Saturday, August 16, 2014

ការបញ្ជូន Signal ជាលក្ខណៈ Digital

ការបញ្ជូន Signal នៅក្នុង Channel មួយ​មាន​ពីរ​ប្រភេទគឺ Analog ហើយនិង Digital។ ចំពោះការបញ្ជូនជាលក្ខណៈ Digital មុនដំបូង​យើង​ត្រូវ​ធ្វើការ​បម្លែង​ Data ទៅជា​ Signal សិន ដោយ​ប្រើ​ប្រាស់​តិចនិចបីគឺ៖
  1. Line coding
  2. Block coding
  3. Scrambling
ចំពោះ Line coding គឺចាំបាច់​ត្រូវប្រើ ចំណែកឯ Block coding ហើយនិង Scrambling អាចមិន​បាច់​ប្រើ​បាន។
Line coding គឺជាដំណើរការ​នៃការ​បម្លែងអំពី Digital Data ទៅជា Digital signal ដែល Data ទាំងនោះអាច​ជា អក្សរ លេខ រូបភាព សម្លេង ឬក៏វិដេអូជាដើម ដែលត្រូវបាន​រក្សាទុកនៅក្នុង​កុំព្យូទ័រ ក្នុង​លក្ខណៈជា Bit (101010...)។

Signal Element Versus Data Element

យើងត្រូវ​បែងចែក​អោយ​ដាច់​ រវាង​ Data ហើយនិង ​Signal។ នៅក្នុង​ការ​បញ្ជូនទិន្នន័យ គោល​បំណង​របស់​យើង​គឺ ធ្វើការ​បញ្ជូន data element ដែល​វាតំណាង​អោយ​ផ្នែក​មួយនៃ​ពត៌មាន ហើយ​វា​គឺជា Bit។ នៅក្នុង​ Digital data communication អ្វី​ពិតប្រាកដ​ដែល​យើង​ចង់​បញ្ជូន​គឺ Data element តែអ្វី​ដែល​យើង​អាច​បញ្ជូន​ទៅ​បាន​គឺ Signal element ហេតុដូចនេះ​យើង​ត្រូវ​ធ្វើ​ការ​បម្លែងពី data element ទៅជា signal element មុន​នឹង​ធ្វើ​ការ​បញ្ជូនបាន។​

Data Rate Versus Signal Rate

Data Rate គឺជា​ចំនួន​ data element ដែលអាច​បញ្ជូន​បាន​ក្នុង​រយៈពេល​មួយ​វិនាទី ហើយខ្នាត​របស់​វា​គិត​ជា Bits per second (bps)។ ចំណែក​ឯ Signal Rate គឺជាចំនួននៃ signal element ដែល​អាច​បញ្ជូន​បា​នក្នុង​រយៈពេល​មួយ​វិនាទី ហើយខ្នាត​របស់​វាគឺ Baud។ Data Rate ពេលខ្លះគេ​ហៅវា​ថា bit rate ចំណែក Signal Rate អាចហៅថា Pulse Rate, The modulation rate, ឬក៏ baud rate។

ឥលូវ​យើង​មាន​រូបមន្ត​ដើម្បីស្វែងរក Signal Rate ធៀបទៅនឹង Data Rate

  • S គឺជា Signal Rate
  • c គឺជា data pattern
  • N គឺជា Data Rate
  • r គឺជាតម្លៃដែល data element មួយ អាចបម្លែងទៅជា signal element ប៉ុន្មាន
ឧទាហរណ៍៖ គេបញ្ជូន signal មួយ ដែលក្នុង 1 data element អាច​បម្លែងបាន 1 signal element (ដូចនេះ r = 1)។ ប្រសិនបើ​ គេដឹង​ថា​ bit rate ស្មើនឹង 100 kbps តើតម្លៃមធ្យម​របស់​ baud rate ស្មើ​ប៉ុន្មាន បើ c នៅចន្លោះពី 0 និង 1
ចម្លើយ៖ យើង​សន្មតថា តម្លៃមធ្យមរបស់ c គឺ 1/2 ដូចនេះយើងទទួល​បាន​តាម​រូបមន្ត៖
S = c x N x 1/r = 1/2 x 100,000 x 1/1 = 50, 000 = 50 kbaud

យើងក៏អាចស្វែងរក​តម្លៃ​របស់​ Bandwidth បានផងដែរ

តម្លៃរបស់ Bandwidth គឺសមាមាត្រជាមួយ​ Signal Rate។ ដូចនេះតម្លៃ Bandwidth ដែលទាប​បំផុត​យើង​អាច​រកបាន​តាម​រូបមន្ត៖
B (min) = c x N x 1/r
ប្រសិនបើ​យើង​បាន​ដឹង​អំពីតម្លៃ Bandwidth យើងក៏អាច​ស្វែងរកតម្លៃ Maximum របស់ Data rate បាន​ផង​ដែរ ដោយ​ប្រើ​ប្រាស់​រូបមន្ត៖
N (max) = 1/c x B x r

