工担総合種_技術_第4問_符号化方式

第1問の単元解説をしている途中で御座いますが、ここからしばらく第4問の単元について見て行きます。

まずは、符号化方式です。

 

符号化方式とは

 

デジタル信号で伝送をするために、伝送路の特性に合わせた形に変換する必要があります。これを符号化と言います。

符号化には様々な方式がありますが、試験対策としては次の5つを覚えて頂ければ大丈夫です。

 

符号化方式が複数ある理由について、ご説明させていただきます。

符号化を行う際に,周波数の変動や伝送媒体の特性によって、ノイズが発生します。

発生したノイズは、エネルギーの減衰や、エラーの要因となるため、出来る限り抑える必要があります。

 

ノイズの発生を抑えるために工夫を凝らした結果、さまざまな符号化方式が生まれました。

以下、各方式の特徴をご説明させていただきます。

 

RZ方式

 

RZは、Return to Zero の略です。

変化の中で、電位が必ずゼロ点に戻る方式です。

必ずゼロ点に戻るため、タイミングが取りやすいという利点があります。

ただし、高調波成分が多く、伝送帯域幅が広くなるというデメリットがあります。

RZ方式は、現行のシステムではあまり採用されていません。

試験に出題される可能性も低いと思います。

しかし、RZ方式は、他の符号化方式を理解する上での基礎になります。

RZ方式を理解しておくと、他の方式が理解しやすくなりますので、しっかりと学んでおきましょう。

 

 

NRZ方式

 

NRZは、Non-Return to Zero の略です。

先ほどのRZとは異なり、変化の中で電位がゼロ点には戻りません。

NRZ方式では、データが1のときに高レベル,0のときに低レベルになります。

 

1と0が交互に生じた場合、周波数の変動が多くなり、ノイズ成分が発生しやすくなります。

1や0が連続した場合(例えば、111111111や00000000など)、変化が無いために、受信側でクロックを再生できなくなることがあります。

連続状態を起こさないために、事前に8B/10B変換する対策が取られています。

 

 

NRZI方式

 

NRZIは、Non-Return to Zero Inversion の略です。

NRZよりも、複雑な変化をします。

NRZIでは,データが1のときに信号が高レベルと低レベルの間で反転し,0のときは変化しません。

100BASE-FX(光ファイバ)がこの方式を採用しています。

 

 

マンチェスタ符号

 

マンチェスタ符号化方式は,信号の変化が各ビットの中央で起こります。

データが0のとき、ビット中央で高レベルから低レベルに変化し,データが1のとき、ビット中央で低レベルから高レベルに変化します。

この方式は、周波数変動が多いため,ノイズ成分が発生しやすくなります。

半面,データの内容にかかわらず常に信号が反転するので,同じ波形が連続せず、クロック再生が容易になります。

特別なコード変換が不要で、回路を単純化できるため,初期のイーサネットでは、この方式が採用されていました。

ちなみに、名前の由来は、マンチェスター大学(イギリス)からきています。

 

 

MLT-3

 

MLT-3(Multi Level Trasmit-3 Levels)符合とは 低/中/高の3つのレベル値を変化させる方式です。

高速イーサネットでは,ノイズ対策のため、周波数を下げることが必要になります。

そこで登場したのが、この符号化方式です。

100BASE-TXでは,MLT-3符号化方式を採用しています。

この方式では,データが1のときだけ,信号が低→中→高→中→低の順に変化します。

つまり,周波数を緩やかに変化させている訳です。

理論上は、多値化していけば,さらに周波数変化を緩やかにすることは出来ます。

ただし、多値化をし過ぎると,電圧レベルの変化が少なくなるため、識別が難しくなってしまいます。

 

以上、5方式を覚えて頂ければ、試験対策上は大丈夫です。

 

過去問

 

(23年春)(24年秋)(25年秋)(26年秋)(28年秋)(29年秋)

 

 

解説

 

工事担任者試験は、よく過去問が繰り返し出題されると言いますが、この問題はナント6回も同じものが出題されています。

 

符号化方式は、基本を押さえて頂ければ、比較的容易に点が取れる問題です。

 

本問では、次の3ステップで答えを絞り込むことが出来ます。

 

1:変化が3値ではない⇒MLT-3ではない。

2.ビットの途中で変化しない⇒RZではない。マンチェスタではない。

3.0で変化しない⇒NRZではない。

 

と、消去法で答えにたどり着きます。

 

(解答)②

 

(28年春)(30年春)

 

 

解説

これは、簡単に見分けがつきます。

変化が3値あることから、MLT-3と判断出来ます。

 

解答④

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