සන්නිවේදනය හා ආධුනික ගුවන් විදුලිය (Amateur radio) 25

ඩිජිටල් මූර්ජන ක්‍රම

මෙතෙක් ඉහත සාකච්ඡා කළේ ඇනලොග් සංඥා සඳහා යොදා ගන්නා මූර්ජන ක්‍රම ගැනයි. එහෙත් වර්තමානයේ අතිශය බහුලව ඩිජිටල්කරණය පැතිරී ගොස් ඇත. ඊට හේතුව ඇනලොග් සංඥා අභිබවා ඩිජිටල් සංඥාවල පවතින සුවිශේෂි වාසිදායක තත්වය බව ඔබ දැන් දන්නවා. එනිසා, වැඩි වැඩියෙන් අපට බුද්ධි සංඥා ලැබෙනුයේ ඩිජිටල් ආකාරයෙනි. ඒ අනුව, ඩිජිටල් සංඥා රේඩියෝ තරංග ලෙස විසුරුවා හරින විට, ඒවාද මූර්ජන ක්‍රියාවලියට ලක් කිරීමට සිදු වේ.

මෙහිදී යමක් පැහැදිලිවම තේරුම් ගත යුතුය. එනම්, ප්‍රායෝගිකව රේඩියෝ තරංග විසුරුවාලීමේදී අනිවාර්යෙන්ම වාහක තරංගයක් යොදා ගත යුතු (හෙවත් මූර්ජනයට ලක් කළ යුතු) අතර, එම වාහක තරංගය සයිනාකාර විය යුතුය (මෙම වාහක තරංගයේ සංඛ්‍යාතය අපට අවශ්‍ය පරිදි තෝරාගෙනනෙ බුද්ධි සංඥාව අපට කැමැති සංඛ්‍යාත කලාපයක පිහිටුවන්නෙත්). ඒ කියන්නේ සෑම ඩිජිටල් මූර්ජනයකදීම සිදුවන්නේ කොටු ආකාර (rectangular) තරංගයක් හා සයිනාකාර තරංගයක් එකිනෙකට මූර්ජනය කිරීමකි.

ඇනලොග් මූර්ජන ක්‍රමවල හමු වූ මූලික මූර්ජන ක්‍රම 3ම ඩිජිටල් මූර්ජනයේදීද හමු වේ. තවද, මූර්ජනය (modulation) යන වචනය වෙනුවට shift keying යන වචනය බොහෝ විට යෙදෙනු පෙනේ. වාහකයේ විස්තාරය, සංඛ්‍යාතය, හා කලාව යන අංග 3 ඩිජිටල් බුද්ධි සංඥාවේ මට්ටම් (levels) හෙවත් විස්තාර වෝල්ටියතා අගය අනුව විචලනය කිරීමෙන් මෙම ඩිජිටල් මූර්ජන ක්‍රම 3 අපට ලබා ගත හැකියි.

1. Analog Shift Keying (ASK)

2. Frequency Shift Keying (FSK)

3. Phase Shift Keying (PSK)

මේ ක්‍රම වෙන් වෙන් වශයෙන් සලකා බලමු. ඊට පෙර, ඩිජිටල් සංඥා එක් තැනක සිට තවත් තැනකට සම්ප්‍රේෂණය කළ හැකි ක්‍රම ගැන සොයා බලමු. එවැනි ක්‍රම දෙකක් තිබේ.

1. Serial Binary transmission

2. Parallel Binary transmission

සීරියල් හෙවත් ශ්‍රේණිගත සම්ප්‍රේෂණයේදී බිට් එකක් පිටු පස එකක් යන ආකාරයෙන් ගමන් කරයි. ඒ අනුව වරකට ගමන් කරන්නේ එක් බිට් එකක් පමණි. පැරලල් හෙවත් සමාන්තරගත සම්ප්‍රේෂණයේදී බිට් කිහිපයක් (4ක් හෝ 8ක් හෝ 16ක් ආදි ලෙස) එකවර ගමන් කරවීමට සලස්වයි. පැරලල් ක්‍රමයෙන් යවන විට එකවර යවන බිට් ටිකට word එකක් යැයි කිව හැකිය. එවිට වර්ඩ් එකක ඇති බිට් ගණන word size ලෙස හැඳින්වේ (උදාහරණයක් ලෙස, බිට් 8ක් පැරලල් විදියට යවන විට වර්ඩ් සයිස් එක 8 වේ).

