รูปแบบการส่งข้อมูลแบบอนุกรม

    ข้อมลูแบบอนุกรมจะถูกส่งโดยรูปแบบใดแบบหนึ่ง  คือ  แบบซิงโครนัส หรืออะซิงโครนัส ข้อมลูซิงโครนัสต้องการสัญญาณนาฬิกาที่สัมพันธ์กันในระหว่างเครื่องส่งและเครื่องรับซึ่ง เรียกว่า “สัญญาณนาฬิกาข้อมูล”<Data  Clock>  เพื่อที่จะทำในการแปลข้อมลูที่ส่งและรับสอดคล้องกัน  เครื่องรับจะจับสัญญาณนาฬิกาข้อมลูซึ่งอยู่ในกระแสข้อมูลแบบอนุกรมได้โดยวงจรวิเศษที่เรียกว่า”วงจรจับสัญญาณนาฬิกา”<Clock  recovery   circuics>เมื่อเครื่องรับจับสัญญาณนาฬิกาจึงจะทำให้สอดคล้องกันของบิตและอักขระเกิดขึ้น  การสอดคล้องของบิต     (Bit synchronization  )ได้แก่การเกี่ยวกับการทำให้เกิดอักขระ  เริ่นต้นและสิ้นสุดเพื่อให้สอดกับรหัส  และใหความหมายของอักขระเหล่านี้ได้



การสื่อสารกระแสข้อมลูแบบอนุกรมสามารถ  แบ่งออกได้เป็น 2 ประเภทคือ

       1. การสื่อสารข้อมลูแบบอะซิงโครนัส( asynchronous transmission) หรือเรียกว่าstartstop Transmion เป็นดำเนินการโดยอาศัยบิตปิดหัวท้ายหรือ”บิตแฟรม” framing Bits  พิเศษเพื่อให้เกิดการเมต้น    เป็นการส่งข้อมูลที่ผู้รับและผู้ส่งไม่ต้องใช้สัญญาณนาฬิกาเดียวกัน แต่ข้อมูลที่รับต้องถูกแปลตามรูปแบบที่ได้ตกลงกันไว้ก่อน เนื่องจากไม่ต้องใช้สัญญาณนาฬิกาเดียวกันทำให้ผู้รับไม่สามารถคาดการณ์ได้ว่าเมื่อใดจะมีข้อมูลส่งมาให้ ดังนั้นผู้ส่งจึงจำเป็นต้องแจ้งผู้รับให้ทราบว่าจะมีการส่งข้อมูลมาให้โดยการเพิ่มบิตพิเศษเข้ามาอีกหนึ่งบิต เอาไว้ก่อนหน้าบิตข้อมูล เรียกว่า บิตเริ่ม (start bit) โดยทั่วไปมักใช้บิต 0 และเพื่อให้ผู้รับทราบจุดสิ้นสุดของข้อมูลจึงต้องมีการเพิ่มบิตพิเศษอีกหนึ่งบิตเรียกว่าบิตจบ (stop bit) มักใช้บิต 1 นอกจากนี้แล้วการส่งข้อมูลแต่ละกลุ่มต้องมีช่องว่างระหว่างกลุ่ม โดยช่องว่างระหว่างไบต์อาจใช้วิธีปล่อยให้ช่องสัญญาณว่าง หรืออาจใช้กลุ่มของบิตพิเศษที่มีบิตจบก็ได้ รูปต่อไปนี้แสดงการส่งข้อมูลแบบอะซิงโครนัส ให้บิตเริ่มเป็นบิต 0 บิตจบเป็นบิต 1 และให้ช่องว่างแทนไม่มีการส่งข้อมูล

