IP มือถือ

IP มือถือ และความหมายของสัญญาณแอนะล็อก และสัญญาณดิจิทัล

IP มือถือ และความหมายของสัญญาณแอนะล็อก และสัญญาณดิจิทัล

ความหมายของสัญญาณแอนะล็อก  และสัญญาณดิจิทัล

ข้อความต่าง  ๆ  เมื่อถูกแปลงเป็นรหัสข้อมูลแล้ว    การส่งข้อมูลสู่ช่องทางการสื่อสารข้อมูลต้องถูกแปลงให้เป็นสัญญาณข้อมูลที่เหมาะสมกับสื่อนำสัญญาณก่อนจะสามารถส่งสัญญาณข้อมูลไปบนสื่อเหล่านั้นได้   IP มือถือ สัญญาณข้อมูลสามารถจำแนกออกได้เป็น  2  ประเภท  คือ  สัญญาณแอนะล็อกหรือเรียกว่าสัญญาณเชิงอุปมาน  และสัญญาณดิจิทัล  ข้อมูลแอนะล็อกจะหมายถึงข้อมูลที่มีความต่อเนื่อง   ส่วนข้อมูลดิจิทัลหมายถึงข้อมูลที่มีลักษณะไม่มีความต่อเนื่องและเป็นสัญญาณที่ใช้แทนข้อมูลที่ไม่มีความต่อเนื่อง

สัญญาณแอนะล็อก

สัญญาณที่มีความต่อเนื่องเป็นลักษณะของคลื่น  เช่น  สัญญาณเสียงเป็นรูปแบบของสัญญาณแอนะล็อกที่รู้จักกันเป็นอย่างดี   สัญญาณเสียงจะถูกแปลงให้เป็นคลื่นไฟฟ้าหรือคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าเพื่อส่งไปบนสื่อเพื่อการสื่อสารข้อมูล  คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า  และคลื่นไฟฟ้าก็เป็นอีกประเภทหนึ่งของสัญญาณแอนะล็อก

คุณสมบัติของคลื่นสัญญาณ

คลื่นสัญญาณทุกประเภทมีลักษณะเฉพาะที่แตกต่างกัน   คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าและคลื่นไฟฟ้าที่ใช้ในการส่งข้อมูลและจัดเป็นคลื่นสัญญาณแอนะล็อกมีลักษณะเป็นคลื่นไซน์   ลักษณะของคลื่นจะประกอบด้วยคุณสมบัติสำคัญ  3  ประการ  ดังงนี้

  •  ความถี่  (Frequency)      จำนวนรอบที่คลื่นเคลื่อนที่ไปในหนึ่งวินาที   มีหน่วยวัดเป็นเฮิรตซ์   ความถี่ของคลื่นที่แตกต่างกันมีผลต่อการรับรู้ของมนุษย์ที่แตกต่างกันด้วย     การสื่อสารที่ส่งด้วยคลื่นความถี่สูงจะหมายถึงคลื่นที่มีความถี่วัดเป็นหน่วยกิโลเฮิรตซ์    มาตรช่วงความถี่อีกมาตรหนึ่งคือ  แบนด์วิดท์ หรือช่วงกว้างแถบความถี่เป็นค่าความแตกต่างระหว่างค่าความถี่สูงสุดกับค่าความถี่ต่ำสุด   นอกจากนี้ในระหว่างช่วงคลื่นจะมีการเว้นช่วงคลื่นที่ไม่มีการใช้งานเพื่อป้องกันการแทรกสอดของคลื่นที่มีความถี่ใกล้เคียงกัน  เรียกช่วงคลื่นที่ใช้ป้องกันการแทรกสอดนี้ว่า  การ์ดแบนด์
  • แอมพลิจูด  (amplitude)จุดสูงสุดหรือจุดต่ำสุดของคลื่นไซน์   หรือจุดที่กระแสไฟฟ้ามีค่าสูงสุด   หน่วยวัดเป็นโวลต์   แอมพลิจูดของคลื่นม่ค่าเท่ากับ  5  โวลต์
  • ค่าวัฏภาค  หรือเฟส    ตำแหน่งของคลื่นที่เกิดเมื่อเวลาเป็น  0  ค่าองศาของการเคลื่อนตัวของคลื่นจะมีค่าตั้งแต่  0  ถึง  360  องศา  ค่าวัฏภาคของคลื่นมีค่าเท่ากับ 0  องศา

