Des notes destinées à éclaircir certains points
ou à apporter d'intéressants suppléments d'information
sont programmées pour apparaître lorsqu'on passe le curseur de souris
sur des icônes telles que
          
Pour des raisons de sécurité, certains navigateurs
bloquent l'apparition de ces notes (programmées en JavaScript) .
Des précieuses informations, exercices, réponses, aidant à comprendre,
à se repérer, à étendre ses connaisances sont alors perdues.

AUTORISEZ DONC VOTRE NAVIGATEUR A OUVRIR CES SCRIPTS !

CODAGE MANCHESTER
Sommaire
du Site

    
Avant : Boucle à Verrouillage de Phase
Suite : Codes synchrones
 

Pourquoi tant de types de codage différents ?

Les problèmes que peut poser la transmission d'un signal numérique sur un support de transmission
sont de plusieurs ordres :


  • Valeur moyenne importante
  • Insuffisance statistique de transitions.
  • Bande passante inadéquate.
Valeur moyenne importante
Les électroniciens savent qu'un signal ayant une valeur moyenne importante
crée des difficultés d'amplification et se propage mal sur les lignes à partir d'une certaine longueur.
Insuffisance statistique de transitions.
Nous avons vu en page précédente la nécessité d'une occurrence suffisament grande des transitions du signal codé
afin de synchroniser l'horloge du décodeur distant sur celle de l'encodeur du transmetteur.

Bande passante inadéquate.
La plupart des lignes filaires métalliques ont une bande passante considérable même sur des grandes longueurs.
A condition que ces lignes soient continues du transmetteur au récepteur.
Emission dite en "Bande de Base". (c.f. ici : )
Ce qui est le cas des liaisons entre divers appareils producteurs de flux numériques
entre eux sur un réseau local
ou entre eux et les équipements modulateurs/démodulateurs pour les transmissions distantes.


Ce n'est pas le cas des transmissions à distance passant par des centraux
qui les multiplexent :( ) ou : () dans des signaux porteurs d'un grand nombre d'échanges simultanés
de mutiples provenances vers de multiples destinations.

La bande pasante du signal à transmettre doit être transposée vers des valeurs normalisées.
C'est le rôle de la MODULATION. (Généralités c.f. ici : )

C'est pourquoi je mets en garde le lecteur de ne pas confondre les méthodes de codage que nous examinons ici
avec les méthodes de modulation qui sont exposées par ailleurs dans ce site.

Modulation d'amplitude (principes)
Modulations QAM
Modulations DSL


Une solution pour la synchronisation : un CODAGE JUDICIEUX

Le problème soulevé dans la page précédente,
( Faire en sorte que le signal comporte un nombre suffisant de transitions
pour que la PLL puissent maintenir l'isochronie des horloges émettteur-récepteur).
va trouver une solution acceptable dans la manière dont on code les bits transmis.

L'idée de principe est de coder l'information de telle manière que l'horloge de l'émetteur
puisse se déduire du signal lui-même.
Des codagees "autoporteurs d'horloge" en somme.

C'est le cas du code MANCHESTER.

Règles de codage Manchester
  • La valeur binaire "0" sera représenté par une transition montante du signal
  • La valeur binaire "1" sera représenté par un transition descendante du signal

Les transitions signifiant l'état du bit sont ici positionnées au centre du temps de bit.
Voir figure ci-dessous - diagramme rouge -



Je vous laisse réfléchir un moment.


Cette règle de codage Manchester a un inconvénient : l
a polarité du signal doit être respectée.
Si on inverse les fils à l'arrivée, le signal décodé n'est plus du tout le même qu'initialement.

Le codage "Manchester Différentiel" évite cet écueil.

Règles de codage Manchester différentiel

On se place au tout début de chaque temps de bit :

  • Le niveau "1" du signal est codé par une transition
    (montante ou descendante) en début du temps de bit.

  • Le niveau "0" du signal est codé par l'absence de transition
    en début du temps de bit.

  • Pour pouvoir effectuer ces transitions,
    le signal devra de plus revenir au niveau haut ou bas (selon les cas)
    au milieu de chaque temps de bit.

Un supplément d'explication ? Pointez l'icône ci-dessous.

