أنواع الترميز الرقمي: الفئات المختلفة لأساليب التشفير الرقمي

أنواع الترميز الرقمي

ينقسم الترميز الرقمي إلى ثلاث فئات رئيسة كما يلي:

• الترميز أحادي القطب.
• الترميز ثنائي القطب.
• الترميز القطبي.

يمتاز كل نوع من أنواع الترميز بنمطه الخاص من الخصائص والعيوب والبرامج المرتبطة به، على النحو التالي:

الترميز أحادي القطب (Unipolar)

خصائص الترميز الأحادي القطب:

• تكون جميع مستويات الإشارة في هذا النوع من الترميز إما فوق محور الجهد أو دونه.
• يتم إرسال نبضات الجهد عبر وسائط النقل الرقمية مثل الأسلاك أو الكابلات.
• عادةً ما يتم ترميز أحد مستويات الجهد بالرقم 0، بينما يمثل الآخر الرقم 1.
• تعتمد القطبية على كون النبضة موجبة أو سالبة.
• سُمي هذا النوع من الترميز بـ “أحادي القطب” لأنه يستخدم قطبية واحدة فقط.
• في هذا النظام، يُمثل الرقم 1 بقيمة موجبة، بينما يُمثل الرقم 0 بقيمة صفرية.
• يعتبر الرقم 1 جهدًا عاليًا، بينما يُعتبر الرقم 0 جهدًا صفريًا.
• يتميز هذا الترميز بكونه بسيطاً وغير مكلف في التطبيق.

عيوب الترميز الأحادي:

• يستهلك هذا النظام طاقة أكبر مقارنةً بأنظمة الترميز الأخرى.
• يواجه النظام مشكلة في التزامن الذاتي.

مثال على برنامج في النظام الأحادي:

• Non-return to zero (NRZ)

الترميز ثنائي القطب (Bipolar)

خصائص الترميز ثنائي القطب:

• يتضمن هذا النوع من الترميز ثلاثة مستويات للجهد: موجب وسالب وصفر. يُمثل مستوى الجهد لأحد العناصر عند الصفر، في حين يتأرجح مستوى الجهد للعناصر الأخرى بين الموجب والسالب.
• ينقسم النظام الثنائي إلى ثلاثة أنواع رئيسية كما يلي:

نظام (AMI)

نظام AMI، والذي يمثل اختصارًا لمصطلح “Alternate Mark Inversion”، يُمثل الرقم 0 بمستوى الجهد صفر، بينما يتم تمثيل الرقم 1 بجهد موجب وسالب بالتناوب.

نظام (B8ZS)

نظام B8ZS هو اختصار لمصطلح “Bipolar 8-Zero Substitution”، حيث يوفر تزامن للتسلسلات الطويلة المكونة من 0 بت. في معظم الحالات، تؤدي وظيفة B8ZS وظيفة مشابهة لوظيفة AMI ثنائية القطب، ولكن ما يميزها هو توفيرها للمزامنة في حال حدوث تسلسل طويل من 0 بت.

نظام (HDB3)

نظام HDB3 هو اختصار لمصطلح “High-Density Bipolar 3″، وقد تم تصميم هذه التقنية لتوفير تزامن مع التسلسلات الطويلة من 0 بت.

الترميز القطبي (Polar)

خصائص الترميز القطبي:

• تكون مستويات الفولتية على جانبي محور الجهد في الترميز القطبي.
• يستخدم هذا النظام مستويين من الجهد؛ أحدهما موجب والآخر سلبي.

ينقسم النظام القطبي إلى ثلاثة أنواع رئيسة كما يلي:

• نظام RZ

نظام RZ هو اختصار لمصطلح “Return to Zero”.

• نظام NRZ

نظام NRZ هو اختصار لمصطلح “Non-return to zero”، ويتم تشغيله بواسطة طريقتين هما: NRZ-L و NRZ-I.

• نظام Biphase

يعتمد هذا النظام على طريقتين هما: مانشستر، ومانشستر التفاضلية.