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Tipi di codifica del segnale digitale


Tipiche codifiche usate nell'ambito delle LAN sono:

In ogni codifica si definisce un intervallo di switch o di campionamento, corrispondente all'intervallo temporale in cui e' definito un bit. L'inverso di questo intervallo e' la frequenza di bit.

Si definisce inoltre una frequenza fondamentale, che e' la massima frequenza di switch necessaria al tipo di codifica. A seconda del tipo la frequenza fondamentale puo' essere la frequenza di bit o un sottomultiplo di essa, ed influenza la larghezza della banda necessaria alla trasmissione di un segnale con un certo rateo di bit.

NRZ

La codifica Non Return to Zero prevede due livelli di voltaggio (o altro fenomeno fisico), basso ed alto, corrispondenti ai bit 0 ed 1. Ogni bit occupa un intervallo di switch. Le transizioni avvengono ai confini tra intervalli di switch.

Per NRZ esiste il problema della sincronizzazione, che viene risolto allungando le sequenze di bit da trasmettere ed inserendo bit aggiuntivi che garantiscano un numero minimo di transizioni regolarmente, p.es. 4B5B o 5B6B.

La codifica NRZ con 5B6B e' prevista dallo standard IEEE 802.12 e raggiunge velocita' di 100 Mb/s su doppini di rame e fibre ottiche.

Manchester

In ogni intervallo di switch avviene almeno una transizione, a meta' dell'intervallo stesso. La transizione e' da livello basso ad alto per uno 0 e da alto a basso per un 1. In caso di due bit consecutivi differenti vi e' una sola transizione per intervallo, se i bit consecutivi sono uguali avviene una ulteriore transizione di ritorno all'inizio dell'intervallo.

La codifica di Manchester si chiama anche codifica differenziale.

E' garantita la sincronizzazione ma, al peggio, e' richiesto il doppio di banda rispetto alla codifica NRZ.

La codifica di Manchester e' usata nelle reti Ethernet a 10 Mb/s e Token Ring.

NRZI

Il Non Return to Zero Inverted on one prevede una transizione per i bit a 1, a meta' dell'intervallo di switch, e nessuna transizione per i bit a 0.

In caso di una lunga sequenza di zeri consecutivi si potrebbe avere la perdita di sincronizzazione. Questo problema viene ovviato tipicamente con la codifica ulteriore 4B5B.

La codifica NRZI e' usata per FDDI su fibra ottica.

MLT-3

La codifica MLT-3 opera su tre livelli anziche' due, e prevede una transizione per i bit a 1, a meta' dell'intervallo di switch, e nessuna transizione per i bit a 0. Denominando i livelli con 0, 1 e 2 dal basso verso l'alto le transizioni successive sono nell'ordine: da 0 a 1, da 1 a 2, da 2 a 1, da 1 a 0.

Nel caso di numero massimo di transizioni, con tutti i bit a 1, la frequenza fondamentale e' un quarto della frequenza di bit.

In caso vi fosse una presenza continua di bit a 0, anche in questo caso si impone una ulteriore codifica, tipicamente 4B5B.

MLT-3 viene usata da FDDI TP-PMD a 125 Mb/s e da IEEE 802.3 100BaseTX, su cavi di rame.