প্রয়োজনীয় টাইমিং ডায়াগ্রামসহ বিভিন্ন প্রকার পোলার ইনকোডিং (Different types of ding with necessary timing diagram)

আজকে আমরা প্রয়োজনীয় টাইমিং ডায়াগ্রামসহ বিভিন্ন প্রকার পোলার ইনকোডিং সম্পর্কে আলোচনা করবো । যা ডিজিটাল কমিউনিকেশন সিস্টেমের অন্তর্গত।

 

 

প্রয়োজনীয় টাইমিং ডায়াগ্রামসহ বিভিন্ন প্রকার পোলার ইনকোডিং (Different types of ding with necessary timing diagram)

পোলার ইনকোডিং এ বাইনারি । পজিটিভ ভোল্টেজের এবং বাইনারি ০ নেগেটিভ ভোল্টেজের Represent করে থা্কে। অতএব, পোলার ইনকোডিং ২টি ভোল্টেজ লেভেলকে ব্যবহার করে। ২টি ভোল্টেজ লেভেলের উপস্থিতিতে অধিকাংশ পোলার ইনকোডিং মেথডে DC component ধরনের সমস্যা থাকতে পারে।

 

 

বিভিন্ন প্রকার পোলার ইনকোডিং থাকতে পারে। তার মধ্যে চার প্রকার জনপ্রিয় পোলার হল-

(ক) Non-Return-to-zero (NRZ)

(খ) Return-to-zero (RZ)

(গ) Manchester

(ঘ) Differential Manchester.

(ক) Non-Retern-to-Zero (NRZ)ঃ

NRZ ইনকোডিং এ সিগন্যালের Value সবসময়ই হয় পজিটিভ হবে, না হয় নেগেটিভ হয় । NRZ এ ২টি ফরম আছে-

• NRZ-L (Non-Return-to-Zero-Level)
• NRZ-I (Non-Return-to-Zero-Invert).

NRZ-L ইনকোডিং এ সিগন্যালের লেভেল নির্ভর করবে bit এর ধরনের উপর অর্থাৎ পজিটিভ ভোল্টেজ লেভেলের এর জন্য বিট এবং নেগেটিভ ভোল্টেজ লেভেলের জন্য বিট। Represent করে। অতএব, এতে বিটের অবস্থার উপর সিগন্যাল লেভেল নির্ভরশীল।

NRZ-L এ কিছু সমস্যা আছে । তা হলো-

• NRZ-L এর নিজস্ব কোন Clocking নেই। যদি ডাটা 1 অথবা O এর Long sequence ধারণ করে, তাহলে তখন সিগনাল During এর কোন পরিবর্তন হয় না। ফলে Receiver কে তার Clock reset করার জন্য কোন Alert দেয়া হয় না।
• NRZ-I ইনকোডিং এ ভোল্টেজ লেভেলের কোন পরিবর্তন না হলে বিট 0 এবং ভোল্টেজ লেভেলের Inversion (অর্থাৎ পরিবর্তন হলে) হলে বিট 1 represent করে।
• NRZAL এর চেয়ে NRZ-1 ভাল (Superior)। কারণ সিগন্যাল পরিবর্তনের প্রতি সময়ে বিট 1 encountered (বিপদের মুখোমুখি) হয়ে Synchronization কে Provide করে। Data stream এর পর পর বিট 1 এর উপস্থিতির ফলে Receiver Tumer এ Synchronize অনুসারে ট্রান্সমিশনে Actual ডাটার আগমন Receive করে। কিন্তু Data stream এর পর পর বিট এব উপস্থিতির ফলে Receiver কে তার Clock কে Reset করার জন্য কোন Alert ডাটা Stream দিতে পারে না।

নিম্নের চিত্রে যথাক্রমে NRZ-L এবং NRZ-I এ বিটের একই সিরিজের representation দেখানো হল

 

 

 

NRZ-L sequence এ পজিটিভ এবং নেগেটিভ ভোল্টেজের স্পেসিফিক অর্থ হল পজিটিভ ভোল্টেজের জন্য বিট 0 এবং নেগেটিভ ভোল্টেজের জন্য বিট 1 আবার NRZ-I sequence এ প্রতি Sequence এর ভোল্টেজের অবস্থা অর্থহীন, কেননা যখন এক লেভেল থেকে অন্য লেভেলে ভোল্টেজ লেভেলের পরিবর্তন হয়, তখন বিট 1 হয়। আর যদি ভোল্টেজের লেভেলের কোন পরিবর্তন না হয়, তাহলে 0 হয়।

যখন হঠাৎ করে সিস্টেমের Polarity পরিবর্তন হয়, তখন NRZI. এ একটি সমস্যা সৃষ্টি হয়। যেমন— টুইস্টেড পেয়ার ক্যাবল মিডিয়ার মধ্যে এ ধরনের Polarity এর পরিবর্তনে সকল ফলাফল O থেকে। এ যায়, আবার থেকে 0 তে যায়। কি NRZ-1-এ এই ধরনের কোন সমস্যা হয় না।

