Коди MBNB, основні параметри

Для забезпечення можливостей виявлення помилок цифрова послідовність повинна мати наперед задану закономірність. Так, коди ЧПІ (АМІ), НДВ-3 має чергування полярності імпульсів (HRZ, RZ закономірності не мають).

На практиці використовується код, коли у вихідну інформаційну послідовність вводяться додаткові символи, які розташовуються на регулярних і чітко обґрунтованих позиціях. При цьому виключається поява довгої серії нулів і знижується зміст ВЧ складових.

Цим вимогам задовольняють блочні коди типу МВNB. При побудові таких кодів блок із М бінарних символів вихідної інформації замінюється блоком із N бінарних символів, при цьому M<N, тобто в вихідний сигнал вводиться надмірність.

Основні характеристики (параметри) кодів MBNBпоказані в таблиці 1

Таблиця 1

Код	N/M	вki	l0max	l1max	D	D’	D1%	D2%
СMI (1B2B)		0,5			2	2	0,11	0,7
2B3B	1,5	0,33			2	3	0,42	4,3
3B4B	1,33	0,5			2	3	0,25	4,4
4B5B	1,25				2	5
5B6B	1,2	0,5			2	4	0,5	5,2
5B7B	1,4	0,42			2	3	0,2

Для оцінки і порівняння блочних кодів використовуються параметри, показані в таблиці 1:

- відношення N/M – між швидкістю передачі в ЛТ і швидкістю вхідних сигналів, що надходять;

- середнє значення символів Вк_і (В₁, В₂, В₃), що доцільно вибирати мінімальним, щоб зменшити оптичну потужність і дробовий шум фотоприймача. вк показує статистичне значення між відношенням одиничних і нульових символів в комбінації. Якщо кількість одиниць дорівнює кількості нулів, то Вк=0,5;

- максимальне число послідовних 1та 0 (l₀max, l₁max), що може мати лінійний сигнал. Ці параметри бажано вибирати мінімальними, щоб спростити виділення Fт (це максимальна кількість одиничних і нульових серій підряд);

- диспаритетність (D) – це перевищення кількості 1 над кількістю 0, або різниця між кількістю одиниць та нулів. Зниження диспаритетності спрощує систему синхронізації і зменшує зміст НЧ складових. Диспаритетність може бути із знаком мінус, якщо перевищує кількість нулів або плюсова, якщо перевищує кількість одиниць. Наприклад: 000101 – Д = -2; 101111 – Д = +4; 101100 – Д = 0;

- накопичуюча диспаритетність (D’) – це є сумарне значення диспаритетності. Наприклад:

безперервна частина спектральної щільності D₁ і D₂ (у відсотках), яка розташована відповідно в інтервалі (0...0,3) /Ті; (0...0,1)/Ті, де Ті – тактовий інтервал. При виборі коду варто враховувати те, що зростання необхідної щільності оптичної енергії у системі, в залежності від швидкості передачі може складати 3,5 дБ на октаву (СМІ – 3,5 дБ, 2В3В – 2 дБ). В даний час в ВОСП міських мереж використовують коди СМІ, МСМІ; зонових мережах – СМІ і 5В6В; на магістральних мережах - МВ1С, МВ1Р.

Коди 2В3В, 3В4В, 5В6В, 6В8В – використовуються в середньошвидкісних ВОСП. Для їх формування потрібні більш складні кодери, але їх надлишковість менша 0,5, тобто вони не потребують збільшення Fт в лінії в два рази, що дозволяє при тих ж параметрах сигналів на вході вирішувальних пристроїв (ВП) регенераторів, збільшити довжину регенераційної ділянки, та зменшити вартість обладнання ЛТ і в цілому ВОСП.

На високошвидкісних ВОСП використовуються коди із вставками типу МВ1С, МВ1Р. При формуванні кодів МВ1С до М інформаційних символів додається один додатковий 1С, який приймає значення 1 та 0 залежно від останнього інформаційного символу. Якщо останній інформаційний символ був 1, то символ приймає значення 0, а якщо 0, то 1.

В кодах МВ1Р інформаційний сигнал попередньо скремблірується, а потім формується код МВ1Р. При цьому, якщо М – непарне число, то символ Р приймає значення 1, якщо парне – 0. Схема реалізація кодерів більш проста, чим в кодах МВNВ, мається можливість контролювати помилки в регенераторах.

Переваги скрембльованого сигналу:

- менша вірогідність появи послідовності однакових символів;

- стабільність швидкості передачі в лінії;

- можливість точного розрахунку ВТЧ, тому що можна визначити вірогідність появи будь-якої комбінації в коді;

- менший вплив статистичних параметрів початкового сигналу на фазове тремтіння (джіттер) цифрового сигналу.

Недолік: розмноження помилок при відновленні сигналу в дескремблері на приймальній станції, що обмежує використання методу.

Формування блочних кодів МВNВ полягає в тому, що М-бітні блоки необхідно замінити N-бітними блоками. Для цього можуть використовуватися алфавіти, як правило з від’ємною або додатньою диспаритетністю. Алфавіт повинен відповідати параметрам, відповідно до типу коду.(табл.1)

a) Формування коду 2В3В

2В

Алф.1

3В

Д= -1 Д= +1 Д= -1 Д= +1 Д= -1
Д^’= -1 Д^’= 0 Д^’= -1 Д^’= 0 Д^’= -1

2В

Алф.2

3В

Д= -1 Д= -3 Д= +1 Д= -3

Д^’= -1 Д^’= -4 Д^’= -3 Д^’= -6

По параметрах, які вказані в таблиці, більше підходить варіант 1. Але при формуванні коду можна використовувати обидва алфавіти, щоб

Д^’ і були в межах вказаних норм.

b) Формування коду 3В4В

3В

Алф1

В

Д= +2 Д=0 Д=0 Д=0

Д^’= +2 Д^’= +2 Д^’= +2 Д^’= +2

3В

Алф.2

4В

Д= -2 Д= -2 Д=0 Д=0

Д^’= -2 Д^’= -4 Д^’= -4 Д^’= -4

При формуванні коду з використанням алфавіту 2 не відповідає нормам накопичуюча диспаритетність Д’.

c) Формування коду 3В4В з використанням від’ємної і додатньої диспаритетності Д^{0, +} , Д^{0, -}

3В

4В

Д= +2 Д=0 Д= -2 Д=0 Д= 0 Д=0 Д=0

Д^’= +2 Д^’= +2 Д^’= 0 Д^’= 0 Д^’= 0 Д^’= 0

Питання до самостійної підготовки:

1. Що представляють собою блочні коди МВNВ?

2. Якими основними параметрами характеризуються коди МВNВ?

3. Що визначає відношення N/M?

4. Що таке диспаритетність і накопичуюча диспаритетність? Їх

роль в формуванні коду.

5. Яку роль відіграють параметри l₀max і l₁max при формуванні коду?

6. Які коди можна використати в ВОСП на міських та зонових мережах?