12540

Методы цифрового кодирования в телекоммуникационных сетях

Лабораторная работа

Информатика, кибернетика и программирование

Сети ЭВМ и средства телекоммуникаций Методы цифрового кодирования в телекоммуникационных сетях 1. Аналоговая модуляция1 2. Спектр модулированного сигнала1 3. Цифровое кодирование2 3.1. Требования к методам цифрового кодирования2 3.2. Потенциальный код без в

Русский

2013-04-30

149.78 KB

107 чел.

Сети ЭВМ и средства телекоммуникаций

Методы цифрового кодирования в телекоммуникационных сетях

 

 

1. Аналоговая модуляция 1

2. Спектр модулированного сигнала 1

3. Цифровое кодирование 2

3.1. Требования к методам цифрового кодирования 2

3.2. Потенциальный код без возврата к нулю  (NRZ) 3

3.3. Метод биполярного кодирования с альтернативной инверсией (AMI) 6

3.4. Потенциальный код с инверсией при единице  (NRZI) 19

3.5. Биполярный импульсный код (RZ) 26

3.6. Манчестерский код 39

3.7. Потенциальный код 2В1Q 53

4. Логическое кодирование 55

4.1. Избыточные коды 58

4.2. Скремблирование 77

 

 

Процесс представления дискретных данных в виде физических сигналов для их передачи по каналам связи называется физическим кодированием.

Основные типы физического кодирования:

        на основе непрерывного (аналогового) синусоидального несущего сигнала (модуляция или аналоговая модуляция);

        на основе последовательности прямоугольных импульсов (цифровое кодирование).

Процесс представления аналоговых данных в виде физических дискретных (цифровых) сигналов для их передачи по каналам связи называется дискретной модуляцией.

Термины «модуляция» и «кодирование» иногда используют как синонимы.

1. Аналоговая модуляция

Аналоговая модуляция применяется для передачи дискретных данных по каналам с узкой полосой частот, типичным представителем которых является канал тональной частоты в телефонных сетях с полосой пропускания 3100 Гц.

Аналоговая модуляция - способ физического кодирования, при котором информация кодируется изменением амплитуды, частоты или фазы синусоидального сигнала несущей.

Основные способы аналоговой модуляции:

        амплитудная модуляция, когда для логической единицы выбирается один уровень амплитуды несущей, а для логического нуля – другой; этот способ редко используется на практике в чистом виде из-за низкой помехоустойчивости, но часто применяется в сочетании с другим видом модуляции - фазовой модуляцией;

        частотная модуляция, когда значения 0 и 1 передаются синусоидами с различной частотой - f0 и f1. Этот способ модуляции не требует сложных схем в модемах и обычно применяется в низкоскоростных модемах, работающих на скоростях 300 или 1200 бит/с;

        фазовая модуляция, когда значениям данных 0 и 1 соответствуют сигналы одинаковой частоты, но с различной фазой, например 0 и 180 градусов или 0, 90, 180 и 270 градусов.

В скоростных модемах обычно используются комбинированные методы модуляции, как правило, амплитудная в сочетании с фазовой.

2. Спектр модулированного сигнала

Спектр результирующего модулированного сигнала зависит от:

        типа модуляции;

        скорости модуляции, т.е. желаемой скорости передачи данных.

 

Спектр сигнала при потенциальном кодировании, когда логическая единица кодируется положительным потенциалом, а логический ноль — отрицательным потенциалом такой же величины, получается непосредственно из формул Фурье для периодической функции. Если дискретные данные передаются с битовой скоростью N бит/с, то спектр состоит из постоянной составляющей нулевой частоты и бесконечного ряда гармоник с частотами f0, 3f0, 5f0, 7f0, ... , где f0=N/2. Амплитуды этих гармоник убывают достаточно медленно — с коэффициентами 1/3, 1/5, 1/7, ... от амплитуды гармоники f0. В результате спектр потенциального кода требует для качественной передачи широкую полосу пропускания.

