การส่งผ่านข้อมูลดิจิตอลและการอินเตอร์เฟซ tranmission of digital data and interfaces

วัตถุประสงค์ อธิบายหลักการส่งข้อมูลแบบขนานและแบบอนุกรมได้ เปรียบเทียบความแตกต่างระหว่างอะซิงโครนัส ซิงโครนัส และ ไอโซโครนัสได้ บอกทิศทางการส่งผ่านข้อมูลได้ อธิบายการเชื่อมต่อความเร็วสูงระหว่าง Firewire และ USB อธิบายรายละเอียดของเทคโนโลยี DSL

การส่งผ่านข้อมูลดิจิตอล (digital data transmission) การเข้ารหัส ข้อมูลให้เป็นสัญญาณ ส่งสัญญาณผ่านสื่อกลาง เช่น สาย คลื่น ปลายทางถอดรหัสสัญญาณเป็นข้อมูลเดิม สัญญาณแต่ละชนิดคุณสมบัติต่างกัน

ข้อดีของการส่งผ่านข้อมูลดิจิตอล มีข้อผิดพลาดน้อยกว่า ข้อมูลอยู่ในรูปแบบไบนารี ตรวจสอบแก้ไขง่าย ทนต่อสัญญาณรบกวนได้ดี การจัดการสัญญาณทำได้ง่าย มีอัตราความเร็วในการส่งข้อมูลสูง มีประสิทธิภาพสูง มีความปลอดภัย

การส่งข้อมูลแบบขนาน (parallel transmission) ส่งทีละหลาย ๆ บิตพร้อมกัน แต่ละบิตจะถูกส่งไปยังแต่ละช่องทางขนานกันไป

ข้อดีและข้อเสียการส่งข้อมูลแบบขนาน (parallel transmission) มีความรวดเร็ว เพราะส่งพร้อมกัน ข้อเสีย ต้นทุนสูง เพราะต้องมีหลายช่องทางถึง 8 ช่องทาง เหมาะสมกับระยะทางใกล้ ๆ ถ้าส่งไกลข้อมูลอาจมีความผิดพลาดเพราะมีการเหลื่อมล้ำกัน ไม่พร้อมกัน

การส่งข้อมูลแบบอนุกรม (serial transmission) ส่งด้วยช่องทางการสื่อสารเดียว ส่งทีละหนึ่งบิต ปลายทางทำการรวบรวมบิตเพื่อนำไปใช้งาน ข้อดี ประหยัดสายสื่อสาร ส่งข้อมูลในระยะสั้นจนถึงระยะทางไกล ข้อเสีย ความล่าช้าในการส่งข้อมูล มีช่องทางเดียว

การส่งข้อมูลแบบอะซิงโครนัส (asynchronous transmission) เพื่อหลีกเลี่ยงปัญหาด้านเวลาที่ฝั่งรับไม่ทราบเวลาที่แน่นอน ไม่ต้องใช้สัญญาณรอบนาฬิกาเดียวกัน สภาวะนิ่งเฉย ไม่มีการส่งข้อมูลมีค่าเป็น 1 ถ้ากำลังส่งข้อมูลมีค่าเป็น 0 บิตเริ่มต้น (Start Bit) บิตจบ (Stop Bit)

ข้อดีของการส่งข้อมูลแบบอะซิงโครนัส (asynchronous transmission) ความคล่องตัวสูง ส่งข้อมูลโดยไม่ต้องรอจังหวะสัญญาณนาฬิกา ต้นทุนต่ำ ประสิทธิภาพสูง กับอุปกรณ์ความเร็วต่ำ ข้อเสีย ต้องมีบิตมากมายพ่วงไปกับข้อมูล ฝั่งรับต้องสูญเสียเวลาในการถอดบิต

การส่งข้อมูลแบบซิงโครนัส (synchronous transmission) เป็นการส่งกลุ่มข้อมูลแบบต่อเนื่องกันไป การรวมกลุ่มข้อมูลให้มีขนาดใหญ่ เรียกว่า “เฟรม” มีจำนวนมากกว่า 1000 บิต ฝั่งรับมีหน้าที่นับจำนวนบิตแล้วแปลงเป็นจำนวนไบต์เอง ไม่มีช่องว่าง ไม่มีบิตเริ่มต้น ไม่มีบิตจบ การควบคุมจังหวะจึงมีความสำคัญมาก ข้อดี มีความเร็วสูง เพราะส่งอย่างต่อเนื่อง เหมาะกับอุปกรณ์ที่มีความเร็วสูง เช่น ในระบบเครือข่ายท้องถิ่น

ทิศทางการส่งข้อมูล (transmission mode) การสื่อสารแบบซิมเพล็กซ์ (Simplex) การสื่อสารแบบฮาล์ฟดูเพล็กซ์ (Half-Duplex) การสื่อสารแบบฟูลดูเพล็กซ์ (Full-Duplex)

