Анализ и сравнение кодов

Линейные коды в ВОСП

Линейные коды ВОСП классифицируются по степени стандартизации и применению в существующих одномодовых системах передачи с аппаратурой мультиплексирования PDH, SDH и некоторой другой.

Линейные коды классифицируются: скремблированный, безызбыточные, избыточные. Из выше перечисленных рассмотрим первые два.

Скремблированный линейный код в формате передачи NRZ (Non Return to Zero – без возврата к нулю на тактовом интервале). Код обеспечивает выполнение требований, предъявляемых к линейным сигналам.

Безызбыточные коды подразделяются:

- NRZ – L (без возвращения к нулю на тактовом интервале - абсолютный) - точно повторяет информационную последовательность;

- NRZ – S и NRZ – M – относительные коды, то есть изменяющие состояния в последовательности после логического нуля (S) или логической единицы (M).

Информационные импульсы этих кодов имеют длительность Т; при этом "единица" - активная длительность и "нуль" - пауза, простирающаяся на весь тактовый интервал (Т1=Т0). При передаче этих кодов скорость передачи в линии не изменяется. Эти коды не получили широкого распространения из-за несоответствия требованиям к линейным сигналам.

В настоящее время МККТТ еще не разработаны рекомендации по выбору кодов для ВОСП. Существует лишь отдельный проект.

Приведенные выше требования к линейным кодам в некотором аспекте являются взаимоисключающими и зависят от различных факторов. Только конкретные условия и состояния работы ВОСП определяют предпочтительность выбора одного из рассмотренных кодов. Также отметим, что нет четкого разграничения по использованию того или иного кода в ВОСП.

Для сравнения кодов используют как временные (ТЦС – текущая цифровая сумма, НЦС – накопленная цифровая сумма, величина группирования пауз, и другое), так и энергетические характеристики (ширина энергетического спектра, отношение величин мощностей дискретной и непрерывной составляющих энергетического спектра в полосе пропускания фильтра выделителя тактовой частоты, величина проигрыша по мощности избыточного кодирования по сравнению с непосредственной или скремблированной передачей, и другое).

При рассмотрении структуры линейного кода легко заметить, что осуществить выделение тональной частоты тем проще, чем больше число переходов уровня в цифровом сигнале, то есть чем больше переходов "10" или "01", при которых синусоидальное колебание тактовой частоты легко "вписывается" в структуру кода. Если же в коде имеются длинные последовательности со значительным преобладанием одинаковых символов, спектр будет содержать низкочастотные составляющие, что затруднит обработку сигнала в приемных устройствах и регенераторах.

Такой случай неизбежен при безызбыточном кодировании (NRZ). Достоинствами этих кодов являются простота, относительная узость спектра и высокая энергетическая эффективность. Но такие коды характеризуются такими существенными недостатками, как высокий уровень низкочастотных составляющих, невозможность контроля ошибок, отсутствие дискретных составляющих в энергетическом спектре. Поэтому указанные линейные коды применяют редко, лишь при небольших расстояниях связи. Для улучшения статистических свойств сигналов используют скремблирование исходного двоичного сигнала для превращения его в сигнал, близкий к случайному, имеющему биноминальное распределение вероятностей появления любой комбинации (при равновероятном появлении символов "единиц" и "нулей").

Скремблирование осуществляют с помощью устройства, реализующего логическую операцию суммирования по модулю два исходной двоичной последовательности и преобразующего случайного сигнала, в качестве которого используются псевдослучайные последовательности (ПСП). Выбор ПСП, наиболее близкой к случайному сигналу, является достаточно сложной задачей. В качестве наиболее эффективных ПСП часто используется М – последовательности периода N = 2^{n -1} (где n – целое число).