Netzwerk-Grundlagen, Teil 1

Kodierung als Lösung

Es ist daher sinnvoll dafür zu sorgen, dass auch bei konstanten Werten Signalwechsel stattfinden. Ein Ansatz dazu ist die Kodierung Non-Return to Zero Inverted (NRZI). Dabei gilt die Regel, dass bei einer 1 der Pegel sich ändert, das heißt von low auf high oder von high auf low springt. Dadurch wird aus der Folge 0 1 1 1 1 die Signalfolge low high low high low. NRZI löst das Problem von vielen aufeinander folgenden Einsen, hilft aber nicht bei langen Folgen von Nullen.

Ein weitergehender Ansatz ist die Manchester-Kodierung. Man kann sich dabei die Übertragung mit doppelter Rate vorstellen, das heißt für jeden Wert stehen zwei Zeiteinheiten zur Verfügung. Dann überträgt man die Folge low-high für 0 und high-low für 1. So ist gewährleistet, dass für jeden übertragenen Wert mindestens ein Signalwechsel stattfindet. Nachteil ist, dass jetzt für jeden Wert zwei Zeiteinheiten gebraucht werden oder, umgekehrt, in der gleichen Zeit nur halb so viele Werte übertragen werden können. Von den vier möglichen Signalfolgen werden nur noch zwei verwendet.

Es gibt eine ganze Reihe weiterer Schemata für die Kodierung, die auf diesen Ideen beruhen. Der verbreitete 4B5B-Code überträgt 4 Bit mit 5 Signalwerten. Die Zuordnung ist dabei so gewählt, dass nie mehr als 3 Nullen hintereinander kommen. Zusammen mit einer NRZI-Kodierung ermöglicht der Code bei nur geringem Mehraufwand (20 %) eine deutliche Verbesserung der Taktregenerierung.

In diesem Zusammenhang wird oft das Maß Baud (Bd) benutzt. Die Einheit ist benannt nach dem französischen Ingenieur Baudot 1 ,der den Baudot-Code - den Vorläufer des ASCII-Codes - entwickelte. Die Anzahl der pro Sekunde erfolgten Übertragungen bezeichnet man als Baudrate. Wenn mit jeder Übertragung genau ein Bit dargestellt wird, entspricht die Baudrate dem Maß Bit/s. Anderseits sind bei der Manchester-Kodierung zwei Übertragungen pro Bit notwendig. Damit ist die Baudrate doppelt so hoch wie die Anzahl der Bits pro Sekunde. Können bei der Übertragung mehr als nur zwei Zustände unterschieden werden, ist umgekehrt die Baudrate kleiner als die Zahl der Bits pro Sekunde.