                   การเปลี่ยนแปลงของคลื่นไซน์ตามความถี่และแอมพลิจูดสามารถตรวจจับได้ด้วยเครื่องมือของมนุษย์   แต่การเปลี่ยนแปลงของค่าวัฏภาคจะไม่สามารถตรวจจับได้เลย   ความสำคัญของการวัดจะอยู่ที่ค่าความถี่และค่าแอมพลิจูด   ลักษณะของการเกิดของสัญญาณแอนะล็อกจะมีลักษณะเป็นคลื่นไซน์

การกำหนดกราฟเพื่อแสดงค่าของสัญญาณ

                  การกำหนดกราฟเพื่อแสดงค่าของสัญญาณแอนะล็อกในแต่ละช่วงเวลาแบ่งออกได้เป็น  2  ชนิด  คือ

  1. กราฟแสดงการเปลี่ยนแปลงของคลื่นตามเวลาที่พิจารณา  เรียกว่า  โดเมนเวลา
  2. กราฟแสดงความถี่ของคลื่นสัญญาณต่าง  ๆ  เรียกว่า  โดเมนความถี่

คุณสมบัติของสัญญาณแอนะล็อก

                สัญญาณแอนะล็อกจะมีลักษณะที่เป็นคุณสมบัติพื้นฐานของสัญญาณที่สามารถแบ่งได้ดังนี้

  • ความถี่ของสัญญาณ    คือ  อัตราการเปลี่ยนแปลงที่ขึ้นกับเวลา
  • การเปลี่ยนที่เกิดขึ้นในระยะเวลาสั้น  ๆ  ของคลื่นสัญญาณ  แสดงว่าคลื่นสัญญาณมีความถี่สูง
  • การเปลี่ยนที่เกิดขึ้นในระยะเวลานาน  ๆ  ของคลื่นสัญญาณ  แสดงว่าคลื่นสัญญาณมีความถี่ต่ำ
  • หากสัญญาณไม่มีการเปลี่ยนแปลงเลยในช่วงเวลาหนึ่ง  ๆ  กล่าวว่า  ความถี่ของสัญญาณมีค่าเป็น  0
  • หากสัญญาณมีการเปลี่ยนแปลงตลอดเวลา  กล่าวว่า  ความถี่เป็นอนันต์
  • สัญญาณแอนะล็อกที่มีคุณสมบัติที่แตกต่างกันสามารถนำส่งในช่องสัญญาณเดียวกันได้  เรียกว่า  การรวมคลื่นสัญญาณ

การอ่อนแรงของสัญญาณแอนะล็อก

                    การส่งข้อมูลจะส่งได้ไกลแค่ไหนขึ้นอยู่กับกำลังไฟฟ้าที่ใช้ในการส่ง   ถ้ากำลังการส่งมากระยะทางในการส่งก็จะสามารถส่งได้ไกล    เมื่อสัญญาณมีการเคลื่อนตัวไปตามสื่อ    การสูญเสียกำลังไฟฟ้าย่อมเกิดขึ้นส่งผลให้ความคมชัดของสัญญาณลดน้อยลง   สภาวะนี้เรียกว่า   การอ่อนแรงของสัญญาณ   ระดับของสัญญาณมีหน่วยวัดเป็นเดซิเบลใช้สัญญลักษณ์คือ dB  อัตราส่วนอัลกอริทึมของกำลังไฟฟ้าที่จุดที่มีการรับสัญญาณที่ปลายทางต่อกำลังไฟฟ้าที่ใช้ในการส่งสัญญาณต้นทาง   การส่งกำลังไฟฟ้าสู่วงจรเป็นจำนวนมากจะส่งผลให้เกิดการแทรกสอดของกำลังไฟฟ้า เรียกว่า  การแทรดสัญญาณข้าม หรือครอสทอล์ก  เป็นปรากฏการณ์ที่ต้องระมัดระวังในการสื่อสารข้อมูลทางไกล  หรือเทเลคอมมิวนิเคชัน

