Manchester-Codierung
Englisch: Manchester coding
Ein Leitungscode, bei dem die Codierung jedes Datenbits mindestens einen Wechsel aufweist und die gleiche Zeit beansprucht.
Manchester-Codierung: selbsttaktend mit garantierten Übergängen
Manchester-Codierung ist ein Leitungscode für digitale Kommunikation, bei dem jede Bitperiode mindestens einen Spannungsübergang enthält, unabhängig vom Bitwert 0 oder 1. In der Standardform wird eine 0 als Übergang von hoch zu tief und eine 1 als Übergang von tief zu hoch codiert, jeweils in gleichem Zeitintervall. Dies ermöglicht es einem Empfänger, Zeitinformationen direkt aus dem Signal zu extrahieren, ohne eine separate Taktleitung zu benötigen.
Der Hauptvorteil ist die Taktwiederherstellung. Weil Übergänge vorhersehbar innerhalb jeder Bitperiode auftreten, kann eine Phasenschleife oder andere Schaltung an diese Flanken ankoppeln und die Taktfrequenz automatisch zurückgewinnen. Dies entfällt die Notwendigkeit, ein separates Taktsignal neben den Daten zu verteilen, was die Verdrahtungskomplexität senkt und die Störfestigkeit in Systemen wie seriellen Bussen und lokalen Netzwerken verbessert. Frühe Ethernet-Varianten und einige industrielle Feldbussysteme nutzten Manchester-Codierung aus diesem Grund.
Der Preis ist Bandbreiteneffizienz. Manchester-Codierung benötigt die doppelte Bandbreite von reinem Binärcode, weil jedes Datenbit eine volle Bitperiode in Anspruch nimmt, aber nur einen Übergang zur Übertragung eines Bits nutzt. Eine Datenrate von 1 Mbps benötigt 2 MHz Bandbreite. Deshalb verlor Manchester-Codierung an Bedeutung in Hochgeschwindigkeitsanwendungen, wo separate Taktverteilung praktikabel wurde und Bandbreitennachteile unakzeptabel waren.
Differenzielle Manchester-Codierung
Differenzielle Manchester-Codierung (auch Biphase-Mark-Code genannt) kehrt die Codierungsregel um: Ein Übergang an der Bitgrenze tritt immer auf, und die Richtung dieses Übergangs (oder das Vorhandensein eines Übergans in der Bitmitte) codiert die Daten. Diese Variante ist robuster gegen Polaritätsumkehrungen auf der physischen Leitung und wurde in Token-Ring-Netzwerken und einigen militärischen Anwendungen eingesetzt.
Manchester-Codierung erscheint in älteren Industriesystemen, einigen speziellen Kommunikationsprotokollen und in Lehrveranstaltungen als Beispiel für selbsttaktende Leitungscodes. Moderne Hochgeschwindigkeitsstandards bevorzugen 8B/10B-Codierung, NRZI mit separaten Taktleitungen oder andere Verfahren, die Taktwiederherstellung, Bandbreite und Fehlererkennung besser ausgleichen. Das Verständnis von Manchester-Codierung bleibt notwendig beim Wartung und Fehlersuche in älteren Installationen oder beim Entwurf von Systemen mit extrem einfachen Schichten.