Кроме того, спектр сигнала меняется в зависимости от того, какие данные передаются по линии связи. Например, передача длинной последовательности нулей или единиц сдвигает спектр в сторону низких частот, а, в случае, когда передаваемые данные состоят только из единиц (или только из нулей), спектр состоит из гармоники нулевой частоты. При передаче чередующихся единиц и нулей постоянная составляющая отсутствует. Поэтому спектр результирующего сигнала потенциального кода при передаче произвольных данных занимает полосу от некоторой величины, близкой к 0 Гц, до примерно 7f0 (гармониками с частотами выше 7f0 можно пренебречь из-за их малого вклада в результирующий сигнал). Для канала тональной частоты верхняя граница при потенциальном кодировании достигается для скорости передачи данных в 971 бит/с, а нижняя неприемлема для любых скоростей, так как полоса пропускания канала начинается с 300 Гц. В результате потенциальные коды на каналах тональной частоты никогда не используются.

 

При амплитудной модуляции спектр состоит из синусоиды несущей частоты fс и двух боковых гармоник: (fс + fm) и (fс - fm), где fm - частота изменения информационного параметра синусоиды, которая совпадает со скоростью передачи данных при использовании двух уровней амплитуды. Частота fm определяет пропускную способность линии при данном способе кодирования. При небольшой частоте модуляции ширина спектра сигнала будет также небольшой (равной 2fm), поэтому сигналы не будут искажаться линией, если ее полоса пропускания будет больше или равна 2fm. Для канала тональной частоты такой способ модуляции приемлем при скорости передачи данных не больше 3100/2=1550 бит/с. Если же для представления данных используются 4 уровня амплитуды, то пропускная способность канала повышается до 3100 бит/с.

 

При фазовой и частотной модуляции спектр сигнала получается более сложным, чем при амплитудной модуляции, так как боковых гармоник здесь образуется более двух, но они также симметрично расположены относительно основной несущей частоты, а их амплитуды быстро убывают. Поэтому эти виды модуляции также хорошо подходят для передачи данных по каналу тональной частоты.

Для повышения скорости передачи данных используют комбинированные методы модуляции. Наиболее распространенными являются методы квадратурной амплитудной модуляции (Quadrature Amplitude Modulation, QAM). Эти методы основаны на сочетании фазовой модуляции с 8 значениями величин сдвига фазы и амплитудной модуляции с 4 уровнями амплитуды. Однако из возможных 32 комбинаций сигнала используются далеко не все. Например, в кодах Треллиса допустимы всего 6, 7 или 8 комбинаций для представления исходных данных, а остальные комбинации являются запрещенными. Такая избыточность кодирования требуется для распознавания модемом ошибочных сигналов, являющихся следствием искажений из-за помех, которые на телефонных каналах, особенно коммутируемых, весьма значительны по амплитуде и продолжительны по времени.

3. Цифровое кодирование

При цифровом кодировании дискретной информации применяют потенциальные и импульсные коды.

В потенциальных кодах для представления логических единиц и нулей используется только значение потенциала сигнала, а его перепады, формирующие законченные импульсы, во внимание не принимаются. Импульсные коды позволяют представить двоичные данные либо импульсами определенной полярности, либо частью импульса — перепадом потенциала определенного направления.

 

3.1. Требования к методам цифрового кодирования

При использовании прямоугольных импульсов для передачи дискретной информации необходимо выбрать такой способ кодирования, который обеспечивает:

        при одной и той же битовой скорости наименьшую ширину спектра результирующего сигнала;

        синхронизацию между передатчиком и приемником;

        распознавание ошибок и коррекцию искаженных данных;

        низкую стоимость реализации.

 

Более узкий спектр сигналов позволяет на одной и той же линии (с одной и той же полосой пропускания) добиваться более высокой скорости передачи данных. Кроме того, часто к спектру сигнала предъявляется требование отсутствия постоянной составляющей, то есть наличия постоянного тока между передатчиком и приемником. В частности, применение различных трансформаторных схем гальванической развязки препятствует прохождению постоянного тока.

