4.3 Кодування інформації

Кодування на двох нижніх рівнях моделі OSI визначає спосіб презентування даних сигналами, що розповсюджуються по середовищу передачі. Природно, що на приймаючій стороні здійснюється симетричне декодування.

При передачі цифрової інформації за допомогою цифрових сигналів застосовується цифрове кодування, що управляє послідовністю прямокутних імпульсів відповідно до послідовності передаваних даних. При цифровому кодуванні застосовують або потенційні, або імпульсні коди. При потенційному кодуванні інформативним є рівень сигналу. При імпульсному кодуванні використовуються або перепади рівня (транзитивне кодування), або полярність окремих імпульсів (уніполярне, полярне, біполярне кодування). Окремою групою імпульсних кодів виділяють двофазові коди, за якими в кожному бітовому інтервалі обов'язково присутній перехід з одного стану в інший (такі коди дозволяють виділяти синхросигнал з послідовності станів лінії, тобто є такими, що самі синхронізуються).

Найбільш поширені такі коди (рисунок 4.1):

NRZ (Non-Return to Zero – без повернення до нуля) – потенційний код, стан якого прямо або інверсно відображає значення біта даних;

Диференційний NRZ – стан змінюється на початку бітового інтервалу для “1” і не змінюється при “0”;

NRZI (Non-Return to Zero Inverted – без повернення до нуля з інверсією) – стан змінюється на початку бітового інтервалу при передачі “0” і не змінюється при передачі “1”. Використовується в FDDI, 100BaseFX;

RZ (Return to Zero – з поверненням до нуля) – біполярний імпульсний код, тобто є таким, що сам синхронізується, представляє “1” та “0” імпульсами протилежної полярності, що тривають половину такту (інша половина такту стану встановлюється в нуль); всього використовується три стани; застосований у виділених каналах Т1 (1,544 Мбіт/с);

AMI (Bipolar Alternate Mark Inversion – біполярне кодування з альтернативною інверсією) – використовуються три стани: 0, + і –, для кодування логічного нуля використовується стан 0, а логічна одиниця кодується по черзі станами + і –. Використовується в ISDN, DSx ;

Манчестерське кодування (manchester encoding) – двофазне полярне кодування, що самосинхронізується, логічна одиниця кодується перепадом потенціалу в середині такту від низького рівня до високого, логічний нуль – зворотним перепадом (якщо необхідно представити два однакові значення один за одним, на початку такту відбувається додатковий службовий перепад потенціалу). Використовується в Ethernet;

	0			1			0			1			1			0				0			0				1
NRZ
Diff. NRZ
NRZI
RZ
AMI
Manchest.
Diff.Manch
MLT-3
2B1Q

Рисунок 4.1 – Способи цифрового кодування даних

Диференційне манчестерське кодування (differential manchester encoding) – двофазне полярне кодування, що синхронізується саме, логічний нуль кодується наявністю перепаду потенціалу на початку такту, а логічна одиниця – відсутністю перепаду; в середині такту перепад є завжди (для синхронізації). В Token Ring застосовується модифікація цього методу, окрім “0” та “1”, що використовує службові біти “J” та “K”, що не мають перепаду в середині такту (“J” не має перепаду на початку такту, “К” – має);

MLT-3 – трирівневе кодування зі скремблюванням без самосинхронізації, логічний нуль кодується збереженням стану, а логічна одиниця кодується по черзі наступними станами: +V, 0, -V, 0, +V і так далі. Використовується в FDDI і 100BaseTX;

PAM5 (Pulse Amplitude Modulation) – п'ятирівневе біполярне кодування, при якому кожна пара біт даних представляється одним з п'яти рівнів потенціалу. Чотирьом можливим комбінаціям (00,01, 10, 11) відповідає певний рівень сигналу. П'яте значення зумовлює надмірність, яку використовують для виявлення помилок. Код застосовують в 1000 Base-ТХ паралельно по чотирьох парах. Швидкість передачі по одній з них – 250 Мбіт/с при тактовій частоті 125 Мгц;

2B1Q (2 Binary 1 Quarternary) – пара біт даних представляється одним четвертинним символом, тобто одним з чотирьох рівнів потенціалу. Застосовується в ISDN.