Baseline Wandering

នៅក្នុងការ​បម្លែង​ signal ប្រភេទ digital នៅខាងផ្នែក receiver ធ្វើការ​គណនា​ ដោយធៀប​ជាមួយ​នឹង​តម្លៃ​អានុភាព​របស់ signal ជាមធ្យម ដែលអោយ​ឈ្មោះថា Baseline។ ផ្នែក receiver ធ្វើការ​កំណត់​តម្លៃ របស់ Signal ដែល​ទទួល​បា​ន ដោយ​ប្រៀបធៀប​ជាមួយនឹងតម្លៃមធ្យម (Baseline) ដើម្បី​អាច​រក​តម្លៃ​របស់ data element បាន។ នៅពេល​ដែល​មាន drift នៅក្នុង baseline (ឬហៅថា Baseline wandering)វាធ្វើអោយ​ផ្នែក receiver ពិបាក​នឹងធ្វើ​ការ​បម្លែង​ពី signal ទៅជា data អោយ​បាន​ត្រឹម​ត្រូវ​ណាស់។​ ដូចនេះ​ដើម្បី​កាត់​បន្ថយ Baseline wandering យើងត្រូវធ្វើ​ការ​ជ្រើ​សរើស​នូវ Line Coding ដែល​ល្អ។

DC Components

នៅពេល​ដែល​តម្លៃ​តង់ស្យុង​របស់ digital signal ស្ថិតនៅ​តម្លៃមួយថេរនៅរយៈណាមួយ វាធ្វើអោយ​ប្រេកង់ទាប ហើយប្រេកង់ដែល​មាន​តម្លៃ​ប្រហែល ០ យើងអាចហៅវាថា DC (direct-current) component (មូលហេតុដោយសារ នៅពេល​តង់ស្យុងថេរ វាមិនបម្រែបម្រួល​ផាស ដូចនេះ​វា​មាន​លក្ខណៈ​ដូចទៅនឹង DC ដែរ)។ ដូចនេះ​វា​មាន​បញ្ហានៅពេលដែល​វា​​ ត្រូវ​បា​នធ្វើការ​បញ្ជូន​ឆ្លង​កាត់​ system ដែល​មិនអាច​អោយ​ប្រេកង់​ទាប​ឆ្លងកាត់បាន ឬក៏ system ដែល​ត្រូវការ​តង់ស្យុង​ដែល​មាន​ប្រេកង់ ដូចជាត្រង់ស្វូម៉ាទ័រ។ ឧទាហរណ៍៖ ខ្សែទូរស័ព្ទមិនអាចអោយ​ signal ដែល​មានប្រេកង់​ទាប​ជា 200 Hz ឆ្លងកាត់​ឡើយ។ ដូចនេះ​យើង​ត្រូវ​ធ្វើការ​ជ្រើសរើស​ line coding ដែល​មិនមាន​ DC component។

Self-synchronization

ដើម្បីអោយ​ការ​បកប្រែ signal ដែលទទួល​បាន​ពី transmitter អោយបានត្រឹមត្រូវ រយៈពេលនៃ bit នៅខាង receiver ត្រូវ​តែ​ដូចគ្នាទៅនឹងរយៈពេលនៃ bit របស់ transmitter ដែរ។ ប្រសិនបើ clock នៅខាង receiver ដើរលឿនជាង ឬក៏យឺត​ជាង​នោះ វាធ្វើអោយរយៈពេល​នៃ bit រវាង​ transmitter និង receiver មិនស្មើគ្នា ហើយបណ្តាលអោយ​ receiver ធ្វើការបកប្រែ​ signal ខុស។
ឧទាហរណ៍៖ នៅក្នុង digital transmission មួយ clock របស់ receiver ដើរលឿនជាង clock របស់ transmitter 0.1%។ ប្រសិនបើ data rate មានតម្លៃស្មើនឹង 1kbps តើផ្នែក receiver នឹងទទួលបាន​ចំនួន bit ដែលលើស​ប៉ុន្មាន? តើចំនួននោះនឹង​កើនឡើង​ដល់​ប៉ុន្មាន​ ប្រសិន​បើ​ data rate រហូតដល់ 1Mbps?
ចំលើយ៖ នៅ data rate 1 kbps ផ្នែក receiver ទទួលបាន 1001 bps (ដោយសារ​វាលើស 0.1%)
ដូចនេះ គេបញ្ជូន 1000 bps ខាងផ្នែក receiver ទទួលបាន ​1001 bps នាំអោយ bit ដែលលើស​ស្មើនឹង 1 bps
ចំណែក data rate 1 Mbps ផ្នែក receiver ទទួលបាន 1001000 bps ដូចនេះ bit ដែលលើសគឺ 1000bps។