 

Синхронизация передатчика и приемника нужна для того, чтобы приемник точно знал, в какой момент времени необходимо считывать новую информацию с линии связи. Эта проблема в сетях решается сложнее, чем при обмене данными между близко расположенными устройствами, например между блоками внутри компьютера или же между компьютером и принтером. На небольших расстояниях хорошо работает схема, основанная на отдельной тактирующей линии связи, так что информация снимается с линии данных только в момент прихода тактового импульса. В сетях использование этой схемы вызывает трудности из-за неоднородности характеристик проводников в кабелях. На больших расстояниях неравномерность скорости распространения сигнала может привести к тому, что тактовый импульс придет настолько позже или раньше соответствующего сигнала данных и бит данных будет пропущен или считан повторно. Другой причиной, по которой в сетях отказываются от использования тактирующих импульсов, является экономия проводников в дорогостоящих кабелях.

Поэтому в сетях применяются так называемые самосинхронизирующиеся коды, сигналы которых несут для передатчика указания о том, в какой момент времени нужно осуществлять распознавание очередного бита (или нескольких бит, если код ориентирован более чем на два состояния сигнала). Любой резкий перепад сигнала — так называемый фронт - может служить хорошим указанием для синхронизации приемника с передатчиком.

При использовании синусоид в качестве несущего сигнала результирующий код обладает свойством самосинхронизации, так как изменение амплитуды несущей частоты дает возможность приемнику определить момент появления входного кода.

 

Распознавание и коррекцию искаженных данных сложно осуществить средствами физического уровня, поэтому чаще всего эту работу берут на себя протоколы, лежащие выше: канальный, сетевой, транспортный или прикладной. С другой стороны, распознавание ошибок на физическом уровне экономит время, так как приемник не ждет полного помещения кадра в буфер, а отбраковывает его сразу при распознавании ошибочных бит внутри кадра.

 

Требования, предъявляемые к методам кодирования, являются взаимно противоречивыми, поэтому каждый из рассматриваемых ниже популярных методов цифрового кодирования обладает своими преимуществами и своими недостатками по сравнению с другими.

 

3.2. Потенциальный код без возврата к нулю  (NRZ)

На рис.1, а показан уже упомянутый метод потенциального кодирования, называемый также кодированием без возврата к нулю (Non Return to Zero, NRZ).

 

Достоинства:

        наличие только двух уровней потенциала;

        хорошая распознаваемость ошибок (из-за двух резко отличающихся потенциалов);

        низкая частота основной гармоники f0 = N/2 Гц

        простота реализации.

 

Недостатки:

        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;

        наличие низкочастотной составляющей, которая приближается к нулю при передаче длинных последовательностей единиц или нулей, из-за чего многие каналы связи, не обеспечивающие прямого гальванического соединения между приемником и источником, этот вид кодирования не поддерживают.

По этим причинам в чистом виде код NRZ в сетях не используется. Тем не менее, используются его различные модификации, в которых устраняют как плохую самосинхронизацию кода NRZ, так и наличие постоянной составляющей. Привлекательность кода NRZ, из-за которой имеет смысл заняться его улучшением, состоит в достаточно низкой частоте основной гармоники f0, которая равна N/2 Гц. У других методов кодирования основная гармоника имеет более высокую частоту.

 

 

     0     1     0     1     0     1     0     0     0     0     1     1     1      1    0     1     1     0     0

а) Потенциальный код NRZ             

б) Биполярный код AMI (NRZI)

     

 

 

 

в) Биполярный импульсный код (RZ)

     

 

 

 

г) Манчестерский код

     

 

 

 

 

Рис.1. Способы кодирования дискретных данных


3.3. Метод биполярного кодирования с альтернативной инверсией (AMI)

Одной из модификаций метода NRZ является метод биполярного кодирования с альтернативной инверсией (Bipolar Alternate Mark Inversion, AMI). В этом методе (рис.1, б) используются три уровня потенциала — отрицательный, нулевой и положительный. Для кодирования логического нуля используется нулевой потенциал, а логическая единица кодируется либо положительным потенциалом, либо отрицательным, при этом потенциал каждой новой единицы противоположен потенциалу предыдущей.

