라인코드
Line code
| 패스밴드 변조 |
|---|
 |
| 아날로그 변조 |
| 디지털 변조 |
| 계층적 변조 |
| 스펙트럼 확산 |
| 「 」를 참조해 주세요. |
통신에서 라인 코드는 통신 채널을 통해 전송되거나 기억 매체에 기록된 디지털 데이터를 나타내기 위해 사용되는 전압, 전류 또는 광자의 패턴입니다.이러한 신호의 레퍼토리는 일반적으로 데이터 스토리지 시스템에서 구속 코드라고 불립니다.
일부 신호는 통신 채널 또는 저장 매체의 물리학에 따라 안정적으로 [1]사용할 수 있는 신호의 레퍼토리가 제한되기 때문에 다른 신호보다 오류가 발생하기 쉽습니다.
공통 회선 부호화는 단극, 극극, 양극 및 맨체스터 코드입니다.
전송 및 저장
라인 부호화 후 신호는 전송 매체 또는 데이터 기억 [2][3]매체 중 하나의 물리 통신 채널을 통해 입력된다.가장 일반적인 물리 채널은 다음과 같습니다.
- 라인 코드화된 신호는 전압 또는 전류의 변화(종종 차동 신호 사용)의 형태로 전송로에 직접 배치할 수 있습니다.
- 라인 코드화된 신호(베이스 밴드 신호)는 추가 펄스 쉐이핑(주파수 대역폭을 줄이기 위해)을 거친 후 변조(주파수를 전환하기 위해)하여 빈 공간을 통해 송신할 수 있는 RF 신호를 생성합니다.
- 라인 코드 신호는 자유 공간 광통신에서 광원을 켜고 끄는 데 사용할 수 있으며, 적외선 리모컨에서 가장 일반적으로 사용됩니다.
- 라인으로 구분된 신호를 종이에 인쇄하여 바코드를 만들 수 있습니다.
- 라인 코드화된 신호는 하드 드라이브 또는 테이프 드라이브의 자화 스폿으로 변환할 수 있습니다.
- 라인 코드화된 신호는 광디스크의 피트로 변환할 수 있습니다.
일반적인 바이너리 라인 코드에는 다음과 같은 것이 있습니다.
| 신호. | 평. | 1 상태 | 0 상태 |
|---|---|---|---|
| NRZ – L | 0이 아닌 레벨로 돌아갑니다.디지털 회로에서 사용되는 표준 양의 로직 신호 형식입니다. | 높은 수준을 강요하다 | 저레벨을 강요하다 |
| NRZ-M | 제로 복귀 이외의 마크 | 강제로 이행시키다 | 아무것도 하지 않는다(이전 레벨의 송신이 필요 없음) |
| NRZ-S | 제로 복귀 이외의 공간 | 아무것도 하지 않는다(이전 레벨의 송신이 필요 없음) | 강제로 이행시키다 |
| RZ | 0으로 되돌아가다 | 비트 주기의 절반 동안 하이로 이동한 후 로우로 돌아갑니다. | 전체 기간 동안 낮게 유지됨 |
| 2단계-l | 맨체스터.같은 유형의 두 비트가 연속되면 비트 주기의 시작 부분에서 강제로 전환됩니다. | 비트 중간에 네거티브 트랜지션을 강제하다 | 비트 중간에 플러스 전환을 강제합니다. |
| 2단계-m | 차등 맨체스터의 변형입니다.조건부 이행의 중간에는 항상 이행이 있습니다. | 강제로 이행시키다 | 레벨을 일정하게 유지하다 |
| 2단계-s | 토큰 링에서 사용되는 차등 맨체스터.조건부 이행의 중간에는 항상 이행이 있습니다. | 레벨을 일정하게 유지하다 | 강제로 이행시키다 |
| 맨체스터 차등(대체) | 시계 필요, 항상 시계 기간 중간에 전환 | 이행을 나타내지 않습니다. | 는, 클럭 기간의 개시시에 천이로 표시됩니다. |
| 양극성 | 양극 펄스와 음극 펄스가 번갈아 발생합니다. | 비트 주기의 절반 동안 양의 펄스 또는 음의 펄스를 강제합니다. | 비트 기간 동안 0 레벨을 유지합니다. |
각 라인 코드에는 장점과 단점이 있습니다.라인 코드는 다음 기준 중 하나 이상을 충족하도록 선택됩니다.
격차
대부분의 장거리 통신 채널은 DC 컴포넌트를 확실하게 전송할 수 없습니다.DC 컴포넌트는 시차, 바이어스 또는 DC 계수라고도 불립니다.비트 패턴의 차이는 1비트 수와 0비트 수의 차이입니다.실행 간격은 이전에 전송된 모든 [4]비트의 실행 간격의 합계입니다.가능한 가장 단순한 라인 코드인 단극은 무제한 DC 컴포넌트를 가지고 있기 때문에 이러한 시스템에서 오류가 너무 많습니다.
