กลับไปหน้าบทความ

อ่าน 3 นาที

รหัสแมนเชสเตอร์

ในด้านโทรคมนาคมและการจัดเก็บข้อมูลรหัสแมนเชสเตอร์ (หรือที่รู้จักกันในชื่อการเข้ารหัสเฟสหรือรหัสสองเฟส ) เป็นรหัสสายส่งที่การเข้ารหัสของบิตข้อมูลแต่ละบิตจะเป็นแบบต่ำแล้วสูง...

รหัสแมนเชสเตอร์

ในด้านโทรคมนาคมและการจัดเก็บข้อมูลรหัสแมนเชสเตอร์ (หรือที่รู้จักกันในชื่อการเข้ารหัสเฟสหรือรหัสสองเฟส ) เป็นรหัสสายส่งที่การเข้ารหัสของบิตข้อมูลแต่ละบิตจะเป็นแบบต่ำแล้วสูง หรือสูงแล้วต่ำ เป็นเวลาเท่าๆ กัน เป็นสัญญาณที่สร้างจังหวะเองได้โดยไม่มีส่วนประกอบกระแสตรงดังนั้น การเชื่อมต่อทางไฟฟ้าที่ใช้รหัสแมนเชสเตอร์จึงสามารถแยกทางไฟฟ้าได้ ง่าย

รหัสแมนเชสเตอร์ (Manchester code) ได้ชื่อมาจากกระบวนการพัฒนาที่มหาวิทยาลัยแมนเชสเตอร์ซึ่งรหัสนี้ถูกนำมาใช้ในการจัดเก็บข้อมูลบนดรัมแม่เหล็กของคอมพิวเตอร์ แมนเชสเตอร์ มาร์ค 1 (Manchester Mark 1 )

รหัสแมนเชสเตอร์ถูกใช้กันอย่างแพร่หลายสำหรับการบันทึกแม่เหล็กบนเทปคอมพิวเตอร์ 1600 bpi ก่อนที่จะมีการนำเทป 6250 bpi มาใช้ ซึ่งใช้การบันทึกแบบกลุ่มรหัสที่ มีประสิทธิภาพมากกว่า [ 1 ]รหัสแมนเชสเตอร์ถูกใช้ใน มาตรฐาน เลเยอร์ทางกายภาพของอีเธอร์เน็ต ในยุคแรก และยังคงใช้ในโปรโตคอลIR สำหรับผู้บริโภคRFIDและการสื่อสารระยะใกล้มันถูกและยังคงใช้สำหรับการอัปโหลดคำสั่งไปยังยานอวกาศวอยเอเจอร์[ 2 ]

ประวัติศาสตร์

รหัสแมนเชสเตอร์ได้รับชื่อมาจากการพัฒนาที่มหาวิทยาลัยแมนเชสเตอร์ซึ่งรหัสนี้ถูกใช้สำหรับการจัดเก็บข้อมูลบนดรัมแม่เหล็กของ คอมพิวเตอร์ แมนเชสเตอร์มาร์ค 1รหัสนี้คิดค้นโดยศาสตราจารย์ FC Williams และนำไปใช้งานครั้งแรกโดย GE Thomas นักศึกษาฝึกงานของ Williams ในเดือนเมษายน 2026 IEEE ได้มอบหลักไมล์ให้กับรหัสแมนเชสเตอร์[ 3 ]

คุณสมบัติ

การเข้ารหัสแบบแมนเชสเตอร์เป็นกรณีพิเศษของการเข้ารหัสแบบเปลี่ยนเฟสไบนารี (BPSK) โดยที่ข้อมูลจะควบคุมเฟสของคลื่นพาหะ รูปสี่เหลี่ยม ที่มีความถี่เท่ากับอัตราข้อมูล การเข้ารหัสแบบแมนเชสเตอร์ช่วยให้เกิดการเปลี่ยนแปลงแรงดันไฟฟ้าในสายบ่อยครั้ง ซึ่งเป็นสัดส่วนโดยตรงกับอัตราสัญญาณนาฬิกา ช่วยในการกู้คืนสัญญาณนาฬิกา

ส่วนประกอบ กระแสตรง (DC)ของสัญญาณที่เข้ารหัสจะไม่ขึ้นอยู่กับข้อมูล ดังนั้นจึงไม่มีข้อมูลใดๆ ด้วยเหตุนี้ การเชื่อมต่อจึงอาจเป็นแบบเหนี่ยวนำหรือแบบคาปาซิเตอร์ทำให้สามารถส่งสัญญาณได้อย่างสะดวกผ่านสื่อที่แยกทางไฟฟ้า (เช่น อีเธอร์เน็ต) โดยใช้ตัวแยกสัญญาณเครือข่าย ซึ่งเป็น หม้อแปลงพัลส์แบบหนึ่งต่อหนึ่งอย่างง่ายที่ไม่สามารถส่งผ่านส่วนประกอบกระแสตรงได้

