Spektralna analiza ternarnih I kvaternarnih linijskih kodova

2.5.Spektralna gustoća snage binarnih blok kodova

• 
  Dodavanje dodatnih binarnih impulsa za kreiranje blokova od n binarnih simbola koji je duži od broja informacijskih bitova m.
  
• 
  Prijevod bloka ulaznih bitova u blok izlaznih simbola, koji koristi više od dvije razine (engl. level) po simbolu.
  

Druga tehnika se koristi u slučajevima kad je širina prijenosnog pojasa ograničena, ali je moguć višerazinski (engl. multilevel) prijenos, kao kod prijenosa metalnim vodičima. Opis ovih blok kodova ćemo dati u sljedeća dva poglavlja gdje ćemo govoriti o ternarnim i kvaternarnim kodovima.

AMI format se naširoko koristi kod koaksijalnog kabla i parice, što zaslužuje iz navedenih svojstava koje ćemo opisati u sljedećem poglavlju, međutim on se ne koristi u optičkom prijenosu zbog toga što koristi tri razine i prema tome pati od nelinearnosti laserske diode. Rješenje ovog problema je modifikacija razine nula AMI formata sa dvo-razinskim valnim oblikom. To nas dovodi do dvo-razinskih AMI kodova koji uključuju CMI (engl. Coded Mark Inversion) i DMI (engl. Differential Mark Inversion) kodove.

Da bi se suzio spektar kodiranog signala u odnosu na bifazne kodove, primjenjuju se CMI (engl. Coded Mark Inversion) i DMI (engl. Differential Mark Inversion) kodovi. CMI i DMI su binarni kodovi koji se mogu primijeniti u električnoj i optičkoj domeni.

2.5.1.Spektralna gustoća snage CMI koda

Sl. 2 13 Valni oblik CMI linijskog koda

CMI značajno poboljšava gustoću prijenosa. Isto tako ima sposobnost detekcije pogrešaka putem otkrivanja kršenja pravila kodiranja. U usporedbi sa AMI kodovima (vidi sljedeće poglavlje), nedostatak ovog koda je taj da je prijenosna brzina dva puta veća od binarnog ulaznog signala.

CMI se koristi za kodiranje sa brzinom prijenosa od 139.264 [Mbit/s] u europskoj digitalnoj hijerarhiji.

Što se tiče spektralne gustoće snage PSD CMI blok koda, ona se ne može izračunati pomoću formula (1.2) i (1.4), niti pomoću Markovljeva procesa, jer format signala koristi dva valna oblika (1,1) ili (-1,1) za svaki bit te stanje bita može ovisiti o stanju bita koji se daleko prije pojavio od trenutnog bita. Ona se može izračunati jedino kompjuterskom Monte Carlo simulacijom, tako da nećemo ulaziti u detalje, nego ćemo dati gotovu formulu za izračunavanje spektralne gustoće snage PSD CMI blok koda koja iznosi:



CMI (2.21)

Izvanpojasnu snagu za CMI kod izračunamo iz formule (1.5).

Za jedinstvenu srednju energiju simbola postavimo A = 1, T = 1.

Sl. 2 14 Spektralna gustoća snage PSD i izvanpojasna snaga Pob CMI koda

Iz slike Sl. 2-14 vidimo da spektralna gustoća snage PSD CMI koda ima sljedeće karakteristike. Prva nultočka postiže se za . 90% energije prijenosnog pojasa postiže se pri brzini , tj. , a za 99% širine prijenosnog pojasa vrijedi .

Primijetimo, da spektar od CMI koda se računa sa dvije razine , što je bipolarni kodni valni oblik. Za optički prijenos ove dvije razine će biti A i 0, što je unipolarni valni oblik. Ovaj pomak razine neće promjeniti oblik spektra, jedino uzrokuje da spektar ima istosmjernu dc komponentu, što može biti predstavljeno sa i kontinuirani dio se mora množiti sa faktorom 1/2.

CMI se primjenjuje kod optičkog prijenosa na PDH razini od 140 [Mbit/s].

2.5.2.Spektralna gustoća snage DMI koda

Sl. 2 15 Valni oblik DMI linijskog koda

Za pravokutni impuls (NRZ impuls) sa amplitudom A spektralna gustoća snage PSD unipolar DMI koda iznosi

unipolar DMI (2.22)

Energija ispod krivulje PSD je samo pola energije bita. Što znači da je gore navedeni izraz za PSD kontinuirani dio spektralne gustoće snage PSD unipolar DMI koda. Drugi dio energije je istosmjerna dc komponenta koja može biti predstavljena sa delta funkcijom . Prva nultočka postiže se za f T = 2.

Kad je DMI bipolaran, tada se izraz (2.22) množi sa faktorom 2. U ovom slučaju spektralna gustoća snage PSD bipolar DMI koda je ista kao PSD bifaznog koda Manchester (2.19).

Izvanpojasnu snagu za DMI kod izračunamo iz formule (1.5). Za jedinstvenu srednju energiju simbola postavimo A = 1, T = 1.

Spektralna gustoća snage PSD unipolar DMI koda ima sljedeće karakteristike. Prva nultočka postiže se za . 90% energije prijenosnog pojasa postiže se pri brzini , tj. , a za 99% širine prijenosnog pojasa vrijedi .

Sl. 2 16 Spektralna gustoća snage PSD i izvanpojasna snaga Pob bipolar DMI koda

Iz slike Sl. 2-16 vidimo da spektralna gustoća snage PSD bipolar DMI koda ima sljedeće karakteristike. Prva nultočka postiže se za . 90% energije prijenosnog pojasa postiže se pri brzini , tj. , a za 99% širine prijenosnog pojasa vrijedi .

Ne iznenađuje nas to da je spektralna gustoća snage PSD bipolar DMI koda jednaka bifaznim kodovima. Ustvari bipolar DMI je isti kod kao i BI-Ф-S kod, iako su njihova pravila kodiranja drukčije predstavljena.