マンチェスター符号（二相ライン符号化）

動作原理

マンチェスター符号化信号では、ビット値はビット周期内に生じる遷移の方向で示される。どの遷移を「1」または「0」に対応させるかには複数の規約があるため、通信するシステム間で対応関係を一致させなければならない。関連する方式である差動マンチェスター符号は、ビット区間の開始時に追加の遷移があるかないかでビットを符号化し、中央には常に遷移を含む。

特性

• 自己クロック性：頻繁な遷移により、受信機でのクロック回復が可能となる。
• 直流平衡：各ビット内で高レベルと低レベルに等しい時間を割り当て、ベースラインの漂移を低減する。
• 堅牢性：欠落した遷移やずれた遷移を検出しやすく、同期維持と簡易的な誤りの把握に役立つ。
• 帯域幅：すべてのビット周期内に遷移を導入するため、非復帰ゼロ（NRZ）符号化より高い帯域幅を必要とする。

歴史と発展

「マンチェスター」という名称は、初期のデジタル通信およびコンピューティング研究における活動と関連付けられている。この符号化がさまざまなデータリンクやネットワーク標準に採用されるにつれ、その名称が一般化した。時代とともに複数の形式で標準化され、現在も二相ライン符号の教育的な例として用いられている。

用途と例

マンチェスター符号化は、信頼性の高いクロック回復と直流平衡が重要な多くの実用システムで使用されてきた。代表例には、10BASE-Tなどの初期Ethernet物理層、ならびに各種のRFID、磁気信号方式、赤外線信号方式がある。ビットレベルの形式または物理層を規定する業界標準では、使用するマンチェスター符号の規約が文書化されることが多い。Ethernetについては、実装の詳細を関連する物理層仕様で確認する必要がある（Ethernet）。

実用上の考慮事項と変種

設計者は、クロック回復の容易さやベースライン漂移への耐性が、追加の帯域幅コストを上回る場合に、マンチェスター符号またはその変種を選択する。極性の曖昧さが生じ得る場合には、絶対的なレベルではなく遷移に依存する差動マンチェスター符号が好まれることが多い。より高いスペクトル効率が必要な場合は、別個のクロック回復技術を用いるNRZなど、ほかの符号化方式が一般に使用される。