<문> 라인코딩(Line Coding)의 종류와 특징

<답>

1. 개요

ㅇ 라인코딩은 디지털 데이터를 전송 매체에 적합한 전기적 신호로 변환하는 베이스밴드 전송기술
ㅇ DC성분 제거, 동기신호 추출, 대역폭 효율성을 고려하여 전송 선로 특성에 최적화된 부호화 방식 적용

2. 라인코딩의 구성 및 분류

가. 라인코딩 구성 및 개념도

나. 주요 라인코딩 분류 방식별 특성

구분	방식	전압레벨	DC성분	대역폭	주요 응용
Unipolar	NRZ	0, +V	있음	낮음	단거리 전송  ​
Polar	NRZ-L	-V, +V	있음	낮음	기본 디지털 전송 ​
Polar	Manchester	-V, +V	없음	NRZ 2배	10M Ethernet Baseband ​
Bipolar	AMI	-V, 0, +V	없음	중간	T1 전송(NAS) Baseband ​
Bipolar	HDB3	-V, 0, +V	없음	중간	E1 전송(CEPT
Multilevel	MLT-3	-V, 0, +V	없음	NRZ 1/4	100BASE-TX

ㅇ 대역폭 효율: NRZ -> RZ, 동기확보: RZ -> NRZ, DC제거: Bipolar -> Polar -> Unipolar 순으로 우수

3. 라인코딩 방식별 비교

구분	Manchester	AMI	CM I	MLT-3	4B/5B
직류성분 제거	완벽제거	완벽제거	완벽제거	완벽제거	테이블 기반 균형 ​
대역폭 효율	NRZ의 2배	중간	중간	NRZ의 1/4  ​	80% (4/5) ​
동기 확보	매우 용이	Zero 연속시 취약	NRZ보다 우수	양호	연속 0/1 방지 ​
적용 분야	10M Ethernet  ​	T1 전송(NAS)  ​	E4 전송(CEPT) ​	100BASE-TX ​	100BASE-TX, FDDI
특이사항	수신동기 용이성 강조  ​	B8ZS로 보완 ​	AMI+Manchester 장점  ​	EMI 저감 우수 ​	사전 정의 테이블 사용 ​

3.1 블록 코드형 라인코딩 비교

구분	4B/5B	8B/10B	64B/66B
부호화율	80%  ​	80%	97%  ​
DC 균형	사전 테이블로 연속 0/1 방지 ​	±부호 전환으로 균형 유지 ​	고효율 균형 유지
응용 분야	100BASE-TX, FDDI	HDMI, PCI Express, GbE	10GbE 이상 ​

4. 라인코딩 기술 동향 및 활용

가. 기술 동향

ㅇ (고속 이더넷) PAM4/PAM5 다준위 변조로 대역폭 효율 극대화, Gigabit Ethernet은 4D-PAM5 적용하여 125Mbaud×4채널로 1Gbps 달성​
ㅇ (블록코드 진화) 8B/10B에서 64B/66B로 부호화 효율 향상, 고속 직렬통신(10GbE, PCIe)에서 DC균형과 오류검출 강화

나. 활용 사례

ㅇ (T1/E1 전송) AMI 기반 B8ZS(T1), HDB3(E1) 방식으로 연속 Zero 문제 해결하여 클록 신호 손실 방지​
ㅇ (이더넷) 10M은 Manchester, 100M은 MLT-3+4B/5B, 1G은 4D-PAM5, 10G 이상은 64B/66B로 속도별 최적화

<끝>