Tại sao chúng ta cần sử dụng mã hóa Manchester để truyền Ethernet?

Khi bạn muốn chuyển dữ liệu từ máy tính này sang máy tính khác, trước tiên, dữ liệu của bạn (ở dạng nhị phân) sẽ được chuyển đến NIC ( Thẻ giao diện mạng ) nơi dữ liệu sẽ được mã hóa (ví dụ: đánh dấu đồng hồ bấm giờ) và gửi qua mạng bên dưới một tín hiệu điện tử.

Một ví dụ về Mã hóa Manchester:

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

Tại sao NIC không trực tiếp chuyển dữ liệu nhị phân mà phải mã hóa nó trước?

Bởi vì sử dụng mã hóa manchester có một lợi thế tốt, tự đồng hồ (tỷ lệ lỗi thấp hơn và truyền đáng tin cậy hơn).

Điều này là do thay vì nhìn vào +5 volt đến 0 volt để mã hóa một bit, nó sẽ phụ thuộc vào hướng truyền dẫn cách mã hóa một bit.

^{Nguồn hình ảnh}

Thông thường trước tiên bạn sẽ cần phải đồng bộ hóa đồng hồ trước khi có thể truyền. Bởi vì mã hóa này, Manchester Encoding không cần điều này.

Có ít nhất ba lý do (có thể có nhiều hơn) để sử dụng mã hóa (chẳng hạn như mã hóa Manchester mà bạn đề cập) khi truyền thông tin kỹ thuật số:

• Dữ liệu và đồng hồ được kết hợp thành một tín hiệu. Nếu đồng hồ không được gửi cùng với dữ liệu, thì người nhận sẽ không biết khi nào cần lấy mẫu tín hiệu để trích xuất các giá trị kỹ thuật số. Ngay cả khi máy phát và máy thu được đồng bộ hóa hoàn hảo, độ trễ vô hạn của môi trường truyền sẽ phải được tính đến. Cách khác là đi kèm với đường dữ liệu với đường dây đồng hồ, nhưng làm tăng gấp đôi số lượng dây. Nó rẻ hơn và đáng tin cậy hơn để tăng gấp đôi (hoặc một nửa, tùy thuộc vào phối cảnh) các yêu cầu băng thông và khả năng thu phát của cáp và bộ thu phát hơn so với sử dụng nhiều đầu nối dây & cồng kềnh hơn.
• Một chuỗi dài null (số không) sẽ không còn trông giống như một dòng chết hoặc bị ngắt kết nối. Một sting dài của những người không còn trông giống như một cấp độ bị mắc kẹt.
• Tín hiệu được mã hóa có cấu hình năng lượng cân bằng hơn , tức là điện áp trung bình theo thời gian sẽ có xu hướng về không. Tín hiệu logic trên bảng mạch sử dụng 0 volt cho logic 0 và điện áp dương (5 volt đối với TTL cũ, 3,3 volt trở xuống đối với logic hiện đại) cho logic logic. Chỉ logic dữ liệu của tất cả các số không mới có cấu hình năng lượng null; bất kỳ mẫu dữ liệu nào khác sẽ luôn có mức điện áp trung bình lớn hơn 0 và từ trường đặc trưng. Nhưng vì các bảng mã như Manchester sử dụng cả hai mức điện áp dương và âm, từ trường được tạo bởi tín hiệu truyền đi nhỏ hơn nhiều vì chúng sẽ có xu hướng triệt tiêu lẫn nhau. Điều này cho phép các dây được bó lại gần nhau hơn trong các dây cáp nhưng tạo ra ít nhiễu với nhau hơn. (Ngay cả các sơ đồ truyền chậm như RS / EIA-232 sử dụng cả hai mức điện áp dương và âm để cân bằng cấu hình năng lượng. Có lẽ các kết nối giữa các bảng dưới 0,5 mét và trong vỏ bọc sẽ chỉ sử dụng điện áp dương.)

Để hoàn toàn biết lý do tại sao Manchester Encoding được sử dụng, người ta phải lưu ý những điều sau:

1. Tín hiệu đồng hồ
2. Tín hiệu đồng bộ
3. Mã hóa

Sau đó, lý do là: "những gì cần thiết là một cách để người nhận xác định rõ ràng bắt đầu, kết thúc hoặc giữa mỗi bit mà không cần tham chiếu đến đồng hồ bên ngoài

Và cuối cùng, để làm điều này, mã hóa Manchester là một trong những cách tiếp cận.

Về cơ bản mã Manchester được sử dụng ưu tiên hơn nhiều loại khác, vì nó tự đồng bộ hóa.

Đồng bộ hóa có thể bị mất với các loại khác khi có một chuỗi số 0 hoặc một trong đó dữ liệu không thay đổi. Mã Manchester không có vấn đề này do thực tế sẽ luôn có sự thay đổi về mức tín hiệu, bất cứ khi nào có dữ liệu.

Vấn đề duy nhất với mã Manchester là bạn cần tăng gấp đôi tần số tốc độ dữ liệu của mình, vì 8 bit được tạo thành 16 bit dữ liệu. Vì vậy, nếu bạn yêu cầu tốc độ dữ liệu là 5K, bạn sẽ cần tốc độ truyền là 10K.

Phụ lục Tôi hy vọng liên kết được cho phép nhưng chỉ trong trường hợp không có, hãy truy cập trang web Maxim và tìm kiếm Mã hóa dữ liệu Manchester cho Truyền thông vô tuyến. http://www.maximintegrated.com/en/app-notes/index.mvp/id 43235 Điều này sẽ giúp bất cứ ai hiểu được giá trị của mã hóa này.