Differentieller Manchester-Code

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Codierung des Bitsstrings 10100111001 mittels des differentiellen Manchester-Codes

Der differentielle Manchester-Code, im Englischen auch als Conditional DePhase Encoding (CDP) bezeichnet, ist ein Leitungscode, welcher zur Übertragung von Digitalsignalen Verwendung findet. Er stellt eine Weiterentwicklung des Manchester-Codes dar und enthält wie dieser bei der Kodierung das für den Empfang mittels Taktrückgewinnung notwendige Taktsignal. Bei diesem Code moduliert eine Bitfolge binär die Änderung der Phasenlage eines Taktsignals. Der differentielle Manchester-Code stellt damit eine Form der differentiellen, digitalen Phasenmodulation dar, welche allgemein auch als Differential Phase Shift Keying (DPSK) bezeichnet wird.

Der differentielle Manchester-Code ist mit dem Biphase-Mark-Code vergleichbar, unterscheidet sich aber in einer unterschiedlichen Phasenlage des codierten Datenstromes: Es ist eine zusätzliche zeitliche Verschiebung um eine halbe Bitzellenzeit notwendig, um den Biphase-Mark-Code in den differentiellen Manchester-Code überzuführen.

Bei dem differentiellen Manchester-Code gibt es zwei gleichwertige Definitionen, wobei meist folgende Codierungsvorschrift verwendet wird, wie sie auch in nebenstehender Abbildung dargestellt ist:

  • Bei Übertragung einer logischen Null wird das Taktsignal zur Ausgabe im Bezug zur vorherigen Phasenlage nicht invertiert (um 180° in der Phase gedreht)
  • Bei Übertragung einer logischen Eins wird das Taktsignal zur Ausgabe im Bezug zur vorherigen Phasenlage invertiert (um 180° gedreht)

Die zweite mögliche Definition vertauscht die Eingangswerte von logisch Eins bzw. logisch Null untereinander.

Der wesentliche Vorteil der differentiellen Manchestercodierung besteht darin, dass die Polarität des codierten Signals für den korrekten Empfang und die Decodierung keine Rolle spielt. Bei einer üblichen symmetrischen Signalübertragung über Leitungspaare hat die Vertauschung der einzelnen Leiter untereinander keine Auswirkung, was die Auswirkungen von Installationsfehlern in der Verkabelung zu reduzieren hilft.

Eine weitere Eigenschaft des differentiellen Manchester-Codes, ebenso wie die des Manchester-Codes, ist seine Gleichanteilsfreiheit des resultierenden Signals. Dies bedeutet, dass der Gleichspannungsanteil genau null ist und es daher möglich ist, die codierte Signalfolge beispielsweise über Impulstransformatoren zwecks galvanischer Trennung oder über Lichtwellenleiter übertragen zu können. Ein Nachteil ist, dass bei der Datenübertragung die benötigte Bandbreite doppelt so hoch ist wie bei der einfachen Binärcodierung (z. B. Non Return to Zero, NRZ).

Anwendung findet der differentielle Manchester-Code in dem Standard IEEE 802.5 welcher Token-Ring-Netzwerke beschreibt.

Referenzen[Bearbeiten]