Общие принципы построения сетей. Физический уровень передачи данных. Технологии локальных сетей. Стек протоколов TCP/IP, страница 16

Наиболее распространенными являются следующие схемы кодирования: без возврата к нулевому уровню (NRZ-L), без возврата к нулевому уровню с инверсией на единицах (NRZI), биполярная кодировка AMI, псевдотроичная кодировка, манчестерская кодировка, дифференциальная манчестерская кодировка, B8ZS и HDB3.

Схема кодирования представляет собой отображение информационных битов в сигнальные посылки.

Обилие методов кодирования связанно с различиями в спектре получаемого сигнала, наличия или отсутствия механизма синхронизации (что необходимо для определения начала и конца каждого двоичного разряда), способности метода к выявлению ошибок, возникающих при передаче данных, помехоустойчивости, стоимости и сложности.

Кодировки NRZ-L и NRZI относятся к группе кодировок NRZ, у которых в течении передачи бита, перехода (возврата к нулевому уровню напряжения) не происходит.

Кодировкой NRZ-L называется способ представления двоичных чисел, при котором двоичный ноль представляется в качестве положительного уровня напряжения, а единица в качестве отрицательного уровня.

Кодировка NRZI использует для представления единицы переход (от высокого уровня напряжения к низкому, или наоборот) в начале времени передачи бита, а для представления нуля отсутствие перехода. Кодировка NRZI представляет собой пример дифференциального кодирования. При дифференциальном кодировании данные представляются не в виде сигнальных посылок, а в виде изменений между последовательными элементами сигнала.

К достоинствам кодировок класса NRZ относится простота реализации и эффективность использования полосы пропускания. К недостаткам – наличие постоянной составляющей и отсутствие возможности синхронизации.

К классу многоуровневых кодировок относятся кодировки использующие более двух сигнальных уровней. К данному классу кодировок относятся биполярная кодировка AMI и псевдотроичная кодировка.

При использовании биполярной кодировки AMI двоичный ноль представляется отсутствием линейного сигнала, а двоичная единица представляется положительным или отрицательным импульсом, причем полярность импульсов обозначающих двоичные единицы должна чередоваться.

К достоинствам биполярной кодировки AMI относится отсутствие постоянной составляющей, меньшая по сравнению с кодировками NRZ ширина полосы пропускания и возможность выявления ошибок. Однако проблемы связанной с нарушением синхронизации данная кодировка полностью не решает.

В псевдотроичной кодировке двоичная единица представляется отсутствием линейного сигнала, а двоичный ноль чередующимися положительными и отрицательными импульсами. Каких либо явных преимуществ между биполярной кодировкой AMI и псевдотроичной кодировкой не существует.

Еще одной из групп кодировок пытающихся устранить недостатки NRZ является  двухфазная кодировка. Широкое распространение получили две технологии из этой группы: манчестерская и дифференциальная кодировка.

При манчестерской кодировке в середине периода передачи бита существует переход. Этот внутрибитовый переход является и данными и механизмом синхронизации: переход с низкого уровня на высокий представляет 1, а переход с высокого уровня на низкий 0.

При дифференциальной манчестерской кодировке внутрибитовый переход служит только для обеспечения синхронности. Двоичный ноль представляется наличием перехода в начале периода передачи бита, а единица – отсутствием. Общей особенностью всех двухфазных кодировок является наличие как минимум одного перехода во время передачи бита. Кроме обеспечения синхронизации, сигналы в двухфазной кодировке не имеют постоянной составляющей, и позволяют выявлять ошибки, при отсутствии ожидаемого перехода.