В связи , без возврата к нулю ( NRZ ) строки кода представляет собой двоичный код , в котором из них представлены одним важным условием , как правило , положительное напряжение, в то время как нули представлены каким - либо другим важным условием, как правило , отрицательное напряжение, без других нейтральных условий или состояния покоя. Импульсы в NRZ имеют больше энергии, чем код возврата к нулю (RZ), который также имеет дополнительное состояние покоя помимо условий для единиц и нулей. NRZ по своей сути не является самосинхронизирующимся сигналом , поэтому необходимо использовать некоторые дополнительные методы синхронизации, чтобы избежать проскальзывания битов ; примерами таких методов являютсяограничение, ограниченное длиной серии, и сигнал параллельной синхронизации.
Для данной скорости передачи данных , т. Е. Скорости передачи данных , код NRZ требует только половину полосы пропускания основной полосы частот, требуемой манчестерским кодом (ширина полосы пропускания такая же). При использовании для представления данных в схеме асинхронной связи отсутствие нейтрального состояния требует других механизмов для битовой синхронизации, когда отдельный тактовый сигнал недоступен.
Сам по себе уровень NRZ не является синхронной системой, а скорее кодированием, которое может использоваться как в синхронной, так и в асинхронной среде передачи, то есть с включенным явным тактовым сигналом или без него. Из-за этого нет строгой необходимости обсуждать, как кодирование уровня NRZ действует «на фронте тактового сигнала» или «во время тактового цикла», поскольку все переходы происходят в заданный промежуток времени, представляющий фактический или подразумеваемый интегральный тактовый цикл. . Реальный вопрос заключается в выборке - высокое или низкое состояние будет принято правильно при условии, что линия передачи стабилизировалась для этого бита, когда физический уровень линии дискретизируется на принимающей стороне.
Однако полезно видеть переходы NRZ как происходящие на заднем (падающем) фронте тактового сигнала, чтобы сравнить уровень NRZ с другими методами кодирования, такими как упомянутый манчестерский код , который требует информации о фронте тактового сигнала (является XOR часов и NRZ, собственно) видят разницу между меткой NRZ и инвертированной NRZ.
Варианты [ править ]
NRZ может относиться к любому из следующих линейных кодов сериализатора :
| Кодовое название | Альтернативное имя | Полное имя | Описание |
|---|---|---|---|
| NRZ (L) | NRZL | Невозврат к нулевому уровню | Отображается как необработанные двоичные биты без какого-либо кодирования. Обычно двоичная 1 отображается на высокий логический уровень, а двоичный 0 - на низкий логический уровень. Обратное логическое отображение также является разновидностью кода NRZ (L). |
| NRZ (I) | NRZI | Обратный невозврат к нулю | Относится к коду NRZ (M) или NRZ (S). |
| NRZ (M) | NRZM | Отметка невозврата к нулю | Сопоставление сериализатора {0: constant, 1: toggle}. |
| NRZ (S) | NRZS | Пробел без возврата к нулю | Сопоставление сериализатора {0: toggle, 1: constant}. |
| NRZ (C) | NRZC | Изменение без возврата к нулю |
Код NRZ также можно классифицировать как полярный или неполярный , где полярный относится к отображению напряжений + V и -V, а неполярный относится к отображению напряжения + V и 0 для соответствующих двоичных значений. 0 и 1.
Униполярный уровень без возврата к нулю [ править ]
«Единица» представлена смещением постоянного токана линии передачи (условно положительной), в то время как «ноль» обозначается отсутствием смещения - линия 0 вольт или заземлена. По этой причине он также известен как «включение-выключение». На языке часов «единица» переходит или остается на уровне смещения на заднем фронте тактовой частоты предыдущего бита, в то время как «ноль» переходит к заднему фронту тактовой частоты предыдущего бита или остается без смещения. Одним из недостатков униполярного NRZ является то, что он допускает длинные серии без изменений, что затрудняет синхронизацию, хотя это не является уникальным для униполярного случая. Одно из решений - не отправлять байты без переходов. Более критично и уникально для униполярного NRZ,- это проблемы, связанные с наличием передаваемого уровня постоянного тока - спектр мощности передаваемого сигнала не приближается к нулю на нулевой частоте. Это приводит к двум существенным проблемам: во-первых, передаваемая мощность постоянного тока приводит к более высоким потерям мощности, чем при других способах кодирования, и, во-вторых, наличие составляющей сигнала постоянного тока требует, чтобы линия передачи была связана по постоянному току.
Биполярный уровень без возврата к нулю [ править ]
«Один» представлен одним физическим уровнем (обычно положительным напряжением), а «ноль» - другим уровнем (обычно отрицательным напряжением). На языке часов на биполярном уровне NRZ напряжение «колеблется» с положительного на отрицательное на заднем фронте предыдущего такта битовой синхронизации.
Примером этого является RS-232 , где «единица» - это от –12 В до –5 В, а «ноль» - от +5 В до +12 В.
Пробел без возврата к нулю [ править ]
«Единица» означает отсутствие изменений физического уровня, а «ноль» - изменение физического уровня. На языке часов уровень переходит на заднем фронте тактового сигнала предыдущего бита, чтобы представить «ноль».
