Кіріспе

Телекоммуникация және деректерді сақтауда Манчестер коды (фазалық кодтау немесе ФК деп те аталады) – әрбір дерек битінің кодталуы бірдей уақыт ішінде төменнен жоғарыға немесе жоғарыдан төменге өтетін желілік код. Бұл өздігінен синхрондалатын, тұрақты ток компоненті жоқ сигнал. Осының салдарынан, Манчестер кодын қолданатын электрлік байланыстарды гальваникалық түрде оқшаулау оңай. Манчестер коды Манчестер университетінде жасалғандықтан осы атауға ие болды, онда бұл кодтау Манчестер Mark 1 компьютерінің магниттік барабандарында деректерді сақтау үшін қолданылған. Манчестер коды 1600 bpi компьютерлік таспаларда магниттік жазу үшін кеңінен қолданылды, бірақ 6250 bpi таспалар енгізілгенге дейін, олар тиімдірек топтық кодталған жазу әдісін пайдаланды. Манчестер коды Ethernet физикалық қабатының алғашқы стандарттарында қолданылды және қазір де тұтынушылық ИК протоколдарында, RFID және жақын қашықтықтағы байланыста қолданылуда.

Ерекшеліктері

Манчестер кодтамасы – бинарлық фазалық модуляцияның (BPSK) ерекше түрі, онда деректер жиілігі дерек ағынына тең шаршы толқынды тасымалдаушының фазасын басқарады. Манчестер коды сағаттық жиілікке пропорционал желілік кернеудің жиі ауысуын қамтамасыз етеді, бұл сағатты синхрондауға көмектеседі. Кодталған сигналдың тұрақты ток (DC) құрауы деректерге тәуелді емес, демек, ақпарат таратпайды. Сондықтан қосылыстар индуктивті немесе сыйымдылық арқылы жасалуы мүмкін, бұл сигналды гальвандық оқшауланған орта арқылы (мысалы, Ethernet) желілік оқшаулағыш – қарапайым бір-бір импульстік трансформатор арқылы ыңғайлы жеткізуге мүмкіндік береді, ол тұрақты токты өткізе алмайды.

Шектеулер

Манчестер кодтаудың дерек беру жылдамдығы кодталмаған сигналдың жартысына ғана тең, бұл оның қолданылуын жолақтың ені мәселе тудырмайтын жүйелермен, мысалы жергілікті желілерде (LAN) шектейді. Манчестер кодтамасы жоғары жиіліктерге байланысты қиындықтар тудырады, сондықтан оны жоғары дерек беру жылдамдықтарында қолдануға болмайды. Бірдей деректерді жеткізу үшін аз жолақты пайдаланатын, бірақ жіберуші және қабылдаушы сағаттарындағы жиілік қателері мен джиттерге төзімділігі төмен болатын 8B/10B кодтау сияқты күрделі кодтар да бар.

Кодтау және декодтау

Манчестер коды әрқашан әр бит кезеңінің ортасында өзгеруге ие, және (берілетін мәліметке байланысты) кезеңнің басында да өзгеруі мүмкін. Биттің ортасындағы өзгерудің бағыты деректерді көрсетеді. Кезең шекараларындағы өзгерулер мәлімет таратпайды. Олар тек сигналды орта биттегі өзгеруге мүмкіндік беру үшін қажетті жағдайға келтіру үшін ғана қолданылады.

Деректерді көрсету туралы келісімдер

Деректерді бейнелеу үшін екі қарама-қарсы конвенция бар. Олардың біріншісін алғаш рет 1949 жылы Г. Э. Томас жариялаған, кейін көптеген авторлар (мысалы, Энди Таненбаум) оны қолданды. Ол 0 бит үшін сигнал деңгейлері төмен-жоғары болады деп белгілейді (деректердің амплитудалық физикалық кодталуын ескере отырып) – бит кезеңінің бірінші жартысында төмен деңгеймен, ал екінші жартысында жоғары деңгеймен. 1 бит үшін сигнал деңгейлері жоғары-төмен болады. Бұл Манчестер II немесе екі фазалы L коды деп те аталады. Екінші конвенцияны көптеген авторлар (мысалы, Уильям Сталлингс), сондай-ақ IEEE 802.4 (токендік шина) және IEEE 802.3 (Ethernet) стандарттарының төмен жылдамдықты нұсқалары да қолданады. Онда 0 логикасы жоғары-төмен сигнал тізбегімен, ал 1 логикасы төмен-жоғары сигнал тізбегімен бейнеленеді. Манчестер кодталған сигналды байланыс барысында инверсиялау (кері бұру) оны бір конвенциядан екіншісіне айналдырады. Бұл беймаздықты дифференциалдық Манчестер кодтауын қолдану арқылы жоюға болады.

Декодтау

Кепілдік ауысулардың болуы сигналдың өзін-өзі синхрондауына және қабылдағышқа дұрыс реттелуіне мүмкіндік береді; қабылдағыш жарты бит периодымен ретсіздікке түскенін анықтай алады, себебі әр бит периодында міндетті түрде ауысу болмайды. Бұл мүмкіндіктердің құны қарапайым NRZ кодтау схемаларымен салыстырғанда, жолақтықтың екі есеге артуынан көрінеді.