대부분의 라인 코드는 DC 컴포넌트를 제거합니다.이러한 코드를 DC 밸런스, 제로 DC, 또는 DC 프리라고 부릅니다.DC 컴포넌트를 떼어내는 방법에는, 다음의 3가지가 있습니다.
- 고정 무게 코드를 사용합니다.일정한 무게의 코드로 송신되는 각 코드 워드는, 어느 정도의 양의 레벨 또는 음의 레벨을 포함한 모든 코드 워드가, 각 코드 워드의 평균 레벨이 0이 되도록, 반대 레벨도 충분히 포함하도록 설계되어 있습니다.고정 무게 코드의 예로는 맨체스터 코드와 인터리브드 2/5가 있습니다.
- 페어링된 시차 코드를 사용합니다.음의 수준으로 평균을 내는 쌍으로 구성된 시차 코드의 각 코드 워드는 양의 수준으로 평균을 내는 다른 코드 워드와 쌍을 이룹니다.트랜스미터는 실행 중인 DC 축적을 추적하여 DC 레벨을 0으로 되돌리는 코드 워드를 선택합니다.수신기는 쌍 중 하나의 코드 워드가 동일한 데이터 비트로 디코딩되도록 설계되었습니다.짝짓기 시차 코드의 예로는 대체 마크 반전, 8b/10b 및 4B3T가 있다.
- 스크램블러를 사용합니다.예를 들어 로 지정된 스크램블러입니다. RFC 2615(64b/66b 부호화용).
극성
바이폴라 라인 코드에는 2개의 극성이 있으며, 일반적으로 RZ로 구현되며, 3개의 고유한 출력 레벨(음수, 양수 및 0)이 있기 때문에 기수가 3개입니다.이 타입의 코드의 주된 장점 중 하나는 DC 컴포넌트를 제거할 수 있다는 것입니다.이는 신호가 변압기 또는 긴 전송로를 통과해야 하는 경우 중요합니다.
유감스럽게도 일부 장거리 통신 채널에는 극성이 모호합니다.극성 비감응 회선 코드는 이러한 [5][6][7][8]채널에서 보정됩니다.이러한 채널을 통해0 및 1비트의 명확한 수신을 실현하는 방법에는 다음 3가지가 있습니다.
- 각 코드 워드를 그 코드 워드의 극성과 조합합니다.수신기는 쌍 중 하나의 코드 워드가 동일한 데이터 비트로 디코딩되도록 설계되었습니다.예를 들어 대체 마크 반전, 차등 맨체스터 부호화, 코드화된 마크 반전 및 밀러 부호화 등이 있습니다.
- 이전 기호를 기준으로 각 기호를 차등 코딩합니다.예를 들어 MLT-3 인코딩 및 NRZI가 있습니다.
- 반전 동기어가 탐지되면 전체 스트림 반전
런렝스 제한
리시버에서의 신뢰성 있는 클럭 회복을 위해 생성된 채널 시퀀스에 런렝스 제한을 가할 수 있다.즉, 연속되는 최대 1 또는 0의 수가 합리적인 수로 제한된다.클럭 주기는 수신 시퀀스의 천이를 관찰함으로써 회복되므로 최대 실행 길이가 클럭 회복 품질을 보증하기에 충분한 천이를 보증합니다.
RLL 코드는 m, n, d, k의 4가지 주요 파라미터로 정의됩니다.첫 번째 2개의 m/n은 코드의 레이트를 나타내고 나머지 2개는 연속된1개의 제로 사이의 최소d와 최대k의 수를 지정합니다.이것은 고정 기록 [9]헤드를 지나 미디어를 이동하는 통신 시스템과 스토리지 시스템 모두에서 사용됩니다.
특히 RLL은 신호가 변경되지 않는 반복 비트의 연장(런) 길이를 제한합니다.실행이 너무 길면 클럭 복구가 어렵고, 너무 짧으면 통신 채널에 의해 고주파가 감쇠될 수 있습니다.데이터를 변조함으로써 RLL은 저장된 데이터를 디코딩할 때 타이밍의 불확실성을 줄여주므로 데이터를 다시 읽을 때 비트가 잘못 삽입되거나 제거될 수 있습니다.이 메커니즘에 의해 비트 간의 경계를 항상 정확하게 찾을 수 있습니다(비트 슬립 방지).또한 미디어를 효율적으로 사용하여 주어진 공간에 최대량의 데이터를 안정적으로 저장할 수 있습니다.
초기 디스크 드라이브에서는 RLL(0,1) FM 코드와 같은 매우 단순한 인코딩 방식을 사용했으며, 1980년대 중반까지 하드 디스크 드라이브에 널리 사용되었으며 여전히 EFM [10]및 EFUS 코드를 사용하는 CD, DVD, MD, Hi-MD 및 Blu-ray 등의 디지털 광학 디스크에서 사용되고 있습니다.고밀도 RLL 코드(2,7)와 RLL 코드(1,7)는 1990년대 [citation needed]초 하드 디스크의 사실상의 표준이 되었습니다.
