Bitcsoportok kódolása

Bitcsoportok kódolása

A digitális átvitel során a logikai biteket valamilyen módon ábrázolnunk kell. A legegyszerűbb ábrázolásnál a két szintnek két feszültségértéket feleltetünk meg. Ettől eltérő kódolási eljárások is ismertek, a továbbiakban a leggyakoribb módszereket tekintjük át.

A kódolási eljárások meghatározásánál több szempont szerint kellett a feladatot elvégezni:

   * Minél kisebb a kódolás sávszélessége, annál több csatornára lehet egy vonalat felosztani. A sávszélesség a jelváltások számának a függvénye.
   * Minél kevesebb azonban a váltások száma, az adó és a vevő szinkronizálása annál nehezebben valósítható meg.
   * Fontos, hogy a jelek kis egyenfeszültségű összetevővel rendelkezzenek, mivel az egyenfeszültségű jelek jobban gyengülnek, ami az átviteli távolság csökkenését vonja maga után.

Nullára nem visszatérő (Non Return to Zero, NRZ) kódolásnál mindig az a feszültségszint van a vonalon, amelyet az az adott bit meghatároz. Ez nagyon egyszerűen megvalósítható kódolás. Sok váltást tartalmazó csomagoknál jó megoldás, azonban ha a sok egyforma bit van egymás után, akkor a vonal állapota is azonos szinten marad. Ez a szinkronizációt nagyon megnehezítheti.

26. ábra. NRZ kódolás

Nullára visszatérő (Return to Zero, RZ) kódolás az előzőhöz képest annyi változást tartalmaz, hogy a 0 szintet 0V, az 1 szintet viszont a bitidő felében +V, a félében pedig 0V jelenti. A működés a 27. ábrán nagyon jól nyomon követhető.

27. ábra. Az RZ kódolás

Nullára nem visszatérő megszakadásos (Non Return to Zero Invertive, NRZI) módszernél a 0 bitnek 0V felel meg. A logikai 1 értékű a bit, akkor 0 szint lesz, ha az előző 1-es +V volt és +V szintű lesz, ha az előző 0 szintű volt. A logikai 0 utáni első 1-es értéke mindig +V lesz.

28. ábra. Az NRZI kódolás

Váltakozó MARK invertálás (Alternate Mark Inversion, AMI) kódolás már szimmetrikus feszültséget használ, a működése pedig az NRZI kódoláséhoz nagyon hasonló. Minden logikai 1 értékű bit szintje az előző 1-esének az ellentetje.

29. ábra. Az AMI kódolás

A Nagy sűrűségű bipoláris 3 (High Density Bipolar 3, HDB3) kódolás az AMI módszerrel azonosan működik, de itt már beépítették a hosszú logikai 0 sorozatok kezelését is. Abban az esetben, ha a 4 egymást követő 0 szintű bit van a csomagban, az utolsó 0 bitet kicserélik olyan szintűre, mint ami az előző 1-eshez volt rendelve. A vevő ezt a plusz információt automatikusan képes eltávolítani. Annak érdekében hogy ne legyen egyenfeszültségű összetevő, a következő ilyen csoportban az első nullát kicseréljük az előzőleg cserélt bittel ellentétes szintűre. A módszer jól nyomon követhető a 30. ábrán.

30. ábra. A HDB3 kódolás

A Manchester kódolást (Phase Encode, PE) nagyon gyakran használják, az Ethernet hálózatok ezt a kódolási eljárást alkalmazzák. Itt a biteket nem jelszintek, hanem a jelváltások iránya határozza meg. A lefutó él a logikai 0, a felfutó pedig a logikai 1 szintet jelöli. Amennyiben az egymást követő bitek azonos értékűek, akkor a jelnek a bitidő felénél vissza kell térnie az előző szintre. A módszer alkalmas akár mágneses jelrögzítésre is.

31. ábra. A Manchester kódolás működése