นอกจากความแตกต่างของรหัสอักขระและชนิดของข้อมูล (แบบซิงโครนัสและอะซิงโครนัส) แล้วข้อมูลดิจิตอลสามารถถูกส่งหรือเข้ารหัส (Coded) ให้เป็นรูปแบบสัญญาณไฟฟ้า (Electronic Signal Formats) ที่ต่างกัน รูปแยยต่าง ๆ ที่จะกล่าวต่อไปนั้นมีข้อดีหรือมีการใช้งานต่างกัน ตามที่แสดงภาพที่รูปแบบสัญญาณข้อมูลซึ่งถูกส่งเป็นกระแสข้อมูลแบบอนุกรมอาจแสดงในรูปแบบของสัญญาณคลื่นสี่เหลี่ยม (Square Wave Signal) ซึ่งมีความถี่แปรผันไปตามการเปลี่ยนแปลงของรูปแบบบิต (Bit Pattern) ความถี่ของ "คลื่นสี่เหลี่ยม" ซึ่งขึ้นอยู่กับชนิดของรูปแบบสัญญาณนั้นปกติจะต่ำลงเมื่อ
1. Non Return to Zero (NRZ)
สัญญาณแบบ NRZ เป็นรูปสัญญาณแบบไบนารี่ 2 ระดับพื้นฐาน (Basic Two-level Binary Form) โลจิก 1 คือ ที่ระดับหนึ่ง (+V ในรูปที่ 1.12 (a)) และ 0 คือระดับโวลเตจสายดินที่ใช้อ้างอิง (Ground Reference voltage Level) คือ 0 V ในรูปที่ 1.12 (a) ที่แสดงในภาพเป็นไซน์เวฟพื้นฐาน (Fundamental Sine Wave) สำหรับข้อมูลปิดเปิดสูงสุด (Highest Switching data Rate) ที่ใช้สำหรับอัตราข้อมูลแต่ละแบบ แบบ NRZ นั้นอัตรานี้เกิดขึ้นเมื่อข้อมูลประกอบด้วย 1 และ 0 สลับกัน ไซน์เวฟ พื้นฐานนี้เป็นอัตราสูงสุดของการเปลี่ยนแปลงที่ต้องใช้โดยระบบตามแบบข้อมูลที่กำหนดให้และต้องไม่เกินข้อจำกัดขั้นสูง (Upper Limit) ของความกว้างแถบในระบบนั้น โดยทั่วไปรูปแบบสัญญาณข้อมูลไบนารี่แบบนี้เป็นแบบง่ายที่สุด เนื่องจากใช้เพียงเครื่องมือเปิดเพื่อให้เกิดโลจิก 1 หรือ ปิดซึ่งเป็นสายดิน (Ground) หรือ 0V ให้เกิดโลจิก 0 เช่น ระบบซึ่งมีความกว้างแถบ 8,000 Hz ใช้ข้อมูลแบบ NRZ นั้นสามารถหาอัตราบิตสูงสุดได้ดังนี้ ข้อมูล NRZ 2 บิตซึ่งเป็นค่า 1 และ 0 สลับกันนั้นทำให้เกิดความถี่พื้นฐานสูงสุด จำนวน 2 บิต ดังกล่าวทำให้เกิดไซน์เวฟพื้นฐานขึ้น 1 รอบ (Cycle) ดังนั้นอัตราข้อมูล (Data Rate) จึงเป็น 2 เท่าของความถี่พื้นฐานนั้นในที่นี้คือ 8,000 x 2 = 16,000 bps
 | |||
| รูปที่ 1.12 รูปแบบข้อมูลไบนารี่ |
2. Non-Return to Zero Bipolar (NRZB)
สัญญาณแบบนี่คล้ายกับ NRZ มาก (ดูรูปที่ 1.12 (a)) ที่แตกต่างกันคือ ระดับโลจิก 0 เป็นที่ -V แทนที่จะเป็น 0V สัญญาณแบบนี้ใช้แทน NRZ เมื่อบันทึกข้อมูลบนแถบแม่เหล็ก (Magnetic - Tape)
