Linjekoding

Linjekodning, eller line coding, är metoden att koda digitala data till en elektrisk (eller optisk) signal som lämpar sig för överföring över en fysisk kanal. Syftet är bland annat att möjliggöra synkronisering mellan sändare och mottagare, att upprätthålla DC-balans i AC-kopplade länkar och att kontrollera signalens spektrala innehåll så att det passar kanalens bandbredd och brusförhållanden.

En linjekod är vanligtvis på bitnivå invertibel och behåller data i sin ursprungliga ordning. Viktiga egenskaper är DC-balans, övergångstäthet (hur ofta teckenväxlingar inträffar) och spektral effekt. Valet av kod påverkar hur mycket bandbredd som krävs, hur lätt mottagaren kan synkronisera och hur tålig signalen är mot störningar och förluster.

Vanliga linjekodningar inkluderar enkla NRZ- och NRZI-koder, Manchesterkodning (ger regelbundna övergångar för synkronisering), samt MLT-3 som används i vissa höghastighets-Ethernet-länkar. För att uppnå DC-balans används blockkoder som 8B/10B och 4B/5B, vilka omvandlar grupper av data till längre symboler med bättre övergångsmönster. Andra exempel är bipolar-AMI och olika varianter av return-to-zero och non-return-to-zero-koder.

Linjekodningar används i de fysiska lagren i olika kommunikationssystem. Exempel är Ethernet, där 10BASE-T historiskt använde Manchesterkodning och senare standarder använder olika kombinationer av linjekodningar, samt USB och andra seriella gränssnitt som nyttjar NRZI med bit-stuffing eller liknande tekniker.

Linjekodning är en grundkomponent i digital kommunikation som balanserar krav på synkronisering, DC-balans och bandbredd mot kostnad och komplexitet.