Data Communication and Computer Network หลักการพื้นฐานของระบบการสื่อสารข้อมูล Basic of Data Communication System ณรงค์ฤทธิ์ มณีจิระปราการ สาขาคอมพิวเตอร์ธุรกิจ ภาควิชาพาณิชย์ศาสตร์ มหาวิทยาลัยนเรศวร Data Communication and Computer Network

วัตถุประสงค์(Objective) อธิบายองค์ประกอบพื้นฐานของการสื่อสารข้อมูล อธิบายพื้นฐานของข้อมูลและสัญญาณ อธิบายความแตกต่างระหว่างสัญญาณนาลอกกับดิจิตอล ทราบวิธีการแปลงข้อมูลเป็นสัญญาณ ทราบรหัสแทนข้อมูลที่ใช้ในการสื่อสารข้อมูล Data Communication and Computer Network บทที่ 1 พื้นฐานการสื่อสารข้อมูล

Data Communications Originally, There was a Sharp Distinction: Voice and Video Communication versus Data Communications, in which one or both parties is a computer Database Electronic mail World Wide Web **Distinction is fading because voice and video communication are increasingly computer-based** Data Communication and Computer Network บทที่ 1 พื้นฐานการสื่อสารข้อมูล

องค์ประกอบพื้นฐานของการสื่อสารข้อมูล Data Communication and Computer Network บทที่ 1 พื้นฐานการสื่อสารข้อมูล

รหัสแทนข้อมูล Data Code Data Communication and Computer Network บทที่ 1 พื้นฐานการสื่อสารข้อมูล

Data Codes The set of all textual characters or symbols and their corresponding binary patterns is called a data code. There are two basic data code sets plus a third code set that has interesting characteristics: ASCII EBCDIC UniCode Data Communication and Computer Network บทที่ 1 พื้นฐานการสื่อสารข้อมูล

Data Communication and Computer Network บทที่ 1 พื้นฐานการสื่อสารข้อมูล

Data Communication and Computer Network บทที่ 1 พื้นฐานการสื่อสารข้อมูล

Introduction - Data and Signals Data are entities that convey meaning (computer file, music on a CD, results from a blood gas analysis machine) Signals are the electric or electromagnetic encoding of data (telephone conversation, web page download) Computer networks and data / voice communication systems transmit signals Data and signals can be analog or digital Data Communication and Computer Network บทที่ 1 พื้นฐานการสื่อสารข้อมูล

Analog Data Continuous signal Expressed as an oscillation (sine wave format) of frequency Example: Analog electrical signal generated by a microphone in response to continous changes in air pressure that make up sounds Data Communication and Computer Network บทที่ 1 พื้นฐานการสื่อสารข้อมูล

Digital Data Represented as a sequence of discrete symbols from a finite “alphabet” of text and/or digits Rate and capacity of a digital channel measured in bits per second (bps) Digital data is binary: uses 1s and 0s to represent everything Binary digits can be represented as voltage pulses Data Communication and Computer Network บทที่ 1 พื้นฐานการสื่อสารข้อมูล

Basic Analog Terms Wave frequency: Number of times a cycle occurs in given time period Wave amplitude: Height of a wave cycle Hertz: The number of times a wave cycle occurs in one second (commonly used measure of frequency) Data Communication and Computer Network บทที่ 1 พื้นฐานการสื่อสารข้อมูล

Analog Signaling represented by sine waves phase amplitude (volts) difference 1 cycle amplitude (volts) time (sec) frequency (hertz) = cycles per second Data Communication and Computer Network บทที่ 1 พื้นฐานการสื่อสารข้อมูล

Basic Digital Terms Bit: digit in a binary number Byte: eight bits 1 is a 1-bit number (=1 in base 10) 10 is a 2-bit number (=2 in base 10) 10011001 is an 8-bit number (=153 in base 10) Byte: eight bits Data Communication and Computer Network บทที่ 1 พื้นฐานการสื่อสารข้อมูล

Data Type vs. Transmission Type LAN Cable Standards Modem-based Communications Digital Data PCM & Video standards using codecs Radio, Broadcast TV Analog Data Digital Transmission Data Communication and Computer Network บทที่ 1 พื้นฐานการสื่อสารข้อมูล

เปรียบเทียบสัญญาณอนาลอกกับสัญญาณดิจิตอล Data Communication and Computer Network บทที่ 1 พื้นฐานการสื่อสารข้อมูล

Analog versus Digital Analog is a continuous waveform, with examples such as (naturally occurring) music and voice. Data Communication and Computer Network บทที่ 1 พื้นฐานการสื่อสารข้อมูล

Analog versus Digital Digital is a discrete or non-continuous waveform with examples such as computer 1s and 0s. Data Communication and Computer Network บทที่ 1 พื้นฐานการสื่อสารข้อมูล

