Dlaczego musimy używać kodowania Manchester do transmisji Ethernet?

11

Gdy chcesz przenieść dane z jednego komputera do drugiego, dane (w postaci binarnej) najpierw przejść do karty sieciowej ( Network Interface Card ), gdzie zostaną zakodowane dane (z zegarem timer tick na przykład) i przesyłane przez sieć pod sygnał elektroniczny.

Przykład kodowania Manchester:

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

Dlaczego karta sieciowa nie przesyła bezpośrednio danych binarnych, ale najpierw musi je zakodować?

networking

— hqt
źródło

13

Ponieważ zastosowanie kodowania Manchester ma tę zaletę, że sam taktowanie (niższy poziom błędów i bardziej niezawodna transmisja).

Wynika to z faktu, że raczej patrząc na od +5 V do 0 V w celu zakodowania bitu, będzie to zależeć od kierunku transmisji, w jaki sposób bit jest kodowany.

wprowadź opis zdjęcia tutaj
^{Źródło obrazu}

Zwykle najpierw trzeba zsynchronizować zegar, aby móc nadawać. Z powodu tego kodowania Manchester Encoding tego nie potrzebuje.

— Lucas Kauffman
źródło

Nie, nie oczekuję korzyści z kodowania Machester, chcę tylko wiedzieć, dlaczego trzeba kodować?

— hqt

2

Tak jak powiedziałem, ponieważ kiedy ich nie kodujesz, musisz zsynchronizować zegar osobno, co oznacza, że będziesz miał wyższy poziom błędów i niższą transmisję.

— Lucas Kauffman,

Ale myślę, że jeśli kodujesz (kodowanie Machestera lub inne kodowanie też), dwa zegary nadal muszą działać tak samo często, albo źle się dekodują.

— hqt

Nie, nie dzieje się tak, ponieważ zegar jest częścią sposobu, w jaki jest zakodowany, ponieważ widzisz, że nie przechodzisz w górę i w dół do linii podstawowej, zamiast tego linia podstawowa ma za zadanie powiedzieć ci, kiedy nic nie jest wysyłane. Tak więc osobny zegar nie jest już potrzebny

— Lucas Kauffman,

3

Dodatkowy powód: zapobiega długim cyklom zerowym lub zerowym, więc błędy (np .: rozłączenia) będą bardziej widoczne.

— tucuxi,

13

Istnieją co najmniej trzy (może być więcej) powody używania kodowania (takiego jak wspomniane kodowanie Manchester) podczas przesyłania informacji cyfrowych:

Dane i zegar są łączone w jeden sygnał. Jeśli zegar nie został wysłany z danymi, odbiornik nie wiedziałby, kiedy próbkować sygnał w celu wyodrębnienia wartości cyfrowych. Nawet jeśli nadajnik i odbiornik są w jakiś sposób doskonale zsynchronizowane, należy uwzględnić nieskończenie małe opóźnienie medium transmisyjnego. Inną alternatywą jest towarzyszenie linii danych linią zegarową, ale podwaja to liczbę drutów. Tańsze i bardziej niezawodne jest podwojenie (lub zmniejszenie o połowę, w zależności od perspektywy) wymagań dotyczących przepustowości kabla i transiwera (lub możliwości), niż użycie większej liczby przewodów i nieporęcznych złącz.
Długi ciąg zer (zer) nie będzie już wyglądał jak linia martwa lub rozłączona. Długie użądlenie nie wygląda już jak zablokowany poziom.
Zakodowany sygnał ma bardziej zrównoważony profil energetyczny, tzn. Napięcie uśrednione w czasie powinno zmierzać w kierunku zera. Sygnał logiczny na płytce drukowanej wykorzystuje zero woltów dla logicznego zera i dodatnie napięcie (5 woltów dla starego TTL, 3,3 wolta lub mniej dla nowoczesnej logiki) dla logiki. Tylko logika danych dla wszystkich zer miałaby zerowy profil energetyczny; jakikolwiek inny wzorzec danych zawsze miałby wyższy od zera średni poziom napięcia i charakterystyczne pole magnetyczne. Ale ponieważ kodowania takie jak Manchester wykorzystują zarówno dodatnie, jak i ujemne poziomy napięcia, pola magnetyczne wytwarzane przez przesyłany sygnał są znacznie mniejsze, ponieważ mają tendencję do wzajemnego znoszenia się. Umożliwia to wiązanie drutów w kable bliżej siebie, a jednocześnie powoduje mniej zakłóceń między sobą. (Nawet schematy wolnej transmisji, takie jak RS / EIA-232, wykorzystują zarówno dodatnie, jak i ujemne poziomy napięcia do zrównoważenia profilu energii. Prawdopodobnie połączenia między płytkami o długości mniejszej niż 0,5 metra i w obudowie wykorzystałyby tylko napięcia dodatnie.)

— trociny
źródło

IEEE 1284 używa tylko dodatnich napięć, poziomów TTL.

— Ignacio Vazquez-Abrams,

@ IgnacioVazquez-Abrams - LOL, OK, znalazłeś wyjątek, ale zabezpieczyłem tę uwagę słowem „prawdopodobnie”. I zwykle używa kabla taśmowego (tj. Płaskiego i szerokiego) z przemiennymi przewodami sygnał-ziemia-sygnał-ziemia. Chciałem wspomnieć, gdzie najprawdopodobniej znajdziesz łącza danych z dodatnim napięciem; Nie próbowałem scharakteryzować ograniczenia aplikacji.

— trociny

3

Aby w pełni poznać powód zastosowania kodowania Manchester, należy pamiętać o następujących kwestiach:

Sygnały zegarowe
Sygnały synchroniczne
Kodowanie

Następnie powodem jest: „potrzebny jest sposób, aby odbiorniki jednoznacznie określiły początek, koniec lub środek każdego bitu bez odniesienia do zewnętrznego zegara

I na koniec, aby to zrobić, kodowanie Manchester jest jednym z podejść.

— Sandeep Kumar
źródło

3

Zasadniczo kod Manchester jest używany zamiast wielu innych typów, ponieważ sam się synchronizuje.

Synchronizacja może zostać utracona z innymi typami, jeśli istnieje ciąg zerowy lub taki, w którym dane się nie zmieniają. Kod Manchester nie ma tego problemu, ponieważ zawsze występuje zmiana poziomu sygnału, za każdym razem, gdy dane są obecne.

Jedynym problemem związanym z kodem Manchester jest to, że potrzebujesz podwójnej częstotliwości przesyłu danych, ponieważ 8 bitów tworzy 16 bitów danych. Więc jeśli potrzebujesz prędkości transmisji danych 5K, potrzebujesz prędkości transmisji 10K.

Dodatek Mam nadzieję, że link jest dozwolony, ale na wszelki wypadek przejdź do strony Maxim i wyszukaj Manchester Data Encoding for Radio Communications. http://www.maximintegrated.com/en/app-notes/index.mvp/id/3435 Powinno to pomóc każdemu zrozumieć zalety tego kodowania.

— Późny programista
źródło