Почему мы должны использовать манчестерское кодирование для передачи данных по Ethernet?

11

Если вы хотите перенести данные с одного компьютера на другой, ваши данные (в двоичном виде) сначала поступят на сетевую карту ( Network Interface Card ), где данные будут закодированы (например, с отметкой времени таймера) и отправлены по сети в электронный сигнал.

Пример Манчестерского Кодирования:

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

Почему NIC не передает напрямую двоичные данные, а должен сначала их кодировать?

networking

— HQT
источник

13

Потому что использование манчестерского кодирования имеет хорошее преимущество - самосинхронизация (более низкая частота ошибок и более надежная передача).

Это связано с тем, что вместо того, чтобы смотреть кодирование от +5 В до 0 В, кодирование бита будет зависеть от направления передачи.

введите описание изображения здесь
^{Источник изображения}

Обычно вам необходимо сначала синхронизировать часы перед тем, как передавать. Из-за этой кодировки Манчестерское Кодирование не нуждается в этом.

— Лукас Кауфман
источник

Нет, я не спрашиваю преимущества кодировки Machester, я просто хочу знать, зачем нужна кодировка?

— 2012 г.

2

Как я уже сказал, потому что, когда вы не кодируете их, вам нужно синхронизировать часы отдельно, что означает, что у вас будет более высокий уровень ошибок и меньшая передача.

— Лукас Кауфман

Но я думаю, что если вы кодируете (кодировку Machester или другую кодировку тоже), два тактовых сигнала все равно должны работать с одинаковой частотой, иначе они будут декодироваться неправильно.

— 2012 г.

Нет, это не так, потому что часы являются частью способа, которым они кодируются, как вы видите, вы не идете вверх и вниз к базовой линии, вместо этого базовая линия сообщает вам, когда ничего не отправляется. Поэтому отдельные часы больше не нужны

— Лукас Кауфман

3

Дополнительная причина: предотвращает длительные прогоны 0 или 1 с, поэтому ошибки (например, отсоединения) будут более очевидными.

— Tucuxi

13

Существует по крайней мере три (может быть и больше) причины для использования кодировки (такой как кодировка Манчестера, которую вы упоминаете) при передаче цифровой информации:

Данные и часы объединяются в один сигнал. Если бы часы не были отправлены с данными, то приемник не знал бы, когда следует выбирать сигнал для извлечения цифровых значений. Даже если передатчик и приемник как-то идеально синхронизированы, необходимо учитывать бесконечно малую задержку среды передачи. Другой альтернативой является добавление линии данных к линии часов, но это удваивает количество проводов. Дешевле и надежнее вдвое (или вдвое, в зависимости от перспективы) требования к пропускной способности (или возможностям) кабеля и приемопередатчика, чем использование большего количества проводных и объемных разъемов.
Длинная строка с нулями (нулями) больше не будет выглядеть как мертвая или отключенная строка. Длинный укус больше не похож на застрявший уровень.
Кодированный сигнал имеет более сбалансированный энергетический профиль, то есть усредненное по времени напряжение должно стремиться к нулю. Логический сигнал на плате использует 0 вольт для логического нуля и положительное напряжение (5 вольт для старого TTL, 3,3 вольт или меньше для современной логики) для логической единицы. Только логика данных всех нулей будет иметь нулевой энергетический профиль; любой другой шаблон данных всегда будет иметь средний уровень напряжения выше нуля и характерное магнитное поле. Но поскольку в таких кодировках, как Манчестер, используются как положительные, так и отрицательные уровни напряжениямагнитные поля, создаваемые передаваемым сигналом, намного меньше, поскольку они будут стремиться нейтрализовать друг друга. Это позволяет связывать провода ближе друг к другу в кабелях, но создает меньше помех друг другу. (Даже схемы медленной передачи, такие как RS / EIA-232, используют как положительные, так и отрицательные уровни напряжения, чтобы сбалансировать профиль энергии. Вероятно, межплатные соединения менее 0,5 метра и внутри корпуса будут использовать только положительные напряжения.)

— опилки
источник

IEEE 1284 использует только положительные напряжения, уровни TTL.

— Игнасио Васкес-Абрамс

@ IgnacioVazquez-Abrams - LOL, хорошо, вы нашли исключение, но я хеджировал это замечание с «вероятно». И это обычно использует ленточный (то есть плоский и широкий) кабель с чередующимися проводниками сигнала земля-сигнал-земля. Дело в том, что я пытался упомянуть, где вы, скорее всего, найдете каналы данных только для положительного напряжения; Я не пытался охарактеризовать ограничение приложения.

— опилки

3

Чтобы полностью знать причину, по которой используется манчестерское кодирование, необходимо знать следующее:

Тактовые сигналы
Синхронные сигналы
кодирование

После этого причина в том, что «необходим приемник для однозначного определения начала, конца или середины каждого бита без ссылки на внешние часы

И, наконец, для этого манчестерское кодирование является одним из подходов.

— Сандип Кумар
источник

3

В основном код Манчестера используется в предпочтении перед многими другими типами, потому что он самосинхронизируется.

Синхронизация может быть потеряна с другими типами, когда есть строка нулей или единицы, где данные не изменяются. Манчестерский код не имеет этой проблемы из-за того, что при наличии данных всегда будет изменяться уровень сигнала.

Единственная проблема с манчестерским кодом состоит в том, что вам нужно удвоить частоту вашей скорости передачи данных, так как 8 битов превращаются в 16 битов данных. Поэтому, если вам требуется скорость передачи данных 5 КБ, вам потребуется скорость передачи 10 КБ.

Приложение. Надеюсь, что ссылка разрешена, но на всякий случай перейдите на сайт Maxim и поищите Манчестерское кодирование данных для радиосвязи. http://www.maximintegrated.com/en/app-notes/index.mvp/id/3435 Это должно помочь любому понять достоинства этой кодировки.

— Поздний разработчик
источник