මෙම ක්‍රම දෙකෙහිම වාසි හා අවාසි ඇත. බැලූබැල්මටම පෙනෙනවා පැරලල් ක්‍රමය සීරියල් ක්‍රමයට වඩා වේගවත් බව මොකද බිට් කිහිපයක් එකවර ගමන් කරන නිසා. එහෙත් පැරලල් ක්‍රමය යොදා ගන්නා විට, දත්ත ගමන් කරවීමට “මාර්ග” කිහිපයක්ම අවශ්‍ය වේ (උදාහරණයක් ලෙස, එකවර බිට් 8ක් ගමන් කරන විට, මාර්ග 8ක් අවශ්‍ය වේ). මෙවැනි පැරලල් දත්ත ගෙන යන මාර්ගයක් bus යනුවෙන් හැඳින් වේ. බස් යන්න එකවර වාහන කිහිපයකට ගමන් කළ හැකි (හෙවත් ලේන් කිහිපයක) මාර්ගයකට උපමා කළ හැකිය.

ඒ කියන්නේ දත්ත සම්ප්‍රේෂණය කරන්නේ වයර් ඔස්සේ නම්, වයර් කිහිපයක් අවශ්‍ය වේවි; දත්ත සම්ප්‍රේෂණය කරන්නේ රේඩියෝ තරංග ඔස්සේ නම්, රේඩියෝ චැනල් කිහිපයක් අවශ්‍ය වේවි.

රේඩියෝ තරංග යොදා ගන්නා විට හෝ දිගු දුරකට දත්ත වයර් ඔස්සේ යවන විට හෝ පැරලල් ක්‍රමය එනිසා යොදා ගන්නේ නැත. එය වියදම කිහිප ගුණයකින් වැඩි කරාවි මොකද විශාල වයර් ගණනක් යෙදීමට හෝ දත්ත කිහිපයක්ම සඳහා රේඩියෝ සංඛ්‍යාත වෙන් කිරීමට සිදු වන නිසා. එහෙත් කෙටි දුරකට වයර් ඔස්සේ දත්ත යවන විට පැරලල් ක්‍රමය ඉතාම අනර්ඝය. පරිගණක මදර්බෝඩ්වල හා සර්කිට් බෝඩ් (PCB) ආදියේ බහුලවම පැරලල් ක්‍රමය යොදා ගනී.

තාක්ෂණයේ දියුණුවත් සමග සීරියල් ක්‍රමයද වේගවත් කර ඇත. තත්පරයට ගිගාබිට් කිහිපයක දත්ත සම්ප්‍රේෂණ වේගයන් පවා දැන් සීරියල් සම්ප්‍රේෂණ තාක්ෂණයට ඇත. පරිගණකවල භාවිතා වන USB (Universal Serial Bus) යනුද එවැනි වේගවත් සීරියල් ක්‍රමයකි.

පැරලල් ක්‍රමයේ තවත් ගැටලුවක් නම්, බස් එකේ ළඟින් ළඟින් පිහිටා තිබෙන තනි තනි වයර් අතර සංඥා මිශ්‍ර වීමයි. ඒ කියන්නේ එක් වයරයක් ඔස්සේ යන සංඥාවක් නිසා ඊට යාබද ඇති වයරයට චුම්භක ප්‍රේරණය සිදු වීමයි. එවිට, එම වයර්වල යන විදුලි සංඥා විකෘති වේ. මෙම සංසිද්ධිය cross-talk ලෙස හැඳින්වෙනවා. වයර්වල පිහිටීම ළංවීම වැඩි වන්නට වන්නට ක්‍රොස්ටෝක් වැඩි වේ. තවද, වයර් ඔස්සේ යන දත්ත සම්ප්‍රේෂණ වේගය වැඩි වන්නට වන්නටත් ක්‍රොස්ටෝක් වැඩි වේ. තවද, වයර් ඔස්සේ යන සංඥවේ විදුලි ධාරාව (ඇම්පියර් ගණන) වැඩි වන විටත් ක්‍රොස්ටෝක් වැඩි වේ (ධාරාව වැඩි වන විට චුම්භක ක්ෂේත්‍රය තවත් ප්‍රබල වෙන නිසා).

සීරියල් ක්‍රමයේදී දත්ත ගමන් කරන්නේ වයර් 2කින් නිසා ක්‍රොස්ටෝක් ගැටලුව ඉතා අවම වේ.

සටහන

යම් වයරයක් ඔස්සේ විචලනය වන විදුලි ධාරාවක් ගලා යන විට එම වයරය අවට විචලනය වන චුම්භක ක්ෂේත්‍රයක් හට ගන්නා බව මුල් පාඩම්වල ඉගෙන ගත්තා. මෙම විචලනය වන චුම්භක ක්ෂේත්‍රය තුල යම් සන්නායකයක් ඇති විට, ඉබේම එම සන්නායකය තුල අලුතින් විදුලි ධාරාවක් හටගනී. මෙය චුම්භක ප්‍රේරණය බව දන්නවනෙ. එමඟින් එම සන්නායකය තුලින් දැනටත් යම් විදුලි සංඥාවක් ගමන් කරයි නම්, එය විකෘති වේවි.

