Билет №8

8.1 Каковы способы передачи цифровой информации при помощи цифрового сигнала? в чем преимущества и недостатки различных видов кодирования? Какие способы кодирования вы знаете? Что такое ebcdic?

Недостатком цифровой передачи является затухание. Высокоскоростной передачи на дальние расстояния добились с помощью кодирования.

Физическое кодирование.

Кодирование	Достоинства	Недостатки
NRZ (0 – нулевой уровень сигнала, 1 – высокий уровень сигнала)	Прост в реализации.	При передаче нескольких единиц подряд держится высокий уровень напряжения – лазер быстро перегорает. Отдельная передача часов с удвоенной скоростью.
NRZI (0 – есть изменение в уровне сигнала, 1 – нет изменения в уровне сигнала) (придумал Майкл Кодден)	Можно добиться оптимального значения высоких и низких сигналов. (Лазер перегорает реже)	Отдельная передача часов с удвоенной скоростью.
Манчестерский код (изменение уровня сигнала в середине битового периода, 1 – первая половина сигнала высокая, вторая – низкая; 0 – наоборот)	Оптимален уровень высоких и низких сигналов. Самосинхронизирующийся код. Маленькое количество ошибок.	Передача часов с удвоенной скоростью
MLT3 (3 уровня сигнала за битовый период: 1 – высокий уровень сигнала, 0 – низкий уровень сигнала, часы – нулевой уровень сигнала)	Самосинхронизирующийся код.
PAM5 (5 уровней сигналов за битовый период)	Позволяет за битовый период передавать 2 бита. (5 уровней сигналов) Самосинхронизирующийся
PAM16 (16 уровней сигналов за битовый период)

Логическое кодирование.

Логическое кодирование выполняется передатчиком до физического кодирования, рассмотренного выше, обычно средствами физического уровня. На этапе логического кодирования борются с недостатками методов физического цифрового кодирования - отсутствие синхронизации, наличие постоянной составляющей.

Различают два метода логического кодирования:

• избыточные коды;

• скремблирование.

Избыточные коды основаны на разбиении исходной последовательности бит на группы и замене каждой исходной группы в соответствии с заданной таблицей кодовым словом, которое содержит большее количество бит.

Логический код 4В/5В заменяет исходные группы (слова) длиной 4 бита словами длиной 5 бит. В результате, общее количество возможных битовых комбинаций 2⁵=32 больше, чем для исходных групп 2⁴=16. В кодовую таблицу включают 16 кодовых слов, которые не содержат более двух нулей подряд, и используют их для передачи данных. Код гарантирует, что при любом сочетании кодовых слов на линии не могут встретиться более трех нулей подряд.

В коде 8B/10В каждые 8 бит исходной последовательности заменяются десятью битами кодового слова. При этом на 256 исходных комбинаций приходится 1024 результирующих комбинаций. При замене в соответствии с кодовой таблицей соблюдаются следующие правила:

• ни одна результирующая комбинация не должна иметь более 4-х одинаковых бит подряд;

• ни одна результирующая комбинация не должна содержать более 6 нулей или 6 единиц;

Скремблирование представляет собой "перемешивание" исходной последовательности данных таким образом, чтобы вероятность появления единиц и нулей на линии становилась близкой 0,5. Устройства (или программные модули), выполняющие такую операцию, называются скремблерами (scramble - свалка, беспорядочная сборка).

Скремблер в передатчике выполняет преобразование структуры исходного цифрового потока. Дескремблер в приемнике восстанавливает исходную последовательность бит. Практически единственной операцией, используемой в скремблерах и дескремблерах, является XOR - "побитное исключающее ИЛИ" (сложение по модулю 2).

Кодирование символов.

ASCII – 7-битное кодирование, 8 бит – бит четности. После передачи слова передает контрольную сумму.

EBCDIC – стандартный восьмибитный код, разработанный IBM для обслуживания мейнфреймов. Кодирует буквы латинского алфавита, арабские цифры, некоторые знаки пунктуации и управляющие символы.