Временные диаграммы и сравнение любой произвольной пары методов физического кодирования: потенциальное, nrzi, манчестерское, 2b1q, биполярное импульсное, ami.
0
NRZ
0 1 1 0 1 
NRZI
AMI
Биополярное импульсное
Манчестерское
2B1Q
11B1Q
10
01
00
NRZ – потенциальный код(0,1) без возврата на 0(no return zero). Постоянный сигнал отфильтровывают. Плюсы: прост в реализации; хорошая распознаваемость ошибок из-за двух отличных потенциалов. Минусы : Нет самосинхронизации (ошибки из-за не идеальной синхронности частот генераторов).
NRZI – каждая следующая единица вызывает смену уровней. Потенциальный код. Два уровня сигнала. При передаче нуля передаётся потенциал ,установленный на предыдущем такте, а при передаче 1 потенциал меняется на противоположный. Применим в оптоволокне.
AMI – 3х уровневый, каждая следующая единица противоположного значения(«0» = 0; «1» = 1 или -1). Биполярное кодирование. Потенциал каждой новой единицы, противоположен потенциалу предыдущей. Длинные последовательности 0 опасны, т.к. сигналы вырождаются в постоянный потенциал нулевой амплитуды. Возможность распознавания ошибок в виду строгой очерёдности в полярности сигналов. Доп. Уровень требует увеличения мощности передатчика на 3 дБ.
2B1Q – четырехуровневый, под одним состоянием сигнала кодируется сразу 2 бита. Код с четырьмя уровнями сигнала. Каждые два бита передаются за один такт сигналом, имеющим 4 состояния. Мощность передатчика должна быть выше, чтобы 4 уровня чётко различались приёмником на фоне помех.
Биполярный импульсный – два импульса. В нём 1 это импульс одной полярности, а 0 –другой. Каждый импульс делит половину такта. Отличная самосинхронизация.
Манчестерский – перепад в середине интервала если 0 – сверху вниз, если 1 – снизу вверх, сильно колеблется частота сигнала. Для кодирования используется перепад потенциала. Каждый такт делится на две части. Информация кодируется перепадом потенциала, происходящим в середине каждого такта. 1- перепад от нижнего к верхнему, 0 – от верхнего к нижнему. Хорошая самосинхронизация.
Сравнение:
Чем больше уровней, тем больше мощность передали(1 уровень + 3дБ). Так как к приемнику приходит ослабленный сигнал – уровни сливаются, следовательно должна быть достаточная мощность передатчика.
К полосе пропускания:
Манчестер – в зависимости от данных частот разная.
NRZ < 2B1Q < B8Z5,AMI < 4B/5B< Manchester, dipolar
С точки зрения частотных свойств лучше использовать NRZI.
Обеспечение синхронизации приемника и передатчика:
Например NRZ – передаем цепочку нулей. Тактовый генератор передатчика считает количество бит, а тактовый генератор приемника (если он все идеально получил) посчитает меньше тактов(так как идеально совпадающих тактовых генераторов не существует). Каждый бит считается по времени дольше(или быстрее). С каждым битом ошибка накапливается. Синхронизация – передавать информацию о времени чтения бита. Варианты синхронизации:
Проложить параллельную линию связи с меандром.
Самосинхронизирующиеся кадры.
Небольшие цепочки данных(например 1 байт), а точность изготовления генераторов высокая.
1 – дорогой способ на больших расстояниях.
Биполярный и манчестер – самосинхронизирующиеся, так как есть перепады по тактам.
NRZ, NRZI, 2B1Q – не рассматривают задачу синхронизации.
B8Z5 – модификация AMI – решается проблема синхронизации на цепочке 0.
4B/5B – решает проблему потери синхронизации у NRZI (2х уровневый).