       2 . การส่งข้อมูลแบบซิงโครนัส (synchronous transmission) เป็นการส่งบิต 0 และ 1 ที่ต่อเนื่องกันไปโดยไม่มีการแบ่งแยก ผู้รับต้องแยกบิตเหล่านี้ออกมาเป็นไบต์ หรือเป็นตัวอักขระการส่งข้อมูลแบบซิงโครนัสมีประสิทธิภาพสูงกว่าแบบอะซิงโครนัสมาก และทำให้มีการใช้ความสามารถของสายสื่อสารได้เกือบทั้งหมด ข้อดีของการส่งข้อมูลแบบซิงโครนัส คือความเร็วในการส่งข้อมูล ทั้งนี้เพราะไม่มีบิตพิเศษหรือช่องว่างที่ไม่ได้ถูกนำไปใช้เมื่อถึงผู้รับ จึงทำให้ความเร็วของการส่งข้อมูลแบบซิงโครนัสเร็วกว่าแบบอะซิงโครนัส ด้วยเหตุนี้จึงมีการนำไปใช้งานที่ต้องการความเร็วสูง เช่น การส่งข้อมูลระหว่างเครื่องคอมพิวเตอร์

รูปแบบสัญญาณข้อมูลไบนารี่ (Binary Data Signal Formats)

       นอกจากความแตกต่างของรหัสอักขระและชนิดของข้อมูล (แบบซิงโครนัสและอะซิงโครนัส) แล้วข้อมูดิจิตอลสามารถถูกส่งหรือเข้ารหัสให้เป็นรุปแบบสัญญาณไฟฟ้าที่ต่างกัน รุปแบบต่างๆ ที่จะกล่าวต่อไปนั้นมีข้อดีหรือมีการใช้งานต่างกัน

1.Non Return to Zero (NRZ)
        สัญญาณแบบ NRZ เป็นรุปแบบสัญญาณไบนารี่ 2 ระดับพื้นฐานโลจิกที่ 1 ที่ระดับหนี่ง พื้นฐานนี้เป็นอัตราสูงสุดของการเปลี่ยนแปลงที่ต้องใช้โดยระบบตามแบบข้อมูลที่กำหนดให้และต้องไม่เกินข้อจำกัดขั้นสูงของความกว้างแถบในระบบนั้น โดยทั่วไปรุปแบบสัญญาณข้อมูลไบนารี่แบบนี้เป็นแบบง่ายที่สุด เนื่องจากใช้เพียงเครื่องมือเปิดเพื่อให้เกิดโลจิก 1 หรือ ปิดซึ่งเป็นสายดิน หรือ 0V ให้เกิดโลจิก 0
2. Non Return to Zero Bipolar (NRZB)
       สัญญาณแบบนี้คล้ายกับ  NRZ มาก ที่แตกต่างกันคือ ระดับโลจิก 0 เป็นที่ - V แทนที่จะเป็น 0V สัญญาณแบบนี้ใช้แทน  NRZ เมื่อบันทึกข้อมูลบนแถบแม่เหล็กของฟลักซ์จะอยู่ในทิศทางหนึ่ง  สำหรักระแสที่เคลื่อนผ่านขดลวดในหัวบันทึกในทิศทางหนึ่งและจะอยุ่ในทิศทางตรงกันข้ามสำหรับกระแสที่เกิดผ่านขดลวดในหัวในทิศทางตรงข้ามกัน ความถี่ของไซร์เวฟพื้นฐานของแบบ NRZB เป็นเช่นเดียวกับแบบ NRZ ดังนั้นจึงใช้ความกว้างแถบสำหรับอัตราบิตเช่นเดียวกัน นั่นคืออัตราบิตสุงสุดเป็นสองเท่าของความกว้างแถบ
3. Return to Zero (RZ)
       สัญญารแบบ RZ ใช้ระดับ 0V สำหรับโลจิก 0 และ +V สำหรับโลจิก 1 การทำเช่นนี้จะทำให้ข้อมุลบิตโลจิก 1 เปลี่ยนเป็น 0 ในกึ่งกลางเวลาบิต การส่งแบบ RZ นี้เพื่อป้องกันกระแสข้อมูลไม่ให้อยู่ที่ระดับ +V นานเกินไป  เมื่อจำเป็นต้องส่งค่า 1 ติดต่อกันมากๆ ความถี่ไซร์เวฟพื้นฐานเกิดขึ้นเฉพาะเมื่อมีการส่งโลจิก 1 มากกว่า 2 ตัวติดต่อกันเนื่องจากการส่งที่กึ่งกลางบิตและกลับไปยังบิต +V สำหรับบิตต่อไปทำให้เกิดไซร์เวฟ 1 รอบ
4. Return to Zero Bipolar (RZB)
       ข้อมูลดิจิตอลแบบ RZB นั้นโลจิก 1 และ 0 ใช้โวลเตจตรงกันข้าม คือ +V และ -V การเปลี่ยนเวลาเช่นนี้ทำให้จุดกึ่งกลางของแต่ละบิตข้อมูลคือโวลเตจลดลงมาที่ 0V ดังนั้นจึงใช้ชื่อว่า Return to Zero Bipolar  เช่นเดียวกัน สัญญาณแบบนี้ไม่เพียงแต่ทำให้เกิดลักษณะของโวลเตจที่ตรงข้ามกันเท่านั้น แต่ ยังทำให้เกิดการส่ง (การเปลี่ยนระดับ) ในกึ่งกลางของแต่ละระยะข้อมูล  ระบบซิงโครนัสใช้ข้อดีข้อนี้ช่วยในการจับสัญญารนาฬิกาจากกระแสข้อมูลเพราะว่าระดับมีการเปลี่ยนแปลงอยู่สม่ำเสมอ  ดังนั้นวงจรจับสัญญาณนาฬิกาจะทำให้สัญญาณนาฬิกาสอดคล้องกับจุดกลางของแต่ละบิตในกระแสข้อมูล
5.Manchester Encoding ( หรือ Biphase)
      แบบ Manchester Encoding เป็นรุปแบบรหัสสัญญาณมากกว่ารุปแบบสัญญาณดิจิตอลจริง ๆ  กระแสข้อมูลถูกป้อนผ่านวงจรที่เสริมหรือการกลับครึ่งแรก ของบิตข้อมุลในครึ่งหลังจะไม่ถูกกลับจะเห็นว่าโลจิก 1 ตัวแรกจะอยู่ในระดับล่าง ระหว่างครึ่งแรกของช่วงบิตแรกและอยุ่ในระดับบน

