ทำไมเราต้องใช้การเข้ารหัสแมนเชสเตอร์สำหรับการส่งสัญญาณอีเธอร์เน็ต

เมื่อคุณต้องการถ่ายโอนข้อมูลจากคอมพิวเตอร์เครื่องหนึ่งไปยังอีกเครื่องหนึ่งข้อมูลของคุณ (ในรูปแบบไบนารี่) จะไปที่ NIC ( การ์ดเชื่อมต่อเครือข่าย ) ก่อนซึ่งข้อมูลจะถูกเข้ารหัส สัญญาณอิเล็กทรอนิกส์

ตัวอย่างของการเข้ารหัสแมนเชสเตอร์:

101110011001   // data
101010101010   // timer tick on network
000100110011   // result using XOR

เหตุใด NIC จึงไม่ถ่ายโอนข้อมูลไบนารีโดยตรง แต่ต้องเข้ารหัสก่อน

เนื่องจากการใช้การเข้ารหัสแมนเชสเตอร์มีข้อได้เปรียบที่ดีการลงเวลาด้วยตนเอง (อัตราความผิดพลาดลดลงและการส่งสัญญาณที่เชื่อถือได้มากขึ้น)

นี่เป็นเพราะว่าแทนที่จะดูที่ +5 โวลต์ถึง 0 โวลต์เพื่อเข้ารหัสบิตมันจะขึ้นอยู่กับทิศทางของการส่งสัญญาณว่าบิตนั้นถูกเข้ารหัสอย่างไร

^{แหล่งที่มาของภาพ}

โดยทั่วไปคุณต้องซิงโครไนซ์นาฬิกาก่อนจึงจะสามารถส่งสัญญาณได้ เนื่องจากการเข้ารหัสนี้การเข้ารหัสของ Manchester ไม่ต้องการสิ่งนี้

มีเหตุผลอย่างน้อยสาม (อาจมีมากกว่า) สำหรับการใช้การเข้ารหัส (เช่นการเข้ารหัสแมนเชสเตอร์ที่คุณพูดถึง) เมื่อทำการส่งข้อมูลดิจิตอล:

• ข้อมูลและนาฬิกาจะรวมกันเป็นสัญญาณเดียว หากนาฬิกาไม่ได้ถูกส่งไปพร้อมกับข้อมูลผู้รับจะไม่ทราบว่าเมื่อใดที่จะสุ่มสัญญาณเพื่อแตกค่าดิจิตอล แม้ว่าเครื่องส่งสัญญาณและตัวรับสัญญาณจะได้รับการซิงโครไนซ์อย่างสมบูรณ์แบบก็ตามความล่าช้าที่น้อยที่สุดของสื่อการส่งผ่านจะต้องถูกนำมาพิจารณา อีกทางเลือกหนึ่งคือมาพร้อมกับสายข้อมูลที่มีสายนาฬิกา แต่จะเพิ่มจำนวนสายเป็นสองเท่า มันถูกกว่าและเชื่อถือได้มากกว่าในการเพิ่มเป็นสองเท่า (หรือลดลงครึ่งหนึ่งขึ้นอยู่กับมุมมอง) ข้อกำหนดเกี่ยวกับแบนด์วิดท์เคเบิลและตัวรับส่งสัญญาณ
• สตริง null ที่มีความยาว (ศูนย์) จะไม่ดูเหมือนเส้นที่ตายแล้วหรือตัดการเชื่อมต่อ คนที่ต่อยยาว ๆ จะไม่ดูเหมือนกับระดับที่ติดอยู่อีกต่อไป
• สัญญาณที่เข้ารหัสมีโพรไฟล์พลังงานที่สมดุลมากขึ้นนั่นคือแรงดันไฟฟ้าเฉลี่ยตลอดเวลาควรมีแนวโน้มเป็นศูนย์ สัญญาณลอจิกบนแผงวงจรใช้ 0 โวลต์สำหรับศูนย์ตรรกะและแรงดันไฟฟ้าบวก (5 โวลต์สำหรับ TTL เก่า 3.3 โวลต์หรือน้อยกว่าสำหรับตรรกะสมัยใหม่) สำหรับตรรกะหนึ่ง เฉพาะตรรกะข้อมูลของศูนย์ทั้งหมดเท่านั้นที่จะมีโปรไฟล์พลังงานที่ว่างเปล่า รูปแบบข้อมูลอื่นใดจะมีระดับแรงดันไฟฟ้าเฉลี่ยมากกว่าศูนย์และสนามแม่เหล็กลักษณะเสมอ แต่เนื่องจากการเข้ารหัสเช่นแมนเชสเตอร์ใช้ทั้งระดับแรงดันบวกและลบสนามแม่เหล็กที่สร้างโดยสัญญาณที่ส่งมีขนาดเล็กกว่ามากเนื่องจากจะมีแนวโน้มที่จะยกเลิกซึ่งกันและกัน สิ่งนี้ช่วยให้สายไฟถูกรวมเข้าด้วยกันอย่างใกล้ชิดในสายเคเบิล แต่สร้างการรบกวนน้อยลง (แม้แต่แผนการส่งสัญญาณช้าเช่น RS / EIA-232 ใช้ทั้งระดับแรงดันบวกและลบเพื่อปรับสมดุลพลังงานโปรไฟล์การเชื่อมต่อระหว่างบอร์ดกับบอร์ดอาจน้อยกว่า 0.5 เมตรและภายในตู้จะใช้แรงดันบวกเท่านั้น)