Это «изменение на ноль» используется высокоуровневым управлением каналом передачи данных и USB . Оба они позволяют избежать длительных периодов отсутствия переходов (даже если данные содержат длинные последовательности из 1 бита) с помощью вставки нулевого бита . Передатчики HDLC вставляют 0 бит после 5 последовательных 1 бит (за исключением передачи разделителя кадра «01111110»). Передатчики USB вставляют 0 бит после 6 последовательных 1 бит. Приемник на дальнем конце использует каждый переход - как от 0 бит в данных, так и от этих дополнительных 0 битов, не относящихся к данным, - для поддержания тактовой синхронизации. В противном случае приемник игнорирует эти нулевые биты, не относящиеся к данным.
Обратный невозврат к нулю [ править ]
Невозврат к нулю, инвертированный ( NRZI , также известный как Nonreturn to Zero IBM , [1] Inhibit code [2] или IBM code [2] ) был разработан Брайоном Э. Фелпсом ( IBM ) в 1956 году [2] ] [3] это способ отображения в двоичный сигнал в физический сигнал для передачи по некоторой среде передачи. Двухуровневый сигнал NRZI различает биты данных по наличию или отсутствию перехода на границе тактовой частоты.
Какое битовое значение соответствует переходу, на практике различается, и для обоих используется имя NRZI. Коды с ограничением длины серии (RLL) обычно описываются с использованием соглашения, согласно которому логическая 1 передается как переход, а логический 0 передается как отсутствие перехода. Протоколы HDLC и универсальной последовательной шины используют противоположное соглашение: логический 0 передается как переход, а логическая 1 передается как отсутствие перехода.
Для приемника может быть сложно точно подсчитать длинную серию битов без перехода, поэтому в дополнение к NRZI обычно используются некоторые средства для принудительного перехода через разумные интервалы. Магнитные диски и ленточные устройства хранения обычно используют коды RLL с фиксированной скоростью, в то время как HDLC и USB используют вставку битов : они вставляют дополнительный бит 0 (принудительный переход) после 5 или 6 (соответственно) последовательных 1 бит. Хотя вставка битов эффективна, она приводит к переменной скорости передачи данных, поскольку для отправки длинной строки из 1 бит требуется немного больше времени, чем для отправки длинной строки из 0 бит.
Синхронизированный NRZI ( NRZI-S , SNRZI ) и запись с групповым кодированием (GCR) являются модифицированными формами NRZI. [4] В NRZI-S каждая 8-битовая группа расширяется до 9 бит на 1, чтобы установить переход для синхронизации. [4]
Рандомизированный невозврат к нулю [ править ]
Возврат к нулю описывает линейный код, используемый в телекоммуникационных сигналах, в котором сигнал падает (возвращается) до нуля между каждым импульсом . Это происходит, даже если в сигнале встречается несколько последовательных нулей или единиц. Сигнал самосинхронизируется . Это означает, что отдельные часы не нужно отправлять вместе с сигналом, но страдает от использования удвоенной полосы пропускания для достижения той же скорости передачи данных по сравнению с форматом без возврата к нулю.
«Ноль» между каждым битом - это нейтральное состояние или состояние покоя, такое как нулевая амплитуда при импульсно-амплитудной модуляции (PAM), нулевой сдвиг фазы при фазовой манипуляции (PSK) или средняя частота при частотной манипуляции ( ФСК). Это «нулевое» условие обычно находится посередине между значащим условием, представляющим 1 бит, и другим значимым условием, представляющим 0 бит.
Хотя возврат к нулю содержит условие для синхронизации, он все же имеет компонент постоянного тока, приводящий к «дрейфу базовой линии» во время длинных строк из 0 или 1 бит, точно так же, как невозврат к нулю линейного кода .
См. Также [ править ]
 | Викискладе есть медиафайлы, связанные с невозвращением к нулю . |
- Биполярное кодирование
- Улучшенный E-NRZ-L без возврата к нулевому уровню
- Возврат к нулю
- Код строки
- Универсальный асинхронный приемник / передатчик
- Манчестерский кодекс
- Отметка и пробел
Ссылки [ править ]
- ^ IBM 729 II, IV, V, VI Магнитные ленты (PDF) (изд. 223-6988). 1962. с. 7 . Проверено 12 февраля 2018 .
- ^ a b c Палмер, Дин (2005). «Раздел 1: Системы записи, 1: Краткая история магнитной записи». В Васич, Бэйн ; Куртас, Эрозан М. (ред.). Кодирование и обработка сигналов для систем магнитной записи (1-е изд.). CRC Press LLC . С. I-6, I-15. ISBN 0-8493-1524-7.
- ^ США 2774646 , Phelps, Bryon Е., "Магнитный метод записи", опубликованной 1956-12-18, назначен IBM [1] (Смотри также: DE950858C)
- ^ a b Патель, Арвинд Мотибхай (1988). «5. Кодирование сигналов и контроля ошибок». В Mee, C. Denis; Дэниел, Эрик Д. (ред.). Магнитная запись . II: Компьютерное хранилище данных (1-е изд.). Книжная компания McGraw-Hill . ISBN 0-07-041272-3.
Дальнейшее чтение [ править ]
- Брей, Барри (2006). Микропроцессоры Intel . Колумбус: Пирсон Прентис Холл . ISBN 0-13-119506-9.
- Савард, Джон JG (2018) [2006]. «Цифровая запись на магнитную ленту» . квадиблок . Архивировано 2 июля 2018 года . Проверено 16 июля 2018 .
Эта статья включает материалы, являющиеся общественным достоянием, из документа Управления общих служб : «Федеральный стандарт 1037C» .(в поддержку MIL-STD-188 )