Analog versus Digital It is harder to separate noise from an analog signal than it is to separate noise from a digital signal. Data Communication and Computer Network บทที่ 1 พื้นฐานการสื่อสารข้อมูล

Analog versus Digital Noise in a digital signal. You can still discern a high voltage from a low voltage. Data Communication and Computer Network บทที่ 1 พื้นฐานการสื่อสารข้อมูล

Analog versus Digital Noise in a digital signal. Too much noise - you cannot discern a high voltage from a low voltage. Data Communication and Computer Network บทที่ 1 พื้นฐานการสื่อสารข้อมูล

วิธีการแปลงข้อมูลเป็นสัญญาณ Data Communication and Computer Network บทที่ 1 พื้นฐานการสื่อสารข้อมูล

Converting Digital Data into Digital Signals There are numerous techniques available to convert digital data into digital signals. Let’s examine four techniques: NRZ-L NRZ-I Manchester Differential Manchester Data Communication and Computer Network บทที่ 1 พื้นฐานการสื่อสารข้อมูล

Converting Digital Data into Analog Signals Three basic techniques: Amplitude modulation Frequency modulation Phase modulation Data Communication and Computer Network บทที่ 1 พื้นฐานการสื่อสารข้อมูล

Converting Analog Data into Digital Signals To convert analog data into a digital signal, there are two basic techniques: Pulse code modulation (used by telephone systems) Delta modulation Data Communication and Computer Network บทที่ 1 พื้นฐานการสื่อสารข้อมูล

Converting Analog Data into Analog Signals Many times it is necessary to modulate analog data onto a different set of analog frequencies. Broadcast radio and television are two very common examples of this. Data Communication and Computer Network บทที่ 1 พื้นฐานการสื่อสารข้อมูล

Data and Signal Conversions in Action Let us transmit the message “Sam, what time is the meeting with accounting? Hannah.” This message first leaves Hannah’s workstation and travels across a local area network. Data Communication and Computer Network บทที่ 1 พื้นฐานการสื่อสารข้อมูล

Data and Signal Conversions in Action Data Communication and Computer Network บทที่ 1 พื้นฐานการสื่อสารข้อมูล

Data and Signal Conversions in Action Data Communication and Computer Network บทที่ 1 พื้นฐานการสื่อสารข้อมูล

Converting Voice What makes sound? Vibration of air How can we record that vibration? How can we convert that to an electrical signal? Data Communication and Computer Network บทที่ 1 พื้นฐานการสื่อสารข้อมูล

Analog Voice Communication Primarily used for transmission of human voice (telephony) Microphone captures voice vibrations, converts them to waves than can be expressed through variations of voltage Examples Telephone (3000Hz) Hi-Fi Sound (15,000Hz; approximate range of human ear) Compact Disc (20,000Hz for each of two channels) Data Communication and Computer Network บทที่ 1 พื้นฐานการสื่อสารข้อมูล

Digital Voice Communication For good representation, must sample amplitude at a rate of at least twice the maximum frequency Measured in samples per second, or smp/sec Telephone quality: 8000smp/sec, each sample using 8 bits 8 bits * 8000smp/sec = 64kbps to transmit CD audio quality: 44000smp/sec, each sample using 16 bits 16 bits * 44000smp/sec = 1.41mbps to transmit clearly Data Communication and Computer Network บทที่ 1 พื้นฐานการสื่อสารข้อมูล

Converting Images Break image up into small units More units means more detail Units called pixels Use photocell to read each unit, assign value How can we represent those units electrically? PACMAN example Data Communication and Computer Network บทที่ 1 พื้นฐานการสื่อสารข้อมูล

Image Quality Issues More pixels=better quality More compression=reduced quality “Lossy” gives from 10:1 to 20:1 compression “Lossless” gives less than 5:1 Less compression=reduced speed of transfer Choices in imaging technology, conversion, and communication all affect end-user’s satisfaction Data Communication and Computer Network บทที่ 1 พื้นฐานการสื่อสารข้อมูล

Video Communication Sequences of images over time Same concept as image, but with the dimension of time added Significantly higher bandwidth requirements in order to send images (frames) quickly enough Similarity of adjacent frames allows for high compression rates Data Communication and Computer Network บทที่ 1 พื้นฐานการสื่อสารข้อมูล

Data Communication Adding storage overcomes time constraints Store-and-forward communication E-mail, voice mail, facsimile, file transfer, WWW Data Communication and Computer Network บทที่ 1 พื้นฐานการสื่อสารข้อมูล

Data Communication In this context, we mean data stored on computers Already digital, so no conversion necessary Bandwidth usually affects speed, but not quality Examples? Data Communication and Computer Network บทที่ 1 พื้นฐานการสื่อสารข้อมูล

Bandwidth Requirements What happens when bandwidth is insufficient? Poor quality or slow transmission How long does it take to become impatient? Is data communication ever “fast enough”? Data Communication and Computer Network บทที่ 1 พื้นฐานการสื่อสารข้อมูล