Codul Manchester se referă la codurile de impuls auto-sincronizare și are două nivele, care asigură o bună imunitate la zgomot. Fiecare ciclu (interval de biți) este împărțit în două părți. Informațiile sunt codificate de diferențele potențiale care apar în mijlocul fiecărei bare.
Unitatea este codificată printr-o diferență de la un nivel de semnal ridicat la unul scăzut și zero de la o cădere inversă. La începutul măsurii, este posibil să existe un semnal deasupra capului (atunci când se transmit câteva unități sau zerouri în succesiune).
Să luăm în considerare cazuri speciale de codificare, ca și în cazurile precedente.
Cu codificarea Manchester, o schimbare obligatorie a semnalului în mijlocul fiecărui interval de biți facilitează alocarea unui ceas de ceas. Prin urmare, codul Manchester are proprietăți bune de sincronizare.
Semnalul nu conține o componentă constantă, frecvența fundamentală a semnalului este în domeniul de la f0 = N / 2 Hz la f0 = N Hz, schimbând în funcție de tipul fluxului de biți.
Codificarea Manchester a fost utilizată în versiunile inițiale ale tehnologiei Ethernet cu o viteză de transmisie de 10 Mbps.
Codul diferențial Manchester (diferențial Manchester)
Valorile logice "0" și "1" sunt transmise prin prezența sau absența unei modificări a nivelului semnalului la începutul intervalului de ceas (bit). În mijlocul intervalului de biți există o modificare obligatorie a valorii semnalului.
Codificare diferențială Manchester
Acest cod are aceleași avantaje și dezavantaje ca Manchester.
Dintre toate codurile pe care le-am examinat, codificarea Manchester are o sincronizare mai bună, deoarece scăderea semnalului are loc cel puțin o dată pe ciclu de ceas.
Codul Manchester este utilizat în rețelele Ethernet cu o viteză de transmisie de 10 Mbps (10Base-T). Cod diferențial Manchester - în rețele cu tehnologie Token Ring.
În prezent, dezvoltatorii au ajuns la concluzia că, în multe cazuri, cea mai bună utilizare a potențialului de codificare, eliminând neajunsurile sale, cu ajutorul așa-numitei logicheskogokodirovaniya (a se vedea. Mai jos în această secțiune).
Cod cu revenire la zero rz (Return to Zero)
Bitul "1" este un impuls al unei polarități în prima jumătate a intervalului de biți, în a doua jumătate a intervalului de biți semnalul are un potențial zero.
Bitul "0" este un impuls de o polaritate diferită în prima jumătate a intervalului de biți, în a doua jumătate a intervalului de biți semnalul are un potențial zero. Codul are proprietăți bune de sincronizare.
Pentru acest cod, intervalul de biți
Cod cu inversarea valorilor codului cmi.
În această metodă de transmisie, bitul 1 este reprezentat de regulile cvasi-codare, iar bitul 0 este reprezentat ca două impulsuri de polaritate opusă, cu o schimbare de semn în mijloc. De asemenea, codul are proprietăți bune de sincronizare.
Cod potențial 2b1q
Acesta este un cod potențial cu patru niveluri de semnal pentru codificarea datelor. Numele reflectă esența codificării - fiecare două biți (2B) sunt transmise pe ceas cu un semnal de un anumit nivel (1Q). Semnalul liniar are patru stări. Cu alte cuvinte, rata de transfer a informațiilor N cu această metodă de codare este de două ori rata de modulație B.
Semnalul din codul 2B1Q
Figura arată semnalul corespunzător secvenței de biți 01 01 10 00. Frecvența de bază a semnalului din codul 2B1Q nu depășește valoarea f = N / 4 Hz.
Cu toate acestea, pentru a pune în aplicare această metodă de codare, puterea emițătorului trebuie să fie mai mare, astfel încât cele patru valori potențiale să fie clar distinse de receptor față de zgomotul de fond.
Trei niveluri de transmisie sunt utilizate: "-1", "0", "+1".
Unitatea corespunde tranziției obligatorii de la un nivel de semnal la celălalt la marginea intervalului de ceas.
Zero corespunde absenței unei modificări a nivelului semnalului liniar.
La transmiterea unei secvențe de unități, perioada de schimbare a nivelului semnalului include patru biți. În acest caz, f0 = N / 4 Hz. Aceasta este frecvența maximă maximă a semnalului din codul MLT-3. În cazul unei secvențe alternante de zerouri și una, armonica fundamentală a semnalului este la frecvența f0 = N / 8Hz. care este de jumătate din dimensiunea codului NRZI.
Semnalul din codul MLT-3
Logicheskoekodirovanie implică înlocuirea secvenței de bit de informație originală a secvenței de biți noi care transportă aceleași informații, dar care posedă, în plus, proprietăți suplimentare, cum ar fi capacitatea de partea care primește pentru a detecta erorile din datele primite sau în siguranță, menține sincronizarea cu semnalul de intrare.
Există două metode de codare logică.
Codurile excesive (codurile tabelului) se bazează pe împărțirea secvenței de biți inițiale în grupuri și apoi înlocuirea fiecărui grup sursă cu un cuvânt de cod în conformitate cu tabelul. Cuvântul de cod conține întotdeauna mai mulți biți decât grupul original.
