Код Манчестер-II

Код Манчестер-II або манчестерський код одержав найбільше поширення в локальних мережах. Він також відноситься до кодів, що самосинхронізуються, але на відміну від коду RZ має не три, а тільки два рівні, що забезпечує кращу перешкодозахищеність.

Логічному нулю відповідає перехід на верхній рівень у центрі бітового інтервалу, логічній одиниці - перехід на нижній рівень. Логіка кодування добре видна на прикладі передачі послідовності одиниць або нулів. При передачі бітів що чергуються, частота проходження імпульсів зменшується у два рази.

Інформаційні переходи в середині біта залишаються, а граничні (на границі бітових інтервалів) - при чергуванні одиниць і нулів відсутні. Це виконується за допомогою послідовності заборонних імпульсів. Ці імпульси синхронізуються з інформаційними й забезпечують заборону небажаних граничних переходів.

Зміна сигналу в центрі кожного біта дозволяє легко виділити синхросигнал. Самосинхронізація дає можливість передачі більших пакетів інформації без втрат через розходження тактової частоти передавача й приймача.

Рис. 4.2Дворівневий код Манчестер-II

Велика перевага манчестерського коду - відсутність постійної складової при передачі довгої послідовності одиниць або нулів. Завдяки цьому гальванічна розв'язка сигналів виконується найпростішими способами, наприклад, за допомогою імпульсних трансформаторів.

Частотний спектр сигналу при манчестерському кодуванні включає тільки дві несучі частоти. Для десятимегабітного протоколу - це 10 Мгц при передачі сигналу, що складає з одних нулів або одних одиниць, і 5 Мгц - для сигналу із чергуванням нулів і одиниць. Тому за допомогою смугових фільтрів можна легко відфільтрувати всі інші частоти.

Код Манчестер-II знайшов застосування в оптоволоконих і електропровідних мережах. Найпоширеніший протокол локальних мереж Ethernet 10 МБіт/с використовує саме цей код.

КОД NRZ

Код NRZ (Non Return to Zero) - без повернення до нуля - це найпростіший дворівневий код. Нулю відповідає нижній рівень, одиниці - верхній. Інформаційні переходи відбуваються на границі бітів. Варіант коду NRZI (Non Return to Zero Inverted) - відповідає зворотній полярності. Безсумнівна перевага коду - простота. Сигнал не треба кодувати та декодувати.

Крім того, швидкість передачі даних удвічі перевищує частоту. Найбільша частота буде фіксуватися при чергуванні одиниць і нулів. При частоті 1 Гц забезпечується передача двох бітів. Для інших комбінацій частота буде менше. При передачі послідовності однакових бітів частота зміни сигналу дорівнює нулю.

Код NRZ (NRZI) не має синхронізації. Це є найбільшим його недоліком. Якщо тактова частота приймача відрізняється від частоти передавача, губиться синхронізація, біти перетворюються, дані губляться.

Рис.4.3 Дворівневий код NRZ

Для синхронізації початку прийому пакета використовується стартовий службовий біт, наприклад, одиниця. Найбільш відоме застосування коду NRZI - стандарт ATM155. Найпоширеніший протокол RS232, застосовуваний для з'єднань через послідовний порт ПК, також використовує код NRZ. Передача інформації ведеться байтами по 8 біт, що супроводжуються стартовими й стоповими бітами.

КОД MLT-3

Код трирівневої передачі MLT-3 (Multi Level Transmission - 3) має багато спільного з кодом NRZ. Найважливіша відмінність - три рівні сигналу.

Одиниці відповідає перехід з одного рівня сигналу на іншій. Зміна рівня сигналу відбувається послідовно з урахуванням попереднього переходу. Максимальній частоті сигналу відповідає передача послідовності одиниць. При передачі нулів сигнал не міняється. Інформаційні переходи фіксуються на границі бітів. Один цикл сигналу вміщає чотири біти.

Рис. 4.4 Трирівневий код MLT-3

Недолік коду MLT-3, як і коду NRZ - відсутність синхронізації. Цю проблему вирішують за допомогою перетворення даних, що виключає довгі послідовності нулів і можливість розсинхронізації.

5.Логічне кодування

Деякі різновиди цифрового кодування дуже чутливі до характеру переданих даних. Наприклад, при передачі довгих послідовностей логічних нулів за допомогою потенційного коду типу NRZ або AMI сигнал на лінії довгий час не змінюється, і приймач може помилитися з моментом зчитування чергового біта. Для коду NRZ подібні проблеми виникають і при передачі довгих послідовностей логічних одиниць. Логічне кодування (якому може піддаватися вихідна послідовність даних) повинне впроваджувати в довгі послідовності біт, біти із протилежним значенням, або взагалі заміняти їх іншими послідовностями. Крім виключення "проблемних” бітових послідовностей, логічне кодування дозволяє також збільшити кодову відстань між символами (для спрощення декодування), поліпшити спектральні характеристики сигналу, а крім того передавати в загальному потоці службові сигнали.

В основному для логічного кодування застосовуються три групи методів: 1. Вставка біт; 2. надлишкове кодування; 3. скремблювання.

Вставка біт (bit stuffing) – найбільш прямолінійний спосіб виключення довгих послідовностей, наприклад, логічних одиниць. Якщо в переданій послідовності зустрічається безперервний ланцюжок "1”, то передавач вставляє "0” після кожної, наприклад, п'ятої "1”. Приймач відкидає всі ці зайві "0”, які зустрічаються після п'яти "1”. Зрозуміло, можна проводити й зворотну операцію – вставку "1” у довгі послідовності "0”. Схема вставки біт застосовується, наприклад, у протоколі HDLC.

Надлишкове кодування засноване на розбивці вихідної послідовності біт на ділянки однакової довжини – символи. Потім кожний символ заміняється (як правило, табличним способом) на новий, що має або більшу кількість біт, або інша основа системи числення (наприклад, на символ, що складається із трійкових розрядів).

Дата добавления: 2015-12-01