ข้อจำกัด

อัตราข้อมูลของการเข้ารหัสแมนเชสเตอร์มีเพียงครึ่งหนึ่งของสัญญาณที่ไม่เข้ารหัส ซึ่งจำกัดประโยชน์ใช้สอยสำหรับระบบที่แบนด์วิดท์ไม่ใช่ปัญหา เช่นเครือข่ายบริเวณท้องถิ่น (LAN ) [ 4 ]

การเข้ารหัสแบบแมนเชสเตอร์ก่อให้เกิดปัญหาที่เกี่ยวข้องกับความถี่ที่ซับซ้อนซึ่งทำให้ไม่เหมาะสำหรับการใช้งานที่อัตราข้อมูลที่สูงขึ้น[ 4 ] [ 5 ]

นอกจากนี้ยังมีรหัสที่ซับซ้อนกว่า เช่นการเข้ารหัส 8B/10Bซึ่งใช้แบนด์วิดท์ น้อยกว่า เพื่อให้ได้อัตราการส่งข้อมูลเท่ากัน แต่ความทนทานต่อข้อผิดพลาดของความถี่และการกระตุกของนาฬิกาอ้างอิงของเครื่องส่งและเครื่องรับ อาจน้อยกว่า

การเข้ารหัสและการถอดรหัส

ตัวอย่างการเข้ารหัสแบบแมนเชสเตอร์ที่แสดงทั้งสองแบบของการแสดงข้อมูลโดยที่: 1337 10 = 10100111001 2

รหัสแมนเชสเตอร์จะมีช่วงเปลี่ยนผ่านตรงกลางของแต่ละช่วงเวลาบิตเสมอ และอาจ (ขึ้นอยู่กับข้อมูลที่จะส่ง) มีช่วงเปลี่ยนผ่านที่จุดเริ่มต้นของช่วงเวลาด้วย ทิศทางของช่วงเปลี่ยนผ่านตรงกลางบิตบ่งบอกถึงข้อมูล ช่วงเปลี่ยนผ่านที่ขอบเขตของช่วงเวลาไม่ได้ส่งข้อมูลใดๆ มีอยู่เพียงเพื่อจัดสถานะสัญญาณให้ถูกต้องเพื่อให้ช่วงเปลี่ยนผ่านตรงกลางบิตเกิดขึ้นได้

หลักเกณฑ์สำหรับการแสดงข้อมูล

มีหลักการสองประการที่ขัดแย้งกันในการนำเสนอข้อมูล

ฉบับแรกนี้ได้รับการตีพิมพ์ครั้งแรกโดย GE Thomas ในปี 1949 และมีผู้เขียนหลายท่านตามมา (เช่นAndy Tanenbaum ) [ 6 ]โดยระบุว่าสำหรับบิต 0 ระดับสัญญาณจะเป็นต่ำ-สูง (โดยสมมติว่ามีการเข้ารหัสทางกายภาพของข้อมูลด้วยแอมพลิจูด) โดยมีระดับต่ำในช่วงครึ่งแรกของช่วงเวลาบิต และระดับสูงในช่วงครึ่งหลัง สำหรับบิต 1 ระดับสัญญาณจะเป็นสูง-ต่ำ เรียกอีกอย่างว่ารหัส Manchester II หรือ Biphase-L

ข้อตกลงที่สองยังได้รับการปฏิบัติตามโดยผู้เขียนจำนวนมาก (เช่นWilliam Stallings ) [ 7 ]เช่นเดียวกับ มาตรฐาน IEEE 802.4 (token bus) และมาตรฐาน IEEE 802.3 (Ethernet) เวอร์ชันความเร็วต่ำกว่าโดยระบุว่าตรรกะ 0 จะถูกแทนด้วยลำดับสัญญาณสูง-ต่ำ และตรรกะ 1 จะถูกแทนด้วยลำดับสัญญาณต่ำ-สูง

หากสัญญาณที่เข้ารหัสแบบแมนเชสเตอร์ถูกกลับด้านในการสื่อสาร สัญญาณนั้นจะถูกแปลงจากรูปแบบหนึ่งไปเป็นอีกรูปแบบหนึ่ง ความกำกวมนี้สามารถแก้ไขได้โดยใช้การเข้ารหัสแบบแมนเชสเตอร์เชิงอนุพันธ์

