19.1 Коды линии. Принципы линейного кодирования
Линейные коды предназначены для передачи информации по линии, используются для оптимальной передачи без потерь. Параметры получаемого линейного сигнала должны быть согласованы с характеристикой используемой линии и отвечать ряду следующих требований:
Энергетический спектр линейного сигнала должен быть как можно уже. В нем должна отсутствовать постоянная составляющая, что позволяет повысить верность либо дальность передачи.
Структура линейного сигнала должна обеспечивать возможность выделения тактовой частоты на приемной стороне.
Необходимо обеспечить возможность постоянного контроля за ошибками на уровне физической линии.
Линейный код должен иметь достаточно простую техническую реализацию
Классификация линейных кодов:
NRZ – код без возврата к 0. В NRZ единичные биты представляются положительным значением напряжения, а нулевые отрицательным, т. е. после кодирования каждого бита не происходит возврата сигнала к 0. Метод NRZ прост в реализации, обладает хорошей распознаваемостью ошибок (из-за двух резко отличающихся потенциалов), но не обладает свойством самосинхронизации. При передаче длинной последовательности единиц или нулей сигнал на линии не изменяется, поэтому приемник лишен возможности определять по входному сигналу моменты времени, когда нужно в очередной раз считывать данные. В результате в чистом виде код NRZ в сетях не используется.
RZ – код с возвратом к 0, «1» передается импульсом вдвое меньшей длительности чем «0».
AMI – расшифровывается как инверсия альтернативного бита. Этот формат использует инверсию каждой следующей «1» . В большинстве случаев AMI не используется, поскольку этот формат линейного кодирования приводит к частым потерям синхронизации в случае длинных последовательностей нулей. Код AMI частично ликвидирует проблемы постоянной составляющей и отсутствия самосинхронизации, присущие коду NRZ. В этих случаях сигнал на линии представляет собой последовательность разнополярных импульсов. Длинные же последовательности нулей также опасны для кода AMI, как и для кода NRZ - сигнал вырождается в постоянный потенциал нулевой амплитуды. Поэтому код AMI требует дальнейшего улучшения, хотя задача упрощается - осталось справиться только с последовательностями нулей. Использование кода AMI приводит к более узкому спектру сигнала, чем для кода NRZ, а значит, и к более высокой пропускной способности линии.
HDB-3 - Формат линейного кодирования HDB3 был специально разработан для решения проблем синхронизации, возникающих в случае использования AMI. В формате HDB3 за последовательностью из четырех последовательных нулей следует двухимпульсная вставка "плюс импульс-минус импульс". Оборудование на удаленном конце принимает поток Е1 и заменяет двухимпульсные вставки на последовательность нулей, восстанавливая исходную последовательность данных. Таким образом, код HDB3 обеспечивает большую плотность импульсов в потоке, что дает лучшие параметры синхронизации по принимаемому сигналу.
2B1Q - Код 2В1Q представляет собой моду лированный сигнал, имеющий 4 уровня, то есть в каждый момент времени передаются 2 бита информации (4 кодовых состояния). Кодируются не значения «1» и «0». А различные варианты переходов: 01, 10, 00, 11. Этот код позволяет увеличить дальность передачи в 3 раза по сравнению с HDB3.
Пояснение к описанию кодов