小觑物理层——曼彻斯特编码
说到曼彻斯特，虽然我不是球迷，但我依旧能想到曼彻斯特球队。但是，今天我们讨论的是曼彻斯特编码——一种物理层的编码制式。
作为网络工程师，我们一般碰到的都是OSI协议栈的数据链路层、网络层、传输层，而对于物理层我们极少碰到，因为这一层普遍是由硬件工程师负责设计和制造。但作为一名网工的追求不能只局限于做自己的本职，要能够……(艾玛，编不下去了，后面谁继续帮个忙)
曼彻斯特编码常用于局域网传输，通过高低电平跳变的方式来表示传递的数据(bit)。同时曼彻斯特编码是一种同步时钟的编码技术，被物理层用来编码一个同步比特流的时钟和数据。每位编码中有一跳变，不存在直流分量，因此具有自同步能力和良好的抗干扰性能。数据传递时将时钟和数据包含在数据流中，在传输代码信息的同时，也将时钟同步信号一起传输到对方，属于数据通信中的两种位同步方法里的自同步法：即接收方利用包含有同步信号的特殊编码从信号自身提取同步信号来锁定自己的时钟脉冲频率，达到同步目的。
虽然曼彻斯特编码对于同步和抗干扰上有着很大的优势，但每一个码元都被调成两个电平，所以数据传输速率只有调制速率的1/2。即：传输设备为了传输1bit数据需要释放两个电平，每接收2个电平才真正接收到1bit数据。所以其编码效率只有50%。
刚刚无论是优点还是缺点中我们都一直在提及一个问题：电平跳变。那这个跳变到底是怎么回事呢?简单说就是单位时间内电压或极性的改变。你可以这样理解：以1秒钟为周期，如果电压升高意味着发送为1，如果电压下降意味着发送为0。当然我们的网络环境中不可能等待那么久，所有的时间周期是很短暂的。
但是曼彻斯特编码在不同版本的书籍和教材上有两种不同的描述派别：一派为以Anderw S.Tanenbaum在1949年提出的：从低到高的跳变代表0，从高到低的跳变代表1;另一派是以IEEE为主的标准化组织在802.3以太网和802.4令牌总线中提出的：从低到高的跳变代表1，从高到低的跳变代表0。而IEEE802委员会的成立时间是1980年2月。
现在，我们普遍使用的以太网均是以曼彻斯特编码进行物理层描述，数据信号均是通过曼彻斯特编码的形式在介质上传递。那么，如果需要在以太网上传递一个大写字母A，曼彻斯特编码是如何跳变表示的呢?
首先，A的ASCII值是十进制的65，换算成二进制即01000001( char / 1B / 8bit )。所以传输跳变应如下图：
图中，每个灰色的中线之间意味着一个时隙，这个时隙是全等的时长。中间的跳变点作为时钟同步的标识，以太网的时钟同步就是依靠着这个来同步两侧时钟。
没有数据发送时，以太网中默认不断的发送bit 1来同步两侧时钟，当有数据发送时则会开始发送前导码来进行预同步，之后开始数据的真正发送。
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