Manchester kod

Inom telekommunikation och datalagring är Manchester-kod (även känd som faskodning eller PE ) en linjekod där kodningen av varje databit är antingen låg sedan hög, eller hög sedan låg, under samma tid . Det är en självklockande signal utan DC-komponent . Följaktligen är elektriska anslutningar som använder en Manchester-kod lätt galvaniskt isolerade .

Manchester-koden har fått sitt namn från dess utveckling vid University of Manchester , där kodningen användes för att lagra data på magnettrummorna på Manchester Mark 1- datorn.

Manchester-kod användes i stor utsträckning för magnetisk inspelning på 1600 bpi datorband innan introduktionen av 6250 bpi band som använde den mer effektiva gruppkodade inspelningen . Manchester-kod användes i tidiga Ethernet- standarder för fysiska lager och används fortfarande i konsumenternas IR- protokoll, RFID och närfältskommunikation .

Funktioner

- kodning är ett specialfall av binär fasförskjutningsnyckel (BPSK), där data styr fasen för en fyrkantvågsbärare vars frekvens är datahastigheten. Manchester-kod säkerställer frekventa linjespänningsövergångar, direkt proportionell mot klockfrekvensen; detta hjälper till att återställa klockan .

DC -komponenten i den kodade signalen är inte beroende av data och bär därför ingen information. Därför kan anslutningar vara induktivt eller kapacitivt kopplade, vilket gör att signalen bekvämt kan överföras av galvaniskt isolerade media (t.ex. Ethernet) med hjälp av en nätverksisolator - en enkel en-till-en- pulstransformator som inte kan överföra en DC-komponent.

Begränsningar

Manchester-kodningens datahastighet är bara hälften av en icke-kodad signal, vilket begränsar dess användbarhet till system där bandbredd inte är ett problem, såsom ett lokalt nätverk (LAN) .

Manchester-kodning introducerar svåra frekvensrelaterade problem som gör den olämplig för användning vid högre datahastigheter.

Det finns mer komplexa koder, som 8B/10B-kodning , som använder mindre bandbredd för att uppnå samma datahastighet men som kan vara mindre toleranta mot frekvensfel och jitter i sändarens och mottagarreferensklockorna.

Kodning och avkodning

Ett exempel på Manchester-kodning som visar båda konventionerna för representation av data

Manchester-kod har alltid en övergång i mitten av varje bitperiod och kan (beroende på informationen som ska sändas) också ha en övergång i början av perioden. Riktningen för mellanbitövergången indikerar data. Övergångar vid periodgränserna bär ingen information. De existerar endast för att placera signalen i det korrekta tillståndet för att tillåta mellanbitsövergången.

Konventioner för representation av data

Det finns två motsatta konventioner för representation av data.

Den första av dessa publicerades först av GE Thomas 1949 och följs av många författare (t.ex. Andy Tanenbaum) . Den specificerar att för en 0-bit kommer signalnivåerna att vara låga–höga (förutsatt en fysisk amplitudkodning av datan) – med en låg nivå under den första halvan av bitperioden och en hög nivå under den andra halvan. Under 1 bit kommer signalnivåerna att vara hög–låg. Detta är också känt som Manchester II eller Biphase-L-kod.

Den andra konventionen följs också av många författare (t.ex. William Stallings ) samt av IEEE 802.4 (tokenbuss) och lägre hastighetsversioner av IEEE 802.3 (Ethernet)-standarder. Den anger att en logisk 0 representeras av en hög–låg signalsekvens och en logisk 1 representeras av en låg–hög signalsekvens.

Om en Manchester-kodad signal inverteras i kommunikationen omvandlas den från en konvention till en annan. Denna tvetydighet kan övervinnas genom att använda differentiell Manchester-kodning .

Avkodning

Förekomsten av garanterade övergångar gör att signalen kan vara självklockande och gör det också möjligt för mottagaren att rikta in sig korrekt; mottagaren kan identifiera om den är felinställd med en halv bitperiod, eftersom det inte längre alltid kommer att finnas en övergång under varje bitperiod. Priset för dessa fördelar är en fördubbling av bandbreddskravet jämfört med enklare NRZ- kodningsscheman.

Kodning

Koda data med exklusiv eller logik (802.3-konvention)

Originaldata		Klocka		Manchester värde
0	XOR ⊕	0	=	0
		1		1
1		0		1
		1		0

Kodningskonventioner är följande:

• Varje bit sänds på en bestämd tid ("perioden").
• 0 A uttrycks av en låg-till-hög-övergång, en 1- av hög-till-låg-övergång (enligt GE Thomas konvention – i IEEE 802.3-konventionen är det omvända).
• 0 Övergångarna som betecknar eller 1 inträffar i mitten av en period.
• Övergångar i början av en period är overhead och betyder inte data.

Se även

• Inversion av kodat märke
• Differentiell Manchester-kodning
• Binär offset bärvågsmodulering

Den här artikeln innehåller material från allmän egendom från Federal Standard 1037C . General Services Administration . (till stöd för MIL-STD-188) .