> manchester | 01 10 | line <
// Manchester-Codierung – selbsttaktender Leitungscode für digitale Übertragung
Taktrückgewinnung
Garantierte Übergänge in jeder Bitperiode ermöglichen die Synchronisation des Takts.
Fehlererkennung
Fehlende Übergänge weisen sofort auf Übertragungsfehler hin.
Keine Gleichstromkomponente
Gleich lange High- und Low-Phasen eliminieren den Gleichstromversatz in der Übertragung.
>> technische informationen
Wie Manchester-Codierung funktioniert:
Bei der Manchester-Codierung wird jedes Bit als Übergang innerhalb einer Taktperiode dargestellt. Nach IEEE-Konvention wird "0" als Low-zu-High (01) und "1" als High-zu-Low (10) codiert. Dadurch gibt es in jeder Bitperiode einen Übergang zur Taktrückgewinnung.
Codierkonventionen:
IEEE 802.3 (Ethernet): 0 → 01 (steigender Übergang) 1 → 10 (fallender Übergang) Thomas (G.E. Thomas): 0 → 10 (fallender Übergang) 1 → 01 (steigender Übergang)
Warum Manchester verwenden:
- >Ethernet-Netzwerke
- >RFID-Kommunikation
- >NFC-Protokolle
- >Magnetstreifenkarten
- >Infrarot-Fernbedienungen
>> häufig gestellte fragen
Was ist Manchester-Codierung?
Manchester-Codierung ist ein Leitungscodierverfahren, das Takt- und Datensignal kombiniert. Jedes Bit wird durch einen Übergang in der Mitte der Bitperiode dargestellt, wodurch das Signal selbsttaktend wird.
IEEE- gegenüber Thomas-Konvention?
IEEE 802.3 (wie in Ethernet) codiert 0 als Low-zu-High-Übergang (01) und 1 als High-zu-Low (10). Die Thomas-Konvention ist umgekehrt. Die meisten modernen Systeme verwenden IEEE.
Was ist differentielle Manchester-Codierung?
Bei der differentiellen Manchester-Codierung werden Daten durch Vorhandensein oder Fehlen von Übergängen an Bitgrenzen dargestellt. "0" bedeutet keinen Übergang, "1" bedeutet einen Übergang, was sie unempfindlicher gegenüber Polaritätsinvertierungen macht.
Warum benötigt Manchester die doppelte Bandbreite?
Da jedes Datenbit als zwei Symbole codiert wird, benötigt Manchester-Codierung die doppelte Bandbreite des ursprünglichen Signals. Das ist der Preis für Selbsttaktung und Fehlererkennung.
// Vergleich
| Bit | IEEE 802.3 | G.E. Thomas |
|---|---|---|
| 0 | low → high | high → low |
| 1 | high → low | low → high |
// Durchgerechnetes Beispiel
Data 1 0 1 1 IEEE 802.3 (1 = low->high mid-bit): 01 10 01 01 G.E. Thomas (1 = high->low mid-bit): 10 01 10 10 Each bit = 2 half-bits, always one transition in the middle (self-clocking) Signal rate = 2 x bit rate (10 Mbit/s Ethernet -> 20 MHz on the wire) Diff. Manchester: a transition at bit START = 0, none = 1 (Token Ring)
>> Weitere Fragen
F: IEEE 802.3 oder G. E. Thomas – welche Konvention gilt?
A: Beide sind in Gebrauch und invers zueinander. IEEE 802.3 (10-Mbit/s-Ethernet) kodiert 0 als Wechsel von hoch nach tief, 1 als tief nach hoch; G. E. Thomas ist umgekehrt. Sender und Empfänger müssen dieselbe wählen.
F: Warum ist Manchester selbsttaktend?
A: Jedes Bit enthält einen Pegelwechsel in der Mitte. Der Empfänger kann daraus den Takt zurückgewinnen, ohne separate Taktleitung, und auch lange Folgen gleicher Bits verlieren die Synchronisation nicht.
F: Was ist der Preis dafür?
A: Pro Bit werden zwei Signalzustände übertragen, die Schrittrate verdoppelt sich also: 10-Mbit/s-Ethernet benötigt 20 MHz Bandbreite. Schnellere Ethernet-Varianten nutzen deshalb effizientere Leitungscodes.