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Kodierung

Kodierung wird im Basisband verwendet um

  • Bandbreitenbedarf zu vermindern,
  • Gleichspannungsfreiheit zu herzustellen und
  • Taktrückgewinnung zu ermöglichen.
    Taktrückgewinnung: Wenn ein Empfänger einen Sender hat, dessen Code einen garantierten Zustandswechsel gewährleistet, der unabhängig vom Binärcode ist, dann ist eine Taktrückgewinnung möglich. (z.B. Bedingung: spätestens im sechsten Takt erfolgt ein Signalwechsel)

Folgende Kodierungsarten werden verglichen: NRZ, AMI, Manchester, 2B1Q und 4B3T. Dazu wird folgender Binärcode kodiert:

1011 1100 0101 0110

  • Non Return to Zero (NRZ)
    Die Binärziffern werden direkt in Spannungen umgewandelt. Die Spannungen werden meistens symmetrisch zur Nulllinie gewählt, damit die Spannungen sich ausgleichen.
    Taktrückgewinnung ist nicht möglich (z.B. wenn der Code nur Einsen oder Nullen enthält), Gleichspannungsfreiheit ist nicht gewährleistet (z.B. wenn der Code nur Einsen oder Nullen enthält). Die Bandbreitenausnutzung beträgt \( 1 \frac{Bit}{Baud} \).
  • Alternate Mark Inversion (AMI)
    AMI ist ein pseudoternärer Code, es werden drei Zeichen verwendet (ternär), um zwei Zeichen zu kodieren (pseudo). Die Binärziffer Eins wird abwechselnd mit Plus oder Minus kodiert, die entsprechenden Spannungen haben den gleichen Wert aber unterschiedliches Vorzeichen. Wenn die Anzahl der Einsen gerade ist, herrscht Gleichspannungsfreiheit, bei einer ungeraden Anzahl von Einsen bleibt ein positive Ladung. Die Taktrückgewinnung ist nicht möglich (z.B. wenn der Code nur Nullen enthält).  Die Bandbreitenausnutzung beträgt \( 1 \frac{Bit}{Baud} \).
  • Manchester
    Der Manchester-Code nutzt eine Übergangskodierung. Es gibt zwei Definitionen: nach G.E. Thomas und nach IEEE 802.3. Nach G.E. Thomas wird die Eins als Übergang von Plus nach Minus kodiert, die Null entsprechend umgekehrt von Minus nach Plus. Nach IEEE 802.3 wird die Eins als Übergang von Minus nach Plus kodiert, die Null entsprechend umgekehrt von Plus nach Minus. Taktrückgewinnung ist möglich (jeden Takt einen Zustandswechsel/Übergang), Gleichspannungsfreiheit ist auch gegeben. Die Bandbreitenausnutzung beträgt \( 2 \frac{Bit}{Baud} \).
  • 2 Binär 1 Quatenär (2B1Q)
    Zwei Binärzeichen werden als ein quaternäres Symbol dargestellt. Es ist keine Gleichspannungsfreiheit gegeben und Taktrückgewinnung ist nicht möglich (z.B. wenn der Code nur Einsen enthält). Die Bandbreitenausnutzung beträgt \( \frac{1}{2} \frac{Bit}{Baud} \).
  • 4 Binär 3 Ternär (4B3T)
    Vier Binärzeichen werden als Ternär kodiert. Der Ternär bestimmt den Folgestatus der nächsten 4 Binärzeichen, also mit welchen Ternär diese kodiert werden.
    Bsp: Binärzeichenkette: 0101 1100. Der erste Ternär ist dann 0++, der Folgestatus ist 3, d.h. 1100 wird nicht mit +++ kodiert, sondern mit dem dritten Ternär in der Zeile also -+-.
    Es ist Gleichspannungsfreiheit gegeben (bei sehr kurzen Binärzeichenketten manchmal nicht), Taktrückgewinnung ist möglich.  Die Bandbreitenausnutzung beträgt \( \frac{4}{3} \frac{Bit}{Baud} \).