 

Достоинства:

        частично ликвидируется проблема постоянной составляющей и отсутствия самосинхронизации, присущих коду NRZ, при передаче длинных последовательностей единиц, когда сигнал на линии представляет собой последовательность разнополярных импульсов с тем же спектром, что и у кода NRZ, передающего чередующиеся нули и единицы, то есть без постоянной составляющей и с основной гармоникой N/2 Гц (где N — битовая скорость передачи данных);

        в целом, для различных комбинаций бит на линии использование кода AMI приводит к более узкому спектру сигнала, чем для кода NRZ. а значит, и к более высокой пропускной способности линии, в частности, при передаче чередующихся единиц и нулей основная гармоника f0 имеет частоту N/4 Гц;

 

        предоставляет также некоторые возможности по распознаванию ошибочных сигналов; так, нарушение строгого чередования полярности сигналов говорит о ложном импульсе или исчезновении с линии корректного импульса; сигнал с некорректной полярностью называется запрещенным сигналом (signal violation).

 

Недостатки:

        наличие трех уровней сигнала на линии, что требует увеличения мощности передатчика примерно на 3 дБ для обеспечения той же достоверности приема бит на линии;

        в случае длинных последовательностей нулей, как и для кода NRZ, сигнал вырождается в постоянный потенциал нулевой амплитуды.

 

3.4. Потенциальный код с инверсией при единице  (NRZI)

Потенциальный код с инверсией при единице (Non Return to Zero with ones Inverted, NRZI) похож на AMI, но имеет только два уровня сигнала. При передаче нуля он передает потенциал, который был установлен в предыдущем такте (то есть не меняет его), а при передаче единицы потенциал инвертируется на противоположный. 

 

Для улучшения потенциальных кодов, подобных AMI и NRZI используются два подхода.

1. Добавление в исходный код избыточных бит, содержащих логические единицы. Очевидно, что в этом случае длинные последовательности нулей прерываются, и код становится самосинхронизирующимся для любых передаваемых данных. При этом исчезает постоянная составляющая, а значит, еще более сужается спектр сигнала. Но этот метод снижает полезную пропускную способность линии, так как избыточные единицы пользовательской информации не несут.

2. Предварительное «перемешивание» исходной информации таким образом, чтобы вероятности появления единиц и нулей на линии были одинаковы. Устройства, или блоки, выполняющие такую операцию, называются скремблерами (scramble - свалка, беспорядочная сборка). При скремблировании используется известный алгоритм, поэтому приемник, получив двоичные данные, передает их на дескремблер, который восстанавливает исходную последовательность бит. Избыточные биты при этом по линии не передаются. Оба метода относятся к логическому, а не физическому кодированию, так как форму сигналов на линии они не определяют.

 

3.5. Биполярный импульсный код (RZ)

Кроме потенциальных кодов в сетях используются и импульсные коды, когда данные представлены полным импульсом или же его частью - фронтом. Наиболее простым случаем такого подхода является биполярный импульсный код, называемый также кодированием с возвратом к нулю (Return to Zero, RZ), в котором единица представлена импульсом одной полярности, а ноль - другой (рис.1, в). Каждый импульс длится половину такта.

 

Достоинства:

        отличные самосинхронизирующие свойства;

        наличие только двух уровней потенциала.

 

Недостатки:

        может присутствовать постоянная составляющая, например, при передаче длинной последовательности единиц или нулей;

        спектр сигнала шире, чем у потенциальных кодов; так, при передаче всех нулей или единиц частота основной гармоники кода будет равна N Гц, что в два раза выше основной гармоники кода NRZ и в четыре раза выше основной гармоники кода AMI при передаче чередующихся единиц и нулей.

       

        Из-за слишком широкого спектра биполярный импульсный код используется редко.

