Non-Return-to-Zero

Das Binärsignal wird unter Verwendung einer Rechteckimpulsamplitudenmodulation mit polarem NRZ (L) oder polarem Code ohne Rückkehr zum Nullpegel codiert

In der Telekommunikation ist ein NRZ- Leitungscode ( Non-Return-to-Zero)ein Binärcode, in dem Einsen durch eine signifikante Bedingung, normalerweise eine positive Spannung, dargestellt werden, während Nullen durch eine andere signifikante Bedingung, normalerweise eine negative Spannung, dargestellt werden. ohne andere neutrale oder Ruhebedingung.

Für eine gegebene Datensignalisierungsrate, dh eine Bitrate, benötigt der NRZ-Code nur die Hälfte dervom Manchester-Code benötigten Basisbandbandbreite (die Durchlassbandbandbreite ist dieselbe).Die Impulse in NRZ haben mehr Energie als einRZ-Code ( Return-to-Zero ), der neben den Bedingungen für Einsen und Nullen auch einen zusätzlichen Ruhezustand aufweist.

Bei Verwendung zur Darstellung von Daten in einem asynchronen Kommunikationsschema erfordert das Fehlen eines neutralen Zustands andere Mechanismen für die Bitsynchronisation, wenn kein separates Taktsignal verfügbar ist.Da NRZ von Natur aus kein selbsttaktendes Signal ist, muss eine zusätzliche Synchronisationstechnik verwendet werden, um Bitverschiebungen zu vermeiden.Beispiele für solche Techniken sind eineBeschränkung mit begrenzter Lauflänge und ein paralleles Synchronisationssignal.

Inhalt

• 1 Varianten
  • 1.1 Unipolares Nicht-Zurück-Null-Niveau
  • 1.2 Bipolares Non-Return-to-Zero-Niveau
  • 1.3 Nicht-Zurück-Null-Raum
  • 1.4 Non-Return-to-Zero invertiert
  • 1.5 Randomisierte Nicht-Rückkehr auf Null
• 2 Siehe auch
• 3 Referenzen
• 4 Weiterführende Literatur
• 5 Externe Links

Varianten

NRZ kann auf einen der folgenden Serializer- Zeilencodes verweisen:

Code Name	anderer Name	Vollständiger Name	Beschreibung
NRZ (L)	NRZL	Non-Return-to-Zero-Level	Erscheint als rohe Binärbits ohne Codierung.Typischerweise wird Binär 1 auf Logikpegel hoch und Binär 0 auf Logikpegel niedrig abgebildet. Inverse Logic Mapping ist auch eine Art NRZ (L) -Code.
NRZ (I)	NRZI	Non-Return-to-Zero invertiert	Bezieht sich entweder auf einen NRZ (M) - oder NRZ (S) -Code.
NRZ (M)	NRZM	Non-Return-to-Zero-Marke	Serializer-Zuordnung {0: Konstante, 1: Umschalten}.
NRZ (S)	NRZS	Nicht auf Null zurückgesetztes Leerzeichen	Serializer-Zuordnung {0: Umschalten, 1: Konstante}.
NRZ (C)	NRZC	Nicht-Rückkehr-zu-Null-Änderung

Der NRZ-Code kann auch als polar oder unpolar klassifiziert werden, wobei sich polar auf eine Abbildung auf Spannungen von + V und –V und unpolar auf eine Spannungsabbildung von + V und 0 für die entsprechenden Binärwerte bezieht von 0 und 1.

