Por que precisamos usar a codificação Manchester para transmissões Ethernet?

Question

Quando você deseja transferir dados de um computador para outro, seus dados (em formato binário) irão primeiro para a NIC ( Placa de Interface de Rede ) onde os dados serão codificados (com relógio temporizador). por exemplo) e enviados pela rede sob um sinal eletrônico.

Um exemplo de codificação Manchester:

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

Por que a NIC não transfere diretamente os dados binários, mas deve codificá-los primeiro?

    

Answer 1

Porque usar a codificação manchester tem uma boa vantagem, o autocomprimento (menor taxa de erro e uma transmissão mais confiável).

Isto porque, ao olhar para o +5 volt para 0 volt para codificar um bit, dependerá da direção de uma transmissão como um bit é codificado.

^{Origem da imagem}

Normalmente, primeiro você precisa sincronizar um relógio antes de poder transmitir. Devido a essa codificação, o Manchester Encoding não precisa disso.

    

Answer 2

Existem pelo menos três (pode haver mais) motivos para usar uma codificação (como a codificação Manchester mencionada) quando transmitindo informações digitais:

• Os dados e o relógio são combinados em um sinal. Se o relógio não foi enviado com os dados, então o receptor não saberá quando amostrar o sinal para extrair os valores digitais. Mesmo que o transmissor e o receptor estejam de alguma forma perfeitamente sincronizados, o atraso infinitesimal do meio de transmissão teria que ser considerado. A outra alternativa é acompanhar a linha de dados com uma linha de relógio, mas isso duplica o número de fios. É mais barato & mais confiável para dobrar (ou reduzir pela metade, dependendo da perspectiva) o cabo & requisitos de largura de banda do transceptor (ou recursos) do que usar mais wire & conectores mais volumosos.
• Uma longa sequência de nulos (zeros) não mais parecerá uma linha inativa ou desconectada. Uma longa picada não parece mais um nível preso.
• O sinal codificado tem um perfil de energia mais equilibrado , ou seja, a voltagem média ao longo do tempo deve tender para zero. O sinal lógico na placa de circuito utiliza 0 volts para lógica zero e uma tensão positiva (5 volts para TTL antigo, 3.3 volts ou menos para lógica moderna) para lógica 1. Apenas a lógica de dados de todos os zeros teria um perfil de energia nulo; qualquer outro padrão de dados teria sempre um nível de tensão médio maior que zero e um campo magnético característico. Mas como codificações como Manchester usam níveis de tensão positivos e negativos , os campos magnéticos criados pelo sinal transmitido são muito menores, pois tendem a se anular mutuamente. Isso permite que os fios sejam agrupados em cabos, mas criam menos interferência entre si. (Mesmo os esquemas de transmissão lenta, como o RS / EIA-232, usam níveis de tensão positivos e negativos para equilibrar o perfil de energia. Provavelmente, conexões de placa a placa menores que 0,5 metro e dentro de um gabinete usariam somente tensões positivas.)

Answer 3

Para saber completamente o motivo pelo qual o Manchester Encoding é usado, é preciso estar ciente do seguinte:

1. Sinais de relógio
2. Sinais síncronos
3. Codificação

Depois disso, a razão é: "o que é necessário é uma maneira de os receptores determinarem de forma inequívoca o início, fim ou meio de cada bit sem referência a um clock externo

E, finalmente, para fazer isso, a codificação de Manchester é uma das abordagens.

    

Answer 4

Basicamente, o código Manchester é usado de preferência em muitos outros tipos, porque é auto-sincronizado.

A sincronização pode ser perdida com outros tipos quando há uma cadeia de zero ou outra onde os dados não estão mudando. O código de Manchester não tem esse problema, pois sempre haverá uma mudança no nível do sinal, sempre que houver dados presentes.

O único problema com o código Manchester é que você precisa duplicar a freqüência de sua taxa de dados, pois 8 bits são transformados em 16 bits de dados. Então, se você precisar de uma taxa de dados de 5K, você precisaria de uma taxa de transmissão de 10K.

Adendo Espero que o link seja permitido, mas caso não seja, acesse o site do Maxim e pesquise o Manchester Data Encoding for Radio Communications. link Isso deve ajudar qualquer um a entender os méritos dessa codificação.