Signalkodierung

Signalkodierung bezeichnet das Verfahren, digitale Informationen in Signale umzuwandeln, die über einen Übertragungskanal weitergeleitet oder gespeichert werden können. Sie bildet die physikalische Ebene der Datenübertragung und zielt darauf ab, die Eigenschaften des Kanals zu nutzen, Taktrückgewinnung zu ermöglichen, DC-Anteile zu kontrollieren und Fehlertoleranz sowie Spektralverteilung zu beeinflussen. Im Gegensatz zur Quellkodierung, die Daten komprimiert oder verändert, befasst sich Signalkodierung mit der Art der Darstellung der Bits als zeitliche Signalformen.

Zu den gängigen Formen gehören Line Codes wie NRZ, NRZI und Manchester, sowie Codes, die DC-Balance und ausreichende Flankenhäufigkeit sicherstellen, wie 4B/5B oder 8B/10B. Differenzielle Kodierung und Multi-Level-Codes wie MLT-3 finden in bestimmten Übertragungsnetzen Anwendung. Die Wahl der Kodierung hängt von Bandbreite, Störanfälligkeit und dem gewünschten Taktungsverhalten ab.

Signalkodierung beeinflusst das Spektrum des Signals, unterstützt die Signalintegrität und erleichtert Clocking. Sie steht in enger Beziehung zur Modulation und zur Fehlerkontrolle, ist aber selbst eine Frage der Darstellung der Bits am physischen Kanal.

Anwendungsgebiete umfassen Telekommunikation, Datenschnittstellen und Speicherverbindungen, zum Beispiel Ethernet-Standards, PCIe, SATA und Serial-Interfaces. Standards variieren je nach Technologie, aber das Grundprinzip bleibt: Bits werden in eine Signaldarstellung überführt, die zuverlässig und effizient übertragen werden kann.