Voir figure ci-dessus - diagramme vert -

Vous constatez qu'avec ces codes, inutile de repérer les extrémités des fils à l'arrivée,
puisque le sens des transitions est indifférent.
Ce qui évite les erreurs de câblage.


C'est bien vu ! Non ?

 


Intérêt des codages MANCHESTER ou MANCHESTER DIFFERENTIEL

 

Souvenez-vous de ce qui précède : la désynchronisation du récepteur par rapport au transmetteur est dûe à de longs passages stationnaires du signal

Avec les deux codages Manchester dans chaque temps de bit on a au moins une transition du signal.
Ce code peut donc même se passer de boucle de vérrouillage de phase (PLL)!
Et c'est pour cette raison qu'il a été longtemps employé,
avant même que les PLL aient été introduites dans les récepteurs de signaux numériques.

Mais une boucle de vérrouillage de phase ne nuit pas bien entendu.


Pensez-vous que nous sommes arrivés à un résultat satisfaisant ?
Justifiez votre réponse et vérifiez-la en cliquant ici :

Courrier des lecteurs :


Conclusion

La réponse précédente nous fait conclure que ce mode de codage,
s'il est rentable pour des liaisons courtes
(liaisons ou réseaux locaux industriels de terrain)où le prix des lignes n'intervient pas drastiquement,
il se révèle totalement hors copétition dans le cas des lignes de télécommunications à longue distance
où la bande passante est si chère.

Il va ENCORE trouver autre chose pour nos grands axes de télécommunications rapides.

Ce sera l'objet du chapitre suivant :
les codes synchrones.
Mais restez donc encore un peu par ici !

Violations de codage


Il est possible de violer les règles de codage sans affecter le signal transporté.
Quel intérêt me direz-vous ?

Très intéressant au contraire !
Si le dispositif de décodage du récepteur est capable de détecter une telle violation,
on pourra se servir de chacune de ces violations comme un signal, par exemple,
pour nous indiquer le début ou la fin d'une communication.

Ce signal est très précis. Il peut se détecter à une petite fraction de bit près.
On s'en sert dans les réseaux pour détecter les débuts de trame

La figure ci-dessus montre deux violations de codage marquées V.
Observez que ce sont des violations à la règle qui veut que le signal change
au milieu de chaque temps de bit.

Dans l'exemple de la figure, le détecteur de violations permettra de signifier
que la trame précédente se termine par :0 1 0 1 1 0 0 1(avant les 2 violations)
et que la suivante commence par : 10.


CODAGES RZ et NRZ

Il faut bien en parler puisque vous rencontrerez souvent ces termes
dans la littérature technique.

RZ signifie " Return to Zero"
NRZ signifie " No Return to Zero"


Dans un codage de type NRZ il n'y a que deux états de ligne : 0 ou 1
(0V ou 5V) ou (+12V ou - 12 V)

Dans un codage RZ il existe en plus un "état de latence"
pendant lequel la ligne ne transmet aucun bit.
Dans le diagramme RZ ci-dessous cet état est une tension nulle en ligne.
Je vous ai repéré ces temps de latence par des accolades et des petits zéros tout en bas en rouge.
Dans le sigle RZ : Zéro doit être compris comme cet état latent 0 intermédiaire.
Pas comme un état binaire significatif.

Un signal NRZ est constitué par une tension en ligne comprise
entre un niveau bas et un niveau haut (0 , 5 V, ou -12 , +12 V).

Le problème que comprendront très bien les électroniciens
est que ce signal possède une valeur moyenne.

  • Cette valeur moyenne se propage mal sur les lignes
  • L'électronique des récepteurs a des difficultés à traiter ce type de signal.
  • Le signal transporte ainsi une énergie électrique inutile.

On lui préfère le signal codé NRZ qui est du type alternatif et n'a, de ce fait,
aucun des inconvénients signalés pour RZ.

Mais en contrepartie, le spectre fréquentiel du signal RZ est plus élevé que pour NRZ.


Et maintenant, en route pour les codages évolués !

 

    
Avant : Boucle à Verrouillage de Phase
Suite : Codes synchrones
Sommaire

du Site