้งสองวิธีได้ กล่าวคือ สามารถใช้สายส่งอย่างมีประสิทธิภาพ ในขณะที่ สามารถประกันความเร็วของการสื่อสารได้ด้วย ข้อดีของวิธีการสวิตชิ่งของเครือข่าย ATM นี้ทำให้มันเหมาะสมกับการส่งผ่านข้อมูลแบบแบบมัลติมีเดีย ซึ่งต้องสามารถรับส่งข้อมูลที่มีรูปแบบต่าง ๆ กันอย่างมีประสิทธิภาพ

ตามวิธีการสวิตชิ่งของเครือข่าย ATM ข้อมูลที่ส่งจะถูกแบ่งออกเป็นท่อนๆ คล้ายกับวิธีของการสวิตช์แพกเก็ต โดยมีข้อแตกต่างกันคือ ข้อมูลแต่ละท่อนจะมีขนาดเท่ากันคือ 48 ไบต์ แล้วเพิ่มส่วนหัวขนาด 5 ไบต์ เข้าไปเป็นแพกเก็ตขนาด 53 ไบต์ โดยจะเรียกแพกเก็ตนี้ว่าเซล ผู้ส่งสามารถส่งเซลของ ATM ได้ทุกเมื่อตามต้องการ โดยไม่ต้องรอส่งแบบเข้าจังหวะ (asynchronous transfer) การที่กำหนดให้เซลมีขนาดเล็กและขนาดเท่ากันหมด ทำให้การส่งข้อมูลมีประสิทธิภาพ และช่วยให้ สามารถประกันความเร็วของการสื่อสารได้แต่ละชุมสาย เซลของ ATM จะถูกสวิตช์ไปสู่ผู้รับโดยใช้ข้อมูลที่ส่วนหัวคล้ายกับการสวิตช์แพกเก็ตดังกล่าวข้างต้น อย่างไรก็ตาม การสวิตช์เซลของ ATM ต่างจากการสวิตช์แพกเก็ต คือ เซลของ ATM ซึ่งมีขนาดความยาวคงที่ถูกสวิตช์ด้วย ฮาร์ดแวร์ (hardware) ซึ่งสามารถทำได้อย่างรวดเร็ว ในขณะที่การสวิตช์แพกเก็ตจะต้องทำด้วย ซอฟท์แวร์ (software) เพราะความยาวของแพกเก็ตไม่คงที่ ทำให้เสียเวลามาก ส่วนการตรวจสอบความถูกต้องของแต่ละเซลของ ATM ซึ่งเดิมต้องใช้วิธีทางซอฟท์แวร์ ก็ไม่เป็นสิ่งที่จำเป็นอีกต่อไป เพราะการสื่อสารด้วยใยแก้วนำแสงสามารถรับประกันความถูกต้องได้สูงมาก

นอกจากระบบสื่อสารที่กล่าวถึงข้างต้นแล้ว ยังมีระบบสื่อสารชนิดอื่น ๆ อีกที่ยังไม่ได้กล่าวถึง ได้แก่ ระบบสื่อสารผ่านสายโทรศัพท์ด้วยความเร็วสูง ระบบสื่อสารผ่านสายโคแอกเซียล และระบบสื่อสารที่ใช้คลื่นไมโครเวฟทั้งภาคพื้นดิน และผ่านดาวเทียม

ตัวอย่างของเทคโนโลยีระบบสื่อสารผ่านสายโทรศัพท์ด้วยความเร็วสูง ได้แก่เทคโนโลยีสายปลายทางดิจิตอลแบบไม่สมมาตร (Asymmetric Digital Subscriber Line: ADSL) ซึ่งปัจจุบันกำลังถูกพัฒนาให้ใช้ได้กับเครือข่ายอินเตอร์เน็ต และ บริการภาพยนตร์ตามสั่ง (Video-On-Demand) แม้เทคโนโลยีนี้จะมีข้อดีที่ทำให้ไม่ต้องเสียค่าใช้จ่ายในการวางเครือข่ายการสื่อสารใหม่ก็ตาม มันก็มีขีดจำกัดด้านความเร็ว ความไ่ม่สมมาตรในการสื่อสาร และ ข้อจำกัดด้านระยะทาง ทำให้ระบบสื่อสารแบบนี้ไม่เหมาะสำหรับทางด่วนข้อมูล ซึ่งต้องการการสื่อสารแบบตอบโต้สองทาง (two-way interactive) ด้วยความเร็วสูง

เทคโนโลยีระบบสื่อสารผ่านสายโคแอกเซียล แม้จะมีราคาในปัจจุบันถูกกว่าระบบที่ใช้ใยแก้วนำแสง แต่ก็มีขีดจำกัดด้านความเร็ว และระยะทาง ทำให้ไม่เหมาะสำหรับเป็นเทคโนโลยีหลักของทางด่วนข้อมูล อย่างไรก็ตามมีแนวโน้มว่าจะใช้เทคโนโลยีนี้เสริมกับเทคโนโลยีที่ใช้ใยแก้วนำแสง ในการเชื่อมต่อเข้าสู่ครัวเรือน หรือ ปลายทาง เพื่อลดค่าใช้จ่าย

เทคโนโลยีระบบสื่อสารที่ใช้คลื่นไมโครเวฟ โดยเฉพาะที่ถ่ายทอดสัญญาณผ่านดาวเทียม มีข้อดีคือสามารถส่งสัญญาณครอบคลุมพื้นที่เป็นบริเวณกว้างได้ง่าย ทำให้มีราคาถูก แต่เทคโนโลยีนี้มีจุดอ่อนคือ มีความเร็วต่ำ เพราะแถบความถี่ของคลื่นที่ใช้ได้มีอยู่จำกัด และมีความไม่สมมาตรในการสื่อสาร ปัจจุบันมีแนวโน้มที่จะใช้เทคโนโลยีนี้สำหรับระบบสื่อสารเฉพาะบุคคล (personal communication) เช่นโทรศัพท์เคลื่อนที่ เป็นหลัก

กล่าวโดยสรุป เมื่อพิจารณาดูโดยรวมแล้ว คณะผู้วิจัยมีความเห็นว่าเทคโนโลยีระบบสื่อสารที่เหมาะที่จะใช้เป็นเครือข่ายหลักสำหรับทางด่วนข้อมูล คือ เทคโนโลยีระบบสื่อสารที่ใช้สายใยแก้วนำแสง เนื่องจากมีคุณสมบัติเหมาะสมดังกล่าวข้างต้น แต่อย่างไรก็ตาม ในบางพื้นที่ที่เทคโนโลยีระบบสื่อสารแบบอื่นมีความเหมาะสมกว่า ก็อาจจะนำมาใช้ประกอบได้