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.

Lényege

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.

NRZ

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.

RZ

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.

NRZI

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.

AMI

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.

HDB3

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.

Manchester

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.