Рассмотрим методы линейного цифрового кодирования сигналов.

Далее будем использовать обозначения:

длительность единичного элемента линейного сигнала (бодовый интервал) на выходе аппаратуры передачи данных (DCE – data circuit terminating equipment, NIC – network interface card, модем);

скорость модуляции (скорость передачи сигналов) линейного сигнала (Бод);

битовый интервал (время передачи одного бита);

скорость передачи информации (Бит/с)

Потенциальный код без возврата к нулю NRZ (Non Return to Zero)

Сигнал имеет два уровня потенциала: нулю соответствует нижний уровень, единице – верхний (или наоборот). Переходы могут происходить только на границе битовых интервалов. При передаче последовательности единиц сигнал не возвращается к нулю в течение битового интервала. Битовый интервал t₀ равен бодовому интервалу t₀ .

Рассмотрим частные случаи передачи данных кодом NRZ: чередующаяся последовательность нулей и единиц, последовательность нулей и последовательность единиц. Определим частоту основной гармоники спектра сигнала (единица, деленная на период сигнала) в каждом из этих случаев. Пусть в качестве исходных данных задана скорость передачи информации N бит/с.

Кодирование по методу NRZ

Максимальная частота основной гармоники сигнала имеет место при чередовании единиц и нулей в битовой последовательности. Частота основной гармоники равна f_о=N/2 Гц.

При передаче только единиц, или только нулей сигнал в линии представляет собой постоянный ток.

Спектр реального сигнала постоянно меняется в зависимости от того, какова структура данных, передаваемых по линии связи. При передаче длинных последовательностей нулей или единиц, спектр сигнала сдвигается в сторону низких частот. Линейный сигнал NRZ обычно содержит постоянную составляющую (среднее значение сигнала не равно нулю) и не всегда обеспечивает приемнику возможность надежной синхронизации.

С другой стороны код NRZ прост в реализации, обладает хорошей помехоустойчивостью (из-за двух резко отличающихся уровней сигнала). Основная энергия сигнала в коде NRZ сосредоточена в полосе частот от 0 до N/2 Гц.

Для кода NRZ и при выполнении условия Найквиста:

B_max=2∆F=2f_верх .

В чистом виде код NRZ в сетях не используется. Тем не менее, используются его различные модификации, в которых с успехом устраняют как плохую самосинхронизацию, так и наличие постоянной составляющей.