Unipolares Non-Return-to-Zero-Niveau

Hauptartikel: Unipolare Kodierung Unipolares NRZ (L) oder unipolares Nicht-Zurück-Null-Niveau

"Eins" wird durch eine Gleichstromvorspannung auf der Übertragungsleitung dargestellt (herkömmlich positiv), während "Null" durch das Fehlen einer Vorspannung dargestellt wird - die Leitung bei 0 Volt oder geerdet.Aus diesem Grund wird es auch als "Ein-Aus-Keying" bezeichnet.In der Taktsprache geht eine "Eins" zu der nachlaufenden Taktflanke des vorherigen Bits über oder bleibt auf einem vorgespannten Pegel, während "Null" zu der nachlaufenden Taktflanke des vorherigen Bits übergeht oder auf dieser vorgespannt bleibt.Zu den Nachteilen von unipolarem NRZ gehört, dass es lange Reihen ohne Änderung ermöglicht, was die Synchronisation schwierig macht, obwohl dies nicht nur für den unipolaren Fall gilt.Eine Lösung besteht darin, keine Bytes ohne Übergänge zu senden.Kritischer und für unipolare NRZ einzigartig sind Probleme im Zusammenhang mit dem Vorhandensein eines übertragenen Gleichstrompegels - das Leistungsspektrum des übertragenen Signals nähert sich bei einer Frequenz von Null nicht Null an.Dies führt zu zwei signifikanten Problemen: Erstens führt die übertragene Gleichstromleistung zu höheren Leistungsverlusten als andere Codierungen, und zweitens erfordert das Vorhandensein einer Gleichstromsignalkomponente, dass die Übertragungsleitung DC-gekoppelt ist.

Bipolares Non-Return-to-Zero-Niveau

"Eins" wird durch einen physikalischen Pegel (normalerweise eine positive Spannung) dargestellt, während "Null" durch einen anderen Pegel (normalerweise eine negative Spannung) dargestellt wird.In der Taktsprache "schwingt" die Spannung im bipolaren NRZ-Pegel an der Hinterflanke des vorherigen Bittaktzyklus von positiv nach negativ.

Ein Beispiel hierfür ist RS-232, wobei "Eins" –12 V bis –5 V und "Null" +5 V bis +12 V beträgt.

Nicht auf Null zurückgesetztes Leerzeichen

Nicht auf Null zurückgesetztes Leerzeichen Encoder für NRZS, auf Null schalten

"Eins" wird durch keine Änderung der physischen Ebene dargestellt, während "Null" durch eine Änderung der physischen Ebene dargestellt wird.In der Taktsprache geht der Pegel an der nachfolgenden Taktflanke des vorherigen Bits über, um eine "Null" darzustellen.

Diese "Änderung auf Null" wird von High-Level Data Link Control und USB verwendet. Beide vermeiden lange Zeiträume ohne Übergänge (selbst wenn die Daten lange Sequenzen von 1 Bit enthalten), indem sie eine Null-Bit-Einfügung verwenden. HDLC-Sender fügen nach 5 zusammenhängenden 1 Bits ein 0-Bit ein (außer beim Senden des Rahmenbegrenzers "01111110").USB-Sender fügen nach 6 aufeinanderfolgenden 1 Bits ein 0-Bit ein.Der Empfänger am anderen Ende verwendet jeden Übergang - sowohl von 0 Bits in den Daten als auch von diesen zusätzlichen Nicht-Daten-0-Bits -, um die Taktsynchronisation aufrechtzuerhalten.Der Empfänger ignoriert ansonsten diese Nicht-Daten-0-Bits.

Non-Return-to-Zero invertiert

Ein Beispiel für die NRZI-Codierung, Übergang auf 1 Die entgegengesetzte Konvention, Übergang auf 0 Encoder für NRZI, umschalten auf einen

Nonreturn-to-zero, invertiert ( NRZI, auch bekannt als non return to zero IBM, Inhibit Code oder IBM -Code) wurde von E. Bryon Phelps (erdacht IBM ) in 1956. Es ist ein Verfahren zum Abbilden eines binären Signals an eine physikalisches Signal zur Übertragung über ein Übertragungsmedium.Das zweistufige NRZI-Signal unterscheidet Datenbits durch das Vorhandensein oder Fehlen eines Übergangs an einer Taktgrenze.

