曼徹斯特編碼

曼徹斯特編碼(Manchester)又稱裂相碼、同步碼、相位編碼，是一種用電平跳變來表示1或0的編碼方法，其變化規(guī)則很簡單，即每個(gè)碼元均用兩個(gè)不同相位的電平信號(hào)表示，也就是一個(gè)周期的方波，但0碼和1碼的相位正好相反。由于曼徹斯特碼在每個(gè)時(shí)鐘位都必須有一次變化，因此，其編碼的效率僅可達(dá)到50%左右。

在曼徹斯特編碼中，每一位的中間有一跳變，位中間的跳變既作時(shí)鐘信號(hào)，又作數(shù)據(jù)信號(hào)。曼徹斯特編碼有兩種相反的約定。其中的第一種約定由1949年由GE托馬斯(GE Thomas)首次出版，隨后有眾多作家使用，例如，安迪·塔南鮑姆(Andy Tanenbaum)。它指定對于0位，信號(hào)電平將為低高電平(假設(shè)對數(shù)據(jù)進(jìn)行幅度物理編碼)-在位周期的前半段為低電平，在后半段為高電平。對于1位，信號(hào)電平將為高-低。第二種約定也被眾多作者使用(例如William Stallings) ，IEEE 802.4(令牌總線)和IEEE 802.3(以太網(wǎng))標(biāo)準(zhǔn)的低速版本所遵循。它指出邏輯0由高-低信號(hào)序列表示，邏輯1由低-高信號(hào)序列表示。其中非常值得注意的是，在每一位的"中間"必有一跳變，根據(jù)此規(guī)則，可以得出曼徹斯特編碼波形圖的畫法。例如：傳輸二進(jìn)制信息0，若將0看作一位，我們以0為中心，在兩邊用虛線界定這一位的范圍，然后在這一位的中間畫出一個(gè)電平由高到低的跳變。后面的每一位以此類推即可畫出整個(gè)波形圖。

曼徹斯特編碼是將時(shí)鐘和數(shù)據(jù)包含在信號(hào)流中，在傳輸代碼信息的同時(shí)，也將時(shí)鐘同步信號(hào)一起傳輸?shù)綄Ψ?。曼徹斯特編碼的每一個(gè)碼元都被調(diào)制成兩個(gè)電平，所以數(shù)據(jù)傳輸速率只有調(diào)制速率的1/2。

有保證的跳變的存在使信號(hào)可以自計(jì)時(shí)，也可以使接收器正確對準(zhǔn)。接收器可以識(shí)別它是否在半個(gè)比特周期內(nèi)未對齊，因?yàn)樵诿總€(gè)比特周期內(nèi)將不再總是存在過渡。與更簡單的NRZ編碼方案相比，這些好處的代價(jià)是帶寬需求增加了一倍。

曼徹斯特編碼方法主要具有以下的優(yōu)點(diǎn)：1個(gè)比特的中間有一次電平跳變，兩次電平跳變的時(shí)間間隔可以是T/2或T;利用電平跳變可以產(chǎn)生收發(fā)雙方的同步信號(hào);曼徹斯特編碼是一種自同步的編碼方式，即時(shí)鐘同步信號(hào)就隱藏在數(shù)據(jù)波形中。在曼徹斯特編碼中，每一位的中間有一跳變，該跳變既可作為時(shí)鐘信號(hào)，又可作為數(shù)據(jù)信號(hào)。因此，發(fā)送曼徹斯特編碼信號(hào)時(shí)無須另發(fā)同步信號(hào)。

差分曼徹斯特編碼也是一種雙相碼，和曼徹斯特碼不同的是，這種編碼的碼元中間的電平轉(zhuǎn)換邊只作為定時(shí)信號(hào)，而不表示數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)的表示在與每一位開始處是否有電平轉(zhuǎn)換，有電平轉(zhuǎn)換表示0，無電平轉(zhuǎn)換表示1。差分曼徹斯特碼用在令牌環(huán)網(wǎng)中。這兩種雙相碼的每一個(gè)碼元都要調(diào)制為兩個(gè)不同的電平，因而調(diào)制速率是碼元速率的2倍。這無疑對信道的帶寬提出了更高的要求，所以實(shí)現(xiàn)起來更困難也更昂貴。但由于其良好的抗噪聲特性和自定時(shí)能力因此在局域網(wǎng)中仍被廣泛應(yīng)用。