Techniques de codage des données

Encoding est le processus de conversion des données ou d'une séquence donnée de caractères, symboles, alphabets, etc., dans un format spécifié, pour la transmission sécurisée des données. Decoding est le processus inverse de codage qui consiste à extraire les informations du format converti.

Encodage des données

Le codage est le processus d'utilisation de divers modèles de niveaux de tension ou de courant pour représenter 1s et 0s des signaux numériques sur la liaison de transmission.

Les types courants de codage de ligne sont unipolaire, polaire, bipolaire et Manchester.

Techniques d'encodage

La technique de codage des données est divisée selon les types suivants, en fonction du type de conversion de données.

• Analog data to Analog signals - Les techniques de modulation telles que la modulation d'amplitude, la modulation de fréquence et la modulation de phase des signaux analogiques relèvent de cette catégorie.

• Analog data to Digital signals- Ce processus peut être qualifié de numérisation, qui est effectuée par modulation de code d'impulsion (PCM). Par conséquent, ce n'est rien d'autre qu'une modulation numérique. Comme nous l'avons déjà mentionné, l'échantillonnage et la quantification en sont les facteurs importants. La modulation Delta donne une meilleure sortie que PCM.

• Digital data to Analog signals- Les techniques de modulation telles que la modulation par décalage d'amplitude (ASK), la modulation par décalage de fréquence (FSK), la modulation par décalage de phase (PSK), etc. relèvent de cette catégorie. Ceux-ci seront discutés dans les chapitres suivants.

• Digital data to Digital signals- Ce sont dans cette section. Il existe plusieurs façons de mapper des données numériques sur des signaux numériques. Certains d'entre eux sont -

Non retour à zéro (NRZ)

NRZ Codes a 1 pour niveau de tension élevé et 0pour le niveau de basse tension. Le comportement principal des codes NRZ est que le niveau de tension reste constant pendant l'intervalle de bits. La fin ou le début d'un bit ne sera pas indiqué et il maintiendra le même état de tension, si la valeur du bit précédent et la valeur du bit actuel sont identiques.

La figure suivante explique le concept de codage NRZ.

Si l'exemple ci-dessus est considéré, comme il y a une longue séquence de niveau de tension constant et que la synchronisation d'horloge peut être perdue en raison de l'absence d'intervalle de bits, il devient difficile pour le récepteur de différencier entre 0 et 1.

Il existe deux variantes de NRZ à savoir -

NRZ - L (NRZ - NIVEAU)

Il y a un changement de polarité du signal, uniquement lorsque le signal entrant passe de 1 à 0 ou de 0 à 1. C'est la même chose que NRZ, cependant, le premier bit du signal d'entrée doit avoir un changement de polarité.

NRZ - I (NRZ - INVERSÉ)

Si un 1se produit au niveau du signal entrant, puis il se produit une transition au début de l'intervalle de bits. Pour un0 au signal entrant, il n'y a pas de transition au début de l'intervalle de bits.

Les codes NRZ ont un disadvantage que la synchronisation de l'horloge de l'émetteur avec l'horloge du récepteur est complètement perturbée, lorsqu'il y a une chaîne de 1s et 0s. Par conséquent, une ligne d'horloge distincte doit être fournie.

Encodage biphasé

Le niveau du signal est vérifié deux fois pour chaque temps de bit, à la fois initialement et au milieu. Par conséquent, la fréquence d'horloge est le double de la vitesse de transfert de données et ainsi la vitesse de modulation est également doublée. L'horloge est tirée du signal lui-même. La bande passante requise pour ce codage est supérieure.

Il existe deux types de codage biphasé.

• Manchester biphasé
• Différentiel Manchester

Manchester biphasé

Dans ce type de codage, la transition se fait au milieu de l'intervalle binaire. La transition pour l'impulsion résultante est de haut vers bas au milieu de l'intervalle, pour le bit d'entrée 1. Alors que la transition est de bas vers haut pour le bit d'entrée0.

Différentiel Manchester

Dans ce type de codage, il se produit toujours une transition au milieu de l'intervalle de bits. S'il se produit une transition au début de l'intervalle de bits, le bit d'entrée est0. Si aucune transition ne se produit au début de l'intervalle de bits, le bit d'entrée est1.

La figure suivante illustre les formes d'onde du codage NRZ-L, NRZ-I, Manchester biphasé et Manchester différentiel pour différentes entrées numériques.

Codage de bloc

Parmi les types de codage par blocs, les plus connus sont le codage 4B / 5B et le codage 8B / 6T. Le nombre de bits est traité de différentes manières, dans ces deux processus.

Encodage 4B / 5B

Dans le codage Manchester, pour envoyer les données, les horloges à double vitesse sont nécessaires plutôt que le codage NRZ. Ici, comme son nom l'indique, 4 bits de code sont mappés avec 5 bits, avec un nombre minimum de1 bits dans le groupe.

Le problème de synchronisation d'horloge dans le codage NRZ-I est évité en attribuant un mot équivalent de 5 bits à la place de chaque bloc de 4 bits consécutifs. Ces mots de 5 bits sont prédéterminés dans un dictionnaire.

L'idée de base de la sélection d'un code à 5 bits est que, il devrait avoir one leading 0 et il devrait avoir no more than two trailing 0s. Par conséquent, ces mots sont choisis de telle sorte que deux transactions aient lieu par bloc de bits.

Encodage 8B / 6T

Nous avons utilisé deux niveaux de tension pour envoyer un seul bit sur un seul signal. Mais si nous utilisons plus de 3 niveaux de tension, nous pouvons envoyer plus de bits par signal.

Par exemple, si 6 niveaux de tension sont utilisés pour représenter 8 bits sur un seul signal, alors un tel codage est appelé codage 8B / 6T. Par conséquent, dans cette méthode, nous avons jusqu'à 729 (3 ^ 6) combinaisons pour le signal et 256 (2 ^ 8) combinaisons pour les bits.

Ce sont les techniques les plus utilisées pour convertir des données numériques en signaux numériques en les compressant ou en les codant pour une transmission fiable des données.