Die NRZ-Codierung (englisch Non Return to Zero, „keine Rückkehr auf Null“) ist die einfachste Form der Leitungscodierung: Jedes Bit wird während der gesamten Bittakt-Dauer auf einem festen Spannungspegel dargestellt – üblich ist beispielsweise ein positiver Pegel für eine logische 1 und ein negativer Pegel für eine logische 0. Anders als beim RZ-Code (Return to Zero) kehrt das Signal zwischen zwei Bits nicht auf einen neutralen Nullpegel zurück. Dadurch ist NRZ einfach aufzubauen und benötigt die geringste Bandbreite aller binären Leitungscodes – der Preis dafür sind zwei bekannte Schwächen.
Gleichspannungsanteil und Taktrückgewinnung
Zwei Eigenschaften machen NRZ für viele Übertragungsstrecken problematisch. Zum einen entsteht bei langen Folgen gleicher Bits ein Gleichspannungsanteil: Übertrager am Leitungsanfang, etwa Ethernet-Transformatoren, können keine Gleichspannung durchreichen und geraten in die Sättigung. Zum anderen liefert eine lange 0- oder 1-Folge keine Signalwechsel, aus denen der Empfänger den Takt zurückgewinnen könnte – der Empfängertakt driftet. Abhilfe schaffen NRZI mit Bit-Stuffing, Blockcodes wie Manchester-Codierung oder Mehrpegel-Verfahren wie die PAM-Codierung.
NRZI: Die differenzielle Variante
Die wichtigste Variante ist NRZI (Non Return to Zero Inverted): Eine logische 1 wird als Pegelwechsel dargestellt, eine logische 0 als gleichbleibender Pegel (je nach Definition auch umgekehrt). Entscheidend ist der Wechsel, nicht der absolute Pegel – der Empfänger vergleicht nur mit dem vorherigen Zustand. USB nutzt NRZI, kombiniert mit Bit-Stuffing: Nach sechs aufeinanderfolgenden 1-Bits wird automatisch eine 0 eingefügt, damit garantiert genug Signalwechsel für die Taktrückgewinnung entstehen. Weitere NRZ-Einsatzgebiete sind einfache serielle Schnittstellen und die direkte Datenausgabe vieler Logikbausteine.
Verwandte Grundlagen: Leitungscodierung, Manchester-Codierung, PAM-Codierung, Taktung, Symbollaufzeit, Ethernet.