โวลเตจที่ตรงข้ามกันซึ่งทำให้เกิด 1 และ 0 จะทำให้สารแม่เหล็กที่มีทิศทางตรงข้ามกัน นั่นคือสายแม่เหล็กของฟลักซ์ (Manetic Line of Flux) จะอยู่ในทิศทางหนึ่ง สำหรับกระแสที่เคลื่อนผ่านขดลวด (Coil) ในหัวบันทึก (Recording Head) ในทิศทางหนึ่ง และจะอยู่ในทิศทางตรงกันข้ามสำหรับกระแสที่เกิดผ่านขดลวดในหัวในทิศทางตรงข้ามกัน ความถี่ของไซน์เวฟ พื้นฐานของแบบ NRZB เป็นเช่นเดียวกับแบบ NRZ ดังนั้นจึงใช้ความกว้างแถบสำหรับอัตราบิตเช่นเดียวกัน นั่นคืออัตราบิตสูงสุดเป็นสองเท่าของความกว้างแถบ
3. Return to Zero (RZ)
สัญญาณแบบ RZ (ตามรูปที่ 1.12(b)) ใช้ระดับ 0V สำหรับ,จิก 0 และ +V สำหรับโลจิก 1 การทำเช่นนี้จะทำให้ข้อมูลบิตโลจิก 1 เปลี่ยนเป็น 0 ในกึ่งกลางเวลาบิต (Bit Time) การส่งแบบ RZ นี้เพื่อป้องกันกระแสข้อมูลไม่ให้อยู่ที่ระดับ +V นานเกินไป เมื่อจำเป็นต้องส่งค่า 1 ติดต่อกันมาก ๆ ความถี่ไซน์เวฟพื้นฐานเกิดขึ้นเฉพาะเมื่อมีการส่งโลจิก 1 มากกว่า 2 ตัวติดต่อกัน เนื่องจากการส่งที่กึ่งกลางบิต (Midbit) และกลับไปยังบิต +V สำหรับบิตต่อไปทำให้เกิดไซน์เวฟ 1 รอบดังนั้นความสัมพันธ์ระหว่างอัตราบิตและอัตราไซน์เวฟพื้นฐานจึงเป็น 1 ต่อ 1 ในความกว้างแถบ 8,000 Hz จึงใช้อัตราบิตสูงสุดเพียง 8,000 bps ซึ่งเป็นเพียงครึ่งหนึ่งของแถบ NRZ สัญญาณรูปแบบนี้ใช้กันมากในระบบที่ใช้จับสัญญาณนาฬิกาจากกระแสข้อมูลดิจิตอลแบบอนุกรม การช่วยจับสัญญาณนาฬิกาทำได้โดยการส่งระดับที่อยู่กึ่งกลางของแต่ละบิตข้อมูลเพิ่มขึ้นเมื่อใช้การส่งสัญญาณแบบ RZ
4. Return to Zero Bipolar (RZB)
ข้อมูลดิจิตอลแบบ RZB (รูปที่ 1.12 (c)) นั้นโลจิก 1 และ 0 ใช้โวลเตจตรงข้ามกัน คือ +V และ -V การเปลี่ยนเวลาเช่นนี้ทำให้จุดกึ่งกลาง (Midpoint) ของแต่ละบิตข้อมูลคือโวลเตจลดลงมาที่ 0V
ดังนั้นจึงใช้ชื่อว่า Return to Zero Bipolar เช่นเดียวกัน สัญญาณแบบนี้ไม่เพียงแต่ทำให้เกิดลักษณะของโวลเตจที่ตรงข้ามกันเท่านั้น แต่ยังทำให้เกิดการส่ง (การเปลี่ยนระดับ) ในกึ่งกลางของแต่ละระยะข้อมูล (Data Period) ระบบซิงโครนัสใช้ข้อดีข้อนี้ช่วยในการจับสัญญาณนาฬิกาจากกระแสข้อมูลเพราะว่าระดับมีการเปลี่ยนแปลงอย่างสม่ำเสมอ ดังนั้นวงจรจับสัญญาณนาฬิกาจะทำให้สัญญาณนาฬิกาสอดคล้องกับจุดกลาง (Center) ของแต่ละบิตในกระแสข้อมูล
ความถี่ไซน์เวฟพื้นฐานสูงสุดของ RZB เกิดขึ้นกับแต่ละบิตไม่ว่าข้อมูลจะเป็นการส่งโลจิก 1 หรือ 0 การส่งถึงระดับ 0 ตามด้วยการกลับไปยังระดับโลจิกก่อนหน้านั้นทำให้เกิดโครงสร้างรอบที่สมบูรณ์ขึ้นจึงทำให้ความถี่พื้นฐานมีค่าเท่ากับอัตราบิต ดังนั้นที่ความถี่กว้างแถบ 8,000 Hz จึงมีอัตราบิตสูงสุด 8,000 bps ในระบบที่มีความกว้างแถบเท่ากันแล้ว นอกจากจะสามารถปรับปรุงการจับสัญญาณนาฬิกาได้ดีขึ้นแล้ว ระบบ RZB สามารถส่งข้อมูลในอัตราบิตสูงสุด เพียงครึ่งหนึ่งของแบบ NRZ
