Im einfachsten Fall wird den logischen Zuständen 0 und 1 ein Pegel auf der physikalischen Leitung zugeordnet. Beim seriellen RS-232-Protokoll entspricht etwa eine negative Spannung einer logischen Eins, eine positive Spannung einer logischen Null. Werden jetzt lauter Nullen übertragen, tut sich auf der Leitung nichts. Dadurch können bei asynchronem Takt ca. wenige (5 bis 8) Bits in einem Block übertragen werden, die mit einer Startsequenz gekennzeichnet werden, oder es ist eine zusätzliche Taktleitung zur Synchronisation nötig.

Serielle Übertragung (RS-232):

                            Start               Stop
  Datenbits:                  1 1 0 1 0 0 0 1
  Leitungsbits:        .... 0 1 1 0 1 0 0 0 1 1 1 ....
  Spannungspegel:      ---- + - - + - + + + - - - ----
 

Dies wird durch die Manchesterkodierung geändert: Hier entspricht eine Null-Eins-Folge einer logischen Eins (steigende Flanke), eine Eins-Null-Folge (fallende Flanke) einer logischen Null:

Manchestercode:

 Datenbits:       0   1   0   1   1   1   0   1  
 Leitungscode:   0 1 1 0 0 1 1 0 1 0 1 0 0 1 1 0 
 Pegel:          - + + - - + + - + - + - - + + - 

Hierdurch wird erreicht, dass

1. immer Pegelwechsel zur Taktrückgewinnung vorhanden sind,

2. der Gleichspannungsanteil (im Mittel) gleich Null ist.

Die Leitungscodes sollten bei elektrischer Übertragung in dem Mittel gleichspannungsfrei sein, weil eine Übertragung von Gleichspannung über lange Leitungen nicht möglich ist. Der Manchestercode leistet dies automatisch, da 01 als auch 10 gleichspannungsfrei sind.

Durch die permanenten Pegelwechsel wird eine Taktrückgewinnung möglich. Eine gesonderte Leitung für den Takt erübrigt sich daher. In dem Falle der Manchestercodierung wird eine Startsequenz mit einer Folge von vielen Eins-Null-Datensequenzen (ca. 10-30) - also 10011001100110... auf der Leitung - eine PLL in dem Empfänger synchronisert. Eine Eins-Eins-Sequenz (...110011010) startet die eigentliche Datenübertragung. Danach folgt ein Datenpaket mit mehreren tausend Bits.

Taktrückgewinnung durch PLL bei Manchesterkodierung:

                  PLL wird synchr.   | PLL bleibt synchronisiert
                                        Start    
Datenbits:                                   0 1 1 0 0 0 0 0 0 1 ...
Sync/Daten:       1 0 1 0 1 ...0 1 0 1 0 1 1 0 1 1 0 0 0 0 0 0 1 ...
Leitungsbits:     1001100110...0110011001101001101001010101010110...
Pegel:            +--++--++-...-++--++--++-+--++-+--+-+-+-+-+-++-...

Der Leitungscode hat bei der Manchestercodierung doppelt so viele Bits wie der Datenstrom, er ist hinsichtlich der erforderlichen Bandbreite ungünstig. Andere Kodierungen, etwa 4 Datenbits auf 5 Codebits (4B5B), sind hier besser, daneben wird bei mehreren Bits eine Fehlererkennung möglich:

3. Verringerung der erforderlichen Leitungsbandbreite

4. Fehlererkennung

Statt zwei (+/-, binär) können bei elektrischer Übertragung auch drei (+/=/-, ternär) oder noch mehr Spannungspegel eingesetzt.

Block-Code (4 Bits auf 3 Ternär-Pegel, 4B3T):

 Datenbits:          0   1   1   0   0   0   1   0  
 Datenblöcke:      |     0110      |     0010      |
 Ternärcode:       |      ==+      |      -=+      |
 Spannungspegel:      0    0    +     -    0    +  

So genannte Block-Codes werden gewöhnlich mit pBqX genannt. Dabei ist "p" die Anzahl der Bits, die in "q" Stellen der X-Struktur abgebildet werden.

