曼彻斯特编码

一种常用的的二元码线路编码方式

曼彻斯特编码(Manchester)又称裂相码、同步码、相位编码，是一种用电平跳变来表示1或0的编码方法，其变化规则很简单，即每个码元均用两个不同相位的电平信号表示，也就是一个周期的方波，但0码和1码的相位正好相反。由于曼彻斯特码在每个时钟位都必须有一次变化，因此，其编码的效率仅可达到50%左右。

简介

曼彻斯特编码是一种双相编码。它也是通过电平的高低转换来表示“0”或“1”，每位中间的电平转换既表示了数据代码，也作为定时信号使用。曼彻斯特编码常常用在以太网中。

编码规则

在曼彻斯特编码中，每一位的中间有一跳变，位中间的跳变既作时钟信号，又作数据信号。

曼彻斯特编码有两种相反的约定。

其中的第一种约定由1949年由GE托马斯（GE Thomas）首次出版，随后有众多作家使用，例如，安迪·塔南鲍姆（Andy Tanenbaum）。它指定对于0位，信号电平将为低高电平（假设对数据进行幅度物理编码）-在位周期的前半段为低电平，在后半段为高电平。对于1位，信号电平将为高-低。

第二种约定也被众多作者使用（例如William Stallings），IEEE 802.4（令牌总线）和IEEE 802.3（以太网）标准的低速版本所遵循。它指出逻辑0由高-低信号序列表示，逻辑1由低-高信号序列表示。

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编码原理

曼彻斯特编码是将时钟和数据包含在信号流中，在传输代码信息的同时，也将时钟同步信号一起传输到对方。曼彻斯特编码的每一个码元都被调制成两个电平，所以数据传输速率只有调制速率的1/2。

解码

有保证的跳变的存在使信号可以自计时，也可以使接收器正确对准。接收器可以识别它是否在半个比特周期内未对齐，因为在每个比特周期内将不再总是存在过渡。与更简单的NRZ编码方案相比，这些好处的代价是带宽需求增加了一倍。

优点

曼彻斯特编码方法主要具有以下的优点：1个比特的中间有一次电平跳变，两次电平跳变的时间间隔可以是T/2或T；利用电平跳变可以产生收发双方的同步信号；曼彻斯特编码是一种自同步的编码方式，即时钟同步信号就隐藏在数据波形中。在曼彻斯特编码中，每一位的中间有一跳变，该跳变既可作为时钟信号，又可作为数据信号。因此，发送曼彻斯特编码信号时无须另发同步信号。

特点

曼彻斯特编码特点如下：

(1)传输流的速率是原始数据流的两倍，要占用较宽的频带。

(2)信号恢复简单，只要找到信号的边缘进行异步提取即可。

(3)10Mb/s以太网(Ethernet)采用曼彻斯特码。

差分曼彻斯特编码

差分曼彻斯特编码也是一种双相码，和曼彻斯特码不同的是，这种编码的码元中间的电平转换边只作为定时信号，而不表示数据。数据的表示在与每一位开始处是否有电平转换，有电平转换表示0，无电平转换表示1。差分曼彻斯特码用在令牌环网中。

这两种双相码的每一个码元都要调制为两个不同的电平，因而调制速率是码元速率的2倍。这无疑对信道的带宽提出了更高的要求，所以实现起来更困难也更昂贵。但由于其良好的抗噪声特性和自定时能力因此在局域网中仍被广泛应用。

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