디지털 신호 인코딩

종류

Non-return to Zero

NRZ 기법은 비트 간격 동안 일정한 전압을 유지하며, 비트 간에는 0으로 돌아가지 않는 방식이다.

Non-return to Zero - Level (NRZ-L)
- NRZ-L에서는 전압 레벨이 이진 데이터에 직접적으로 대응된다.
- 일반적으로 이진 1은 하나의 전압 레벨로, 이진 0은 다른 전압 레벨로 표현된다.
  - 0: high level
  - 1: low level
비트 간에 중립 전압으로 돌아가지 않는다.
Non-return to Zero Inverted (NRZI)
- NRZI에서는 전압 레벨의 변화가 이진 1이 전송될 때만 발생한다. 이진 0은 전압 변화가 없다.
- 신호가 특정 전압 레벨보다는 전환에 의존된다.
  - 0: interval 시작 시 전환 없음(1비트 시간)
  - 1: interval 시작 시 전환

Return to Zero

RZ 기법은 비트 구간의 앞 절반에만 펄스를 두고 가운데에서 0V 로 돌아간다. 비트마다 신호 변화가 있어 동기를 맞추기 쉽지만 펄스 폭이 절반이라 NRZ 보다 대역폭이 두 배 필요하다.

방식	비트 구간 안의 모양	나타나는 레벨
극성 NRZ(NRZ-L)	구간 내내 +V 또는 -V. 같은 비트가 이어지면 레벨도 이어진다	+V, -V
극성 RZ	구간 앞 절반에 +V 또는 -V, 뒤 절반은 0V	+V, 0V, -V
맨체스터	구간 가운데에서 반드시 전이(+V → -V 또는 -V → +V). 0V 에 머무르지 않는다	+V, -V

예: 데이터 1110 1100 에서 파형 (가)가 1 동안 +V, 0 동안 -V 로 구간 내내 일정하면 극성 NRZ 이고, 파형 (나)가 1 마다 앞 절반 +V·뒤 절반 -V, 0 마다 앞 절반 -V·뒤 절반 +V 로 가운데에서 뒤집히면 맨체스터다. 0V 로 돌아가는 구간이 없으므로 RZ 가 아니다
맨체스터에서 1 을 어느 방향 전이로 나타내는지는 관례마다 다르다. G. E. Thomas 방식은 1 = 고 → 저, IEEE 802.3(이더넷)은 1 = 저 → 고다(아래 이중 위상 기법의 설명이 이더넷 방식이다). 어느 쪽이든 가운데 전이가 있으면 맨체스터다

Multilevel Binary Techniques

이 기법은 이진 데이터를 표현하기 위해 두 개 이상의 전압 레벨을 사용한다. 각 비트는 서로 다른 신호 레벨이나 조합에 해당한다. 이는 + - 전압 신호의 균형을 유지한다는 특징을 가진다.

Bipolar-AMI (Alternate Mark Inversion)
- 이진 0은 0 전압으로, 이진 1은 양전압과 음전압이 교대로 사용된다.
  - 0: 회선 신호 없음
  - 1: 양수 또는 음수 수준, 연속된 값에 대해 교대
Pseudoternary
- AMI와 유사하지만, 이진 1은 0 전압으로 표현되고 이진 0은 양전압과 음전압이 교대로 표현된다.

Biphase Techniques

양상 기법은 각 비트 간격 내에서 전환을 포함하여 동기화를 보장한다.

Manchester
- 각 비트가 비트 간격의 중간에 전압 전환이 이루어진다.
- 이진 1은 저전압에서 고전압으로의 전환으로, 이진 0은 고전압에서 저전압으로의 전환으로 표현된다.
Differential Manchester
- 비트 간격의 시작에서 전환이 발생하면 이진 0을 나타내고, 시작에서 전환이 없으면 이진 1을 나타낸다.
- 동기화를 위해 각 간격의 중간에는 항상 전환이 있다.

Scrambling Techniques

스크램블 기법은 긴 0 또는 1의 시퀀스를 제거하여 동기화 문제를 해결하는 데 사용된다.

B8ZS (Bipolar 8-Zero Substitution)
- B8ZS는 8개의 연속된 0을 이진 변화를 포함하는 패턴으로 대체하여 신호가 충분한 전환을 유지하도록 한다.
HDB3 (High-Density Bipolar 3 Zeros)
- HDB3는 4개의 연속된 0을 이진 변화를 포함하는 패턴으로 대체하며, 신호의 전체적인 극성 균형을 유지하도록 한다.