数据编码技术

编码是将数据或给定的字符、符号、字母等序列转换为指定格式的过程，以确保数据的安全传输。解码是编码的逆过程，即从转换后的格式中提取信息。

编码是使用各种电压或电流电平模式来表示传输链路上数字信号的1和0的过程。

线路编码的常见类型有单极性、极性、双极性和曼彻斯特。

编码技术

根据数据转换的类型，数据编码技术分为以下类型。

模拟数据到模拟信号- 模拟信号的调幅、调频和调相等调制技术都属于此类。
模拟数据到数字信号- 此过程可称为数字化，通过脉冲编码调制 (PCM) 完成。因此，它只不过是数字调制。正如我们已经讨论过的，采样和量化是其中的重要因素。Delta 调制提供比 PCM 更好的输出。
数字数据到模拟信号- 幅移键控 (ASK)、频移键控 (FSK)、相移键控 (PSK) 等调制技术都属于此类。这些将在后续章节中讨论。
数字数据到数字信号- 这些在本节中。有多种方法可以将数字数据映射到数字信号。其中一些是 -

NRZ 代码的1表示高电压电平，0表示低电压电平。NRZ 码的主要Behave是电压电平在位间隔期间保持恒定。如果前一位的值和当前位的值相同，则不会指示一位的结束或开始，并且它将保持相同的电压状态。

下图解释了NRZ编码的概念。

如果考虑上面的例子，由于存在一长串恒定电压电平，并且由于没有位间隔而可能丢失时钟同步，因此接收器很难区分0和1。

NRZ 有两种变化，即 -

只有当输入信号从1变为0或从0变为1时，信号的极性才会发生变化。它与NRZ相同，但是输入信号的第一位应该有极性的变化。

如果输入信号处出现1，则在位间隔的开始处会出现跳变。对于输入信号为0的情况，在位间隔的开始处没有转换。

NRZ 码的缺点是，当存在一串1和0时，发送器时钟与接收器时钟的同步会完全受到干扰。因此，需要提供单独的时钟线。

每个位时间的信号电平检查两次，一次检查一次，一次检查两次。因此，时钟速率是数据传输速率的两倍，因此调制速率也加倍。时钟取自信号本身。这种编码所需的带宽更大。

双相编码有两种类型。

在这种类型的编码中，转换是在比特间隔的中间完成的。对于输入位 1，所得脉冲的转变是在间隔的中间从高到低。而对于输入位0 ，转变是从低到高。

在这种类型的编码中，总是在比特间隔的中间发生转变。如果在位间隔开始时发生转变，则输入位为0。如果在位间隔开始时没有发生转变，则输入位为1。

下图显示了不同数字输入的 NRZ-L、NRZ-I、双相曼彻斯特和差分曼彻斯特编码的波形。

在块编码的类型中，著名的有4B/5B编码和8B/6T编码。在这两个过程中，位数以不同的方式处理。

在曼彻斯特编码中，为了发送数据，需要双速时钟而不是NRZ编码。这里，顾名思义，4 位代码映射为 5 位，组中最小数量为1 。

通过在每个 4 个连续位块的位置分配 5 位的等效字，可以避免 NRZ-I 编码中的时钟同步问题。这些5位单词是在字典中预先确定的。

选择5位代码的基本思想是，它应该有一个前导0，并且不应有超过两个尾随0。因此，选择这些字使得每个位块发生两个事务。

我们使用两个电压电平通过单个信号发送单个位。但如果我们使用 3 个以上的电压电平，我们就可以为每个信号发送更多位。

例如，如果使用6个电压电平来表示单个信号上的8位，则这种编码被称为8B/6T编码。因此，在此方法中，我们有多达 729 (3^6) 种信号组合和 256 (2^8) 种比特组合。

这些技术主要用于通过压缩或编码将数字数据转换为数字信号，以实现数据的可靠传输。