Физическое кодирование

Физическое кодирование – способ представления дискретной информации в виде электрических или оптических сигналов, подаваемых на линию связи.

Рассмотрим наиболее часто используемые способы физического кодирования:

  • Потенциальный код без возврата к нулю (NRZ, Non Return to Zero);
  • Потенциальный код без возврата к нулю с инверсией при единице (NRZI, Non Return to Zero with one Inverted);
  • Манчестерский код (Manchester code);
  • Код трехуровневой передачи МLТ-3 (Multi Level Transmission-3).
В методе потенциального кодирования без возврата к нулю (NRZ) нижний потенциал соответствует 0, верхний – 1. Переходы происходят на границе такта. При передаче последовательности единиц сигнал не возвращается к нулю в течение такта.
Рис. 3.28 Потенциальный код NRZ
Рис. 3.28 Потенциальный код NRZ

Спектр реального сигнала постоянно меняется в зависимости от того, какова структура данных, передаваемых по каналу связи. Однако при передаче длинных последовательностей нулей или единиц спектр сигнала сдвигается в сторону низких частот, приближаясь к постоянному сигналу, и не всегда обеспечивает приемнику возможность синхронизироваться с передатчиком. С другой стороны код NRZ прост в реализации, обладает хорошей помехоустойчивостью (благодаря наличию двух резко отличающихся уровней сигнала).

Код NRZ используется на физическом уровне стандартов 1000BASE-SX, 1000BASE-LX.

Потенциальный код без возврата к нулю с инверсией при единице (NRZI) является модификацией кода NRZ.

NRZI при передаче 0 передает потенциал, который был установлен в предыдущем такте (уровень сигнала не меняется), а при передаче 1 потенциал инвертируется на противоположный.
Рис. 3.29 Потенциальный код NRZI
Рис. 3.29 Потенциальный код NRZI

Код NRZI обладает лучшей, по сравнению с NRZ, самосинхронизацией в том случае, если в кодируемой информации логических единиц больше, чем логических нулей. И не обеспечивает должной самосинхронизации при появлении длинных последовательностей логических нулей.

Данный метод используется на физическом уровне спецификации 100BASE-FX Fast Ethernet.

В манчестерском коде (Manchester code) для кодирования единиц и нулей используется перепад потенциала, то есть фронт импульса. Каждый такт делится на две части. Информация кодируется перепадами потенциала, происходящими в середине каждого такта: 1 кодируется перепадом от низкого уровня сигнала к высокому, 0 – обратным перепадом (по стандарту IEEE 802.3). Этот перепад используется для синхронизации между передатчиком и приемником.

В начале каждого такта может происходить служебный перепад сигнала, если нужно представить несколько единиц или нулей подряд.
Рис. 3.30 Манчестерский код
Рис. 3.30 Манчестерский код

Ширина спектра при манчестерском кодировании в два раза шире, чем при NRZ-кодировании. Данный метод используется на физическом уровне спецификаций Ethernet 10 Мбит/с (10ВASE5, 10ВASE2, 10BASE-Т, 10BASE-F).

Код трехуровневой передачи МLТ-3 использует три уровня сигнала: +1,0 и -1.

1 кодируется переходом с одного уровня сигнала на другой. При передаче 0 сигнал не меняется.
Рис. 3.31 Код MLT-3
Рис. 3.31 Код MLT-3

Недостатком данного метода является отсутствие должной синхронизации при появлении длинных последовательностей логических нулей. Код MLT-3 используется на физическом уровне спецификации 100BASE-ТX Fast Ethernet совместно с методом логического кодирования 4В/5В.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

18 − одиннадцать =