Un alt dezavantaj grav al metodei NRZ este prezența unei componente cu frecvență redusă, care se apropie de zero atunci când transmite secvențe lungi de una sau de zerouri. Din acest motiv, multe canale de comunicare care nu oferă o conexiune directă galvanică între receptor și sursă, acest tip de codare nu este acceptat. Drept rezultat, codul NRZ nu este folosit în forma pură. Cu toate acestea, se folosesc diferitele sale modificări, în care se elimină atât auto-sincronizarea slabă a codului NRZ, cât și prezența unei componente constante. Atrativitatea codului NRZ, din cauza căreia este logic să o îmbunătățim, constă într-o frecvență fundamentală suficient de mică f0, care este N / 2 Hz, așa cum sa arătat în secțiunea anterioară. În alte metode de codificare, de exemplu Manchester, armonica fundamentală are o frecvență mai mare.
Metodă de codificare bipolară cu inversiune alternativă
Una dintre modificările metodei NRZ este metoda codării bipolare cu inversiune alternativă (Inversion al Marjelor Alterne Bipolare, AMI). În această metodă (Figura 2.16, b) se folosesc trei nivele de potențial - negative, zero și pozitive. Pentru a codifica un zero logic, se utilizează potențialul zero, iar unitatea logică este codificată fie printr-un potențial pozitiv sau negativ, iar potențialul fiecărei noi unități este opus potențialului precedent.
Codul AMI elimină parțial problemele componentelor DC și lipsa auto-sincronizării inerente codului NRZ. Aceasta se întâmplă atunci când sunt transmise secvențe lungi de unități. În aceste cazuri, semnalul de pe linia este o secvență de impulsuri bipolare cu același spectru ca cel al codului NRZ, transmițând unu și zero alternante, adică fără componenta constantă și o armonică fundamentală a N / 2 Hz (unde N - rata de biți) . Secvențele lungi de zerouri sunt, de asemenea, periculoase pentru codul AMI, ca și pentru codul NRZ - semnalul degenerează într-un potențial constant de amplitudine zero. Prin urmare, codul AMI necesită îmbunătățiri suplimentare, deși sarcina este simplificată - doar secvențele de zerouri rămân a fi manipulate.
În general, pentru diferite combinații de biți de pe linie, utilizarea codului AMI are ca rezultat un spectru de semnal mai restrâns decât pentru codul NRZ și, prin urmare, o capacitate mai mare a liniei. De exemplu, în transmisia de unități alternante și zerouri, armonica fundamentală fo are o frecvență de N / 4 Hz. Codul AMI oferă, de asemenea, câteva posibilități de recunoaștere a semnalelor eronate. Astfel, o încălcare a alternării stricte a polarității semnalelor indică un impuls fals sau dispariția unui impuls corect din linie. Un semnal cu polaritate incorectă se numește încălcare a semnalului.
Codul AMI utilizează nu două, ci trei niveluri de semnal pe linie. Un strat suplimentar necesită o creștere a puterii transmițătorului de aproximativ 3 dB pentru a asigura aceeași fiabilitate a recepției de biți pe linie, ceea ce reprezintă un dezavantaj obișnuit al codurilor cu mai multe stări de semnal în comparație cu codurile care disting numai două stări.
Codificare digitală. Principii, avantaje și dezavantaje ale metodelor "Codarea impulsurilor bipolare", "Codificarea Manchester", "Codificarea potențială 2B1Q".
Codul pulsului bipolar
În plus față de codurile potențiale, codurile impulsurilor sunt utilizate în rețele, unde datele sunt reprezentate de un impuls complet sau o parte a acestuia - frontul. Cel mai simplu caz acest lucru este un cod de impulsuri bipolar în care unitatea este reprezentată printr-un puls de o polaritate și un zero - (. Figura 2.16 în) altele. Fiecare puls durează o jumătate de bar. Acest cod are proprietăți excelente de auto-sincronizare, dar o componentă constantă poate fi prezentă, de exemplu, atunci când transmite o secvență lungă de una sau de zerouri. În plus, spectrul este mai larg decât cel al codurilor potențiale. Astfel, transmiterea tuturor zerourilor sau cele de frecvență armonică a codului fundamental este egal cu N Hz, care este de două ori mai mare decât codul NRZ armonic fundamental și de patru ori mai mare val fundamental codul AMI în transmiterea unu și zero alternativ. Datorită spectrului larg, codul bipolar de impuls este rar utilizat.
În rețelele locale până de curând, cea mai comună metodă de codare a fost așa-numitul cod Manchester (figura 2.16, d). Se utilizează în tehnologiile Ethernet și Token Ring.
În codul Manchester, pentru codarea unităților și zerourilor, este utilizată diferența de potențial, adică frontul pulsului. Cu codificarea Manchester, fiecare bar este împărțit în două părți. Informațiile sunt codificate de diferențele potențiale care apar în mijlocul fiecărei bare. Unitatea este codificată printr-o picătură de la un nivel scăzut al semnalului la un nivel ridicat și zero de la o cădere inversă. La începutul fiecărei bare, poate apărea un overhead, dacă mai multe unități sau zerouri trebuie prezentate succesiv. Deoarece semnalul se modifică cel puțin o dată în timpul ciclului de transmisie a unui bit de date, codul Manchester are proprietăți bune de sincronizare. Lățimea de bandă a codului Manchester este mai restrânsă decât cea a codului bipolar de impulsuri. De asemenea, nici o componentă de curent continuu și componenta val fundamentală în cel mai rău caz (unități sau zerouri secvența de transmisie) are o frecvență de N Hz și cel mai bine la (transmiterea unu și zero alternativ) este egal cu N / 2 Hz, ca în codul AMI sau NRZ. În medie, lățimea de bandă a codului Manchester este de 1,5 ori mai restrânsă decât în codul de impuls bipolar, iar armonica fundamentală oscilează aproape de valoarea 3N / 4. Codul Manchester are încă un avantaj față de codul de impuls bipolar. În cele din urmă, trei niveluri de semnal sunt utilizate pentru transmisia de date, iar în Manchester - două.
Cod potențial 2B1Q
În Fig. 2.16, d prezintă un cod potențial cu patru nivele de semnal pentru codificarea datelor. Acest cod 2B1Q, al cărui nume reflectă esența ei - la fiecare doi biți (2B) sunt transmise per semnal de ceas cu patru stări (1Q), Pare bit 00 corespunde potențialului de -2.5 V, perechea de biți 01 corespunde potențialului -0.833 V, împerecheat 11 - potențial 0,833 V, și o pereche de 10 - potențial de +2,5 V. în această metodă de codificare necesită măsuri suplimentare pentru a face față cu secvențe lungi de perechi de biți identici, deoarece acest semnal este convertit într-o componentă de curent continuu. Cu intercalarea aleatorie a biților, spectrul semnalului este de două ori mai mare decât cel al codului NRZ, deoarece la aceeași rată de biți timpul de ciclu este dublat. Astfel, utilizând codul 2B1Q, puteți transfera date de două ori mai rapid pe aceeași linie ca și cu codul AMI sau NRZI. Cu toate acestea, pentru implementarea sa, puterea emițătorului ar trebui să fie mai mare, astfel încât cele patru nivele să difere în mod clar de către receptor față de fundalul interferenței.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: