Линейное кодирование 2B1Q (2 Binary 1 Quandary) было разработано для использования в качестве протокола физического уровня в точке сопряжения U BRI-интерфейса сетей ISDN. Алгоритм 2B1Q представляет собой один из вариантов реализации амплитудно-импульсной модуляции с четырьмя уровнями выходного напряжения без возвращения к нулевому уровню (NRZ).
Огибающая спектра сигнала, модулированного в соответствии с алгоритмом 2B1Q, может быть аппроксимирована функцией вида:
sin(f/f sym)2
S(f) = A* [---------------]
f/f sym
В приведенной выше формуле fsym соответствует конкретному значению символьной скорости (в данном случае вдвое меньше скорости передачи данных). Ниже приведены графики спектральных плотностей (Power Spectrum Density - PSD) сигналов 2B1Q, которые обеспечивают передачу данных со скоростями 1168 и 2320 кбит/с. Отметим, что частотный спектр сигналов 2B1Q не является ограниченным, что в общем случае характерно для спектров импульсно-модулированных сигналов.
Мощность передаваемого в линию сигнала
Значение мощности сигнала 2B1Q, измеренное в диапазоне от 0 Гц до Fsym при импедансе линии 135 Ом, должно удовлетворять соотношению:
-
Требования к характеристикам линейных устройств
Величина затухания отраженного сигнала (Return Loss - RL), измеренного в диапазоне от 0 до Fsym, должно быть не менее 12 dB. (Этот параметр определяет значение допустимого воздействия передаваемого в линию сигнала на принимаемый сигнал.)
На диаграмме представлена зависимость отношения сигнал/шум (SNR) от протяженности линии для сигналов 2B1Q, которые обеспечивают передачу данных со скоростями 1168 и 2320 кбит/с.
Приведенные значения SNR были вычислены для линии 26AWG (0.4мм) по отношению к пороговому значению SNR (21.3dB) и учитывают только помехи, которые вызваны воздействием передаваемого сигнала на принимаемый сигнал (near end cross talk noise - NEXT). Отмеченное на диаграмме пунктиром значение SNR*=6dB соответствует минимальному превышению отношением сигнал/шум уровня 21.3dB, который гарантирует появление ошибок (Bit Error Rate - BER) с частотой не более 10-7.
Область применения алгоритма
Помимо сетей
ISDN алгоритм линейного кодирования 2В1
Q нашел достаточно широкое применение в устройствах
xDSL с симметричными скоростями передачи данных -
HDSL и
SDSL. Поскольку из-за особенностей спектра 2В1Q передаваемые и принимаемые сигналы не могут быть разнесены в различные частотные области, реализации SDSL в данном случае должны использовать механизм подавления отраженных сигналов в приемнике (
echo-
cancellation).
Достоинства и недостатки алгоритма 2
B1
Q
Несомненным достоинством данного алгоритма является простота его реализации. Немаловажным фактором является также наличие большого числа регламентирующих документов (в том числе спецификация ANSI T1.601-1999, ISDN Basic Access Interface for Use on Metallic Loops for Application at the Network Side of NT, Layer 1 Specification).
К недостаткам 2В1Q следует отнести крайне невысокую спектральную эффективность и, следовательно, ограниченные возможности передачи информации по зашумленным линиям с большим затуханием. Возможности использования амплитудной модуляции вообще не очень широки, поскольку в данном случае число уровней квантования растет со скоростью 2N , где N - число передаваемых за период модулированного сигнала разрядов, что приводит к резкому уменьшению теоретически достижимого соотношения сигнал/шум. Кроме того, спектр сигнала с амплитудно-импульсной модуляцией, как было показано выше, является бесконечным и его максимум приходится на диапазон звуковых частот.
Несмотря на то, что перечисленные выше факторы, ограничивают применение линейного кодирования 2B1Q в перспективных xDSL-системах с интеграцией услуг, несомненные достоинства алгоритма позволят достаточно эффективно применять его для построения дешевых систем симметричного доступа.
