Analog and Digital Transmission


การส่งข้อมูลแบบอนาลอก (Analog Transmission)

เป็นการส่งสัญญาณแบบอนาล๊อกโดยไม่สนใจในสิ่งที่บรรจุรวมอยู่ในสัญญาณเลย สัญญาณจะแทนข้อมูลอนาล๊อก ( เช่น สัญญาณเสียง ) หรือ ข้อมูลดิจิตอล (เช่น ข้อมูลไบนารีผ่านโมเด็ม) สัญญาณอนาล๊อกที่ทำการส่งออกไป พลังงานจะอ่อนลง ไปเรื่อยๆ เมื่อระยะทาง ทางเพิ่มขึ้น ดั้งนั้น ในการส่งสัญญาณอนาล๊อกไประยะไกลๆ จึงต้องอาศัยเครื่องขยายสัญญาณ หรือ แอมปลิไฟเออร์ ( Amplifier) เพื่อเพิ่มพลังงานให้กับ พลังงาน ให้กับสัญญาณ แต่ในการใช้เครื่องขยายสัญญาณจะมีการ สร้างสัญญาณรบกวนขึ้น (Noise) รวมกับสัญญาณข้อมูลด้วย ยิ่งระยะทาง ไกล มากเท่าไหร่ ก็ยิ่งมีสัญญาณรบกวนมากขึ้นเท่านั้น การส่งสัญญาณอนาล๊อกจึงต้องการวงจรกรองสัญญาณ (Filter) เพื่อกรองเอาสัญญาณ รบกวนออกอีก ดั้งหัวข้อต่อไปนี้

การส่งสัญญาณข้อมูลแบบดิจิตอล
การแปลงสัญญาณดิจิตอลเป็นสัญญาณอนาล็อก ( D/A )
การแปลงสัญญาณอนาล็อกเป็นสัญญาณดิจิตอล ( A/D )
เปรียบเทียบการส่งสัญญาณแบบอนาล็อกและแบบดิจิตอล

การส่งสัญญาณข้อมูลแบบดิจิตอล

ส่วนในการส่งสัญญาณแบบดิจิตอลจะสนใจทุกสิ่งทุกอย่างมาบรรจุในสัญญาณ เพื่อระยะทางเพิ่มขึ้นมากขึ้น จะทำให้สัญญาณดิจิตอลจางหาย ไปได้ จึงจำเป็นต้องใช้อุปกรณ์ทบทวนสัญญาณหรือ รีพีตเตอร์ (Repeater) เพื่อกู้ (Recover) รูปแบบของสัญญาณที่มีลักษณะ เป็น " 1 " และ " 0 " เสียก่อน แล้วจึงส่งสัญญาณใหม่ต่อไป
เราสามารถนำเอาอุปกรณ์ทบทวนสัญญาณมาใช้กับกับการส่งสัญญาณมาใช้กับการส่งสัญญาณอนาล๊อกที่มีข้อมูลเป็นแบบดิจิตอลได้ เครื่อง ทบทวนสัญญาณจะกู้ข้อมูลดิจิตอลจากสัญญาณอนาล๊อกและสร้างสัญญาณขึ้นมาใหม่ แล้วลบสัยญาณอนาล๊อกที่ส่งมาด้วยออกไป ดั้งนั้นจะ ไม่มีสัญญาณรบกวนที่ติดมากับสัญญาณอนาล๊อกหลงเหลืออยู่เลย
คำถามคือว่าเราจะเลือกใช้วิธีการส่งสัญญาณข้อมูลเป็นแบบอนาล๊อกหรือแบบดิจิตอลดี คำตอบก็ขึ้นอยู่กับระยะทางในการส่งข้อมูลนั้นใกล้หรือ ไกล ถ้าเป็นระยะทางใกล้ๆ สามารนถเดินสายสื่อสารดิจิตอลได้ ก็ควรจะเลือกใช้การส่งสัญญาณแบบดิจิตอล ส่วนการส่งสัญญาณข้อมูลในระยะ ทางไกลๆ การสื่อสารของไทยเรายังคงเป็นระบบอนาล๊อกอยู่ เช่น ระบบโทรศัพท์ หรือระบบโทรเลข ดั้งนั้นจึงควรเลือกใช้วิธีการส่งสัญญาณข้อมูล เป็นแบบอนาล๊อก

การแปลงสัญญาณดิจิตอลเป็นสัญญาณอนาล๊อก (D/A)