Codul logic 4B / 5B înlocuiește grupurile originale pe 4 biți cu cuvinte de cod pe 5 biți. Ca rezultat, numărul total de combinații posibile de biți (2 5 = 32) este mai mare decât pentru grupurile originale (2 4 = 16). Prin urmare, puteți include 16 astfel de combinații în tabelul de coduri, care nu conțin mai mult de două zerouri la rând. și să le utilizeze pentru transferul de date. Codul asigură că, cu orice combinație de cuvinte de cod pe linie, mai mult de trei zerouri nu pot apărea într-un rând.
Combinațiile rămase de cod sunt folosite pentru semnalizare (sincronizare transmisie, pornire bloc de date, sfârșit de bloc de date, control transmis la stratul de legătură). Codurile de cuvinte neutilizate pot fi utilizate de către receptor pentru a detecta erorile din fluxul de date. Prețul pentru avantajele primite în astfel de mod de codificare a datelor - scăderea vitezei de transfer a informațiilor utile la 25%.
Codificarea logică 4B / 5B este utilizată în rețelele Ethernet cu o rată de transfer de 100Mbit / s:
în combinație cu codul NRZI (specificație 100Base FX, mediu de transmisie - fibră);
în combinație cu codul MLT-3 (specificația 100Base TX, mediul de transmisie UTP Cat 5e).
Există, de asemenea, codurile și cele trei stări de semnal, de exemplu, în codul / 6T 8B pentru a codifica 8 biți ale informațiilor originale folosite cod codewords ternară 6 elemente. Fiecare element poate lua una din cele trei valori (+1, 0, -1). Redundanța codului 8B / 6T este mai mare decât codul 4B / 5B. deoarece există 36 = 729 cuvinte cheie de cod rezultate pe 2 8 = 256 simboluri sursă. Această metodă de codare este utilizată în specificația 100Base T4 - când Ethernet 100Mbps este configurat prin cablu CAT3 UTP (specificație depășită). Aici, 3 perechi răsucite sunt utilizate simultan pentru a transmite fluxul de biți. Viteza de transfer a datelor pentru fiecare pereche de N = 100 Mbit / s / 3 = 33,3 Mbit / s, viteza liniară a semnalului de modulare este de 25 M bps (8: 6 = 1,33; 33,3: 1,33 = 25) , care permite folosirea UTP Cat3 cu pereche răsucită, neecranată.
În codul 8B / 10B, fiecare 8 biți din secvența inițială sunt înlocuiți cu zece biți ai cuvântului de cod. În același timp, există 1024 combinații rezultate pentru 256 combinații inițiale. La înlocuirea, în conformitate cu tabelul de cod, se respectă următoarele reguli:
nici o combinație rezultantă (cuvânt de cod) nu ar trebui să aibă mai mult de 4 biți identici la rând;
nici o combinație rezultată nu trebuie să conțină mai mult de 6 zerouri sau 6;
Codul 8B / 10V (+ NRZI) este utilizat în standardul Ethernet Gigabit 1000Base-X (când fibra este folosită ca suport de date).
Codificarea logică a adaptoarelor de rețea. Deoarece utilizarea tabelului de conversie este o operație foarte simplă, metoda codării logice cu coduri redundante nu complică cerințele funcționale pentru acest echipament.
Pentru a asigura lărgimea de bandă specificată, un emițător Nbit / s care utilizează un cod redundant trebuie să funcționeze la o viteză mai mare a ceasului. Astfel, pentru transmiterea unui semnal de cod 4B / 5B cu o rată de biți de N = 100 Mbit / s, transmițătorul trebuie să funcționeze cu o frecvență de ceas de 125 MHz (adică estB = 125MBod). În acest caz, spectrul semnalului liniar se extinde. Cu toate acestea, spectrul semnalului codului potențial excesiv se dovedește a fi deja spectrul de semnal din codul Manchester. care justifică stadiul suplimentar de codare logică, precum și funcționarea receptorului și a transmițătorului la o frecvență crescută a ceasului.
Scramblingul este o astfel de "amestecare" a secvenței de biți originale, în care probabilitatea apariției celor și a zerourilor la intrarea modulului fizic de codificare devine aproape de 0,5. Dispozitivele (sau modulele de program) care efectuează o astfel de operație sunt numite scramblers (amestecare, asamblare aleatorie).
Schema de comutare a scramblerului în canalul de comunicație
Scramblerul din emițător efectuează transformarea structurii fluxului digital original. Decodificatorul din receptor readuce secvența de biți inițială. Aproape singura operație folosită în scrambleri și decodificatori este XOR - bitwise exclusive OR (adițional modulo 2).
Partea principală a scrambler și unitatea de decriptare - un generator de secvențe pseudoaleatoare (PRS), sub formă de registru de deplasare K-bit cu feedback-ul.
Există 2 tipuri principale de perechi de scrambleri - descrambler:
cu setare inițială (aditiv).
Circuitele de sincronizare sunt controlate de o secvență codificată. Aceste scheme au o propagare eronată - eroare. Efectul unui simbol eronat apare de câte ori există reacții în circuit.
Implementarea codării într-un circuit de auto-sincronizare.
Aici Bi este cifra binară a codului rezultat, obținută la ciclul i al operației scrambler; Ai - cifra binară a codului sursă, ajungând la transmițător la intrarea scramblerului la ceasul i; Bi-5 și Bi-7 - cifrele binare ale codului rezultat, obținute la ciclurile de ceas anterioare ale scramblerului, respectiv pe barele "i-5" și "i-7".
Descramblerul din receptor readuce secvența originală folosind
În schemele de aditivi, secvența codificată nu intră în intrarea registrelor de deplasare, nu există propagare de eroare, dar este necesară sincronizarea funcționării perechii scrambler-descrambler.