การสื่อสารแบบซิมเพล็กซ์ (Simplex) เป็นการสื่อสารทิศทางเดียว ฝ่ายหนึ่งส่งก็ส่งอย่างเดียว ฝ่ายหนึ่งมีหน้าที่รับอย่างเดียว คีย์บอร์ด จอภาพ การกระจายเสียง การแพร่ภาพ การส่งข้อความ เพจเจอร์

การสื่อสารแบบฮาล์ฟดูเพล็กซ์ (Half-Duplex) เป็นได้ทั้งผู้ส่งแล้วผู้รับ แต่ไม่ใช่รับส่งข้อมูลในเวลาเดียวกัน แบบสองทิศทางสลับกัน สลับกันส่งและสลับกันรับ เช่น วิทยุสื่อสาร

การสื่อสารแบบฟูลดูเพล็กซ์ (Full-Duplex) แบบสองทิศทางในเวลาเดียวกัน สื่อสารพร้อมกันได้ เช่น โทรศัพท์

อินเตอร์เฟซ EIA-232 หรือ rs-232 EIA = Electronic Industries Association : EIA) ชื่อเดิม = RS-232 (Recommended standard) แบบ 25 เข็ม และ 25 ซ็อกเก็ต

อินเตอร์เฟซความเร็วสูง (high-speed interface protocal) Firewire USB

firewire สนับสนุนการเชื่อมต่อแบบอะซิงโครนัสและไอไซโครนัส ความเร็วมีอัตราคงที่ มีความเสถียร มาตรฐาน IEEE 1394 มีขนาด 4-pin และ 6-pin Firewire IEEE-1394a มีความเร็ว 400 Mbps Firewire IEEE-1394b มีความเร็ว 800 Mbps ความเร็วสูงสุด 3.2 Gbps สนับสนุน “Plug and Play” รวมถึง “Hot Plug”

Firewire ภายใน สายสัญญาณพาวเวอร์จำนวน 2 เส้น กำลังไฟ 8-40 โวลต์ คู่ที่ 1 ส่งสัญญาณบวก ใช้ในการส่งข้อมูล คู้ที่ 2 ส่งสัญญาณลบ ใช้ส่งสัญญาณนาฬิกาอย่างต่อเนื่อง ไม่ได้ส่งขนานกันไป

USB (universal serial bus) เป็นอินเตอร์เฟซสำหรับเชื่อมต่ออุปกรณ์ มีความยืดหยุ่น สนับสนุนการทำงานแบบ Plug and Play Host End และ Device End มี Type A , Type B , Type Mini USB 1.1 ความเร็ว 12Mbps USB 2.0 ความเร็ว 480Mbps

องค์ประกอบภายในของสาย USB GND = สายกราวด์ VBUS = ส่งกำลังไฟฟ้าขนาด 5 โวลต์ไปยังอุปกรณ์ D+ = สัญญาณบวก D- = สัญญาณลบ

โมเด็ม DSL (dsl modem) DSL (Digital Subscriber Line) การสื่อสารด้วยดิจิตอลความเร็ว สูง ใช้ควบคู่กับโครงข่ายโทรศัพท์แบบเดิม ใช้เทคนิคการมอดูเลตในย่านความถี่สูง สามารถใช้งานได้ในขณะเดียวกัน

ADSL (asymmetric digital subscriber line) คล้ายกับโมเด็ม 56 K มีความเร็วสูงกว่า Upstream และ Downstream มีความเร็วไม่ เท่ากัน ใช้สายโทรศัพท์เดิม 1.5 – 6.1 Mbps

ADSL Lite อนุญาตให้โมเด็ม ADSL Lite เสียบปลั๊กกับพอร์ตโทรศัพท์ โดยตรง เชื่อมต่อไปยังคอมพิวเตอร์ Splitter ความเร็ว 1.5 Mbps

HDSL (high-bit-rate digital subscriber line) ส่งข้อมูลผ่านสาย T-1 (1.544 Mbps) เข้ารหัสแบบ AMI (Alternate Mark Inversion) อ่อนไหวต่อการลดทอนสัญญาณ มีข้อจำกัดทางระยะทาง ใช้สายคู่บิดเกลียว 2 คู่ ส่งข้อมูลแบบฟูลดูเพล็กซ์

VDSL (very-high-bit-rate digital subscriber line) ใช้สายโคแอกเชียล ไฟเบอร์ออปติก สายคู่บิดเกลียวในระยะสั้น ๆ ใช้การมอดูเลตแบบ DMT 25-55 Mbps ในระยะ 3000 – 10000 ฟุต ส่งข้อมูลความเร็วปกติ 3.2 Mbps