동기
라인 코딩에서는 수신자가 수신 신호의 위상에 동기할 수 있어야 합니다.클럭 복구가 이상적이지 않은 경우 디코딩할 신호는 최적의 시간에 샘플링되지 않습니다.이것에 의해, 수신한 데이터의 에러 확률이 높아집니다.
2단계 라인 코드에는 비트 시간당 적어도1개의 전환이 필요합니다.이것에 의해, 트랜시버의 동기나 에러 검출이 용이하게 됩니다만, 보레이트는 NRZ 코드보다 커집니다.
기타 고려사항
라인 코드는 일반적으로 광섬유나 실드 트위스트 페어 등의 전송 매체의 기술 요건을 반영합니다.간섭, 왜곡, 캐패시턴스 및 [11]감쇠와 관련된 동작이 각각 다르기 때문에 이러한 요건은 매체마다 고유합니다.
공통 회선 코드
- 2B1Q
- 4B3T
- 4B5B
- 6b/8b 부호화
- 8b/10b 부호화
- 64b/66b 부호화
- 128b/130b 부호화
- Alternate Mark Inversion(AMI; 대체 마크 반전)
- 코드화 마크 반전(CMI)
- EFMPlus, DVD에서 사용
- 8~14세대의 변조(EFM), 콤팩트디스크에 사용
- 해밍 코드
- 하이브리드 3진 코드
- 맨체스터 코드와 차등 맨체스터
- 마크와 스페이스
- MLT-3 부호화
- 변경된 AMI 코드: B8ZS, B6ZS, B3ZS, HDB3
- 주파수 변조, 밀러 부호화 및 지연 부호화 수정
- 비제로 복귀(NRZ)
- 비제로 복귀, 반전(NRZI)
- 펄스 위치 변조
- Return-to-Zero(RZ)
- TC-PAM
광회선코드
- Alternate-Phase Return-to-Zero(APRZ)
- 캐리어 억제 제로 복귀(CSRZ)
- 6개 중 3개, 광섬유(TS-FO)
「 」를 참조해 주세요.
레퍼런스
- ^ K. Schouhamer Immink (2001). "A Survey of Codes for Optical Disk Recording". IEEE Journal on Selected Areas in Communications. 19: 751–764. Retrieved 2018-02-05.
- ^ 칼 폴슨."자기 저장 매체를 위한 코드" Wayback Machine에 2014-05-21 아카이브됨.2007.
- ^ Abdullatif Glass; Nidhal Abdulaziz; and Eesa Bastaki (2007), "Slope line coding for telecommunication networks", IEEE International Conference on Signal Processing and Communication, Dubai: IEEE: 1537,
Line codes ... facilitates the transmission of data over telecommunication and computer networks and its storage in multimedia systems.
- ^ Jens Kröger (2014). "Data Transmission at High Rates via Kapton Flexprints for the Mu3e Experiment" (PDF): 16.
{{cite journal}}:Cite 저널 요구 사항journal=(도움말) - ^ US 4387366, 피터 E.K.Chow., "극성 비감응 전송 시스템을 위한 코드 변환기", 1983년 출판
- ^ David A. Glanzer, "4.7 Polarity", Fieldbus Application Guide ... Wiring and Installation (PDF), Fieldbus Foundation, p. 10
- ^ George C. Clark Jr.; J. Bibb Cain (2013). Error-Correction Coding for Digital Communications. Springer Science & Business Media. p. 255. ISBN 9781489921741.
When PSK data modulation is used, the potential exists for an ambiguity in the polarity of the received channel symbols. This problem can be solved in one of two ways. First ... a so-called transparent code. ...
- ^ Prakash C. Gupta (2013). Data Communications and Computer Networks. PHI Learning Pvt. Ltd. p. 13. ISBN 9788120348646.
Another benefit of differential encoding is its insensitivity to polarity of the signal. ... If the leads of a twisted pair are accidentally reversed...
- ^ Kees Schouhamer Immink (December 1990). "Runlength-Limited Sequences". Proceedings of the IEEE. 78 (11): 1745–1759. doi:10.1109/5.63306.
A detailed description is furnished of the limiting properties of runlength limited sequences.
- ^ Kees Schouhamer Immink (1995). "EFMPlus: The Coding Format of the MultiMedia Compact Disc". IEEE Transactions on Consumer Electronics. CE-41: 491–497.
A high-density alternative to EFM is described.
- ^ Dong, Jielin (2007). Network Dictionary. Javvin Technologies Inc. p. 284. ISBN 9781602670006.
이 문서에는 General Services Administration 문서의 퍼블릭 도메인 자료가 포함되어 있습니다(MIL-STD-188 지원).
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