• 4B5B ist ein Code, der jeweils 4 Bits auf 5 Bits abbildet, also 16 (2⁴) Block-Codes auf 32 (2⁵) Leitungscodes. Von den 32 Leitungscodes werden ca. solche benutzt, die einen Spannungswechsel enthalten und mindestens zwei gleiche Pegel zwischen Spannungssprüngen enthalten. Wesentliche Merkmale sind Taktrückgewinnung und Bandbreitenreduktion. Der Code ist nicht gleichstromfrei, kann aber durch Verwendung von MLT-3 mit drei Spannungspegeln gleichstromfrei gemacht werden, wobei die Bandbreite weiter reduziert wird.

• 4B3T bildet entsprechend je 4 Bits auf eine 3er Gruppe mit drei Spannungsstufen ab (Ternäres Signal), und damit 16 (2⁴) Block-Codes auf 27 (3³) Leitungscodes. Manche Block-Codes werden auf mehrere Leitungscodes abgebildet, so dass durch Wahl des "besseren" Codes der aktuelle Gleichstromanteil jeweils reduziert werden kann. Dazu wird das Vorzeichen des Anteils bei der Übertragung summiert, die Summe beeinflusst die Wahl des Leitungscodes. Merkmale von 4B3T sind Taktrückgewinnung, kleiner Gleichstromanteil und Bandbreitenreduktion.

• Der Manchestercode trägt die Nennung 1B2B (1 Bit auf 2 Bits), nämlich 2 (2¹) Block-Codes auf 4 (2²) Leitungscodes, benutzt von den vier jedoch ca. zwei Leitungscodes, 01 und 10, da die beiden anderen keine Spannungswechsel enthalten. Die Kodierung ist simpel, sie ist gleichstromfrei und erlaubt die Taktrückgewinnung. Die erforderliche Leitungsbandbreite ist jedoch größer als ohne Code.

• 2B1Q bildet jeweils 2 (2²) Bits auf einen Spannungspegel mit 4 (4¹) Stufen ab (Quaternärer Pegel). Der Code ermöglicht Bandbreitenreduktion, jedoch keine Taktrückgewinnung und keine Gleichstromfreiheit.

Die Kodierung eines Leitungscodes wie 4B5B oder 8B10B wandelt eine Binärfolge in eine weitere Binärfolge um. Die kodierte Bitfolge muss dann noch auf Intensitäten umgesetzt werden. Mit NRZ (non return to zero) wird die einfache Zuordnung von logischen Werten (0 und 1) auf zwei Pegel genannt. Bei NRZ-I werden ebenfalls ca. zwei Pegel benutzt, die logische 1 wird jedoch einem Pegelwechsel zugeordnet, während eine logische 0 den Pegel konstant hält. FDDI benutzt bei der Übertragung über Glasfasern zu dem Beispiel erst 4B5B und dann NRZ-I. Bei der elektrischen Übertragung von Ethernet mit 100 Mbit/s über verdrillte Paare (100-Base-TX) wird ebenfalls zunächst 4B5B benutzt. Daran wird zur Reduktion des Gleichspannungsanteils der drei-Pegel-Code MLT-3 angefügt (Pseudoternärsignal). Das wenig verbreitete Ethernet über Glasfaser (100-Base-FX) benutzt aber 4B5B/NRZ-I.

• NRZ-Code (RS-232, eigentlich kein Code)
• RZ-Code (Weiterentwicklung des NRZ-Codes)
• MLT-3-Code Gleichstromarme Umsetzung von Binärfolgen auf drei Spannungspegel
• Manchester-Code (10 Mbit/s Ethernet)
• AMI-Code
• 4B5B-Code (FDDI, 100 Mbit/s Ethernet)
• 8B10B-Code (10 Gigabit Ethernet)
• 64B65B-Code
• HDB3-Code (ISDN-Basisanschluss S₀)
• 4B3T-Code (ISDN-Basisanschluss U_K0)
• 2B1Q-Code (Teilnehmeranschlüsse , HDSL)
• Trellis-Code
• TC-PAM (Gigabit Ethernet)
• Carrier Amplitude and Phase

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Beurteilung: Zu unverständlich formuliert.