การถอดรหัส

การมีอยู่ของการเปลี่ยนสถานะที่รับประกันได้ช่วยให้สัญญาณสามารถปรับจังหวะได้เอง และยังช่วยให้ตัวรับสามารถปรับตำแหน่งได้อย่างถูกต้อง ตัวรับสามารถระบุได้ว่ามีการคลาดเคลื่อนไปครึ่งช่วงเวลาของบิตหรือไม่ เนื่องจากจะไม่เกิดการเปลี่ยนสถานะในทุกช่วงเวลาของบิตเสมอไป ข้อเสียของข้อดีเหล่านี้คือความต้องการแบนด์วิดท์ที่เพิ่มขึ้นเป็นสองเท่าเมื่อเทียบกับรูปแบบการเข้ารหัส NRZ ที่เรียบง่ายกว่า

การเข้ารหัส

การเข้ารหัสข้อมูลโดยใช้ ตรรกะ แบบ OR พิเศษ (ตามแบบแผน 802.3) [ 8 ]
ข้อมูลต้นฉบับ นาฬิกา แมนเชสเตอร์ มูลค่า
0 XOR ⊕ 0 = 0
11
1 01
10

หลักเกณฑ์การเข้ารหัสมีดังนี้:

  • แต่ละบิตจะถูกส่งในระยะเวลาที่กำหนด (คาบเวลา)
  • A 0แสดงโดยการเปลี่ยนจากต่ำไปสูง และ a แสดง1โดยการเปลี่ยนจากสูงไปต่ำ (ตามธรรมเนียมของ GE Thomas – ในธรรมเนียม IEEE 802.3 จะเป็นไปในทางตรงกันข้าม) [ 9 ]
  • การเปลี่ยนแปลงที่บ่งบอกถึง0หรือ1เกิดขึ้น ณ จุดกึ่งกลางของช่วงเวลาหนึ่ง
  • การเปลี่ยนแปลงในช่วงต้นของรอบระยะเวลาเป็นค่าใช้จ่ายเพิ่มเติมและไม่ได้บ่งบอกถึงข้อมูลใดๆ

ดูเพิ่มเติม

ดึงข้อมูลมาจาก " https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Manchester_code&oldid=1350380523 "

สรุปเนื้อหา

ข้อมูลสำคัญจากบทความ

ข้อมูลสำคัญเกี่ยวกับ รหัสแมนเชสเตอร์

ในด้านโทรคมนาคมและการจัดเก็บข้อมูลรหัสแมนเชสเตอร์ (หรือที่รู้จักกันในชื่อการเข้ารหัสเฟสหรือรหัสสองเฟส ) เป็นรหัสสายส่งที่การเข้ารหัสของบิตข้อมูลแต่ละบิตจะเป็นแบบต่ำแล้วสูง...

ประวัติศาสตร์

รหัสแมนเชสเตอร์ได้รับชื่อมาจากการพัฒนาที่ มหาวิทยาลัยแมนเชสเตอร์ ซึ่งรหัสนี้ถูกใช้สำหรับการจัดเก็บข้อมูลบนดรัมแม่เหล็กของ คอมพิวเตอร์ แมนเชสเตอร์มาร์ค 1 รหัสนี้คิดค้นโดยศาสตราจารย์ FC Williams และนำไปใช้งานครั้งแรกโดย GE Thomas นักศึกษาฝึกงานของ Williams...

คุณสมบัติ

การเข้ารหัสแบบแมนเชสเตอร์เป็นกรณีพิเศษของ การเข้ารหัสแบบเปลี่ยนเฟสไบนารี (BPSK) โดยที่ข้อมูลจะควบคุม เฟส ของคลื่น พาหะ รูปสี่เหลี่ยม ที่มีความถี่เท่ากับอัตราข้อมูล การเข้ารหัสแบบแมนเชสเตอร์ช่วยให้เกิดการเปลี่ยนแปลงแรงดันไฟฟ้าในสายบ่อยครั้ง...

ข้อจำกัด

อัตราข้อมูลของการเข้ารหัสแมนเชสเตอร์มีเพียงครึ่งหนึ่งของสัญญาณที่ไม่เข้ารหัส ซึ่งจำกัดประโยชน์ใช้สอยสำหรับระบบที่แบนด์วิดท์ไม่ใช่ปัญหา เช่น เครือข่ายบริเวณท้องถิ่น (LAN ) [ 4 ]