Кодирование на физическом уровне
Используемый метод физического цифрового кодирования должен достигать несколько целей:
Обеспечивать наименьшую ширину спектра сигнала при заданной скорости передачи информации N (Бит/с).
Минимизировать величину постоянной составляющей в спектре линейного сигнала.
Обеспечивать приемнику возможность тактовой синхронизации (clocking). Самосинхронизирующиеся коды позволяют приемнику выделять из принимаемого цифрового потока колебание тактовой частоты и затем формировать из него тактовые импульсы при любой статистике битового потока на входе передатчика.
Обладать способностью распознавать ошибки ;
Обладать низкой стоимостью реализации.
Потенциальный код rz
RZ — это трехуровневый код, обеспечивающий возврат к нулевому уровню после передачи каждого бита информации (кодирование с возвратом к нулю (Return to Zero)). Логическому нулю соответствует положительный импульс, логической единице — отрицательный.
Информационный переход осуществляется в начале бита, возврат к нулевому уровню — в середине бита. Особенностью кода RZ является то, что в центре бита всегда есть переход (положительный или отрицательный). Следовательно, каждый бит обозначен. Приемник может выделить синхроимпульс (строб), из самого сигнала.
Информационный переход осуществляется в начале бита, возврат к нулевому уровню — в середине бита. Особенностью кода RZ является то, что в центре бита всегда есть переход (положительный или отрицательный).
Приемник может выделить синхроимпульс (строб), имеющий частоту следования импульсов, из самого сигнала. Привязка производится к каждому биту, что обеспечивает синхронизацию приемника с передатчиком. Такие коды, несущие в себе строб, называются самосинхронизирующимися.
Недостаток кода RZ состоит в том, что он не дает выигрыша в скорости передачи данных. Для передачи со скоростью 10 Мбит/с требуется частота несущей 10 МГц. Кроме того, для различения трех уровней необходимо лучшее соотношение сигнал / шум на входе в приемник, чем для двухуровневых кодов.
Потенциальный код nrz
Потенциальный код NRZ в отличии от RZ, а также и от многих других кодов не использует «возврат к нулю» в течение такта. Метод потенциального кодирования без возвращения к нулю (Not Return to Zero, NRZ).
Сигнал в линии имеет два уровня: нулю соответствует нижний уровень, единице - верхний. Переходы происходят на границе битового интервала. При передаче последова-тельности единиц сигнал не возвращается к нулю в течение битового интервала.
При чередовании единиц и нулей и скорости передачи N (Бит/с) период основной гармоники в спектре сигнала равен T=2*t0=2/N сек. Частота основной гармоники f0 равна f0=N/2 (Гц). (в данном случае максимальная).
При передаче только единиц, или только нулей сигнал в линии представляет собой постоянный ток.
Линейный сигнал NRZ обычно содержит постоянную составляющую и не всегда обеспечивает приемнику возможность синхронизироваться с поступающим сигналом. С другой стороны код NRZ прост в реализации, обладает хорошей помехоустойчивостью (из-за двух резко отличающихся уровней сигнала). Основная энергия сигнала в коде NRZ сосредоточена на частотах от 0 до N/2 (Гц).
Достоинства метода NRZ:
Простота реализации.
Метод обладает хорошей распознаваемостью ошибок (благодаря наличию двух резко отличающихся потенциалов).
Основная гармоника fo имеет достаточно низкую частоту (равную N/2 Гц, что приводит к узкому спектру).
Недостатки метода NRZ:
Метод не обладает свойством самосинхронизации;
наличие низкочастотной составляющей, которая приближается к постоянному сигналу при передаче длинных последовательностей единиц или нулей.
используется в виде различных: его модификаций, в которых устранены как плохая самосинхронизация кода NRZ, так и проблемы постоянной составляющей.