ในปัจจุบันการส่งสัญญาณข้อมูลดิจิตอลโดยผ่านช่องทางสื่อสารแบบอนาล๊อกที่เราคุ้นเคยกัน ได้แก่ การส่งข้อมูลคอมพิวเตอร์ผ่านทางเครือข่าย โทรศัพท์สาธารณะ เครือข่ายโทรศัพท์ถูกออแบบมาเพื่อทำการสลับสวิตซ์ และส่งสัญญาณอนาล๊อกซึ่งเป็นย่านความถี่ของเสียง หรือประมาณ 300-400 Herzt อุปกรณ์อิเลคทรอนิกส์ที่ทำหน้าที่แปลงสัญญาณข้อมูลดิจิตอลให้เป็นสัญญาณอนาล๊อกย่านความถี่เสียง เราเรียกว่า โมเด็ม (MODEM หรือ MOdulator-DEModulator )
สำหรับเทคนิคการแปลงสัญญาณข้อมูลดิจิตอลให้เป็นสัญญาณอนาล๊อกนั้นมีอยู่ด้วยกัน 3 วิธีคือ
1. การมอดูเลตเลขทางแอมปลิจูด (Amplitude-Shift Keying หรือ ASK)
2. การมอดูเลตเชิงเลขความถี่ (Frequency-Shift Keying หรือ FSKK)
3. การมอดูเลตเลขเชิงทางเฟส ( Phase-Shift Keying หรือ PSK)

การแปลงสัญญาณอนาล๊อกเป็นสัญญาณดิจิตอล (A/D)

ในกรณีถ้าระบบเครือข่ายของเราเป็นแบบดิจิตอล คือสามารถส่งผ่านสัญญาณดิจิตอลสู่ช่องทางสื่อสารดิจิตอลได้โดยตรง เช่น ในระบบเครือข่าย ISDN หรือไปรษณีย์อิเลคทรอนิกส์ ( E-Mail or Electronic Mail) เป็นต้น เราสามารถส่งสัญญาณดิจิตอล ที่ออกจากคอมพิวเตอร์สู่เครือข่ายได้ โดยตรง ไม่ต้องผ่านโมเด็ม
และในทำนองเดียวกัน เราสามารถส่งสัญญาณอนาล๊อกผ่านเข้าไปในระบบเครือข่ายดิจิตอลได้ โดยการเปลี่ยนแปลงสัญญาณอนาล๊อกให้เป็น สัญญาณดิจิตอลเสียก่อน โดยใช้อุปกรณ์ที่ทำงานตรงกันข้ามกับโมเด็มคือ โคเดก ( CODEC หรือ COder/DECoder )
เทคนิคในการเปลี่ยนแปลงสัญญาณอนาล็อก เป็นสัญญาณดิจิตอล แบ่งออกเป็น 2 วิธีคือ
1. การมอดูเลตทางแอมปลิจูดของพัลส์ หรือ PAM (Pulse Amplitude Modulation)
2. การมอดูเลตแบบรหัสพัลส์ หรือ PCM ( Pulse Code Modulation)

เปรียบเทียบการส่งสัญญาณแบบอนาล็อกกับแบบดิจิตอล

1. สัญญาณรบกวน ( Noise) ที่เกิดขึ้นในการส่งสัญญาณแบบอนาล็อกจะถูก " ขยาย " เมื่อสัญญาณถูกขยาย แต่สำหรับการส่งสัญญาณแบบ ดิจิตอลจะไม่มีการขยายสัญญาณแต่จะเป็นการ " ทบทวน " สัญญาณใหม่ให้กลับมาเหมือนเดิม ดังนั้นค่าของอัตราส่ว่นของสัญญาณที่ส่ง ต่อสัญญาณรบกวน ( Signal -to- Noise ratio,S/N ) ของการส่งแบบดิจิตอลจึงดีกว่าการส่งแบบอนาล็อก

2. การมัลติเพล็กซ์ การส่งสัญญษข้อมูลจากแหล่งกำเนิดหลายแหล่ง โดยผ่านตัวกลางสายส่งเดียวกันเป็นวิธีทีประหยัดค่าใช้จ่าย เพียงแต่มี เทคนิคที่เรียกว่า " การมัลติเพล็กซ์ " ( Multiplex ) และ " การดีมัลติเพล็กซ์ " ( Demultiplex ) เพื่อแยกแต่ละสัญญาณออกจากกันเมื่อสัญญาณ ทั้งหมดถึงปลายทาง ค่าใช้จ่ายในการมัลติเพล็กซ์และดีมัลติเพล็กซ์สัญญาณในการส่งสัญญาณแบบอนาล็อกนั้นแพงกว่าที่ใช้ในการส่งสัญญาณ แบบดิจิตอลมาก

3. ความเร็ว ความเร็วในการส่งสัญญาณข้อมูลในเครือข่ายแบบดิจิตอลสามารถทำได้เร็ว และส่งได้มากกว่าในเครือข่ายแบบอนาล็อก แนวโน้ม ปัจจุบันแลแะอนาคตของการส่งข้อมูลในระบบเครือข่ายจะเป็นแบบดิจิตอลมากขึ้นกว่าแบบอนาล็อก