 

3.6. Манчестерский код

В локальных сетях до недавнего времени самым распространенным методом кодирования был так называемый манчестерский код (рис.1, г). Он применяется в ЛВС Ethernet и Token Ring.

В манчестерском коде для кодирования единиц и нулей используется перепад потенциала, то есть фронт импульса. При манчестерском кодировании каждый такт делится на две части. Информация кодируется перепадами потенциала, происходящими в середине каждого такта. Единица кодируется перепадом от низкого уровня сигнала к высокому, а ноль - обратным перепадом. В начале каждого такта может происходить служебный перепад сигнала, если нужно представить несколько единиц или нулей подряд.

 

Достоинства:

        отличные самосинхронизирующие свойства, так как сигнал изменяется, по крайней мере, один раз за такт передачи одного бита данных;

        наличие только двух уровней потенциала;

        полоса пропускания манчестерского кода уже, чем у биполярного импульсного;

        нет постоянной составляющей;

        в среднем спектр манчестерского кода в полтора раза уже, чем у биполярного импульсного кода, а основная гармоника колеблется вблизи значения 3N/4; основная гармоника в худшем случае (при передаче последовательности единиц или нулей) имеет частоту N Гц, а в лучшем (при передаче чередующихся единиц и нулей) она равна N/2 Гц, как и у кодов AMI или NRZ.

 

Недостатки:

        спектр сигнала шире, чем у кода NRZ и кода AMI.

 

3.7. Потенциальный код 2В1Q

Потенциальный код 2B1Q имеет четыре уровня сигнала для кодирования данных, при этом каждые два бита (2В) передаются за один такт сигналом, имеющим четыре состояния (1Q). Например, паре бит 00 может соответствовать потенциал -2.5В, паре бит 01 — потенциал -0,833 В, паре 11 — потенциал +0,833 В, а паре 10 — потенциал +2,5 В. Для этого способа кодирования требуются дополнительные меры по борьбе с длинными последовательностями одинаковых пар бит, так как в этом случае сигнал превращается в постоянную составляющую. При случайном чередовании бит спектр сигнала в два раза уже, чем у кода NRZ, так как при той же битовой скорости длительность такта увеличивается в два раза. Таким образом, с помощью кода 2В1Q можно по одной и той же линии передавать данные в два раза быстрее, чем с помощью кода AMI или NRZI. Однако для его реализации мощность передатчика должна быть выше, чтобы четыре уровня четко различались приемником на фоне помех.

4. Логическое кодирование

Логическое кодирование используется для улучшения потенциальных кодов типа AMI, NRZI или 2B1Q. Логическое кодирование должно заменять длинные последовательности бит, приводящие к постоянному потенциалу, вкраплениями единиц. Как уже отмечалось выше, для логического кодирования характерны два метода - избыточные коды и скремблирование.

 

4.1. Избыточные коды

Избыточные коды основаны на разбиении исходной последовательности бит на порции, которые часто называют символами. Затем каждый исходный символ заменяется на новый, который имеет большее количество бит, чем исходный. Например, логический код 4В/5В, используемый в технологиях FDDI и Fast Ethernet, заменяет исходные символы длиной в 4 бита на символы длиной в 5 бит. Так как результирующие символы содержат избыточные биты, то общее количество битовых комбинаций в них больше, чем в исходных. Так, в коде 4В/5В результирующие символы содержат 32 битовые комбинации, в то время как исходные символы - только 16. Поэтому в результирующем коде можно отобрать 16 таких комбинаций, которые не содержат большого количества нулей, а остальные считать запрещенными кодами (code violation). Кроме устранения постоянной составляющей и придания коду свойства самосинхронизации, избыточные коды позволяют приемнику распознавать искаженные биты. Если приемник принимает запрещенный код, значит, на линии произошло искажение сигнала.

Соответствие исходных и результирующих кодов 4В/5В представлено ниже.

