Потенциальный код без возвращения к нулю

На рис.2.3,а показан уже упомянутый ранее метод потенциального кодирования, называемый также кодированием без возвращения к нулю (Non Return to Zero, NRZ). Последнее название отражает то обстоятельство, что при передаче последовательности единиц сигнал не возвращается к нулю в течение такта (как мы увидим ниже, в других методах кодирования возврат к нулю в этом случае происходит). Метод NRZ прост в реализации, обеспечивает хорошую распознаваемость ошибок (из-за двух резко отличающихся потеяциалов), но не обладает свойством самосинхро-низации. При передаче длинной последовательности единиц или нулей сигнал в линии на протяжении длительного промежутка времени не изменяется. Приемник не имеет возможности выделить синхросигналы, что может привести к ошибкам при приеме данных.

Метод биполярного кодирования с альтернативной инверсией.

Одной из модификаций метода NRZ является метод биполярного кодирования с алътернативной инверсией (Bipolar Alternate Mark Inversion, AMI). B этом методе (рис.2.3, б) используются три уровня сигнала — отрицательный, нулевой и положительный. Для кодирования логического нуля используется нулевой потенциал, а логическая единица кодируется либо положительным потенциалом, либо отрицательным, при этом потенциал каждой новой единицы противоположен потенциалу предыдущей.

Так, нарушение строгого чередования полярности сигналов говорит об ошибочном импульсе или исчезновении в линии корректного импульса.

Потенциальный код с инверскей при единице.

Потенциалъный код с инверсией при единице (Mon Return to Zero with ones Inverted, NRZI) при передаче нуля передает потенциал, который был установлен в предыдущем такте (то есть не меняет его), а при передаче единицы потенциал меняет его на противоположный. Этот код удобен в тех случаях, когда использование третьего уровня сигнала весьма нежелательно, например, в оптических кабелях, где устойчиво распознаются два состояния сигнала — свет и темнота.

Биполярный импульсный код.

Кроме потенциальных, в сетях используются импульсные коды, когда данные определяют форму импульса в целом. Наиболее простым случаем такого подхода является биполярный импулъсный код, в котором единица представлена импульсом одной полярности, а ноль — другой (рис.2.3, в), а каждый импульс длится половину такта. Такой код обладает отличными самосинхронизирующими свойствами. но постоянная составляющая может присутствовать, например, при передаче длинной последовательности единиц или нулей. Кроме того, спектр у него шире, чем у потенциальных кодов.

Манчестерский код.

В локальных сетях до недавнего времени самым распространенным методом кодирования был так называемый манчестерский код (рис.2.3, г). Он применяется в технологиях Ethernet и Token Ring.

В манчестерском коде для кодирования единиц и нулей используется перепад потенциала, то есть фронт импульса. Каждый такт делится на две части. Информация кодируется перепадами потенциала, происходящими в середине каждого такта. Единица кодируется перепадом от низкого уровня сигнала к высокому, а ноль — обратным перепадом. В начале каждого такта может происходить служебный перепад уровня сигнала, если передается несколько единиц или нулей подряд. Ввиду того, что сигнал изменяется по крайней мере один раз за такт передачи одного бита данных, манчестерский код обладает хорошими самосинхронизирующими свойствами.

Потенциальный код 2B1Q.

На рис.2.3, д показан потенциальный код с четырьмя уровнями сигнала для кодирования данных. Это код 2B1Q, название которого отражает его суть — каждые Два бита (2В) передаются за один такт сигналом, имеющим четыре состояния (1Q). Паре бит 00 соответствует потенциал -2,5 В, паре бит 01 соответствует потенциал -0,833 В, паре 11 — потенциал +0,833 В, a nape 10 — потеншал +2,5 В. При таком способе кодирования необходимо предпринять дополнительные меры по борьбе с длинными последовательностями одинаковых пар бит, так как в этом случае сигнал имеет постоянный уровень. При случайном чередовании бит спектр сигнала в два раза уже, чем у кода NRZ, так как при той же битовой скорости длителыюсть такта увеличивается в два раза. Таким образом, с помощью кода 2В1Q можно по одной и той же линии передавать данные в два раза быстрее, чем с помощью кода AMI или NRZI. Однако для его реализации мощность передатчика должна быть выше, чтобы четыре уровня четко различались приемником на фоне помех.