สัญญาณดิจิทัล

สัญญาณที่สร้างขึ้นจากเครื่องกำเนิดสัญญาณหรืออุปกรณ์ไฟฟ้า  เป็นสัญญาณข้อมูลอีกรูปแบบหนึ่งที่ใช้ส่งข้อมูลไปบนสื่อ   เช่น  เครื่องคอมพิวเตอร์จอเทอร์มินอล  เป็นต้น  ลักษณะของสัญญาณมีรูปแบบไม่มีความต่อเนื่อง  กำลังไฟฟ้าที่ส่งเป็นจังหวะส่งที่ใช้แทนได้ด้วยเลข 0 และ 1   ใช้เป็นรหัสข้อมูลในระบบการสื่อสารนั่นเอง

รูปแบบของสัญญาณดิจิทัล

มีรูปแบบที่หลากหลาย  ก่อนการส่งข้อมูลด้วยสัญญาณดิจิทัลจำเป็นต้องมีการเข้ารหัสข้อมูลก่อนการส่งเสมอ   พิจารณาเทคนิคการเข้ารหัสเชิงล้นสามารถจำแนกได้ดังนี้

  • การเข้ารหัสเชิงเส้นขั้วเดียว   (unipolar linear encoding)
  • การเข้ารหัสเชิงเส้นเชิงขั้ว   (polar  linear encoding)
  • การเข้ารหัสเชิงเส้นสองขั้ว (bipolar linear encoding)

การเข้ารหัสเชิงเส้นขั้วเดียว  (Unipolar linear encoding)

การส่งสัญญาณด้วยการใช้แรงงดันไฟฟ้าเพียงระดับเดียวแทนข้อมูลบิตที่มีค่าเป็น  1  และเมื่อบิตที่มีค่าเป็น  0 จะไม่มีการปล่อยกระแสไฟฟ้าเข้าสู่สายเคเบิล

การเข้ารหัสเชิงเส้นเชิงขั้ว  (Polar  linear  encoding)

การปล่อยกระแสไฟฟ้ามากกว่าหนึ่งระดับ  พิจารณาจากแรงดันไฟฟ้าที่มีค่าเป็นบวก และลบ  รูปแบบสัญญาณดิจิทัลที่มีการเข้ารหัสเชิงเส้นเชิงขั้วสามารถแบ่งได้เป็น  4  วิธีหลัก ๆ  และแต่ละวิธีมีลักษณะเด่นดังนี้

  1. สัญญาณที่ไม่มีการคืนค่าสู่ศูนย์  (Non-Return to Zero)    เรีกยว่า  เอ็นอาร์แซท   สามารถแบ่งออกเป็น  2  วิธี คือ
  2. สัญญาณที่ไม่คืนค่าสู่ศูนย์เชิงระดับ เรียกว่า  เอ็นอาร์แซทแอล  ระดับชั้นของสัญญาณจะขึ้นกับสถานะของบิตที่เกิดขึ้น
  3. สัญญาณที่ไม่คืนค่าสู่ศูนย์เชิงผกผัน  เรียกว่า  เอ็นอาร์แซทไอ  รูปแบบสัญญาณจะผกผันเมื่อค่าของบิตมีค่าเป็น 1 เท่านั้น  เมื่อข้อมูลมีค่าเดียวไม่เปลี่ยนแปลงโอกาสที่จะแปลงค่าข้อมูลผิดจะมีน้อยลง
  4. การส่งและการรับสัญญาณระหว่างอุปกรณ์ต้นทางและปลายทางอาจมีปัญหาการไม่ประสานจังหวะของสัญญาณนาฬิกา  การแก้ไขคือการเข้ารหัสเชิงเส้นเชิงขั้วที่มีการใช้กระแสไฟฟ้ามากกว่าหนึ่งระดับ   พิจารณาจากแรงดันไฟฟ้าที่มีค่าเป็นบวก ลบ  และค่าศูนย์   มีการเปลี่ยนแรงดันทุกครึ่งจังหวะการส่งสัญญาณ 
  5. สัญญาณแมสเชสเตอร์    เป็นแบบสัญญาณที่มีความนิยมในการใช้งานมากที่สุด   ลักษณะของสัญญาณจะมีการเปลี่ยนแรงดันในระหว่างช่วงการส่งสัญญาณ  ในช่วงครึ่งจังหวะของสัญญาณมีการเปลี่ยนขั้วไฟฟ้าเพื่อประสานสัญญาณ  
  6. สัญญาณอนุพันธ์แมนเชสเตอร์       การเข้ารหัสสัญญาณมีลักษณะคล้ายกับการเข้ารหัสแมนเชสเตอร์  แต่จะมีการเปลี่ยนขั้วไฟฟ้ากลางช่วงบิตเพื่อประสานสัญญาณ   การเปลี่ยนหรือสลับกระแสเพื่อแทนข้อมูลหนึ่งบิตจะทำในช่วงแรกของการส่งบิต   หากมีการเปลี่ยนระดับขั้วไฟฟ้าในช่วงต้นบิตแสดงว่าข้อมูลที่ส่งมีค่าเป็น 0  ไม่เช่นนั้นจะมีค่าเป็น  1  การเปลี่ยนระดังขั้วไฟฟ้า  2  ครั้งเป็นการแทนข้อมูลบิต 0  และการเปลี่ยนขั้วไฟฟ้าเพียงครั้งเดียวจะแทนบิต 1