 

Исходный код

Результирующий код

Исходный код

Результирующий код

0000

11110

1000

10010

0001

01001

1001

10011

0010

10100

1010

10110

0011

10101

1011

10111

0100

01010

1100

11010

0101

01011

1101

11011

0110

01110

1110

11100

0111

01111

1111

11101

 

Код 4В/5В передается по линии с помощью физического кодирования по одному из методов потенциального кодирования, чувствительному только к длинным последовательностям нулей. Символы кода 4В/5В длиной 5 бит гарантируют, что при любом их сочетании на линии не могут встретиться более трех нулей подряд.

Буква  «В»  в названии кода означает, что элементарный сигнал имеет 2 состояния (от английского binary – двоичный). Имеются также коды и с тремя состояниями сигнала, например, в коде 8В/6Т для кодирования 8 бит исходной информации используется код из 6 сигналов, каждый из которых имеет три состояния. Избыточность кода 8В/6Т выше, чем кода 4В/5В, так как на 256 исходных кодов приходится 36 = 729 результирующих символов.

Использование таблицы перекодировки является очень простой операцией, поэтому этот подход не усложняет сетевые адаптеры и интерфейсные блоки коммутаторов и маршрутизаторов.

Для обеспечения заданной пропускной способности линии передатчик, использующий избыточный код, должен работать с повышенной тактовой частотой. Так, для передачи кодов 4В/5В со скоростью 100 Мбит/с передатчик должен работать с тактовой частотой 125 МГц. При этом спектр сигнала на линии расширяется по сравнению со случаем, когда по линии передается чистый, не избыточный код. Тем не менее, спектр избыточного потенциального кода оказывается уже спектра манчестерского кода, что оправдывает дополнительный этап логического кодирования, а также работу приемника и передатчика на повышенной тактовой частоте.

 

4.2. Скремблирование

Перемешивание данных скремблером перед передачей их в линию с помощью потенциального кода является другим способом логического кодирования.

Методы скремблирования заключаются в побитном вычислении результирующего кода на основании бит исходного кода и полученных в предыдущих тактах бит результирующего кода. Например, скремблер может реализовывать следующее соотношение:

Bi = Ai  Bi-3  Bi-5 ,

 

где Bi - двоичная цифра результирующего кода, полученная на i-м такте работы скремблера, Ai - двоичная цифра исходного кода, поступающая на i -м такте на вход скремблера, Bi-3 и Bi-5 - двоичные цифры результирующего кода, полученные на предыдущих тактах работы скремблера, соответственно на 3 и на 5 тактов ранее текущего такта,  - сложение по модулю 2.

Например, для исходной последовательности 110110000001 скремблер даст следующий результирующий код:

 

B1 = A1 = 1;

B2 = A2 = 1;

B3 = A3 = 0;

B4 = A4  B1 = 1  1 = 0;

B5 = A5  B2 = 1  1 = 0;

B6 = A6  B3  B1 = 0  0  1 = 1;

B7 = A7  B4  B2 = 0  0  1 = 1;

B8 = A8  B5  B3 = 0  0  0 = 0;

B9 = A9  B6  B4 = 0  1  0 = 1;

B10 = A10  B7  B5 = 0  1  0 = 1;

B11 = A11  B8  B6 = 0  0  1 = 1;

B12 = A12  B9  B7 = 1  1  1 = 1.

 

Таким образом, на выходе скремблера появится последовательность 110001101111, в которой нет последовательности из шести нулей, присутствовавшей в исходном коде.

После получения результирующей последовательности приемник передаст ее дескремблеру, который восстанавливает исходную последовательность на основании обратного соотношения:

 

Ci = Bi  Bi-3  Bi-5 = (Ai  Bi-3  Bi-5 ) Bi-3  Bi-5 = Ai.

 

Различные алгоритмы скремблирования отличаются количеством слагаемых, дающих цифру результирующего кода и сдвигом между слагаемыми. Так, в сетях ISDN при передаче данных от сети к абоненту используется преобразование со сдвигами в 5 и 23 позиции, а при передаче данных от абонента в сеть - со сдвигами 18 и 23 позиции.

 

Существуют и более простые методы борьбы с последовательностями единиц, также относимые к классу скремблирования.

