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物理层的编码分类物理介质相关编码

发布时间:2019-06-08 10:10 来源:未知 编辑:admin

  通信线路的编码就像商品的包装,商品包装的目的是使商品更适合运输,在运输过程中不受损,同样,线路编码的目的就是使编码后的二进制数据更适合线路传输。

  另一类和物理介质无关,比如百兆以太网用的4B/5B编码,千兆以太网用的8B/10B编码,万兆以太网用的64B/66B编码。本文不再描述。

  NRZ即Non-Return to Zero Code, 非归零码,光接口STM-NO、1000Base-SX、1000Base-LX采用此码型。NRZ是一种很简单的编码方式,用0电位和1点位分别二进制的“0”和“1”,编码后速率不变,有很明显的直流成份,不适合电接口传输。

  NRZI即Non-Return to Zero Inverted,非归零反转码,光接口100Base-FX使用此码型。编码不改变信号速率。NRZI编码规则:1).如果下一个输入二进制位是“1”,则下一个编码后的电平是当前电平跳变后的电平;2).如果下一个输入二进制位是“0”,则编码后的电平与当前保持一致。

  NRZ和NRZI都是单极性码,即都只有正电平和零电平,没有负电平,所以NRZ和NRZI码中有很多直流成份,不适合电路传输,并且NRZ和NRZI编码本身不能保证信号中不包含长连“0”或长连“1”出现,不利于时钟恢复。

  MLT-3即Multi-Level Transmit -3,多电平传输码,MLT-3码跟NRZI码有点类型,其特点都是逢“1”跳变,逢“0”保持不变,并且编码后不改变信号速率。如NRZI码不同的是,MLT-3是双极性码,有”-1”、“0”、“1”三种电平,编码后直流成份大大减少,可以进行电路传输,100Base-TX采用此码型。MLT-3编码规则:1).如果下一输入为“0”,则电平保持不变;2).如果下一输入为“1”,则产生跳变,此时又分两种情况。(a).如果前一输出是“+1”或“-1”,则下一输出为“0”;(b).如果前一输出非“0”,其信号极性和最近一个非“0”相反。

  AMI即Alternate Mark Inversion,信号交替反转码,典型的双极性码,AMI类型的编码有HDB3、B3ZS、B8ZS等。AMI编码规则:输入的“0”仍然是0,输入的“1”交替的变换为+1、-1。AMI编码如下图所示:

  AMI能保证编码后无直流分量,但AMI本身无法保长连“0”和长连“1”出现。这就出现HDB3、B3ZS、B8ZS,这三种编码成功弥补了AMI码的这种缺陷。

  编码规则:1).当原码没有四个以上连“0”串时,AMI码就是HDB3码。2).当出现四个以上连“0”串时,将第四个“0”变成与其前面一非“0”同极性的符号,由于这个符号破坏了极性交替反转的规则,因此叫做破坏符号,用V符号表示(+1为+V,-1为-V),相邻的V符号也需要极性交替。3).当V符号之间有奇数个非“0”时,是能满足交替的,如为偶数,则不能满足,这时再将该小段的第一个“0”变成“+B”或“-B”,B符号与前一个非“0”符号相反,并让后面的非“0”符号从V符号开始交替变化。HDB3码如下图所示:

  换一种更好记的方法:两V码之间原始码非“0”个数为为奇数时,用000V代替0000,为偶数时,用B00V代替0000,B00V之后,原始极性码必须与V码极性相反。如下图所示:

  B3ZS即Bipolar with three-zero substitution,三阶双极性码,T3线路用此编码。编码规则与HDB3相同,只是编码后能允许最多连“0”的个数从HDB3的三个减小到两个。B3ZS码如下所示:

  B8ZS即Bipolar with eigth-zero substitution,八阶双极性码,如果源码中没有8个或以上连“0”串时,这时AMI码就是B8ZS码,如果有8个或以上连“0”时,将8个“0”替换成“000VB0VB”,其他规则同HDB3码。T1线路采用此编码。如下所示:

  CMI即Code Mark Inversion,信号反转码。编码规则:输入的“1”交替用-1和+1表示,“0”用电平从-1到+1的跳变表示,也就是一个上升沿。E4和SMT-1e线路采用此编码,编码后信号速率被提高,其实是以牺牲带宽来换取传输特性。如下图所示:

  使用电平从+1到-1的变化表示“0”,使用电平从-1到+1的变化表示“1”,编码效率低,只有50%,同CMI一样,是拿带宽换取传输特性,10Base-T使用此编码。

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