สรุป

       การสื่อสารข้อมูลระบบต่างๆ ไม่ว่าจะมีความสลับซับซ้อนเพียงใดก็จะประกอบไปด้วยหน่วยที่ทำหน้าที่พื้นฐาน คือ
      1. อุปกรณ์ปลายทาง ซึ่งประกอบไปด้วยโปรแกรมประมวลผลและคอมพิวเตอร์
      2. หน่วยควบคุมสาย ซึ่งทำหน้าที่กำกับการสื่อสารเพียงระบุขอบเขต ณ สถานที่หนึ่ง
      3. UART เพื่อเปลี่ยนข้อมูลคอมพิวเตอร์แบบขนานให้เป็นข้อมูลแบบอนุกรม
      4. มาตรฐานการเชื่อมต่ออินเตอร์เฟส  อุปกรณ์นอกเหนือจากนี้จะเป็นอุปกรณ์สื่อสารข้อมูล อุปกรณ์เหล่านี้ เช่น โมเด็ม ซึ่งเป็นตัวเปลี่ยนข่าวสารอนุกรมให้เป็นสัญญาณอะนาล็อก หรือ โทน เพื่อให้ใช้กับสื่อตัวกลาง เช่น สายโทรศัพท์ และมีการเข้ารหัสข้อมุลไบนารี่ก่อนที่จะเปลี่ยนรหัสเหล่านี้ให้เป็นสัญญาณอะนาล็อก
ที่มา  จากหนังสือการสื่อสารข้อมูลและเครือข่าย