Логическо кодиране
Логическото кодиранесе извършва от предавателя предифизическото кодиране, обсъдено по-горе, посредством връзка или физически слой. На етапалогическо кодиранесе разглеждат недостатъците на методитефизическо цифрово кодиране - липса на синхронизация, наличие на постоянен компонент. По този начин, първо, с помощта на средства залогическо кодиранесе формират коригирани последователности от битове, които след това се предават чрез простиметоди за физическо кодиранепо комуникационни линии.
Логическо кодиранеозначава замяна на битовете на оригиналната информационна последователност с нова битова последователност, която носи същата информация, но има в допълнение допълнителни свойства, например способността на приемащата страна да открива грешки в получените данни или надеждно да поддържа синхронизация с входящия сигнал.
Имадва метода за логическо кодиране:
Излишните кодове(таблични кодове) се основават на разделяне на оригиналната последователност от битове на групи и след това заместване на всяка оригинална група с кодова дума в съответствие с таблицата. Една кодова дума винаги съдържа повече битове от оригиналната група.
4B/5B логически кодзаменя оригиналните 4-битови групи с 5-битови кодови думи. В резултат на това общият брой възможни битови комбинации за тях (2 5 =32) е по-голям, отколкото за първоначалните групи (2 4 =16). Следователно в кодовата таблица могат да бъдат включени 16 такива комбинации, които не съдържатповече от две нули подред, и да ги използват за предаване на данни.Кодът гарантира, че на линията не могат да се появят повече от три нули подред за всяка комбинация от кодови думи.
Други кодови комбинацииизползва се запредаване на овърхед сигнали (време на предаване, начало на блок данни, край на блок данни, контрол на предаване на ниво връзка).Неизползваните кодови думи могат да бъдат използвани от приемника за откриване на грешки в потока от данни. Цената за предимствата, получени с този метод на кодиране на данни, е намаляване на скоростта на предаване на полезна информация с 25%.
| Линеен код | Символ | Група източник |
| А | ||
| б | ||
| ° С | ||
| д | ||
| д | ||
| Е |
4V/5V логическо кодиране се използва в 100Mbit/s Ethernet мрежи:
- в комбинация с код NRZI (спецификация 100Base FX, среда за предаване - оптично влакно);
- комбиниран с MLT-3 код (100Base TX спецификация, UTP Cat 5e предавателна среда).
Има и кодове с три състояния на сигнала, например в кода8B/6Tсе използват кодови думи от троичен код от 6 елемента за кодиране на 8 бита първоначална информация. Всеки елемент може да приеме една от трите стойности (+1, 0, -1). Излишъкът на кода8B/6Tе по-висок от този на кода4B/5B, тъй като 2 8=256изходни символа отговарят на3 6 =729резултатни кодови думи. Този метод на кодиране се използва в спецификацията 100Base T4 - при организиране на 100Mbps Ethernet през UTP Cat3 кабел (остаряла спецификация). Тук 3 усукани двойки се използват едновременно за предаване на битовия поток. Скоростта на трансфер на информация за всяка двойка е N=100 Mbps / 3 = 33,3 Mbps, скоростта на модулация на линейния сигнал е 25 M Baud (8:6=1,33; 33,3:1,33=25), което позволява използването на UTP Cat3 неекранирана усукана двойка.
В код8V/10Vвсеки 8 бита от оригиналната последователност се заменят с десет бита от кодовата дума. В същото време има 1024 резултатни комбинации за 256 първоначални комбинации. При подмяна в съответствие с кодовата таблица се спазват следните правила:
а. нито една получена комбинация (кодова дума) не трябва да има повече от 4 еднакви бита подред;
b. нито една получена комбинация не трябва да съдържа повече от 6 нули или 6 единици;
Кодът 8B/10V(+NRZI) се използва в стандарта Gigabit Ethernet 1000Base-X (когато влакното се използва като среда за предаване).
Мрежовите адаптериизвършват логическо кодиране. Тъй като използването на справочна таблица е много проста операция, методът на логическо кодиране с излишък не усложнява функционалните изисквания на това оборудване.
За да се осигури дадената пропускателна способност N Bit/s, предавателят, използващ излишния код, трябва да работи с повишена тактова честота.По този начин, за да предаде сигнал в кода4V/5Vсъс скорост на трансфер на информация от N=100 Mbit/s,предавателят трябва да работи на тактова честота от125 MHz (т.е. B=125 Mbaud). В този случай спектърът на линейния сигнал се разширява. Обаче спектърът на сигнала на резервния потенциален код е по-тесен от спектъра на сигнала вМанчестърския код, което оправдава допълнителния етап на логическо кодиране, както и работата на приемника и предавателя при повишена тактова честота.
Разбъркванетое такова "смесване" на оригиналната последователност от битове, при което вероятността за поява на единици и нули на входа на физическия кодиращ модул става близка до 0,5. Извикват се устройства (или софтуерни модули), които извършват тази операцияскрамблер (скрамбъл - сметище, безредно сглобяване).
Схема за включване на скрамблер в комуникационен канал
Скрамблерът в предавателя извършва трансформацията на структурата на оригиналния цифров поток. Дешифраторът в приемника възстановява оригиналната битова последователност. Почти единствената операция, използвана в скрамблерите и дескрамблерите, еXOR - "побитово XOR"(събиране по модулмодуло 2).
Основната част на скрамблера и дескрамблера е генератор на псевдослучайна последователност (PRS) под формата на K-битов регистър за изместване с обратна връзка.
Има 2 основни типа двойки скрамблер-дескремблер:
2. с първоначална инсталация (добавка).
Веригите за самотактоване се управляват от кодирана последователност. Тези схеми имат недостатъка на разпространението на грешката. Влиянието на грешен символ се появява толкова пъти, колкото има обратни връзки във веригата.
Вариант на внедряване на кодиране в схема за самосинхронизиране.
Тук Bi е двоичната цифра на резултантния код, получен на i-тия цикъл на скрамблера; Ai е двоична цифра на изходния код, който пристига в предавателя на входа на скрамблера на i-тия цикъл; Bi-5 и Bi-7 са двоични цифри на резултантния код, получен в предишните цикли на скрамблера, съответно на цикли "i-5" и "i-7".
Дешифраторът в приемника възстановява оригиналната последователност, използвайки релацията
В адитивните схеми кодираната последователност не се подава на входа на регистрите за преместване, няма разпространение на грешката, но е необходима синхронизация на работата на двойката скрамблър-дескремблер.