මෙම විස්තර තුල, වයරය හෝ සන්නායකය ලෙස හඳුන්වන්නේ එකම දෙයයි. එනම් සංඥා ගමන් කරන ලෝහමය මාර්ගයයි. PCB හෙවත් සර්කිට් බෝඩ්වල ඉතා සිහින්ව ඇති තඹ තීරු (copper prints) පවා මීට ඇතුලත් වේ. පීසීබී මත වයර් භාවිතය ඉතාම අඩුයිනෙ.

සමහර පොත් හා සටහන්වල දක්නට ලැබෙනවා අධිසංඛ්‍යාත සංඥා ගමන් කරන සන්නායකවලින් සිදු කරන විද්‍යුත් චුම්භක ප්‍රේරණය නිසාත් ක්‍රොස්ටෝක් ගැටලු ඇති වන බවට. ඉන් අදහස් කරන්නේ මෙයයි. යම් සන්නායකයක් දිගේ අධිසංඛ්‍යාත සංඥාවක් ගමන් කරන විට, එම සන්නායකයෙන් ඒ අවට පෙදෙසට රේඩියෝ තරංග නිකුත් කරනවා. මෙම රේඩියෝ තරංග ඉතාම දුබලයි මොකද සාමාන්‍යයෙන් සර්කිට් එකක් තුල ගමන් කරන සංඥා ඉතා කුඩා ධාරාවකින් යුතු නිසා. ඒ අනුව අධිසංඛ්‍යාත සංඥා ගමන් කරන සන්නායකය දැන් එක්තරා විදියක සම්ප්‍රේෂක ඇන්ටනාවක් ලෙස ක්‍රියා කරනවා. ඉතිං මෙම රේඩියෝ තරංග අසල ඇති සංඥා ගමන් කරන අනෙක් සන්නායකවල වැදීමෙන් එම සන්නායකවල යම් වෝල්ටියතාවක් ජනිත කරන බව කියැවෙනවා. ඒ කියන්නේ අනෙක් සන්නායක දැන් ග්‍රාහක ඇන්ටනා ලෙස ක්‍රියා කරනවා (ඔබේ ටීවී එකේ ඇන්ටනාව වගේ). මෙම සංසිද්ධිය තමයි විද්‍යුත් චුම්භක ප්‍රේරණය ලෙස හැඳින්වෙන්නේ. යම් සංඥාවක කොටසක් මෙලෙස රේඩියෝ තරංග ලෙස ඇවිදින් වෙනත් සන්නායකයක විදුලියක් ජනිත කරන නිසා, එම සන්නායකයේ දැනට ගමන් කරන සංඥාව විකෘතියට ලක් වේ.

එහෙත් ඉහත තර්කය ඊට වඩා තරමක් සංකීර්ණය (මා හට එම පොත්වල කරුණු සමග එතරම් එකඟ විය නොහැකිය). පළමු කාරණය නම්, ඒ කියනා අන්දමට රේඩියෝ තරංග ඇති වීමට හැකියාවක් තිබෙන බව පිළිගත හැකියි. එසේ වුවත්, එලෙස නිකුත් වන රේඩියෝ තරංග අතිශය දුර්වල විය යුතුය. සංඥා ධාරාව ඉතා කුඩා වීම එක් හේතුවකි. අනෙක් ප්‍රබල හේතුව වන්නේ සංඥා ගමන් කරන සන්නායක කොටස් හොඳ කාර්යක්ෂම ඇන්ටනා ලෙස කිසිසේත් ක්‍රියා නොකිරීමයි. අප ඇත්තම ඇන්ටනාවක් සාදන විටත් එය කාර්යක්ෂම ඇන්ටනාවක් ලෙස නිර්මාණය කර ගැනීමට අපහසුය. ඉතිං අහම්බෙන් ඇති වන මෙවැනි “ඇන්ටනා” ගැන කවර කතාද… එනිසා සංඥා ජවයෙන් ඉතාම ඉතා කුඩා ප්‍රමාණයක් පමණක් රේඩියෝ තරංග බවට සමහරවිට පත් වේවි. ඊටත් අමතරව, මෙම රේඩියෝ තරංග ග්‍රහණය කරන්නේද සාමාන්‍ය අහඹු ලෙස පවතින සන්නායකයි. ඒවා ග්‍රාහක ඇන්ටනා ලෙස ක්‍රියා කළත් පෙර කියූ ලෙසම ඒවාද ඉතාම අකාර්යක්ෂම වේ. එනිසා එම රේඩියෝ සංඥා ග්‍රහණය කරගන්නේ ඉතාම අල්ප වශයෙනි. ඒ අනුව රේඩියෝ තරංග අනෙක් සන්නායකවලින් හසුකර ගැනීම අවස්ථා 3කදීම අඩපන වන බව පැහැදිලියිනෙ.

