GeeksForGeeks翻译(10)——Difference between Unipolar, Polar and Bipolar Line Coding Schemes
单极、极性和双极线路编码方案的区别
数据以及代表数据的信号可以是数字的，也可以是模拟的。线路编码是数字数据转换成数字信号的过程，通过这种技术，我们将位序列转换成数字信号。在发送方，数字数据被编码成数字信号，在接收方，通过解码数字信号来重建数字数据。
我们可以将线路编码方案大致分为五类:
1.单级的（如NRZ方案）
2.极性(如NRZ-L、NRZ-I、RZ和双相-曼彻斯特和差分曼彻斯特)。
3.双极(如AMI和伪三元)。
4.多层次的
5.多重过渡
但是，在了解前三种方案之间的差异之前，我们应该首先了解这些线路编码技术的特征:
- 应该有自同步功能，即接收器和发送器时钟应该同步。
- 应该有一些错误检测能力。
- 应该不受噪音和干扰的影响。
- 应该有更少的复杂性。
- 不应该有低频分量(DC分量),因为长距离传输对于低频分量信号是不可行的。
- 基线漂移应该少一些。
单极方案–
在这种方案中，所有信号电平要么高于轴，要么低于轴。
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NRZ-L and NRZ-I – 这些有点类似于单极NRZ方案，但这里我们使用两种幅度(电压)。对于NRZ-L(NRZ电平)，电压电平决定位的值，通常二进制1映射到逻辑高电平，
二进制0映射到逻辑低电平，对于NRZ-I(NRZ反相)，如果我们要传输的下一位是逻辑1，则两电平信号在边界处有一个跃迁，如果我们要传输的下一位是逻辑0，则没有跃迁。
注意–对于NRZ-I，我们在示例中假设数据集“01001110”开始前的信号为正。因此，在开始时没有转换，并且当前数据集“01001110”中的第一位“0”从+V开始。例如:Data = 01001110。
NRZ-L和NRZ-I之间的比较:基线漂移对两者来说都是一个问题，但对NRZ-L来说，它是NRZ-I的两倍。这是因为NRZ-I在边界处的转换(如果我们要传输的下一位是逻辑1)。类似地，自同步问题在两个0的长序列中是相似的，但是对于1的长序列，它在NRZ-L中更严重 -
归零(RZ)——NRZ问题的一个解决方案是RZ方案，它使用三个值正、负和零。在这个方案中，信号在每个比特的中间变为0。
注意–我们在这里用来表示数据的逻辑是，对于位1，信号的一半由+V表示，另一半由零电压表示；对于位0，信号的一半由-V表示，另一半由零电压表示。例如:数据= 01001。
RZ编码的主要缺点是它需要更大的带宽。另一个问题是复杂性，因为它使用三个电压电平。由于所有这些缺陷，这种方案今天没有被使用。取而代之的是表现更好的曼彻斯特和差分曼彻斯特方案。 -
双相(曼彻斯特和差分曼彻斯特)–曼彻斯特编码是RZ(比特中间的转换)和NRZ-L方案的某种组合。该比特的持续时间被分成两半。电压在前半段保持在一个电平，
在后半段移到另一个电平。位中间的转换提供同步。
差分曼彻斯特是RZ和NRZ-I方案的某种组合。在比特的中间总是有一个转变，但是比特值是在比特的开始确定的。如果下一位是0，则有一个转换，如果下一位是1，则没有转换。
注意——
1.我们在这里使用曼彻斯特来表示数据的逻辑是，对于位1，在该位的中间存在从-V到+V伏的转换，而对于位0，在该位的中间存在从+V到-V伏的转换。
2.对于差分曼彻斯特，我们在示例中假设在数据集“010011”开始之前的先前信号是正的。因此，在开始处存在转换，并且当前数据集“010011”中的第一位“0”从-V开始，例如:Data = 010011。
曼彻斯特方案克服了与NRZ-L相关联的几个问题，而差分曼彻斯特方案克服了与NRZ-1相关联的几个问题，因为没有基线漂移，也没有DC分量，这是因为每一位都有正负电压贡献。
唯一的限制是曼彻斯特和差分曼彻斯特的最小带宽是NRZ的两倍。
双极方案–
在这个方案中，有三个电压电平:正、负和零。一个数据元素的电压电平为零，而另一个数据元素的电压电平在正负之间交替。
- 交替标记反转(AMI)–零线电压代表二进制0。二进制1由正负电压交替表示。
- 伪三进制–位1编码为零电压，位0编码为正负交替电压，即与AMI方案相反。例如:数据= 010010。
双极方案是NRZ的替代方案。这种方案具有与NRZ相同的信号速率，但是没有DC分量，因为一个比特每次由电压0和其他交替来表示。