การเข้ารหัสเชิงเส้นสองขั้ว  (Bipolar  linear encoding)

การเข้ารหัสสองเส้นสองขั้วหรือ  เอเอ็มไอ  มีการเปลี่ยนระดับขั้วไฟฟ้าเป็นบวกหรือลบ  เมื่อข้อมูลมีค่าบิตเป็น 1    การเข้ารหัสแบบเชิงเส้นสองขั้วยังมีการพัฒนาอีกหลายวิธีที่สามารถส่งข้อมูลได้ครั้งละมากกว่า 1 บิตข้อมูลได้

การเข้ารหัสแบบบล็อก  (Block  coding)

                 รูปแบบของการเข้ารหัสสัญญาณข้อมูลดิจิทัลอีกแบบที่มีความซับซ้อนมากขึ้น  และการเข้ารหัสมี  3  ขั้นตอนดังนี้

  • ขั้นตอนที่  1    การแบ่ง   หมายถึง      ข้อมูลดิจิทัลที่ได้รับทั้งหมด  จะถูกนำมาแบ่งออกเป็นข้อมูลย่อยที่มีความยาว m บิต
  • ขั้นตอนที่  2   การแทนค่ารหัส    เป็นขั้นตอนหลักของการเข้ารหัสแบบบล็อก   โดยข้อมูลที่ถูกกแบ่งออกเป็นบล็อกขนาด m บิต  จะถูกส่งผ่านเข้าสู่การแทนค่าข้อมูล m บิตด้วยข้อมูลขนาด n  บิต
  • ขั้นตอนที่  3    การเข้ารหัสแบบเชิงเส้น   เป็นขั้นตอนสุดท้ายก่อนการส่งสัญญาณข้อมูลสู่ช่องสัญญาณ

ระดับข้อมูลและระดับสัญญาณ

การสื่อสารข้อมูลด้วยสัญญาณดิจิทัลจะเห็นว่าแรงขับกำลังไฟฟ้ามีหลายระดับ   การส่งสัญญาณข้อมูลที่มีการเข้ารหัสแบบเชิงเส้นสองขั้ว  มีแรงดันข้อมูลเป็นบวก  ลบ  และศูนย์  ค่าของข้อมูลมีค่าเป็นศูนย์และหนึ่ง  ระดับสัญญาณในการส่งข้อมูลมีค่าเท่ากับสามและระดับข้อมูลมีค่าเท่ากับสอง เช่นเดียวกัน   ในขณะที่การส่งสัญญาณที่มีการเข้ารหัสเชิงเส้นเชิงขั้วแบบแมนเชสเตอร์จะมีการใช้แรงดันข้อมูลเป็นบวกและลบเท่านั้น  ส่วนข้อมูลมีค่าเป็น 0/1  จึงกล่าวว่าระดับสัญญาณมีค่าเท่ากับสองและระดับข้อมูลมีค่าเท่ากับ  2

Related link :กล้องวงจรปิดราคาเท่าไร และโพรโทคอลคืออะไร

Facebook Comments

ใส่ความเห็น

อีเมลของคุณจะไม่แสดงให้คนอื่นเห็น ช่องที่ต้องการถูกทำเครื่องหมาย *