එහි ඇති අනෙක් ප්‍රශ්නය මෙයයි. රේඩියෝ තරංග නිකුත් කරන සන්නායකයට ඉතාම ආසන්නයේ (බොහෝවිට මිලිමීටර් ගණනක් ඇතුලත) තමයි අනෙක් සන්නායක තිබෙන්නේ. ඇන්ටනාවක් ආසන්නයේ (Near field) ඇත්තටම විද්‍යුත් චුම්භක ක්ෂේත්‍රයට වඩා ප්‍රබලව පවතින්නේ චුම්භක ක්ෂේත්‍රයයි (එනම්, තවමත් එම පෙදෙස තුල රේඩියෝ සංඥා “මෝදු” වී නැතැයි සිතිය හැකියි). මේ ගැන වැඩි විස්තර ඇන්ටනා පාඩමේදී පසුවට බලමු. ඉතිං ළඟ ඇති සන්නායක පවතින්නේ “ඇන්ටනාවේ” නියර් ෆීල්ඩ් එක තුල නිසා, එම සන්නායකවලට විද්‍යුත් චුම්භක ක්ෂේත්‍රය (හෙවත් රේඩියෝ තරංග) නොව, චුම්භක ක්ෂේත්‍රයකුයි බලපෑම ඇති කරන්නේ. ඒ අනුව, දැනුත් සිදුවන්නේ චුම්භක ප්‍රේරණයමයි (විද්‍යුත් චුම්භක ප්‍රේරණය නොව). මෙම කාරණා සියල්ලම නිසා, රේඩියෝ තරංග ඇති වී ඉන් බලපෑමක් අසල ඇති සන්නායකවලට සිදුවීම බරපතලව සිදු විය නොහැකිය.

ක්‍රොස්ටෝක් අවම කිරීමට ඉහත සඳහන් සාධක පාලනය කළ යුතුය. එනම්, සන්නායක අතර පරතරය වැඩි කිරීම, ගමන් කරන සංඥාවල ධාරාව හැකි තරම් අඩු කිරීම, ගමන් කරන සංඥාවල සංඛ්‍යාතය අඩු කිරීම කළ හැකිය. එහෙත් ඒවා කළ හැකි සීමා තිබේ. උදාහරණයක් ලෙස, සංඥාවේ ධාරාව අඩු කළ විට සංඥාව දුබල වේවි; එවිට ඝෝෂාවෙන් ඊට හානි විය හැකියි SNR අගය අඩු වීමෙන්. සන්නායක අතර පරතර වැඩි කරන විට පරිපථය විශාල වේවි; වේගවත් පරිපථ සඳහා එය ගැටලුවක් විය හැකියි මොකද වේගවත් පරිපථ හැකිතරම් කුඩාවට සෑදිය යුතුය. ගමන් කරන සංඥාවල සංඛ්‍යාතය බොහෝවිට අපට වෙනස් කළ නොහැකි තරම්ය.

මීට අමතරව, වෙනත් විශේෂිත උපක්‍රම යොදාද ක්‍රොස්ටෝක් හා භාහිර ඝෝෂාවලින් සිදුවන සංඥා විකෘතිය

අවම කළ හැකිය. උදාහරණයක් ලෙස, සමහර පරිපථවල සංඥා ගමන් කරන වයර් එකිනෙකට ඇඹරීම (twist) එවැනි උපක්‍රමයකි. සංඥා කොඇක්සියල් කේබල් තුලින් ගමන් කරවීමද තවත් උපක්‍රමයකි.

විදුලි සන්දේශය යනු දිගු දුර සන්නිවේදන ක්‍රමයක් නිසා, පැරලල් ක්‍රමය අනුගමනය නොවේ. ඒ අනුව අප මෙතැන් සිට කතා කරන්නේ සීරියල් ක්‍රමයට ඩිජිටල් හෙවත් බයිනරි දත්ත සම්ප්‍රේෂණය කිරීම කෙරෙහිය.

