Рассмотрим преимущества и недостатки некоторых используемых видов кодирования сигналов. Применение кодирования, как правило, приводит к уменьшению пропускной способности канала коммуникации, которая обычно измеряется в мегабитах в секунду (Мбит/с).
Код NRZ (без возврата к нулю) – простейший код, представляющий собой обычный цифровой сигнал (для обозначения 0 и 1 используются разные уровни напряжения, например, ноль и плюс) (рис.2.14). Его достоинства: простота реализации и минимальная требуемая пропускная способность линии связи. К недостаткам относят возможность потери синхронизации при передаче слишком больших блоков информации. Поэтому код NRZ применяется для передачи короткими пакетами (обычно до 1 Кбита).
Рис.2.14. Наиболее распространенные коды передачи информации
Для синхронизации используется стартовый служебный бит (уровень которого отличается от пассивного состояния линии связи). Наиболее известное применение этого кода – асинхронный последовательный порт персонального компьютера (стандарт RS-232), передача в котором ведется байтами (по 8 бит), сопровождаемыми стартовыми и стоповыми битами.
Код RZ (с возвратом к нулю) – трехуровневый код, в котором после значащего уровня сигнала в первой половине передаваемого бита информации в середине следует возврат к некоему «нулевому» уровню (рис.2.14). Логическому нулю соответствует положительный импульс, логической единице – отрицательный в первой половине интервала. Поскольку в центре бита есть переход, то из этого бита можно выделить строб. Таким образом, в данном коде возможна синхронизация по каждому биту. Такие коды еще называют самосинхронизующимися. Недостаток данного кода состоит в том, что для него требуется вдвое большая полоса пропускания линии связи, чем при коде NRZ. Код RZ применяется также и в оптоволоконных сетях.
Код Манчестер-II, или манчестерский код, получил наибольшее распространение в локальных сетях (см. рис.2.14). Он является самосинхронизирующимся и имеет не три (как код RZ), а два уровня, что повышает его помехозащищенность. Логическому нулю соответствует положительный переход в центре бита, а логической единице – отрицательный переход в центре бита. Пропускная способность линии здесь должна быть в два раза больше, чем при коде NRZ. При таком кодировании очень просто определить, идет передача или нет. Для этого достаточно послушать линии в течение битового интервала. Существует несколько вариантов манчестерского кода, один из которых показан на рис.2.14 внизу. Эта модификация используется в сетях Token Ring и не зависит от перемены мест двух проводов кабеля. В начале битового интервала сигнал меня
ет уровень на противоположный предыдущему, а в середине единичных (только единичных) битовых интервалов уровень изменяется еще раз.
Существует еще одна характеристика канала связи, измеряемая в бодах. Кодирование информации приводит к тому, что скорость измерения в бодах не равна скорости измерения в битах/секунду, поскольку боды характеризуют изменения уровня сигнала в секунду.
При разработке новых кодов стремятся сохранить самосинхронизацию, для чего разработчики добавляют биты синхронизации на 4, 5, 6 или более информационных битов.
Например, код 4В/5В, применяемый в сети FDDI, 4 информационных бита преобразует в 5 передаваемых бит, при этом синхронизация осуществляется один раз на 4 бита, а не в каждом бите, как у манчестерского кода. Оригинальный код 8В/6Т применяется в сетях 100Base-T. Его идея состоит в том, что 8 бит, которые необходимо передать, преобразуются в 6 тернарных (трехуровневых с уровнями -3,5 В, +3,5 В и 0 В) сигналов, которые затем передаются за два такта по трем витым парам.