أنظمة الترميز الرقمي: شرح شامل
يُعدّ فهم أنظمة الترميز الرقمي أمراً أساسياً في عالم الاتصالات الرقمية. فهي الطريقة التي يتم بها تمثيل البيانات الرقمية (الصفر والواحد) كإشارات كهربائية أو ضوئية لنقلها عبر قنوات الاتصال. تنقسم هذه الأنظمة إلى ثلاث فئات رئيسية، سنستعرضها بالتفصيل في هذا المقال.
استعراض الترميز أحادي القطب
يتميز هذا النظام باستخدامه مستوى جهد واحد فقط لتمثيل الصفر، و مستوى جهد آخر لتمثيل الواحد. فمثلاً، يمكن تمثيل الصفر بجهد صفري والواحد بجهد موجب.
مميزات الترميز أحادي القطب:
- بساطة التصميم وقلة التكلفة.
عيوب الترميز أحادي القطب:
- استهلاك طاقة أعلى مقارنةً بأنظمة أخرى.
- صعوبة في تحقيق المزامنة الذاتية.
مثال على ذلك نظام Non Return to Zero (NRZ).
فهم الترميز ثنائي القطب
يستخدم هذا النظام ثلاثة مستويات للجهد: موجب، سالب، وصفر. غالباً ما يُمثل الصفر بجهد صفري، بينما يتناوب تمثيل الواحد بين جهد موجب وسالب بشكل متعاقب. وهناك عدة أنواع من الترميز ثنائي القطب:
أنواع الترميز ثنائي القطب:
- AMI (Alternate Mark Inversion): يمثل الصفر بجهد صفري، والواحد بجهد موجب أو سالب بالتناوب.
- B8ZS (Bipolar with 8-Zero Substitution): يشابه AMI، لكنه يضيف آلية خاصة للمزامنة عند وجود تسلسلات طويلة من الأصفار.
- HDB3 (High-Density Bipolar 3): يُصمم خصيصاً لتحسين المزامنة في وجود تسلسلات طويلة من الأصفار.
نظرة على الترميز القطبي
في هذا النظام، تقع مستويات الجهد على جانبي المحور الصفري. يستخدم مستويين من الجهد: موجب وسالب لتمثيل الصفر والواحد. يوجد العديد من الأنواع ضمن هذا النظام، منها:
أنظمة الترميز القطبي:
- RZ (Return to Zero): يعود مستوى الجهد إلى الصفر بين كل بت.
- NRZ (Non-Return to Zero): لا يعود مستوى الجهد إلى الصفر بين كل بت، ويشمل NRZ-L و NRZ-I.
- Biphase: يشمل مانشستر ومانشستر التفاضلية.
خاتمة
يُظهر هذا الاستعراض التنوع الكبير في أنظمة الترميز الرقمي، وكل نظام له مميزاته وعيوبه، واختيار النظام المناسب يعتمد على متطلبات التطبيق وخصائص قناة الاتصال.