බේස්බෑන්ඩ් සම්ප්‍රේෂණයක් (එනම් තනි සංඥාවක් පමණක් කේබල් එකක් හරහා යැවීම) නම් මූර්ජනයකින් තොරව නිකංම එලෙස සීරියල් ලෙස දත්ත යැවිය හැකිය. බ්‍රෝඩ්බෑන්ඩ් සම්ප්‍රේෂණයක් නම් පසුවට කියා දෙන ASK, PSK වැනි කිසියම් හෝ මූර්ජන ක්‍රමයකයට ලක් කළ පසු සීරියල් ලෙස දත්ත යැවේ.

සම්ප්‍රේෂකය හා ආදායකය අතර දත්ත ගමන් කරන විට ඒ දෙක අතර යම් “අවබෝධතාවක්” තිබේ. ඒ කියන්නේ සම්ප්‍රේෂකයෙන් එවන බිට් එලෙසම නොවෙනස්ව ආදායකයට ලැබිය යුතුය (එනම්, ආදායකයට හැකි විය යුතුයි තනි තනි බිට් වෙන් කොට හඳුනාගෙන ගබඩා කර ගන්නට). යම් දෝෂ ඇති වන විට, එම දෝෂ හඳුනා ගැනීමට මෙන්ම ඒවා නිවැරදි කර ගැනීමට ක්‍රමවේද සාමාන්‍යයෙන් තිබේ (උදාහරණයක් ලෙස, දෝෂ සහිත දත්තවල නිවැරදි බිට් ටික ආදායකට නැවත එවන ලෙස සම්ප්‍රේෂකයට කිව හැකියි). ඉතිං මෙම සම්පූර්ණ ක්‍රියාදාමය නිසි පරිදි සිදු කළ හැකි ක්‍රම (data transmission modes) තුනකි - Synchronous, Asynchronous, හා Isochronous. සුදුසු ක්‍රමය තෝරා ගත යුතුය.

සින්ක්‍රොනස් සම්ප්‍රේෂණයකදී, සම්ප්‍රේෂකය හා ආදායකය යන දෙකම එකම “තාලයට” (රිදම් එකට) වැඩ කරයි. තාක්ෂණික භාෂාවෙන් කියන්නේ එම දෙකම එකම clock pulse එකට වැඩ කරනවා කියාය. යම් මොහොතකදී “ඔරලෝසුව ටික් ගා සංඥා කරන විටම”, සම්ප්‍රේෂකයෙන් බිට එකක් ආදායකයට යවයි. එම මොහොතේම ආදායකය එය ග්‍රාහණය කර ගනී. සම්ප්‍රේෂකය දන්නවා ගාහකය එම මොහොතේම එය කොපි කර ගත් බව. එය තමයි දෙන්නා අතර තිබෙන අවබෝධතාව. ඔරලෝසුවේ ඊළඟ ටික් එකේදී, සම්ප්‍රේෂකය දෙවැනි බිට් එක එවයි. ආදායකය එයත් පෙර සේම කොපි කර ගනී. මෙලෙස ඔරලෝසුවේ එක් එක් ටික් එකට දෙදෙනාම පිළිවෙලට වැඩ කරයි. ඉංග්‍රිසි Synchronous (හෙවත් in sync) යන වචනයේ තේරුමත් “පොදු තාලයකට අනුගතව සිටී” යන්නයි. තාක්ෂණ ලෝකයේ එය ඇති කර ගන්නේ පරිපථ කිහිපයක ක්‍රියාකාරිත්වය පොදු ඝටික ස්ඵන්දනයකට (clock pulse) අනුව වැඩ කිරීමට සැලැස්වීමෙනි. එය හරියට සංගීත කණ්ඩායමක වාදකයන් පිරිසක යම් කෙනෙකු විසින් මෙහෙයවනවා වැනි වැඩකි.

සටහන

ඩිජිටල් පරිපථ සෑදීමට ගන්නා බොහෝ උපාංග (ෆ්ලිප් ෆ්ලොප්, රෙජිස්ටර්, මයික්‍රොකොන්ට්‍රෝලර් ආදී) ක්‍රියාත්මක වන්නේ clock pulse එකකට අනුවයි. මෙම සෑම උපාංගයකම (IC එකකම) පල්ස් ඇතුලු කිරීමට පින් එකක් ඇත (බොහෝවිට CLK හෝ clock ලෙස එම පින් එක පරිපථ සටහන්වල හඳුන්වාදී ඇත). සෑම පල්ස් එකක් පාසාම උපාංගය ක්‍රියාත්මක වී නිහඬ වේ.

