Биполярное кодирование
В телекоммуникациях биполярное кодирование — это тип с возвратом к нулю (RZ) линейного кода , где используются два ненулевых значения, так что три значения — +, — и ноль. Такой сигнал называется двубинарным сигналом . Стандартные биполярные кодировки разработаны так, чтобы быть сбалансированными по постоянному току , проводя одинаковое количество времени в состояниях + и –.
Причина, по которой биполярное кодирование классифицируется как возврат к нулю (RZ), заключается в том, что когда канал с биполярным кодированием простаивает, линия удерживается на постоянном «нулевом» уровне, а когда он передает биты, линия находится либо в +V или состояние -V, соответствующее передаваемому двоичному биту. Таким образом, линия всегда возвращается на «нулевой» уровень, чтобы обозначить необязательно разделение битов или обозначить неактивность линии.
Альтернативная инверсия знака
[ редактировать ]Одним из видов биполярного кодирования является парный код несоответствия , простейшим примером которого является инверсия альтернативных меток . В этом коде двоичный 0 кодируется как ноль вольт, как при униполярном кодировании , тогда как двоичная 1 кодируется попеременно как положительное или отрицательное напряжение. Название возникло потому, что в контексте Т-несущей двоичная «1» называется «меткой», а двоичный «0» называется «пробелом». [1]
Повышение напряжения
[ редактировать ]Использование биполярного кода предотвращает значительное нарастание постоянного тока , поскольку среднее значение положительных и отрицательных импульсов равно нулю. Небольшое количество компонентов постоянного тока или их отсутствие считается преимуществом, поскольку в этом случае кабель можно использовать на большие расстояния и для передачи энергии для промежуточного оборудования, такого как линейные повторители . [2] Компонент постоянного тока можно легко и дешево удалить до того, как сигнал достигнет схемы декодирования.
Синхронизация и нули
[ редактировать ]Биполярное кодирование предпочтительнее без возврата к нулю , когда переходы сигналов необходимы для поддержания синхронизации между передатчиком и приемником. Другие системы должны синхронизироваться, используя ту или иную форму внеполосной связи, или добавлять последовательности кадровой синхронизации , которые не несут данные в сигнале. Эти альтернативные подходы требуют либо дополнительной среды передачи для тактового сигнала, либо потери производительности из-за служебных данных соответственно. Биполярное кодирование часто является хорошим компромиссом: серии единиц не приводят к отсутствию переходов.
Однако длинные последовательности нулей остаются проблемой. Длинные последовательности нулевых битов приводят к отсутствию переходов и потере синхронизации. кодирование с самосинхронизацией, такое как возврат к нулю или какой-либо другой более сложный линейный код Там, где требуются частые переходы, более подходящим может быть , хотя они приводят к значительным накладным расходам.
Кодирование широко использовалось в сетях PCM первого поколения и до сих пор часто встречается в старом мультиплексирующем оборудовании, но успешная передача зависит от отсутствия длинных серий нулей. [3] Для обеспечения синхронизации следует отправлять не более 15 последовательных нулей.
Существует два популярных способа гарантировать, что никогда не будет отправлено более 15 последовательных нулей: сигнализация украденных битов и вставка битов .
T-перевозчик использует сигнализацию с украденными битами: при необходимости младший бит байта просто устанавливается на «1».
Изменение бита 7 приводит к изменению голоса, которое невозможно обнаружить человеческим ухом, но это неприемлемое повреждение потока данных. Каналы данных должны использовать какую-то другую форму заполнения импульсов. [2] например, всегда устанавливать бит 8 в «1», чтобы поддерживать достаточную плотность единиц. Конечно, это снижает эффективную пропускную способность данных до 56 кбит/с на канал. [4]
Если характеристики входных данных не соответствуют шаблону, согласно которому каждый восьмой бит равен «1», кодер, использующий альтернативную инверсию меток, добавляет «1» после семи последовательных нулей для поддержания синхронизации. На стороне декодера эта дополнительная «1», добавленная кодером, удаляется, воссоздавая правильные данные. При использовании этого метода данные, передаваемые между кодером и декодером, длиннее исходных данных в среднем менее чем на 1%.
Обнаружение ошибок
[ редактировать ]Еще одним преимуществом биполярного кодирования по сравнению с униполярным является обнаружение ошибок . В примере с Т-несущей биполярные сигналы регенерируются через регулярные промежутки времени, так что сигналы, уменьшенные с расстоянием, не просто усиливаются, но обнаруживаются и воссоздаются заново. Ослабленные сигналы, искаженные шумом, могут вызвать ошибки: отметка интерпретируется как ноль, а ноль — как положительная или отрицательная отметка. Каждая однобитовая ошибка приводит к нарушению правила биполярности. Каждое такое биполярное нарушение (БПВ) является признаком ошибки передачи. (Местоположение BPV не обязательно совпадает с местоположением исходной ошибки).
Другие схемы кодирования T1
[ редактировать ]Для каналов данных, чтобы избежать необходимости всегда устанавливать бит 8 в 1, как описано выше, другие схемы кодирования T1 ( модифицированные коды AMI ) обеспечивают регулярные переходы независимо от передаваемых данных. Таким образом достигается пропускная способность 64 кбит/с на канал. B8ZS — новый формат для Северной Америки, где HDB3 — исходный тип линейного кодирования, используемый в Европе и Японии.
Также используется очень похожая схема кодирования с обратными логическими позициями, которую часто называют псевдотернарным кодированием . В остальном эта кодировка идентична.
Историческое использование
[ редактировать ]B-MAC и, по существу, все члены семейства мультиплексированных аналоговых компонентов телевизионной передачи использовали Duobinary для кодирования цифрового звука, телетекста, субтитров и выборочного доступа для распространения. Благодаря тому, что Duobinary был связан с NICAM , например, с цифровыми аудиоподсистемами для семейства MAC, стало возможным сокращение объема данных до 50% как в стереофоническом, так и в монорежиме передачи. По крайней мере, в некоторых системах передачи данных duobinary может выполнять сжатие данных без потерь, хотя на практике это редко используется.
См. также
[ редактировать ]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ «Сигнал инверсии альтернативной метки (AMI)», ATIS Telecom Glossary 2000 , последнее обновление 28 февраля 2001 г., получено 25 января 2007 г. Архивировано 9 июня 2007 г., на Wayback Machine.
- ^ Jump up to: а б «Основы T1», редакция 1.0, от 23 января 1997 г., компания Digital Link, получено 25 января 2007 г. Архивировано 29 января 2007 г. на Wayback Machine.
- ^ «Все, что вы хотели знать о T1, но боялись спросить», Боб Вахтель, получено 25 января 2007 г.
- ^ Телекоммуникационный словарь, получено 25 января 2007 г.
Линейное кодирование (цифровая передача в основной полосе частот) | ||
|---|---|---|
| Основные статьи |  | |
| Базовые коды линий | ||
| Расширенные коды линий | ||
| Оптические линейные коды | ||