曼徹斯特編碼

曼徹斯特編碼是一種雙相編碼。它也是通過電平的高低轉換來表示“0”或“1”，每位中間的電平轉換既表示了數據代碼，也作為定時信號使用。曼徹斯特編碼常常用在以太網中 ^[2]  。

在曼徹斯特編碼中，每一位的中間有一跳變，位中間的跳變既作時鐘信號，又作數據信號。

曼徹斯特編碼有兩種相反的約定。

其中的第一種約定由1949年由GE托馬斯（GE Thomas）首次出版，隨後有眾多作家使用，例如，安迪·塔南鮑姆（Andy Tanenbaum）。 ^[3]  它指定對於0位，信號電平將為低高電平（假設對數據進行幅度物理編碼）-在位週期的前半段為低電平，在後半段為高電平。對於1位，信號電平將為高-低。

第二種約定也被眾多作者使用（例如William Stallings） ^[4]  ，IEEE 802.4（令牌總線）和IEEE 802.3（以太網）標準的低速版本所遵循。它指出邏輯0由高-低信號序列表示，邏輯1由低-高信號序列表示。

其中非常值得注意的是，在每一位的"中間"必有一跳變，根據此規則，可以得出曼徹斯特編碼波形圖的畫法。例如：傳輸二進制信息0，若將0看作一位，我們以0為中心，在兩邊用虛線界定這一位的範圍，然後在這一位的中間畫出一個電平由高到低的跳變。後面的每一位以此類推即可畫出整個波形圖 ^[5]  。

曼徹斯特編碼是將時鐘和數據包含在信號流中，在傳輸代碼信息的同時，也將時鐘同步信號一起傳輸到對方。曼徹斯特編碼的每一個碼元都被調製成兩個電平，所以數據傳輸速率只有調製速率的1/2 ^[6]  。

有保證的跳變的存在使信號可以自計時，也可以使接收器正確對準。接收器可以識別它是否在半個比特週期內未對齊，因為在每個比特週期內將不再總是存在過渡。與更簡單的NRZ編碼方案相比，這些好處的代價是帶寬需求增加了一倍。

曼徹斯特編碼方法主要具有以下的優點：1個比特的中間有一次電平跳變，兩次電平跳變的時間間隔可以是T/2或T；利用電平跳變可以產生收發雙方的同步信號；曼徹斯特編碼是一種自同步的編碼方式，即時鐘同步信號就隱藏在數據波形中。在曼徹斯特編碼中，每一位的中間有一跳變，該跳變既可作為時鐘信號，又可作為數據信號。因此，發送曼徹斯特編碼信號時無須另發同步信號 ^[1]  。

曼徹斯特編碼特點如下 ^[7]  ：

(1)傳輸流的速率是原始數據流的兩倍，要佔用較寬的頻帶 ^[7]  。

(2)信號恢復簡單，只要找到信號的邊緣進行異步提取即可 ^[7]  。

(3)10Mb/s以太網(Ethernet)採用曼徹斯特碼 ^[7]  。

差分曼徹斯特編碼也是一種雙相碼，和曼徹斯特碼不同的是，這種編碼的碼元中間的電平轉換邊只作為定時信號，而不表示數據。數據的表示在與每一位開始處是否有電平轉換，有電平轉換表示0，無電平轉換表示1。差分曼徹斯特碼用在令牌環網中 ^[8]  。

這兩種雙相碼的每一個碼元都要調製為兩個不同的電平，因而調製速率是碼元速率的2倍。這無疑對信道的帶寬提出了更高的要求，所以實現起來更困難也更昂貴。但由於其良好的抗噪聲特性和自定時能力因此在局域網中仍被廣泛應用 ^[8]  。