මෙම ක්ලොක් පල්ස් නිකුත් කරන පරිපථය විශේෂිත ආකාරයට සෑදූ oscillator එකකි. සාමාන්‍ය සයිනාකාර තරංග ජනිත කරන ඔසිලේටර් පරිපථයකින් එන සයිනාකාර තරංග විශේෂ පරිපථ කොටසක් මඟින් කොටු තරංගයක් ආකාරයට සකස් කරයි. එක් එක් කොටුවක් තමයි පල්ස් එකක් කියන්නේ. පල්ස් එක 0 සිට 1 දක්වා ඉහලට එසවෙන දාරය rising edge හෙවත් leading edge ලෙසත්, 1 සිට 0 දක්වා පහතට ගමන් කරන දාරය falling edge හෙවත් trailing edge ලෙසත් නම් කෙරේ.

එය තත්පරයකට යම් ස්ඵන්ද (pulse) ගණනක් බැගින් නිකුත් කරයි. ඝටිකා ස්ඵන්ද ඉහත දැක්වෙන ආකාරයට කොටු තරංගයකි (එහෙත් සාමාන්‍ය කොටු තරංගයකට වඩා තරංගයේ පළල ඉතා සිහින් වන අතර, ස්ඵන්ද යන නම ලැබී තිබෙන්නේ එවැනි ඉතා කෙටි කාලයක් පමණක් තරංග පළල පවතින නිසාය). තත්පරයට දස දහස් ගණනක (කිලෝහර්ට්ස්) සිට තත්පරයකට බිලියන ගණනක් (ගිගාහර්ට්ස්) දක්වා ස්ඵන්ද නිකුත් කරන ඝටිකා පරිපථවල භාවිතා වේ.

යම් පරිපථයක් වේගවත් යැයි කියන්නේ මෙම ඝටිකා ස්ඵන්ද වේගය වැඩි නම්ය. උදාහරණයක් ලෙස, තත්පරයකට මිලියනයක වේගයෙන් (එනම් 1MHz) පල්ස් නිකුත් කරන ඝටිකාවක් යම් ඩිජිටල් පරිපථ කොටසක් භාවිතා කරන්නේ නම්, ඒ කියන්නේ තත්පරයක් තුල ඒ පරිපථයේ උපාංග දළ වශයෙන් කුඩා කුඩා ක්‍රියාකාරකම් මිලියනයක් සිදු කරන බවයි. ඒ ඒ උපාංගයකට ඕනෑම වේගයකින් වැඩ කිරීමට නොහැකිය. සෑම උපාංගයක්ම වැඩ කරන ප්‍රශස්ථ වේගයක් ඇත. එම වේගයට සරිලන වේගයක් සහිත ඝටිකා පරිපථයක් තිබිය යුතුය.

සින්ක්‍රොනස් ක්‍රමය කෙටි දුර දත්ත සම්ප්‍රේෂණය සඳහා උචිතය. දුර වැඩි වන විට සම්ප්‍රේෂකය හා ආදායකය අතර සින්ක්‍රොනස් ගතිය පවත්වාගෙන යෑමේ ගැටලු ඇති වේ. මෙම ක්‍රමය ඒසින්ක්‍රොනස් ක්‍රමයට වඩා වේගවත්ය (ඊට හේතුව මොහොතකින් පැහැදිලි වේවි).

සින්ක්‍රොනස් ක්‍රමයෙන් ඩිජිටල් සංඥා යවන විට, දත්ත සියල්ලම තරමක විශාල “පැකට්” ලෙසයි සම්ප්‍රේෂනය කරන්නේ. අපි සිතමු කිලෝබයිට් 10ක දත්ත ගොඩක් යැවීමට තිබෙනවා කියා. එම දත්ත බයිට් 512 බැඟින් දත්ත පැකට් 20කින් යවනවා කියා සිතමු. එවිට සම්ප්‍රේෂකය විසින් කිලෝබයිට් 10ක බිට් ටික බයිට් 512 බැගින් කොටස් කරනවා. ඉන්පසු ඉන් පළමු පැකැට්ටුව යවන්නේ නිකංම නොවේ. එම පැකට්ටුවට ඉදිරියෙන් හා පිටුපසින් තවත් අමතර බිට් ටිකක් එකතු කරනවා. මේවායෙන් නොයෙක් රාජකාරී කරන අතර, ඉන් එක් අත්‍යවශ්‍ය රාජකාරියක් නම්, “මෙන්න දැන් අලුත් දත්ත ගොඩක් පටන් ගන්නවා, මෙන්න දැන් එම දත්ත ගොඩ අවසන් වෙනවා” යන වැදගත් පණිවුඩය ආදායකයට කීමයි. මේ ආදී ලෙස සෑම දත්ත පැකට් එකකටම මෙලෙස ඉදිරියෙන් හා පිටුපසින් අමතර පාලක දත්ත (overhead) එල්ලනවා සම්ප්‍රේෂක පරිපථය විසින්.

