Надлишкові коди

Надлишкові коди засновані на розбивці вихідної послідовності біт на порції, які називають символами. Потім кожен вихідний символ замінюється новим, який має більшу кількість біт, ніж вихідний. Наприклад, логічний код 4В/5В (буква В у назві коду означає, що елементарний сигнал має 2 стани – від англійського binary – двійковий), використовуваний у технологіях FDDI і Fast Ethernet, замінює вихідні символи довжиною у 4 біти на символи довжиною у 5 біт. Оскільки результуючі символи містять надлишкові біти, то загальна кількість бітових комбінацій у них більша, ніж у вихідних. Так, у коді 4В/5В результуючі символи можуть містити 32 бітові комбінації, в той час як вхідні символи – тільки 16. Тому в результуючому коді можна відібрати 16 таких комбінацій, що не містять великої кількості нулів, а інші вважати забороненими кодами (code violation). Крім усунення постійної складової і надання коду властивості самосинхронізації, надлишкові коди дозволяють приймачу розпізнавати спотворені біти. Якщо приймач приймає заборонений код – це означає, що на лінії відбулося спотворення сигналу [1, 4].

Відповідність вихідних та результуючих кодів 4В/5В представлено у таблиці 4.1.

Таблиця 4.1 – Вихідні та результуючі комбінації коду 4В/5В

Потім код 4В/5В передається по ЛЗ за допомогою фізичного кодування за одним з методів потенційного кодування, чуттєвим тільки до довгих послідовностей нулів. Символи коду 4В/5В довжиною 5 біт гарантують, що при будь-якому їх сполученні на лінії не можуть зустрітися більше трьох нулів підряд.

Є також коди і з трьома станами сигналу, наприклад, у коді 8В/6Т для кодування 8 біт вхідної інформації використовується код з 6 сигналів, кожний з який має три стани. Надмірність коду 8В/6Т вище, ніж коду 4В/5В, оскільки на 256 вхідних кодів приходиться 3⁶=729 результуючих символів.

Використання таблиці перекодування є дуже простою операцією, тому цей підхід не ускладнює мережеві адаптери та інтерфейсні блоки комутаторів і маршрутизаторів.

Для забезпечення заданої пропускної спроможності ЛЗ передавач, що використовує надлишковий код, повинен працювати з підвищеною тактовою частотою. Так, для передачі кодів 4В/5В зі швидкістю 100 Мб/с передавач повинен працювати з тактовою частотою 125 МГц. При цьому спектр сигналу на лінії розширюється в порівнянні з випадком, коли по лінії передається чистий, не надлишковий код. Проте спектр надлишкового потенційного коду виявляється вже спектром манчестерського коду, що виправдовує додатковий етап логічного кодування, а також роботу приймача і передавача на підвищеній тактовій частоті.