Кіріспе

Коммуникация жүйесінде цифрлық деректерді көрсетуге қолданылатын үлгі. Телекоммуникацияда желілік код – байланыс арнасы бойынша берілетін немесе сақтау ортасына жазылатын цифрлық деректерді көрсету үшін қолданылатын кернеу, ток немесе фотондардың белгілі бір тізбегі. Мұндай сигналдар жиынтығы дерек сақтау жүйелерінде шектеулі код деп аталады. Кейбір сигналдар басқаларына қарағанда қатеге осал, себебі коммуникация арнасының немесе сақтау ортасының физикалық қасиеттері қолданылатын сигналдар тізбегін шектейді. Көбінесе қолданылатын желілік кодтау түрлері – бірполярлы, полярлы, биполярлы және Манчестер коды.

Бөлшектік

Көптеген алыс қашықтыққа байланыс арналары DC компонентін сенімді түрде тасымалдай алмайды. DC компоненті дисперсия, смещение немесе DC коэффициенті деп те аталады. Биттік үлгінің дисперсиясы – бірлік биттер саны мен нөлдік биттер саны арасындағы айырмашылық. Жүріс дисперсиясы – барлық бұрын жіберілген биттердің дисперсиясының жиынтық қоры. Ең қарапайым желілік код – бір полюсті код, ол мұндай жүйелерде тым көп қателерге себеп болады, себебі оның шексіз DC компоненті бар. Көптеген желілік кодтар DC компонентін жояды, мұндай кодтар DC теңгерілген, нөлдік DC немесе DC-сіз деп аталады. DC компонентін жоюдың үш жолы бар:

Тұрақты салмақты кодты пайдалану. Тұрақты салмақты кодтағы әрбір жіберілген код сөзі оң немесе теріс деңгейлерді қамтитын жағдайда, қарама-қарсы деңгейлердің жеткілікті мөлшерін қамтитындай етіп жасалады, яғни әрбір код сөзі бойынша орташа деңгей нөлге тең болады. Тұрақты салмақты кодтарға Манчестер коды және Interleaved 2 of 5 кодтары жатады. Жұп дисперсиялық кодты пайдалану. Жұп дисперсиялық кодтағы орташа мәні теріс деңгейге тең болатын әрбір код сөзі, орташа мәні оң деңгейге тең болатын басқа код сөзімен жұптастырылады. Жібергіш ток деңгейінің өзгеруін қадағалап, оны нөлге жақындататын кодты таңдайды. Қабылдағыш екі код сөзінің де бірдей дерек биттерін кодтайтындай етіп жасалады. Жұп дисперсиялық кодтарға мысал ретінде кезектесті белгіні инверсиялау, 8b/10b және 4B3T жатады. Шифрлауды пайдалану. Мысалы, 64b/66b кодтау үшін көрсетілген шифрлегіш.

Ұзындығы шектеулі кодтар

Қабылдағышта сағатты сенімді қалпына келтіру үшін, жасалған арна тізбегіне жүгіру ұзындығының шектеуі қойылуы мүмкін, яғни, қатарынан келетін бірліктердің немесе нөлдердің максималды саны орынды мәнге дейін шектеледі. Сағат периоды алынған тізбектегі өтулерді бақылау арқылы қалпына келтіріледі, сондықтан максималды жүгіру ұзындығы сағатты қалпына келтіру сапасын қамтамасыз ету үшін жеткілікті өтулерді кепілдейді. RLL кодтары төрт негізгі параметрмен сипатталады: m, n, d, k. Бірінші екеуі, m/n, кодтың жылдамдығын көрсетеді, ал қалған екеуі тізбектелген нөлдердің арасындағы минималды d және максималды k санын анықтайды. Бұл телекоммуникация және сақтау жүйелерінде қолданылады, олар ортаны бекітілген жазу басының өтуіне қозғалтады. Атап айтқанда, RLL сигнал өзгеретін уақыт аралығында қайталама биттердің (жүгірулердің) ұзындығын шектейді. Егер жүгірулер тым ұзын болса, сағатты қалпына келтіру қиын; егер олар тым қысқа болса, байланыс арнасы жоғары жиіліктерді әлсіретуі мүмкін. Деректерді модуляциялау арқылы RLL сақталған деректерді декодтаудағы уақыт белгісіздігін азайтады, бұл деректерді оқыған кезде биттердің қате енгізілуіне немесе жойылуына әкелуі мүмкін. Бұл механизм биттер арасындағы шекараларды әрқашан дәл табуға мүмкіндік береді (биттік қателіктердің алдын алады), сонымен қатар белгілі бір кеңістікте максималды дерек көлемін сенімді сақтау үшін ортаны тиімді пайдаланады. Алғашқы дискілік жетектерде RLL (0,1) FM коды сияқты өте қарапайым кодтау схемалары қолданылды, одан кейін 1980-ші жылдардың ортасына дейін қатты дискілік жетектерде кеңінен қолданылған RLL (1,3) MFM коды келді және қазіргі кезде CD, DVD, MD, Hi MD және Blu-ray сияқты EFM және EFMPLus кодтарын пайдаланатын цифрлық оптикалық дискілерде де қолданылады. Жоғары тығыздықтағы RLL (2,7) және RLL (1,7) кодтары 1990-шы жылдардың басында қатты дискілер үшін де-факто стандарттарға айналды.

Қадамдастыру

Желілік кодтау қабылдағышқа қабылданған сигналдың фазасына синхрондалуға мүмкіндік беруі керек. Егер сағатты қалпына келтіру жетілдірілмеген болса, онда декодталуға тиіс сигнал оңтайлы уақытта үлгіленбейді. Бұл қабылданған деректердегі қателіктердің ықтималдығын арттырады. Екі фазалы желілік кодтар бір бит уақытында кем дегенде бір ауысуды талап етеді. Бұл трансиверлерді синхрондауды және қателерді анықтауды жеңілдетеді, бірақ бауд жылдамдығы NRZ кодтарынан жоғары болады.

Басқа да ескертулер

Жол коды әдетте оптикалық талшық немесе қоршалған бұрылған жұп сияқты тарату ортасының техникалық талаптарын көрсетеді. Бұл талаптар әр орта үшін ерекше, себебі әрқайсысының кедергі, бұрмалау, сыйымдылық және сигналдың әлсіреуіне қатысты әртүрлі қасиеттері болады.