තවද, සින්ක්‍රොනස් ක්‍රමයේදී, යැවීමට දත්ත නොමැති විටත්, සම්ප්‍රේෂකය විසින් යම් “පාලක දත්ත” අඛණ්ඩව ආදායකයට යැවිය යුතුය. ඊට හේතුව, දෙදෙනා නිරන්තරයෙන්ම in sync වී සිටිය යුතුය. එය හරියට මිතුරන් දෙදෙනෙකු ඈත් වූ විට ලියුම් හෝ දුරකතන මඟින් නිරන්තරයෙන් අදහස් උවමාරු කරමින් එම මිතුරුකම දිගටම පවත්වාගෙන යනවා වැනි වැඩකි.

ඒසින්ක්‍රොනස් ක්‍රමයේදී සම්ප්‍රේෂකය හා ආදායකය තමන්ට කැමැති කැමැති විදියට සිටියි. ඒ දෙදෙනා වැඩ කරන්නේ තමන්ගේම වේගවලිනි (ඒ කියන්නේ ඒ දෙදෙනාට වෙන වෙනම ඔරලෝසු දෙකක් තිබෙන අතර, එම ඔරලෝසු දෙක අතර පොදු බවක් සින්ක්‍රොනස් ක්‍රමයේදී කළා මෙන් දිගටම අඛණ්ඩව පවත්වාගෙන යන්නේ නැත). aysnchronous යන්නෙහි තේරුමත් “එක තාලයට වැඩ කරන්නේ නැත” යන්නයි.

මෙම ක්‍රමයෙන් දත්ත යවන විට විශාල දත්ත පැකට්ටුවක් යවන්නේ නැත. බිට් 7ක් හෝ 8ක් වැනි කුඩා පැකට් තමයි යවන්නේ. මෙහිදීද පෙර කළා සේම, සත්‍ය දත්ත බිට් වලට ඉදිරියෙන් (සමහරවිට පිටුපසිනුත්) අමතර පාලක බිට් එකක් දෙකක් එකතු කෙරේ. ඉදිරියෙන් එකතු කරන පාලක බිට් එකෙන් කියන්නේ “ඔන්න අලුත් බිට් කිහිපයක් පටන් ගත්තා” යන්නයි. එනිසා එය start bit ලෙස හඳුන්වනවා. එලෙසම අවසානයට බිට් එකතු කරයි නම්, එය stop bit ලෙස හඳුන්වනවා. මේනිසා ඒසින්ක්‍රොනස් ක්‍රමය start-stop transmission ලෙසත් හැඳින්වෙනවා.

ස්ටාට් බිට් එක වැදගත් රාජකාරියක් ඉටු කරයි. සම්ප්‍රේෂකය හා ආදායකය in sync නැත. එනිසා සම්ප්‍රේෂකය කොහි මොහොතේද දත්ත එවන්නේ කියා හැඟීමක් ආදායකයට නැත. දත්ත නැති විට ආදායකය සිටින්නේ සාමාන්‍යයෙන් අඩු විදුලියක් වැය කරන ආකාරයකටයි. standby හෝ idle state ලෙස මෙම අඩු විදුලි පරිභෝජනය කරමින් සිටින තත්වය හැඳින්වේ. එහෙත් ඕනෑම මොහොතක දත්තයක් ආ විට එය කොපි කර ගැනීමට සූදානම්ව ආදායකය සිටිය යුතුය. එහෙත් ඒ සඳහා ඉතා කෙටි දැනුම්දීමක් අවශ්‍ය වෙනවානෙ ආදායක පරිපථය අවධි වීමට. මෙම කෙටි දැනුම්දීම තමයි ස්ටාර්ට් බට් එක. එලෙසම ස්ටොප් බිට් එකෙන් කියන්නේ දත්තය අවසන් බවනෙ. එවිට ආදායකය දන්නවා තව දුරටත් දත්තයක් නැති බව (අලුත් දත්තයක් එවන්නේ නම්, ස්ටාර්ට් බිට් එකකින් දන්වනවානෙ). ඉතිං ආදායක පරිපථයට පුලුවන් තම පරිපථය තරමක් අක්‍රිය කරගෙන විදුලිය පිරමසා ගන්නට. ටීවී හා වෙනත් උපාංගවලත් තිබෙනවා නේද ස්ටෑන්ඩ්බයි තත්වයක්? එහිදී ඉතා කුඩා විදුලියක් වැය වන අතර, ක්ෂණිකව රූපවාහිනය රිමෝට් කන්ට්‍රෝලර් එකෙන් පන ගැන්විය හැකියිනෙ.

