극형(polar) 부호화는 디지털 데이터의 0과 1을 나타내는데 양(+) 전압과 음(-) 전압을 모두 사용하기 때문에 평균 전압의 크기가 단극형에 비해 매우 작아지므로 직류 성분 문제를 완화시킨다는 장점이 있다. 극형 부호화에는 NRZ, RZ, Biphase 방식이 있다.

NRZ

NRZ(Non-Return to Zero)는 디지털 데이터 0과 1에 양(+) 전압 또는 음(-) 전압을 각각 대응시켜 부호화하는 방법이다. NRZ는 [ 그림 4-4 ] 와 같이 NRZ-L(NRZ-LEvel)과 NRZ-I(NRZ-Invert)의 두 가지 방법으로 나뉜다.

• NRZ-L에서는 0에 +V 전압을 대응시키고, 1에 -V 전압을 대응시켜 나타낸다.
• NRZ-I에서는 다음 비트가 1이면 이전 전압 레벨을 반전시키고 0이면 유지한다.

예제 4-2 그림 4-4 에서 양 전압이 +5V, 음 전압이 -5V일 경우 평균 전압을 구하시오.

• 그림에서 0과 1의 개수가 4개씩 동일하므로 전체 전압의 합은 0V다. 0과 1의 개수가 달라지면 평균 전압도 달라지지만 확률적으로 0과 1의 개수는 균등하게 분포하므로 전체적으로 평균 전압은 0V가 된다. 그림 4-4 에서도 동일한 결과를 얻을 수 있다.

NRZ 부호화는 신호 레벨의 변화가 비교적 적기 때문에 사용 대역폭도 작다는 장점이 있다. 하지만 0이나 1이 연속으로 발생할 경우 직류 성분의 문제가 발생할 수 있고, 신호 동기를 위한 타이밍을 얻을 수 없다는 단점이 있다.

RZ

RZ(Return to Zero)는 양(+), 음(-), 0 전압을 모두 사용한다. 디지털 데이터가 0일 경우에는 음(-) 전압으로 시작해서 비트의 중간에 0 전압 레벨로 돌아가고, 데이터가 1일 경우에는 (+) 전압으로 시작해서 비트의 중간에 0 전압 레벨로 돌아가는 방식이다. [ 그림 4- 5 ] 는 RZ 부호화 방식의 예를 보여준다. 매 비트마다 신호 변화가 발생하므로 수신 측에서는 이러한 신호 변화를 통해 동기화 문제를 해결할 수 있다.

RZ 부호화는 모든 비트에서 2개의 신호 레벨을 이용하기 때문에 신호 레벨 변화가 빈번하여 신호가 요구하는 대역폭이 NRZ보다 크다는 단점이 있다. 그러나 동기화가 용이하고, 전달되는 데이터의 0과 1의 개수가 확률적으로 같다면 평균 전압이 0에 근접하므로 직류 성분 문제를 완화한다는 장점이 있다.