Для улучшения кода AMI используются два метода, основанные на искусственном искажении последовательности нулей запрещенными символами.

 

На рис.2 показано использование методов B8ZS (Bipolar with 8-Zeros Substitution) и HDB3 (High-Density Bipolar 3-Zeros) для корректировки кода AMI. Исходный код состоит из двух длинных последовательностей нулей: в первом случае - из 8, а во втором - из 5.

 


 

 

     1      1      0     0      0     0     0      0      0      0     1      1     0      0     0      0      0     1     0

 

            Биполярный код AMI

 

     1      1      0     0      0     V     1*   0      V    1*     1      1     0      0     0      0     0     1      0

 

          B8ZS

 

     1      1      0     0      0     V     1*   0      0     V      1     1     1*    0     0      V     0     1      0

 

          HDB3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис.2. Коды B8ZS и HDB3. V - сигнал единицы запрещенной полярности;

1* - сигнал единицы корректной полярности, но заменивший 0 в исходном коде

 

 

Код B8ZS исправляет только последовательности, состоящие из 8 нулей. Для этого он после первых трех нулей вместо оставшихся пяти нулей вставляет пять цифр: V-1*-0-V-1*. Здесь V обозначает сигнал единицы, запрещенной для данного такта полярности, то есть сигнал, не изменяющий полярность предыдущей единицы, 1* - сигнал единицы корректной полярности, а знак звездочки отмечает тот факт, что в исходном коде в этом такте была не единица, а ноль. В результате на 8 тактах приемник наблюдает 2 искажения - очень маловероятно, что это случилось из-за шума на линии или других сбоев передачи. Поэтому приемник считает такие нарушения кодировкой 8 последовательных нулей и после приема заменяет их на исходные 8 нулей. Код B8ZS построен так, что его постоянная составляющая равна нулю при любых последовательностях двоичных цифр.

 

Код HDB3 исправляет любые четыре подряд идущих нуля в исходной последовательности. Правила формирования кода HDB3 более сложные, чем кода B8ZS. Каждые четыре нуля заменяются четырьмя сигналами, в которых имеется один сигнал V. Для подавления постоянной составляющей полярность сигнала V чередуется при последовательных заменах. Кроме того, для замены используются два образца четырехтактовых кодов. Если перед заменой исходный код содержал нечетное число единиц, то используется последовательность 000V, а если число единиц было четным - последовательность 1*00V.

 

Улучшенные потенциальные коды обладают достаточно узким спектром для любых последовательностей единиц и нулей, которые встречаются в передаваемых данных. Потенциальный код NRZ обладает хорошим спектром с одним недостатком - у него имеется постоянная составляющая. Коды, полученные из потенциального путем логического кодирования, обладают более узким спектром, чем манчестерский. Этим объясняется применение потенциальных избыточных и скремблированных кодов в современных технологиях, подобных FDDI, Fast Ethernet, Gigabit Ethernet, ISDN и т.п. вместо манчестерского и биполярного импульсного кодирования.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

