イーサネット伝送にマンチェスター符号化を使用する必要があるのはなぜですか？

あるコンピューターから別のコンピューターにデータを転送する場合、データ（バイナリ形式）はまずNIC（ネットワークインターフェイスカード）に送られ、そこでデータがエンコードされ（タイマークロックティックなどを使用）、ネットワーク上で送信されます電子信号。

マンチェスターエンコーディングの例：

101110011001   // data
101010101010   // timer tick on network
000100110011   // result using XOR

NICがバイナリデータを直接転送しないのに、まずエンコードする必要があるのはなぜですか？

マンチェスターエンコーディングを使用すると、セルフクロッキング（エラーレートが低くなり、伝送の信頼性が向上する）という優れた利点があるためです。

これは、ビットをエンコードするために+5ボルトから0ボルトを見るのではなく、ビットのエンコード方法が送信の方向に依存するためです。

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通常、送信する前に最初にクロックを同期する必要があります。このエンコーディングのため、Manchester Encodingはこれを必要としません。

デジタル情報を送信するときにエンコード（使用するマンチェスターエンコードなど）を使用する理由は、少なくとも3つあります（それ以上の場合もあります）。

• データとクロックは1つの信号に結合されます。クロックがデータとともに送信されなかった場合、レシーバはデジタル値を抽出するために信号をいつサンプリングするかを知りません。送信機と受信機が何らかの形で完全に同期されている場合でも、伝送媒体の微小な遅延を考慮する必要があります。もう1つの方法は、データラインにクロックラインを付随させることですが、これによりワイヤ数が2倍になります。ケーブルとトランシーバーの帯域幅の要件（または機能）を2倍（または半分に抑える）にすると、より多くのワイヤとかさばるコネクタを使用するよりも安価で信頼性が高くなります。
• ヌル（ゼロ）の長い文字列は、デッドラインまたは切断されたラインのように見えなくなります。長い刺し傷は、もはやスタックレベルのようには見えません。
• エンコードされた信号は、よりバランスのとれたエネルギープロファイルを持ちます。つまり、時間とともに平均化された電圧はゼロに向かう傾向があります。回路基板上のロジック信号は、ロジック0に0ボルトを使用し、ロジック1に正電圧（古いTTLに5ボルト、最新のロジックに3.3ボルト以下）を使用します。すべてゼロのデータロジックのみがヌルエネルギープロファイルを持ちます。他のデータパターンは、常に平均電圧レベルが0を超え、磁場が特徴的です。しかし、マンチェスターなどのエンコーディングは正と負の両方の電圧レベルを使用するため、送信された信号によって作成される磁場は、互いに相殺する傾向があるため、はるかに小さくなります。これにより、ケーブル内でワイヤをより密に束ねることができますが、相互の干渉が少なくなります。（RS / EIA-232などの低速伝送方式でも、正と負の両方の電圧レベルを使用してエネルギープロファイルのバランスを取ります。おそらく、0.5メートル未満でエンクロージャ内のボード間接続は正電圧のみを使用します。）

マンチェスターエンコーディングが使用される理由を完全に知るには、次のことに注意する必要があります。

1. クロック信号
2. 同期信号
3. エンコーディング

その後、理由は次のとおりです。「必要なのは、外部クロックを参照せずにレシーバが各ビットの開始、終了、または中間を明確に決定する方法です

そして最後に、これを行うには、マンチェスターエンコーディングがアプローチの1つです。

基本的にマンチェスターコードは、他の多くのタイプよりも優先的に使用されます。これは自己同期であるためです。

データが変更されていないゼロまたは1の文字列がある場合、他のタイプとの同期が失われる可能性があります。マンチェスターコードでは、データが存在する場合は常に信号レベルに変化があるため、この問題はありません。

マンチェスターコードの唯一の問題は、8ビットが16ビットのデータになるため、データレートの2倍の周波数が必要になることです。したがって、5Kのデータレートが必要な場合は、10Kのボーレートが必要になります。

補遺リンクが許可されることを望みますが、許可されない場合は、マキシムのサイトにアクセスして、Managing Data Encoding for Radio Communicationsを検索してください。 http://www.maximintegrated.com/en/app-notes/index.mvp/id/3435 これは、誰でもこのエンコードのメリットを理解するのに役立ちます。