今日学んだこと:マンチェスター符号に関して

2025年9月5日

概要

今日はマンチェスター符号について学んだ。

マンチェスター符号とは

マンチェスター符号は、デジタル通信で使用される符号化方式の一つで、データビットを電気信号の変化(遷移)で表現する方式。

基本原理 符号化ルール:

ビット0:ビット期間の中央で「高→低」への遷移 ビット1:ビット期間の中央で「低→高」への遷移

主な特徴

  • セルフクロッキング 各ビットの中央で必ず信号遷移が起きるため、受信側でクロックを復元できる。これにより、送信側と受信側でクロック同期を取る必要がない。

  • DC成分がない 信号の平均電圧がゼロになるため、AC結合回路でも伝送できる

  • エラー検出能力 不正な遷移パターンを検出することで、ある程度のエラー検出が可能。

欠点

帯域幅が2倍必要:1ビットを表現するのに2回の遷移が必要なため、元のデータレートの2倍の帯域幅が必要 実装の複雑さ:符号化・復号化回路がやや複雑

応用例

  • Ethernet(10BASE-T):初期のEthernet規格
  • 光ファイバ通信
  • RFID(Radio Frequency Identification)通信(「電波による識別」技術で、電波を使ってタグに記録された情報を非接触で読み書きする通信システム)
  • 赤外線通信

差動マンチェスター符号

マンチェスター符号の変種で、前のビットの終了状態との関係でデータを表現する方式もある。ノイズ耐性がより高く、Token Ringネットワークなどで使用されていた。 マンチェスター符号は、確実なデータ伝送とクロック同期が重要な低~中速度のデジタル通信システムで今でも重要な技術。

参考文献

https://www.n-s-c.co.jp/Ethernet-TSN/network/physical-layer/physical-layer-10base5/3948/