หากต้องการทราบว่าเหตุใดจึงใช้การเข้ารหัสแมนเชสเตอร์คุณต้องตระหนักถึงสิ่งต่อไปนี้:

1. สัญญาณนาฬิกา
2. สัญญาณซิงโครนัส
3. การเข้ารหัส

หลังจากนั้นเหตุผลก็คือ: "สิ่งที่ต้องการคือวิธีการที่เครื่องรับจะกำหนดจุดเริ่มต้นจุดสิ้นสุดหรือกึ่งกลางของแต่ละบิตอย่างชัดเจนโดยไม่ต้องอ้างอิงกับนาฬิกาภายนอก

และในที่สุดการทำเช่นนี้การเข้ารหัสแมนเชสเตอร์เป็นหนึ่งในแนวทาง

โดยทั่วไปแล้วจะใช้รหัสแมนเชสเตอร์ในการตั้งค่ามากกว่าประเภทอื่น ๆ เพราะมันเป็นตัวประสาน

การซิงโครไนซ์อาจหายไปกับประเภทอื่นเมื่อมีสตริงเป็นศูนย์หรือที่ไม่มีการเปลี่ยนแปลงข้อมูล รหัสแมนเชสเตอร์ไม่มีปัญหานี้เนื่องจากข้อเท็จจริงจะมีการเปลี่ยนแปลงระดับสัญญาณเสมอเมื่อใดก็ตามที่มีข้อมูล

ปัญหาเดียวของรหัสแมนเชสเตอร์คือคุณต้องเพิ่มความถี่ของอัตราข้อมูลของคุณเป็นสองเท่าเนื่องจากบิต 8 บิตถูกสร้างเป็นข้อมูล 16 บิต ดังนั้นหากคุณต้องการอัตราข้อมูล 5K คุณจะต้องมีอัตราการส่งข้อมูล 10K

ภาคผนวกฉันหวังว่าลิงก์จะได้รับอนุญาต แต่ในกรณีที่ไม่ใช่ให้ไปที่ไซต์ Maxim และค้นหาการเข้ารหัสข้อมูลแมนเชสเตอร์เพื่อการสื่อสารทางวิทยุ http://www.maximintegrated.com/en/app-notes/index.mvp/id/3435 สิ่งนี้จะช่วยให้ทุกคนเข้าใจถึงข้อดีของการเข้ารหัสนี้