1. «Кодирование цифровой информации для ее передачи по последовательным каналам»

При передачи информации между удаленными объектами она представляется в виде последовательного потока битов. В большинстве случаев физической основой системы передачи является линия связи (например, витая пара проводников, коаксиальный кабель, оптический световод). Алгоритм работы передатчика и приемника определяется выбранным кодом. Под кодированием понимается способ образования сигнала, передаваемого в линию связи, определяющий свойства или особенности этого сигнала.

Способы образования сигнала.

1. Униполярный код NRZ. Правило образования: логическая 1 передается высоким уровнем сигнала, логический 0 передается низким или нулевым уровнем сигнала.

Особенности сигнала NRZ. Наличие постоянной составляющей сигнала. Она приводит к заряду линии связи и, как следствие, к ложным срабатываниям приемника. Средняя мощность, выделяемая в нагрузке (входное сопротивление приемника) вдвое больше, чем при биполярном кодировании

Р_ср=v₀²/(2R_н)

При отсутствии в нагрузке (на входе приемника) сигнала, у приемника имеется неопределенность, что на самом деле происходит в линии связи: длинная последовательность 0 или 1, или обрыв, или короткое замыкание в линии связи. Это наблюдается при соединении приемника и линии связи через реактивные элементы.

При длинных последовательностях 0 и1 возможно нарушение синхронизации передатчика и приемника, т. е. приемник может или прочесть дважды один и тот же бит, или пропустить один или несколько битов.

Сигнал кода NRZ не имеет признаков, по которым могло быть возможно обнаружение текущих ошибок.

2.Биполярный код NRZ

Правило образования: логическая 1 передается положительным уровнем сигнала, логический 0 – отрицательным.

Особенности. Уровень постоянной составляющей меньше, чем в предыдущем случае. Знак и уровень постоянной составляющей определяется соотношением 0 и 1 в сообщении.

Средняя мощность, выделяемая в нагрузке, вдвое меньше, чем в предыдущем случае

Р_ср=1/Т(v₀²/(4R_н)*Т/2+v₀²/(4R_н)*Т/1) =

=v₀²/(4R_н)

Особенности пп 3-5 сохраняются.

Улучшение кодов возможно двумя путями: скорость передачи сигнала выбирается большей, чем скорость передачи информации; вводятся дополнительные электрические уровни сигналов

«Манчестер-2»

Правило образования: логическая 1 передается отрицательным фронтом сигнала в середине битового интервала, а логический 0 – положительным фронтом в середине битового интервала. На границах битовых интервалов сигнал может менять полярность на противоположную как бы готовясь к отображению очередного бита.

Особенности. Постоянная составляющая с точностью до 0,5 длительности бита равна 0. Средняя мощность аналогична биполярному коду NRZ.

При передаче длинных последовательностей 0 и 1 у приемника не возникает неопределенностей относительно передаваемой информации. Также однозначно фиксируется состояние аварии в линии связи.

Каждый бит передаваемой информации несет в себе фронт положительный или отрицательный, который может быть использован для синхронизации.

Данный код имеет возможность фиксировать текущие ошибки путем фиксирования фактов «замораживания» сигнала на каком-либо уровне на время, превышающее длительность одного бита

4. AMI-сигнал

Правило образования: логический 0 передается нулевым уровнем сигнала, логическая 1 –попеременно + и – напряжением.

Особенности. Постоянная составляющая равна 0 с точностью до 1 бита

Средняя мощность как при биполярном кодировании

3, 4 При длинных последовательностях 1 проблем не возникает. При длинных последовательностях 0 передатчик отправляет в линию стандартные посылки, которые не могут быть информационными и могут служить для диагностики состояния линии и подпитки синхронизации

5. Нарушения чередования полярности сигнала является признаком ошибки передачи.