Скремблювання
Перемішування даних скремблером перед передачею їх у лінію за допомогою потенційного коду є іншим способом логічного кодування [1].
Методи скремблювання полягають у побітному обчисленні результуючого коду на підставі біт вхідного коду й отриманих у попередніх тактах біт результуючого коду. Наприклад, скремблер може реалізовувати наступне співвідношення:
Bi = Ai Bi-3 Bi-5,
де Bi – двікова цифра результуючого коду, отримана на i-му такті роботи скремблера; А – двійкова цифра вхідного коду, що надходить на i-му такті на вхід скремблера; Ві-з та Вi-5 – двійкові цифри результуючого коду, отримані на попередніх тактах роботи скремблера, відповідно на 3 і на 5 тактах раніше поточного такту; – операція логічно додавання за модулем 2.
Наприклад, для вихідної послідовності 110110000001 скремблер отримає такий результуючий код:
B1 = A1 = 1 (перші три цифри результуючого коду збігатимуться з вхідним, оскільки ще немає потрібних попередніх цифр);
B2 = А2 = 1;
B3 = А3 = 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 чином, на виході скремблера з’явиться послідовність 110001101111, у якій немає послідовності з шести нулів, що була присутня у вхідному коді.
Після одержання результуючої послідовності приймач передає її дескремблеру, що відновлює вхідну послідовність на підставі зворотного співвідношення
Сi = Вi Bi-3 Bi-5 = (Ai Bi-3 Bi-5) Bi-3 Bi-5 = Ai.
Різні алгоритми скремблювання відрізняються кількістю доданків, що дають цифру результуючого коду, і зсувом між доданками. Так, у мережах ISDN при передачі даних від мережі до абонента використовується перетворення зі зсувом у 5 і 23 позиціях, а при передачі даних від абонента в мережу — зі зсувом у 18 і 23 позиціях.
Існують і більш прості методи боротьби з послідовностями одиниць, які також відносяться до класу скремблювання.
Д
Рисунок 4.5
Коди B8ZS і HDB3
На рис. 4.5 наведено використання методів B8ZS (Bipolar with 8-Zeros Substitution) та HDB3 (Hяigh-Density Bipolar 3-Zeros) для коректування коду AMI. Вихідний код складається з двох довгих послідовностей нулів: у першому випадку з восьми, а в другому – з п’яти.
Код B8ZS виправляє тільки послідовності, що складаються з 8 нулів. Для цього він після перших трьох нулів замість п’яти нулів, що залишилися, вставляє п’ять цифр: V-1*-0-V-1*. V тут позначає сигнал одиниці, забороненої для даного такту полярності, тобто сигнал, що не змінює полярність попередньої одиниці, 1* – сигнал одиниці коректної полярності, а знак зірочки визначає той факт, що у вхідному коді в цьому такті була не одиниця, а нуль. У результаті на восьми тактах приймач спостерігає 2 перекручування – дуже малоймовірно, що це відбулося внаслідок шуму на лінії або інших збоїв передачі. Тому приймач вважає такі порушення кодуванням 8 послідовних нулів і після прийому заміняє їх на вихідні 8 нулів. Код B8ZS побудований так, що його постійна складова дорівнює нулю при будь-яких послідовностях двійкових цифр.
Код HDB3 виправляє будь-які чотири нуля, що йдуть підряд у вхідній послідовності. Правила формування коду HDB3 складніші, ніж для коду B8ZS. Кожні чотири нулі заміняються чотирма сигналами, у яких є один сигнал V. Для усунення постійної складової полярність сигналу V чергується при послідовних замінах. Крім того, для заміни використовуються два зразки чотирьохтактових кодів. Якщо перед заміною вихідний код містив непарне число одиниць, то використовується послідовність 000V, а якщо число одиниць було парним – послідовність 1*00V.
Поліпшені потенційні коди мають досить вузьку смугу пропущення для будь-яких послідовностей одиниць і нулів, що зустрічаються в даних, що передаються.
Потенційний надлишкових і скрембльований коди мають вужчі спектри ніж манчестерський код та біполярну імпульсне кодування. Цім і пояснюється застосування перших у сучасних технологіях, наприклад, FDDI, Fast Ethernet, Gigabit Ethernet тощо [1, 4, 11, 17].