මෙම ක්‍රමය දුරකට දත්ත යවන විට වඩා සුදුසු වන අතර, දත්ත සම්ප්‍රේෂණ වේගය සින්ක්‍රොනස් ක්‍රමයට වඩා මන්දගාමී වේ. ඊට හේතුව සෑම බිට් හත අටකට සැරයක්ම අමතර පාලක දත්ත (overhead) බිට් දෙකක් පමණ වැය වේ. ඒ කියන්නේ ඕවර්හෙඩ් සඳහා 25%ක පමණ ඉඩක් වැය වන බව පෙනේ. මෙම අමතර දත්ත සඳහා වැය වන්නේ සත්‍ය දත්ත යැවීමට තිබෙන ඉඩ ප්‍රමාණයනෙ (ඉතිං එය එක්තරා විදියක අපතේ යෑමක් වගෙයි).

isochronous ක්‍රමය යනු සම්ප්‍රේෂකයා හා ආදායකයා යන දෙදෙනාම සම්පූර්ණ පූර්ව එකඟතාවකට පැමින දත්ත සම්ප්‍රේෂනය කිරීමකි. මෙහිදී දත්ත එවන වේගය, දත්ත කොටස්වලට බෙදන ආකාරය, එක් එක් කොටස වෙන වෙනම හඳුනාගන්නා ආකාරය ආදී වැදගත් “පාලක විස්තර” දෙදෙනා මුලින්ම එකඟ වී තිබේ (එනම් පරිපථ දෙකෙහිම සෙටිංස් සකසා තිබේ). මේ ක්‍රමයට සිදුවන දත්ත සම්ප්‍රේෂනයකට පෙන්විය හැකි හොඳම උදාහරණය රූපවාහිනියයි.

රූපවාහිනි යන්ත්‍රය මුල සිටම දන්නවා තමන් ග්‍රහණය කරන සංඥාව පවතින්නේ කෙසේද කියා. උදාහරණයක් ලෙස, එය දන්නවා එන සංඥාවේ තත්පරයට ෆ්‍රේම් ගණන; එක් ෆ්‍රේම් එකක් පවතින කාලය; එම එක් ෆ්‍රේම් එකක් තුල හරහාට යන ලයින් එකක් පවතින කාලය; එක හරස් ලයින් එකකට පසුව ඊළඟ හරස් ලයින් එක දක්වා යෑමට ගත වන කාලය; එවැනි ලයින් කීයක් තිබේද යන්න; එලෙස සියලු හරස් ලයින් අවසන් කළ පසු නැවත ඊළඟ ෆ්‍රේම් එක ඇරඹීමට ගත වන කාලය… ආදී ලෙස සියලු විස්තර රූපවාහිනිය දනී. සම්ප්‍රේෂකයෙන් දත්ත සකස් කරන්නේද එම සාධක/පරාමිතින් අනුවයි. ඉතිං සම්ප්‍රේෂකයෙන් එවන දත්ත ටීවී එකෙන් අල්ලා ගත් පසුව, එම දත්තය ටීවී එක විසින් පහසුවෙන්ම එකින් එක තේරුම් ගත හැකියිනෙ.

මෙම ක්‍රමයේදී එවන දත්ත යම් විශේෂිත ආකාරයකින් තිබිය යුතුය. එනම්, පණිවුඩයේ විවිධ නිශ්චිත තැන් ආදායකට පහසුවෙන් හඳුනාගැනීමට හැකි පරිදි සකස් කර තිබිය යුතුය. උදාහරණයක් ලෙස, ඉහත ටීවී උදාහරණයම ගමු. සම්ප්‍රේෂකය එවන ටීවී සංඥාව තුල රූප/ශබ්ද දත්තවලට අමතරව ඉහත විශේෂිත තොරතුරු දැක්වීම සඳහා වෙන් වූ දත්තද (sync pulses) එම සංඥාව තුල ඇතුලත්ය. පහත රූපයේ එම පාලක තොරතුරු සටහන් කර ඇත. ඒ අනුව අයිසොක්‍රොනස් ක්‍රමයේදී ආදායකය හා සම්ප්‍රේෂකය අතර ඍජු (සින්ක්‍රොනස් ක්‍රමයේ මෙන්) හෝ වක්‍ර (ඒසින්ක්‍රොනස් ක්‍රමයේ මෙන්) සම්බන්ධතාවක් නැති අතර, ඇත්තේ දෙදෙනා අතර පූර්ව එකඟතාවක්ය. එම එකඟතාවට ගැලපෙන සේ සංඥාව සුදුසු පාලක තොරතුරු සමඟ තිබිය යුතුය.

දැන් අපි ඩිජිටල් මූර්ජන ක්‍රම ගැන සොයා බලමු.