5. Manchester Encoding (หรือ Biphase)
แบบ Manchester Encoding (ตามรูปที่ 1.12 (d)) เป็นรูปแบบรหัสสัญญาณ coding Signal Form) มากกว่ารูปแบบสัญญาณดิจิตอลจริง ๆ กระแสขอมูลถูกป้อนผ่านวงจรที่เสริม (Complement) หรือการกลับ (Invert) ครึ่งแรก (First Half) ของบิตข้อมูลโดยครึ่งหลังจะไม่ถูกกลับจะเห็นว่าโลจิก 1 ตัวแรกจะอยู่ในระดับล่าง (Low Level) ระหว่างครึ่งแรกของช่วงบิตแรกและอยู่ในระดับบน (High Level) ระหว่างครึ่งหลัง ที่ทำเช่นนนี้มีวัตถุประสงค์เช่นเดียวกับแบบ RZ คือการทำให้เกิดการส่งที่มีศูนย์กลางแต่ละบิตข้อมูลอย่างสม่ำเสมอเพื่อช่วยในการจับสัญญาณนาฬิกา จะเห็นได้ว่าสัญญาณนาฬิกาจะทำให้สอดคล้องกับการส่งที่จุดกึ่งกลางของแต่ละบิต และข้อมูลนั้นจะถูกจับได้จากครึ่งหลัง ตามด้วยการส่งสัญญาณนาฬิกาของแต่ละข้อมูล (Data Period)
6. Differential Manchester Encoding
รูปแบบนี้ (รูปที่ 1.12 (e)) ได้ถูกพัฒนาขึ้นเพื่อจะเลื่อนการตรวจจับ (Detection) ของระดับข้อมูลที่เกิดขึ้นจากครึ่งหลังของระยะข้อมูลมาเป็นที่เริ่มต้นของระยะข้อมูล ซึ่งในระบบ Manchester Encoding นั้นแต่ละบิตข้อมูลถูกส่งที่กึ่งกลางของระยะบิต (Bit Period) แต่ในระบบนี้ระดับของโลจิกถูกทำให้เกิดขึ้นโดยการเปรียบเทียบบิตข้อมูลที่อยู่ใกล้กัน ถ้าเปรียบเทียบแล้วพบว่าบิตที่สอง(Second Bit) เป็นโลจิก 1 ระดับของครึ่งแรกของเวลาบิต (Bit Time) ของมันจะเป็นเช่นเดียวกับระดับครึ่งหลังของบิตก่อนหน้านั้น ถ้าบิตที่สองเป็น 0 ครึ่งแรกของเวลาบิตที่สองจะถูกกลับให้เป็นระดับหลัง (Second-half Level) ของบิตแรก ทั้งสองกรณีดังกล่าวครึ่งหลังของระยะเวลาบิตที่สองคือส่วนเสริมของครึ่งแรก
7. Non-Return to Zero Mark Inversion (NRZI)
รูปแบบสัญญาณแบบสุดท้ายคือ NRZI (ตามรูปที่ 1.12 (f)) ระดับศูนย์ถูกสำรองไว้สำหรับบิตข้อมูลโลจิก 0 บิตข้อมูลโลจิกระดับ 1 เป็นระดับโวลเตจสลับ (Alternating Voltage Level) ตัวอย่างเช่น โลจิก 1 ตัวแรกเป็น +V แล้วตัวที่สองเป็น -V ตัวที่สามจะเป็น +V สลับกันไปรูปแบบนี้จะเพิ่มความสามรถในการตรวจจับความผิดพลาดได้ ระดับ +V หรือ -V จะเป็นสัญญาณให้เครื่องรับรู้ว่าบิตของโลจิก 1 หนึ่งตัวหรือมากกว่าผิดพลาดหรือไม่ เนื่องจากแต่บิตโลจิก 1 ต้องมีระดับโวลเตจที่ตรงกันข้าม ความถี่ของไซน์เวฟพื้นฐานของรูปแบบนี้จึงแระกอบด้วย 1 สองตัวติดต่อกันและใช้ระยะเวลาเต็ม (Full Time Period) ของบิตข้อมูลทั้งคู่ อัตราบิตสูงสุดของ NRZI จึงเป็นสองเท่าของระบบความกว้างแถบ เช่นเดียวกันกับแบบ NRZ
ไม่มีความคิดเห็น:
แสดงความคิดเห็น