Linia de Cod 2B1Q

Introducere

In august 1986 Subcomitetul tehnic T1D1.3 al Institutului de standarde nationale americane au ales sa isi bazeze standardul pentru ISDN Accesul Bazic la Reteaua NT1 pe ecoul anularii tehnologiei (asupra Time Compression Multipexing) folosind linia de cod 2B1Q. Aceasta decizie a culminat peste 12 luni de studiu intensiv in timpul caruia au fost comparate proprietatile diferitor linii de cod precum Biphase, AMI,MDB,4B3T si 3B2T propuse de cateva dintre cele mai importante organizatii de cercetare ale lumii. Aceste coduri au fost comparate in baza analizei teoretice, pe masura ce masuri de performanta au insotit operarea sistemelor prototip la 15 teste in lant. Aceste teste in lant au fost alese dintr-o baza de date reprezentativa a intregului lant de instalatii Nord Americane. Dupa acest program minutios al masurarilor si analizei, 2B1Q a fost ales drept cod optim, bazat pe performanta/ complexitatea comerciala a tuturor liniilor de coduri. 2B1Q a fost descoperit pentru a furniza cea mai mare acoperire a lanturilor de instalatii pentru un nivel dat al complexitatii designului aparatului de emisie-receptie pentru orice cod studiat.

Aceste avantaje ale liniei de cod 2B1Q au fost primele recunoscute de Laboratoarele de Cercetare in Telecomunicatii Britanice(BTRL) si propuse de Zarlink dupa comparatiile intensive ale diferitelor coduri in cautarea lor pentru abonatii unei linii tehnologice digitale optime. Linia de cod e bazata pe tehnologia Amplitudinii Modulatiei Pulsului(PAM) care preia multiplii binari de biti si ii converteste intr-un semnal multi-nivel. In cazul 2B1Q, doi biti binari sunt convertiti intr-unul din cele patru simboluri, rata de transmisie efectiva pe linii e redusa de rata 2:1(jumatate din rata transmisiei) sau de la 160 kbit/s la 80 kbit/s. Acest principiu e numit rata de reducere a “baud”-ului. Avantajele acestei rate de reducere a baud-ului sunt micsorarea frecventei componente la transmisia liniei, permitand transmisia cu avantajul reducerii atenuarii si imbunatatirii imunitatii pentru a opri zgomotele(poate filtra energia la frecvente inalte).

Linia de cod

Exista doua vaste clasificari ale liniilor de cod: coduri de blocaj(blocare) si coduri lineare. Dintre codurile de blocaj/blocare, 4B3T si 3B2T sunt cele mai importante. Biphase si AMI sunt lidere intre codurile lineare. 2B1Q poate fi considerat a fi atat un cod de blocare/blocaj cat si un cod linear, depinzand de definirea codului de blocaj/blocare. Pentru moment poate fi numit “cod linear de blocaj/blocare”

In cel mai strict sens, codurile bloc utilizeaza tabele de cautare pentru a realiza

conversia din biti binari intr-un sistem cu 2 nivele in biti x-ari intr-un sistem cu x nivele. Folosirea unei linii de cod cu mai multe nivele are ca efect reducerea spectrului de transmitere a aparatului de emisie-receptie printr-un factor dependent de linia de cod utilizata. Figura 1 arata un exemplu de conversie cu 4B3T prin care 4 biti binari sunt convertiti in 3 baud ternari(3 nivele). Aceleasi principii aplicate la 3B2T, cu exceptia proportiilor, sunt diferite. Pentru 4B3T, rata efectiva de transmisie e redusa de la 160 kbit/s la 120 kbaud/s(160 * 3/4).

Linia de cod 2B1Q are rata de reducere in baud de la 160 kbit/s la 80 kbaud/s, dar nu foloseste tabele de cautare pentru a efectua aceasta reducere. Folosirea acestor tabele diferentiaza codurile bloc de codurile lineare. Rata de reducere in baud nu e specifica codului bloc.

Codurile lineare ca Biphase si AMI, permit sistemului sa determine urmatoarea transformare in baud fara sa resorteze conversia dupa tabele de cautare. Bazata pe fluxul de biti curenti, urmatoarea transformare in baud poate fi determinata. 2B1Q intra in aceasta categorie. Cunoasterea celor doi biti curenti(dibit) rezulta din prezicerea urmatoarei transformari in baud. Un bit reprezinta nivelul 2 de decizie (1 sau 0), dar un baud poate reprezenta cateva nivele. Daca rata de transmitere e egala cu rata de receptie, ca in cazul Biphase sau AMI, atunci bitul si baudul pot fi utilizate cu posibilitatea de a fi schimbati intre ei. Dar, cand rata de reducere e in baud, bitul si baudul nu pot fi schimbati intre ei.

Reguli de codificare pentru 2B1Q

2B1Q e un cod cu 4 nivele. Sunt necesari 2 biti de nivel pentru a fi convertiti intr-un baud de nivel 4(cuaternar), asa cum e indicat in tabelul 1. Aceasta conversie efectiva dubleaza perioada simbolului. Cum perioada e invers proportionala cu frecventa(de ex f=1/T), frecventa pe linie e redusa. Cu fiecare avantaj exista mereu si un dezavantaj si 2B1Q nu prezinta exceptii. Un cod de nivelul 4 rezulta in reducerea distantei intre decizia asupra nivelelor, astfel incat creste SNR cerut pentru a da performanta nivelului(BER). Performanta rezultatelor ratei reducerii la baud si limitarii largimii de banda sunt mai importante decat dezavantajele.