terug]
[naar
1e pagina]
[verder
]Coderingen
Tekencoderingen
Als data verstuurd moet worden over het netwerkmedium (voor het gemak nemen we een koperkabel als voorbeeld), dan moet de informatie (het frame) gecodeerd worden. Over de kabel kan immers alleen maar stroom worden verstuurd. (Bij glasvezel echter lichtpulsen, bij draadloze verbindingen radio/licht golven.)
Heel simplistisch kan alle data worden geschreven als binaire code, waarna een "0" kan worden beschouwd als "geen-stroom" en een "1" als "wel-stroom". In de praktijk ligt dat allemaal iets complexer.
Dat begint al met de eerste vertaalslag welke gemaakt moet worden als gegevens worden ingetypt.
Gegevens moeten dan worden gecodeerd naar getallen, welke als binaire waarde kunnen worden geschreven.
Die conversie kan bijvoorbeeld plaats vinden middels de ASCII-conversie.
ASCII is de American Standard Code for Information Interchange. Hoewel dit de meest gebruikte methode is om tekens te coderen zijn er ook nog andere methoden welke gebruikt kunnen worden voor communicatie tussen verschillende programma's.
| EBCDIC | Extended Binary Coded Decimal Interchange Code; door IBM gebruikte codering voor AS400's en mainframes | ||||||
| UCS | Universal Character Set (ISO/IEC 10646
standaard) (is niet meer dan een conversietabel)
|
||||||
| UTF | Unicode Transformation Format (heeft naast
een conversietabel ook regels en specificaties voor "lastige"
talen.
|
Voorbeeld
| Code reeks hexadecimaal |
UTF-16 | UTF-8 binair | Notes |
| 000000 - 00007F | 00000000 0xxxxxxx | 0xxxxxxx | De overeenkomstige ASCII reeks: byte begint met zero |
| 000080 - 0007FF | 00000xxx xxxxxxxx | 110xxxxx 10xxxxxx | 1e byte begint met 110 of 1110, het volgende byte(s) begin(t)(en) met 10 |
| 000800 - 00FFFF | xxxxxxxx xxxxxxxx | 1110xxxx 10xxxxxx 10xxxxxx | |
| 010000 - 10FFFF | 110110xx xxxxxxxx 110111xx xxxxxxxx |
11110xxx 10xxxxxx 10xxxxxx 10xxxxxx | UTF-16 vereist surrogaten; het bit patroon is niet identiek aan UTF-8 |
Als verschillende programma's met elkaar communiceren is het noodzakelijk dat ze hetzelfde coderingsysteem ondersteunen. Ter illustratie: Iemand verstuurt een email met onderstaande instelling voor Outlook.
Dan is het te hopen dat de ontvanger een mail-programma heeft wat deze codering ook snapt. Anders is het waarschijnlijk dat de ontvanger allemaal "vreemde tekens" ontvangt. En om dit te voorkomen zijn er gelukkig standaarden, waardoor verschillende programma's dezelfde codes "snappen".
Byte coderingen
De volgende stap.
De tekst is gecodeerd en moet nu verstuurd worden.
De gecodeerde tekst bestaat uit byte-waarden. Elke byte is opgebouwd uit "0"-en en "1"-en.
Er zijn verschillende methoden ontwikkeld om bits te coderen in b.v. elektrische pulsen.
Manchester Phase Encoding (MPE)
Deze codering wordt gebruikt door Ethernet en wordt gespecificeerd in IEEE 802.3.
Bij deze codering is niet het voltage bepalend voor het signaal, maar juist de overgang van plus naar min of van min naar plus.
Elk bit wat verstuurd moet worden heeft een bepaalde tijdsduur. Dit wordt aangegeven met een klokcyclus. In één klokcyclus wordt dus 1 bit verstuurd.
Een "1" wordt verstuurd door een in de eerste helft van de klokcyclus een negatief voltage te sturen en in de tweede helft een positief voltage.
Een "0" wordt verstuurd door een in de eerste helft van de klokcyclus een positief voltage te sturen en in de tweede helft een negatief voltage.
Deze methode van coderen zorgt ervoor dat zender en ontvanger gesynchroniseerd kunnen worden, omdat het medium op een gegeven ogenblik ofwel -0,85 V stuurt, ofwel +0,85V ofwel 0V.
Deze wijze levert een heel betrouwbare data-overdracht op.
Non Return to Zero (NRZ)
Deze methode wordt gebruikt in het SR-232 seriële protocol.
"1"-en worden gecodeerd met een vast voltage en "0"-en met een andere.
Er is geen "neutrale" stand.
De "0"-en worden daarom meestal met 0V aangegeven.
Deze methode levert een veel hogere bandbreedte dan b.v. MPE, maar levert ook meer synchronisatieproblemen op bij reeksen "0"-en en "1"-en. De ontvanger heeft dan geen duidelijk onderscheid tussen de verschillende bits, waardoor de kans bestaat dat de klokken niet meer synchroon gaan lopen.
Demping van het signaal geeft al na relatief korte afstand problemen met signaalruis.
Return to Zero (RZ)
Een "0" wordt weergegeven met 0V en "de "1"-en met een +V waarde voor de eerste helft van een klokcyclus en met 0V voor de tweede helft. Hierdoor wordt het gemiddelde voltage gereduceerd met de helft. Verder wordt is elke "1" nu wel duidelijk herkenbaar door de wijziging in het voltage, waardoor de klokken synchroon kunnen blijven lopen. De Bandbreedte wordt evenwel minder, omdat nu elke "1" een volledige klokcyclus gebruikt (in vergelijking tot NRZ).
Non Return to Zero Invertive (NRZ-I)
Hierbij hangt de waarde van een "1" af van de waarde welke daarvoor was verstuurd.
Als de waarde 0V was, dan wordt een "1" gecodeerd als +V, maar als de vorige waarde +V was, dan wordt een "1" gecodeerd als 0V.
Een "0" wordt gecodeerd als dezelfde waarde als de vorige waarde.
Een "1" draait dus de verwisselt dus de waarde.
Differential Manchester Encoding (DME)
Wordt gebruikt voor Token Ring netwerken.
Dit is een variatie op MPE, waarbij de eerste helft van een "1" gelijk is aan de tweede helft van het vorige bit, en de tweede helft heeft de andere waarde. M.a.w. een "1" begint dus met GEEN overgang.
Een "0" begint juist wel met een overgang.
Elk bit veroorzaakt dus een overgang, waardoor kloksynchronisatie verzekerd is.
Er zijn nog talrijke ander coderingsystemen, elk met eigen voor- en nadelen.
En er ontstaan nog steeds nieuwe methoden. Vooral omdat de snelheid en de frequenties steeds hoger moeten, waardoor synchronisatieproblemen en problemen met hoge voltages (hitte) moeten worden opgelost.
4B/5B (Block coding)
5B/6B
8B/6T
8B/10B
MLT-3
PAM-5 (Pulse Amplitude Modulation 5)
FSR (Feedback Shift Register)
Informatie hierover is zeker op het Internet te vinden.
Het is hier niet de bedoeling om volledig te zijn, maar meer om een globaal beeld te schetsen.
terug]
[naar
1e pagina]
[verder
]