План лекции 14 Цифровое кодирование Логическое кодирование Цифровое

План лекции 14 Цифровое кодирование Логическое кодирование

Цифровое кодирование

Требования к способу кодирования: наименьшая ширина спектра результирующего сигнала при одной и той же битовой скорости; обеспечение синхронизации между передатчиком и приемником; возможность распознавания ошибок; низкая стоимость реализации.

Код NRZ

Ширина спектра сигнала N=10 Мбит/с ТБИТ=100нсек Т=200нсек F0=5мгц Ширина спектра F=0-5мгц

Достоинства простота реализации; достаточно узкий частотный спектр сигнала; сигнал не надо кодировать и декодировать

Недостатки имеется постоянная составляющая; отсутствует синхронизация

Передача в коде NRZ с синхросигналом

Код RZ N=10 Мбит/с ТБИТ=100нсек Тмин=100нсек F0=10мгц Ширина спектра F=10мгц

Достоинство самосинхронизации при любой длине пакета.

Недостатки Ширина спектра в два раза выше, чем у кода NRZ, поэтому требуется вдвое большая полоса пропускания линии при той же скорости передачи; требуется увеличение мощности передатчика для обеспечения той же достоверности приема битов на линии, так как используются не два, а три уровня сигнала на линии.

Использование кода RZ в оптоволоконных сетях

Метод биполярного кодирования с альтернативной инверсией (AMI) 0 1 0 1 1 0 0 0

Достоинства При длительной последовательности 1: - рассинхронизации не происходит. Каждая единица сопровождается изменение потенциала устойчиво распознаваемом приемником. - не возникнет постоянной составляющей, так как каждая единица сопровождается изменением потенциала. При различных комбинаций 0 и 1 на линии спектр сигналов более узок, чем для кода NRZ, а значит более высокая пропускная способность линии. N=10 Мбит/с ТБИТ=100нсек Тmax=400нсек Fо=2,5мгц

Недостатки при длинной последовательность 0 сигнал представляется постоянным потенциалом нулевой амплитуды; требуется увеличение мощности передатчика для обеспечения той же достоверности приема битов на линии, так как используются не два, а три уровня сигнала на линии.

Код Манчестер

Достоинства манчестерского кода хорошие самосинхронизирующие свойства; наличие двух уровней сигнала, что способствует лучшей помехозащищенности; отсутствие постоянной составляющей в сигнале при передаче длинной последовательности единиц или нулей.

Недостатки манчестерского кода Ширина спектра в два раза выше, чем у кода NRZ, поэтому требуется вдвое большая полоса пропускания линии при той же скорости передачи. N=10 Мбит/с ТБИТ=100нсек Тмин=100нсек F0=10мгц

Потенциальный код 2В1Q

Пример кодирования 2B1Q

Достоинства простота реализации; возможность передавать данные в два раза быстрее; при случайном чередовании битов спектр сигнала в два раза уже, чем у кода NRZ.

Недостатки 2B1Q - в спектре есть постоянная составляющая при последовательностях одинаковых пар битов. - мощность передатчика должна быть выше, чтобы четыре уровня четко различались приемником на фоне помех. - ограниченные возможности передачи информации по зашумленным линиям с большим затуханием.

Логическое кодирование Методы логического кодирования: - избыточные коды; - скрэмблирование.

Логический код 4В/5В

Достоинства устранение постоянной составляющей; придание коду свойства самосинхронизации; возможность приемнику распознавать искаженные биты. ( Если приемник принимает запрещенный код, значит, на линии произошло искажение сигнала). Синхронизация происходит за счет исключения последовательности более трех нулей. Высокая помехоустойчивость достигается контролем принимаемых данных на пятибитовом интервале.

Недостатки снижение скорости передачи полезной информации 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. 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