5.3. Классификация кодов

Применяемые для ВОСП линейные коды условно можно разделить на две группы; коды со случайной последовательностью символов и коды с квазислучайной последовательностью символов (скремблированные бинарные коды) (рис. 5.1). В свою очередь, первую группу можно разделить на несколько подгрупп [2—12].

К безызбыточным кодам относятся линейные коды NRZ-L(абсолютныйNRZкод) и относительныеNRZ-M,NRZ-Sкоды. Информационные импульсы этих кодов имеют длительностьT; при этом «1» — активная длительность и «0»—пауза, простирающаяся на весь тактовый: интервал (). Очевидно, что скорость передачи в линии при передаче этих кодов не изменяется.

Рис. 5.1. Классификация линейных кодов для ВОСП

Под линейными кодами класса 1В2В понимают коды, в которых осуществляется преобразование одного бита исходного ИКМ-сигнала длительностью Т в комбинацию из двух символов, каждый из которых имеет длительность Т/2 (следовательно, тактовая частота линейного сигнала вдвое больше тактовой частоты исходного ИКМ-сигнала и скорость передачи в линии в 2 раза выше скорости исходной последовательности).

Двоичное основание счисления, используемое как в исходной, так и в преобразованной последовательности, обозначается латинской буквой В (Binary). Заметим, что единой системы наименований линейных кодов не отработано, и ниже применяются обозначения, которые сравнительно широко используются в литературе. К линейным кодам класса 1В2В относятсяBI-L(биимпульсный абсолютный),DBI(дифференциальный бифазный),BI-M(относительный тип М),BI-S(относительный типаS), ЕР-1 (электронно-фотонный типа 1), ЕР-2 (электронно-фотонный типа 2), Миллера,CMI(код с обращением), Радева—Стоянова.

К классу блочных кодов сm≥2 принадлежит большое число различных линейных кодов, алгоритмы формирования которых обычно даются кодовыми таблицами (алфавитами). Чаще всего используются две кодовые таблицы, что позволяет обеспечить равенство (балансирование) числа «1» и «0» в коде. В кодах этого класса последовательность исходного ИКМ-сигнала разбивается на отрезки (блоки), состоящие изmбит, и каждый из них преобразуется в определенную последовательность (блок) кодовых символов (изnбит). К кодам этого класса относятся коды 2ВЗВ 2В4В, ЗВ4В, 5В6В и др.

Отдельно выделяются коды со вставками (mB1C,mB1P,DmB1M). При формировании кодовmB1Cк информационным символам добавляется один дополнительный (инвертированный символ-вставка), обозначаемый С. Если последний переданный символ является «1», то символ С примет значение «0», если жеm-й символ имел значение «0», то символ С примет значение «1». Используются следующие коды этого класса: ЗВ1С, 8В1С и др. Приm=1 как частный случай получается биимпульсный кодBI-Lкласса 1В2В, который можно записать в виде 1В1С.

В кодах mB1P(mBP)m— число информационных символов, Р—дополнительный символ. Если число единиц в блоке изmсимволов нечетное число, то символ Р принимает значение «1», если четное, то символ Р принимает значение «0». Наиболее часто из кодовmB1Pиспользуются коды 10В1Р, 17В1Р, 24В1Р. Иногда в обозначениях символ Р отсутствует, и тогда можно записать. Например, коды 10В1Р и 17В1Р запишутся соответственно 10В11В, 17В11В.

Если требуется выявить ошибки в линейном коде и одновременно обеспечить служебную связь, то исходная двоичная последовательность кодируется по правилам алгоритма кода mB1P(проверка на четность), а затем добавляется еще один бит—Rдля служебной связи. Получается линейный кодmB1P1R(например, 10B1P1R). Если кроме обнаружения ошибки требуется устранять последовательности одинаковых символов, то исходная двоичная последовательность кодируется по правилам алгоритма кодаmB1P, а полученный код кодируется по алгоритму кодаmB1C. В результате получаем линейный кодmB1P1C.

В кодах DmB1Mк информационным символам бит-вставка в виде единицы добавляется после каждого блока, а затем полученный код перекодируется методом относительного кодирования. Получается дифференциальный биполярный код с одной вставкой. Применяются следующие коды такого типа:D3B1M,D5B1M,D7B1M,D10B1M,D15B1M. Ниже более подробно рассмотрены наиболее применяемые в высокоскоростных ВОСП кодыmB1CиDmB1M.

Коды класса 1Т2В используются в случаях, когда ВОСП сопрягается с существующим оконечным оборудованием проводной связи. Ввиду того, что по правилам МККТТ не разрешается вносить какие-либо изменения в оконечное оборудование, возникает задача перекодирования квазитроичных трехуровневых сигналов в двухуровневые.

Особенностью линейных сигналов с позиционно-импульсной модуляцией (ПИМ) является то, что для передачи т бит исходной информационной последовательности используются разрешенные комбинации с единственным импульсом, временное положение (позиция) которого соответствует передаваемой исходной кодовой комбинации. Применению кодов с использованием ПИМ сопутствует ряд трудностей технического характера, особенно при больших значениях m. Поэтому эти коды не нашли практического применения в ВОСП.

Успехи в лазерной технологии сопровождаются улучшением линейности модуляционных характеристик лазерных диодов в основном при применении цифровых методов передачи, что приводит к возможности использования многоуровневых кодов в будущем. Многоуровневые коды могут быть применены для уменьшения быстродействия систем, особенно на одномодовых ОК. Для многомодовых ОК они могут быть использованы при относительно малых затуханиях, высоких скоростях передачи (140 Мбит/с и больше) и больших значениях дисперсии. В настоящее время многоуровневые коды имеют существенно худшие показатели, чем двоичные при малых значениях дисперсии ОК. Поэтому в дальнейшем будут рассмотрены только двухуровневые коды.