Welcher Bitwert einem Übergang entspricht, variiert in der Praxis, und der Name NRZI wird für beide verwendet.RLL-Codes ( Run-Length Limited ) werden im Allgemeinen unter Verwendung der Konvention beschrieben, dass eine logische 1 als Übergang und eine logische 0 als kein Übergang übertragen wird.DieProtokolle HDLC und Universal Serial Bus verwenden die entgegengesetzte Konvention: Eine logische 0 wird als Übergang und eine logische 1 als kein Übergang übertragen.

Eine lange Reihe von Bits ohne Übergang kann für einen Empfänger schwierig sein, genau zu zählen, so dass im Allgemeinen zusätzlich zu NRZI einige Mittel zum Erzwingen eines Übergangs in vernünftigen Intervallen verwendet werden.Magnetplatten- und Bandspeichergeräte verwenden im Allgemeinen RLL-Codes mit fester Rate, während HDLC und USB Bit-Stuffing verwenden : Sie fügen nach 5 bzw. 6 (jeweils) aufeinanderfolgenden 1 Bits ein zusätzliches 0-Bit ein (erzwingen einen Übergang).Während das Füllen von Bits effizient ist, führt es zu einer variablen Datenrate, da das Senden einer langen Zeichenfolge von 1 Bit etwas länger dauert als das Senden einer langen Zeichenfolge von 0 Bit.

Synchronisierte NRZI ( NRZI-S, SNRZI) und gruppencodierte Aufzeichnung (GCR) sind modifizierte Formen von NRZI.In NRZI-S wird jede 8-Bit-Gruppe durch eine 1 auf 9 Bit erweitert, um einen Übergang für die Synchronisation herzustellen.

Randomisierte Nicht-Rückkehr auf Null

Return-to-Zero beschreibt einen Leitungscode, der in Telekommunikationssignalen verwendet wird, bei denen das Signal zwischen jedem Impuls auf Null abfällt (zurückkehrt).Dies erfolgt auch dann, wenn im Signal mehrere aufeinanderfolgende Nullen oder Einsen auftreten.Das Signal ist selbsttaktend. Dies bedeutet, dass kein separater Takt neben dem Signal gesendet werden muss, sondern die doppelte Bandbreite verwendet wird, um die gleiche Datenrate im Vergleich zum Nicht-Rückkehr-zu-Null-Format zu erzielen.

Die „Null“ zwischen jedem Bit ein neutraler oder Ruhezustand, wie beispielsweise eine Null -Amplitude in Pulsamplitudenmodulation (PAM), Null - Phasenverschiebung in Phasenumtastung (PSK) oder mittlere Frequenz in Frequenzumtastung ( FSK).Diese "Null" -Zustand liegt typischerweise auf halbem Weg zwischen der signifikanten Bedingung, die ein 1-Bit darstellt, und der anderen signifikanten Bedingung, die ein 0-Bit darstellt.

Obwohl die Rückkehr auf Null eine Bestimmung für die Synchronisation enthält, enthält sie immer noch eine Gleichstromkomponente, die bei langen Zeichenfolgen von 0 oder 1 Bit zu einem "Grundlinienwander" führt, genau wie der Zeilencode, der nicht auf Null zurückkehrt.

Siehe auch

Wikimedia Commons hat Medien im Zusammenhang mit Non return to zero.

• Bipolare Codierung
• Verbessertes Non-Return-to-Zero-Level- E-NRZ-L
• Rückkehr auf Null
• Zeilencode
• Universal Asynchronous Receiver / Transmitter
• Manchester-Code
• Mark und Raum

Verweise

Weiterführende Literatur

• Brey, Barry (2006). Die Intel Mikroprozessoren. Columbus: Pearson Prentice Hall. ISBN 0-13-119506-9.
• Savard, John JG (2018) [2006]. "Digitale Magnetbandaufnahme". Quadibloc. Archiviert vom Original am 02.07.2018.Abgerufen am 16.07.2018.

Externe Links

• CodSim 2.0: Open-Source-Simulator für das digitale Datenkommunikationsmodell an der Universität von Malaga, geschrieben in HTML

Dieser Artikel enthält gemeinfreies Material aus demDokumentder General Services Administration : "Federal Standard 1037C". (zur Unterstützung von MIL-STD-188 )