Codificarea Manchester
Această intrare sau secțiune pe tema protocoalelor de rețea nu menționează sursele necesare sau cei prezenți sunt insuficienți . |
În telecomunicații , codificarea Manchester este o formă de comunicare a datelor în care fiecare punct este semnalat printr-o tranziție. Codificarea Manchester este considerată o codificare de autosincronizare (nu are nevoie de un semnal de sincronizare extern), ceea ce înseamnă că permite sincronizarea precisă a fluxului de date. Fiecare bit este transmis într-un interval de timp predefinit al bitului. Codificarea Manchester își datorează numele faptului că a fost dezvoltată ca un sistem de stocare a amintirilor de tobe Manchester Mark 1 , dezvoltat de Universitatea din Manchester .
Descriere
Codare Manchester oferă o modalitate ușoară de a codifica secvențe binare arbitrare , fără a avea vreodată perioade lungi de timp , fără ceas tranziții, care ajută la prevenirea pierderii de sincronizare de ceas, sau erori de bit cauzate de devierea de frecvență joasă pe link - uri analogice. Slab egalizat ( a se vedea cele de densitate ) . Atunci când este transmis ca un semnal de curent alternativ, acesta asigură faptul că componenta de curent continuu a semnalului codat este zero, prevenind derivațiile la nivelul de bază al semnalului repetat și facilitând regenerarea. Cu toate acestea, astăzi există multe codificări mai sofisticate care obțin același rezultat cu o supraîncărcare mai mică a lățimii de bandă și o ambiguitate de sincronizare mai mică în cazurile patologice (vezi mai jos).
Una dintre cele mai cunoscute utilizări ale codificării Manchester se referă la semnalele electrice din rețelele locale Ethernet .
Codificarea Manchester este utilizată pentru transmiterea datelor prin rețele DALI (Digital Addressable Lighting Interface).
Codificarea Manchester ca un caz de tastare de schimbare a fazelor binare (BPSK)
Codificarea Manchester poate fi considerată ca un caz special al tastării de schimbare a fazelor binare (BPSK), în care datele care trebuie transmise controlează faza unei unde pătrate purtătoare la frecvența ratei de date. Prin urmare, este extrem de ușor să generați un astfel de semnal digital.
Pentru a controla cantitatea de lățime de bandă consumată, se poate utiliza un filtru pentru a reduce banda la 1 Hz pe bit / secundă , fără a pierde informații în timpul transmisiei. Cu toate acestea, pentru comoditate (și pentru a controla mai bine banda de trecere, în special pe spectrele radio aglomerate), majoritatea modulatorilor BPSK aleg o frecvență purtătoare mult mai mare decât frecvența de transmisie a datelor, rezultând lățimi de bandă mai înguste și mai ușor de filtrat. Cu toate acestea, proprietatea de 1 Hz / (bit / secundă) este menținută.
Convenții pentru reprezentarea datelor
Există două convenții opuse pentru reprezentarea datelor.
Primul a fost publicat pentru prima dată de GE Thomas în 1949 și este urmat de numeroși autori (de exemplu, Tanenbaum ). Specifică faptul că pentru un bit 0 nivelurile semnalului vor fi Low-High (presupunând o codificare a datelor cu amplitudine) - cu un nivel scăzut în prima parte a perioadei de biți și un nivel ridicat în a doua parte. Pentru un bit 1, nivelurile semnalului vor fi High-Low.
A doua convenție este, de asemenea, urmată de mulți autori (de exemplu, Stallings), precum și de standardul IEEE 802.4 . Stabilește că o logică 0 este reprezentată de o secvență de semnal High-Low și o logică 1 de o secvență de semnal Low-High.
O consecință a tranziției pentru fiecare bit este că lățimea de bandă necesară pentru semnalele codificate Manchester este dublă în comparație cu comunicația asincronă și că spectrul de semnal este considerabil mai larg. În timp ce codificarea Manchester este o formă de comunicare extrem de fiabilă, cerința lățimii de bandă este văzută ca un dezavantaj, iar comunicațiile mai moderne apar cu protocoale codificate mai moderne care obțin aceleași rezultate cu o codificare mai rapidă și o cerere pentru o lățime de bandă mai mică.
O particularitate a codificării Manchester este sincronizarea receptorului cu emițătorul. La prima vedere ar putea părea că o eroare de perioadă de jumătate de bit ar duce la decodarea inversă pe partea receptorului, dar considerații suplimentare arată că, cu unele secvențe de date specifice, acest lucru ar cauza încălcarea codificării. Hardware-ul poate detecta aceste încălcări ale codării și, prin urmare, se poate sincroniza cu precizie la interpretarea corectă a datelor.
O tehnică conexă este codarea diferențială Manchester .
Rezumând:
- datele și semnalele de ceas sunt combinate pentru a forma un flux de date autosincronizat
- fiecare bit codificat conține o tranziție la mijlocul perioadei de biți
- direcția tranziției determină dacă bitul este „0” sau „1”
- prima jumătate este adevărata valoare a bitului și a doua jumătate este complementul adevăratei valori a bitului, spre deosebire de lipsa revenirii la zero .
Alte date din Standardul Federal 1037C , MIL-STD-188
