Кодирование данных. Основные понятия. Способы сигнального кодирования

Для передачи цифровых данных по каналам связи используются специальные двоичные коды. Коды эти стандартизованы и определены рекомендациями ISO (International Organization for Standardization) - Международной организации по стандартизации (МОС) или ITU-T (International Telecommunication Union – Technical Standard Sector) – Международный Союз Электросвязи, Сектор Технических стандартов телекоммуникаций (МСЭ-Т).

В узком смысле под терминомкодирование понимают переход от одной формы представления информации к другой форме, в частности к двоичной форме. При таком способе кодирования любая информация представляется в виде последовательности двоичных символов (0 и 1). Устройство, выполняющее операцию кодирования, называют кодирующим или кодером.

При двоичном кодировании букв, цифр, знаков (например, математических операций), так как набор этих символов намного больше двух, каждому символу соответствует некоторая последовательность двоичных цифр (бит), которую называют кодовой комбинацией или просто кодом. Например, русский алфавит из 32 букв можно закодировать последовательность из пяти двоичных цифр.

Кодом часто называют и само правило, описывающее отображение одного набора знаков в другой набор знаков (например, двоичный).

Объем алфавита (набора) символов, используемых при кодировании, называют основанием кода. Например, если набор символов двоичный, то такой код имеет основание 2 и называется двоичным. Таким кодом является азбука Морзе, 7-разрядный код ASCII и т.п.

Число символов в кодовой комбинации называют длиной кода, значностью или разрядностью. Если значность всех кодовых комбинаций одинакова, то код называется равномерным. Код Морзе неравномерный, 7-разрядный код ASCII – равномерный.

Обратную операцию перевода кодовых комбинаций в знаки исходного сообщения называют декодированием. Техническая ее реализация осуществляется декодирующим устройством или декодером. Совокупность кодирующего и декодирующего устройств образует подсистему, называемую кодеком.

Наиболее распространенным двоичным кодом является код ASCII (American Standard Code for Information Interchange), принятый для кодирования информации практически во всем мире (отечественный аналог – код КОИ-7), однако есть и другие виды кодирования, например, одношаговые, помехоустойчивые, оптимальные коды.

Чрезвычайно важным разделом кодирования (который называется физическим или сигнальным кодированием – signal coding) является способ представления двоичных цифр (0 и 1) в виде электрических или оптических сигналов, распространяющихся по линиям связи. Существуют несколько способов сигнального кодирования двоичных цифр:

l потенциальный (potential coding) способ, при котором единице соответствует один уровень напряжения, а нулю другой. Разность величин верхнего и нижнего уровня может быть различной.

l импульсный способ, когда для представления цифр используются импульсы различной или одной полярности.

Эти способы используются для кодирования данных при передаче как внутри компьютера, так и при передаче в компьютерных сетях. Однако линии связи во втором случае существенно отличаются по своим электрическим характеристикам от тех, которые существуют внутри компьютера.

Главное отличие внешних линий связи от внутренних состоит в их гораздо большей протяженности, а также в том, что они проходят вне экранированного корпуса по пространствам, зачастую подверженным воздействию сильных электромагнитных помех.

Это приводит к существенно большим искажениям прямоугольных импульсов (например, к "заваливанию" фронтов), чем внутри компьютера. Поэтому при передаче данных внутри и вне компьютера не всегда можно использовать одни и те же скорости и способы кодирования.

В частности потенциальное или импульсное кодирование применяется только на каналах высокого качества или на небольшие расстояния (до 1000 м), а в случае, когда канал вносит сильные искажения в передаваемые сигналы (например, при передаче данных по аналоговым телефонным линиям) применяют специфический способ сигнального кодирования – модуляцию с использованием гармонического (синусоидального) переносчика, той частоты, которую хорошо передает имеющаяся линия связи.

Дата добавления: 2015-04-24