36380. Схемы внешних электрических и трубных проводок. Основные требования и правила выполнения 36 KB
  Схемы внешних электрических и трубных проводок. Схема соединений внешних проводок это комбинированная схема на которой показывают электрические и трубные связи между приборами и средствами автоматизации установленными на технологическом оборудовании вне щитов и на щитах а также подключения проводок к приборам и щитам. Схему подключения допускается не выполнять если все подключения могут быть показаны на схеме соединений внешних проводок. При необходимости раздельного изображения электрических и трубных проводок цеха участка...
36381. Учет персонала 29.58 KB
  Учет персонала. Взаимосвязи подсистемы Учет персонала : Из подсистемы АНАЛИЗ и УПРАВЛЕНИЕ приказы нормативы и запросы на получение информации. Информация из бухгалтерии о расходах на содержание персонала отчеты по начислениям з платы и прочие денежные выплаты. Различные отчеты и сводки для подсистемы АНАЛИЗ и УПРАВЛЕНИЕ об использовании персонала численность и качественный состав работников данные для статистики расходы на содержание персонала и т.
36382. Экстремальные регуляторы 51.93 KB
  Задача поиска экстремума разбивается на две части 1 определение отклонений от точки экстремума изучение объекта 2 организация движения к точке экстремума. ЭР с запоминанием экстремума: ЭР вкл в себя ЗУ – зап. В резте устанавливается автоколебательный режим работы регра около точки экстремума. Если Х0 сигнум – реле не меняет направление вращения ИМ если Х0 то производится реверс ИМ изменяется направление поиска экстремума.
36383. Дайте классификацию и поясните сущность интегральных критериев качества 35.68 KB
  Наибольшее распространение получили три интегральных критерия: А линейный Б квадратичный В квадратичная оценка отклонения от эталона А Линейный критерий качества 6 6 где отклонение переходного процесса от устойчивого значения; Уmt – функция веса ε1tmemtedttm Возможности критерия 7: 1У0t=t0=1 7 Критерий J10 7 – площадь под кривой переходного процесса с учетом знака рис. 2 Критерий J10 7 пригоден только для анализа апериодических процессов. В этом случае J10=min...
36384. Моделирование на ЭВМ типовых звеньев САУ 59.29 KB
  Моделирование на ЭВМ типовых звеньев САУ В состав структурных схем большинства систем автоматического управления САУ входит достаточно ограниченный набор типовых звеньев. В основу процедуры моделирования многих типовых звеньев положен метод РунгеКутта. Апериодическое звено первого порядка Реальное дифференцирующее звено Пропорциональноинтегральное звено Структурные схемы некоторых типовых звеньев. При моделировании более сложных звеньев таких как апериодическое пропорциональноинтегральное дифференциальное и т.
36385. Принцип действия термопары и термометра сопротивления 37.39 KB
  Термопара – два разнородных с различной концентрацией свободных электронов металлических проводника – термоэлектроды соединенных пайкой или сваркой на измерительном рабочем конце подвергаемом воздействию измеряемой температуры и разомкнутых на контрольном свободном конце находящемся под воздействием известной температуры и подключаемом к измерительному прибору. Принцип действия термопреобразователей сопротивления или резистивных детекторов температуры основан на способности металлов или полупроводниковых материалов изменять...
36386. Техническое обеспечение САПР 12.99 KB
  Выделяют автоматизированные рабочие места АРМ трех классов: микро АРМ для решения простых конструкторских и технологических задач в автономном режиме в составе средств двухуровневой САПР. Средние АРМ помимо задач выполняемых микро АРМ посредством графического процессора позволяют представлять объект проектирования в двух и трехмерном виде имеют пакеты прикладных программ инвариантные к различным видам объекта проектирования. Супер АРМ способны решать весь комплекс задач САПР в масштабе предприятия. Все вычислительные комплексы САПР в том...
36387. Универсальные CADCAMCAE-системы 12.71 KB
  Универсальные CDCMCEсистемы. Системы проектирования в масштабах предприятия за рубежом принято определять как CD CM CE – системы функции автоматизированного проектирования распределяются в них следующим образом: модули CD Computer ided Design – для геометрического моделирования и машинной графики модули подсистемы CM Computer ided Mnufcturing – для технологической подготовки производства а модули CE Computer ided Engineering – для инженерных расчетов и анализа с целью поверки проектных решений. Все универсальные CD CM CE –...
36388. Электрические принципиальные схемы систем и средств автоматизации. Назначение и правила выполнения 24.29 KB
  Электрические принципиальные схемы систем и средств автоматизации. Принципиальные электрические схемы определяют полный состав приборов аппаратов и устройств а также связей между ними действие которых обеспечивает решение задач управления регулирования защит измерения и сигнализации. Эти схемы служат для изучения принципа действия системы они необходимы при производстве наладочных работ и в эксплуатации. Схемы выполняются применительно к определенным самостоятельным элементам установкам или участкам автоматизированной системы...