Le codifiche di linea appartengono al Livello 1 (Fisico) dello stack OSI e hanno il compito di convertire i dati binari in segnali fisici (elettrici o ottici). La scelta della codifica determina l'efficienza nell'uso della banda e la stabilità della sincronizzazione tra i dispositivi.

Codifica NRZ (Non-Return-to-Zero)

La codifica NRZ è una delle tecniche più semplici: il segnale mantiene un livello di tensione costante per tutta la durata del bit. Nella variante NRZ-L (Level), il valore logico 1 è rappresentato da una tensione alta (es. $+5V$) e lo 0 da una tensione bassa (es. $0V$ o $-5V$).

• Vantaggio: È estremamente efficiente in termini di larghezza di banda, poiché la frequenza del segnale è relativamente bassa rispetto alla quantità di dati trasmessi.
• Limite critico: Presenta il problema della sincronizzazione. Se vengono inviate lunghe sequenze di bit identici, il segnale non subisce variazioni. Senza transizioni, il ricevitore non ha riferimenti temporali e può perdere il conteggio dei bit (desincronizzazione del clock).

Codifica Manchester e lo Standard IEEE 802.3

La codifica Manchester è stata la soluzione adottata dallo standard IEEE 802.3 per le prime versioni di Ethernet (come la 10Base-T a 10 Mbps). In questo contesto, l'informazione non è legata al livello di tensione, ma alla transizione che avviene obbligatoriamente a metà di ogni intervallo di bit.

Secondo l'implementazione descritta in IEEE 802.3:

• Logica 0: Transizione da tensione Alta a Bassa a metà del bit.
• Logica 1: Transizione da tensione Bassa ad Alta a metà del bit.

L'adozione della Manchester da parte dello standard Ethernet è dovuta a due fattori principali:

1. Self-Clocking: Poiché c'è sempre una transizione a metà di ogni bit, il ricevitore può sincronizzare il proprio orologio interno direttamente dal flusso dei dati, risolvendo il limite della codifica NRZ.
2. Assenza di Componente Continua: La transizione garantisce che il valore medio della tensione sia nullo, permettendo l'uso di trasformatori per l'isolamento elettrico dei componenti.

Il compromesso della banda: Il principale svantaggio è lo "spreco" di frequenza. Per trasmettere un bit, il segnale deve cambiare stato due volte, richiedendo una larghezza di banda doppia rispetto alla NRZ. Per questo motivo, con l'evoluzione di Ethernet verso velocità superiori (100 Mbps e oltre), lo standard 802.3 ha abbandonato la Manchester a favore di codifiche più complesse ed efficienti (come MLT-3).

Analisi Comparativa