NRZ-1 এবং NRZ-1 এর মধ্যে কিছু কিছু ক্ষেত্রে মিল পাওয়া যায়।

যেমন- NRZ-L এবং NRZ-I উভয়ের average সিগন্যাল রেট হল N/2 Bd

এবং NRZ-L এবং NRZ-I উভয়ের মধ্যে DC component জাতীয় সমস্যা বিদ্যমান।

উদাহরণ- ১। NRZ-I ব্যবহার করে একটি সিস্টেমে ট্রান্সফারে Data রেট হল 10 Mbps। এর Average সিগন্যাল রেট ও মিনিমাম ব্যান্ডউইথ বের কর।

Average signal rate, S= N/2= 500 Kbaul average baud rate এর জন্য মিনিমাম ব্যান্ডউইডথ

Bmin, S=500 kHz

(খ) Return to Zero (RZ)ঃ

NRZ encoding এর প্রধান সমস্যা হল Sender এবং Receiver 4 clock synchronized থাকে না। কখনও একটি bit শেষ অবস্থায় আসে, আবার কখনও পরবর্তী bir এর যাত্রা শুরু হয় তা Receiver সমাধানের জন্য RZ (Return to Zero) Scheme fडনটি Value Positive, Negative এবং Zero কে ব্যবহার করে RZ এ দুটি bit এর মধ্যবর্তীতে Signal পরিবর্তন হয় না, কিন্তু বিটের মধ্যেই সিগন্যালের পরিবর্তন হয়। চিত্র ৩.১৪ তে প্রত্যেক বিটের Middle এ সিগন্যাল হয় এবং পরবর্তী বিট শুরু হওয়া পর্যন্ত এটি অবস্থানে থাকে।

RZ ইনকোডিং এর প্রধান অসুবিধা (disadvantage) হল-

• একটি bit কে encode করতে দুটি সিগন্যাল পরিবর্তন প্রয়োজন (Two signal changes to encode a bit)।
• তুলনামূলক বেশি ব্যান্ডউইডথ লাগে।
• একই সমস্যা, যা পূর্বে উল্লেখ আছে, হঠাৎ করে Polarity এর পরিবর্তে ফলাফলের সকল ও থেকে। এ অবস্থান করে আবার থেকে O তে যায়, তা এতে বিদ্যমান রয়েছে।
• এর সবচেয়ে বড় অসুবিধা হল Complexity।
• RZ তিনটি ভোল্টেজ লেভেল ব্যবহার করে Signal তৈরি এবং কখন Clock রিসেট করতে হবে, তার বোধগম্যতা (Discernment) নির্ণয় করা জটিল হয়।
• ফলে আজকাল RZ Encoding ব্যবহৃত হয় না।

তবে RZ encoding এর সবচেয়ে বড় সুবিধা হল এতে DC component জাতীয় সমস্যা নেই।

(গ) Manchester Encodingঃ

Manchester encoding এ পজিটিভ থেকে নেগেটিভ ট্রানজিশনে বাইনারি o এবং নেগেটিভ থেকে পজিটিভ ট্রানজিশনে বাইনারি 1 represented হয়ে থাকে Manchester encoding duration কে দুটি অংশে (Tap halves) বিভক্ত করে (First half এবং Second half) ভোল্টেজের প্রথম লেভেল ডিউরেশনে First half থাকবে এবং লেভেলে Second half থাকে। প্রতি বিটের Middle এ Transitioningersion হয়। RZ (Transition she mistle if the bit এবং NRZ-L এর ধারণার সমন্বয়ে Manchester encodin হয়।

Manchester encoding এর নিজস্ব Clock থাকে, যার ফলে ডাটা Stream এর সঠিক Synchronization সম্ভব।

নিম্নে Manchester encoding এর চিত্র দেয়া হল

(ঘ) Differential Manchester encoding :

RZ এবং NRZ-1 এর ধারণার সমন্বয়ে Differential Manchester ডিফারেন্সিয়াল ম্যানচেস্টার ইনকোডিং এ সিগন্যালের First half পূর্ববর্তী সিগন্যালের Second half এর সমান অর্থাৎ একই (পূর্ববর্ত Second half যদি পজিটিভ হয় তাহলে সিগন্যালের First half-ও পজিটিভ থাকবে) থাকে, তাহলে প্রত্যেক বাইনারি Represented হবে। অর্থাৎ এতে বিট টাইমের শুরুতে কোন Transition হয় না। আবার সিগন্যালের First half পূর্ববর্তী সিগন্যালের Second hall এর বিপরীত হবে (পূর্ববর্তী Second half যদি পজিটিভ হয়, তাহলে সিগন্যালের First half নেগেটিভ হবে) তাহলে এতে বাইনারি 0. Represented হবে, অর্থাৎ এতে বিট টাইমের শুরুতেই Transition হবে।

 

 

Differential Manchester Encoding এ বিট টাইমের মধ্যবর্তীতে (Middle) সবসময়ই Transition হয় অর্থাৎ High থাকলে Low হয়, আবার Low থাকলে High হয়। বিট ইন্টারভাল (Interval) এর মধ্যনগতীতে বিপরীততা Synchronization এর জন ব্যবহৃত হয়। কিন্তু Interval এর শুরুতে অতিরিক্ত Transition এর উপস্থিতি বা অনুপস্থিতি বিটকে আইডেন্টি করার জন্য ব্যবহা হয়। চিত্র ৩.১৬ নং এ Differential Manchester encoding এর চিত্র দেয়া হয়েছে