5.1. Débit binaire et rapidité de modulation

Le débit binaire D d'une voie de données est le nombre maximum de bits di transmis par seconde sur cette voie.

La rapidité de modulation R (exprimée en bauds) mesure le nombre maximum de symboles (éléments de modulation) transmis par seconde

Remarque : Généralement, 1/Δ est un multiple de 1/T et le nombre de niveaux N est choisi de telle sorte que a(t) et d(t) aient le même débit d'information. On a alors :

5.2. Les principales qualités d'un code

• largeur de sa plage de fréquences
• la plus étroite possible
• répartition fréquentielle de la puissance
• peu de puissance aux faibles fréquences, aucune à la fréquence nulle
• codage de l'horloge
• fréquence suffisante des transitions
• synchronisation de l'horloge du récepteur sur le signal reçu
• résistance au bruit
• espacement des niveaux
• complexité du codage
• coût et vitesse de codage
• dépendance à la polarité
• facilité d'installation
• équilibrage
• mesure approximative de l'influence du codage sur des symboles successifs
• Running Digital Sequence : RDS({ak}) = Σk ak .
• ΔRDS({ak}) = max(abs{RDS({aj}) tel que {aj} sous-suite valide de {ak}}).

5.3. Les codes usuels utilisés en bande de base

Les codes à deux niveaux :

• code NRZ (Non Return to Zero)
• code NRZI (Non Return to Zero Invert)
• code biphase
• code biphase différentiel
• code de Miller

Les codes à trois niveaux :

• code RZ (Return to Zero)
• code bipolaire (simple)
• code bipolaire entrelacé d'ordre 2
• codes bipolaires à haute densité d'ordre n (BHDn)

Les codes par blocs :

• code nB/mB
• code nB/mT

 

5.4. Code NRZ (Non Return to Zero)

Exemple :

Code simple, utilisé couramment entre l'ordinateur et ses périphériques.

ΔRDS(NRZ) =

spectre :

5.5. Code RZ (Return to Zero)

Exemple :

Code ternaire simple, limite les interférences entre symboles, codage de l'horloge

ΔRDS(RZ) = !

-> codage 1B/2T

5.6. Code NRZI (Non Return to Zero Invert)

Exemple :

Code binaire, indépendant de la polarité, adapté à la transmission photonique.

ΔRDS(NRZI) =

 

5.7. Code de Miller

Autres dénominations : "modified FM", DM : "Delay modulation"

Exemple :

Code binaire dense, conservation de l'horloge et indépendance de la polarité

ΔRDS(Miller) = 3a/2

On peut le construire à partir du code biphase en supprimant une transition sur deux.

5.8. Code biphase

Autres dénominations : Manchester, biphase_L(evel), -> codage 1B/2B.

Exemple :

Code binaire, équilibré, conservation de l'horloge, mais spectre très large (le double).

ΔRDS(biphase) = 0 !

Spectre :

Codage utilisé par Ethernet.

5.9. Code biphase différentiel

Autres dénominations : Manchester différentiel, FSK : "frequency shift keying", FM : "frequency modulation", biphase_M(ark) ou biphase_S(pace)

Exemple :

Identique au code Manchester + indépendance de la polarité

Problème s'il y a corruption d'un des symboles : la suite est mal décodée

ΔRDS(biphase_diff) = 0

Codage utilisé par Token Ring.

5.10. Code bipolaire simple

• notation : d1j le jème bit de la sous-suite des bits à 1

Autres dénominations : AMI "Alternate Mark Inversion"

Exemple :

Code ternaire, équilibré, indépendant de la polarité, dérive de l'horloge (suite de 0)

spectre :

ΔRDS(bipolaire) = a

Utilisé par le système de téléphonie numérique PCM sur le ligne de transmission T1.

5.11. Code bipolaire entrelacé d'ordre 2

• Construction de 2 sous-suites à partir de la sous-suite des bits à 1 :
• la sous-suite des 1 pairs et celle des 1 impairs.
• Chaque sous-suite est indépendamment codée en alternance.

Exemple :

Spectre très étroit, code complexe qui ne résout pas le problème lié aux longues suites de 0. Les longues suites de 1 présentent un battement sont la fréquence est réduite (de moitié) par rapport au codage bipolaire simple.

Généralisation possible aux codes bipolaires entrelacés d'ordre n.

5.12. Code bipolaire haute densité d'ordre n (BHD n)

Même codage que le code bipolaire + une transformation des suites de plus de n zéros.

• basée sur la violation de l'alternance : bit de viol (noté V)

Une suite consécutive de n+1 bits à 0 est codée par :

• (a) suite de n zéros suivis d'un bit de viol : [000...00] → [000...0V]
• (b) suite formée d'un bit de bourrage (noté B), n-1 zéros, suivis d'un bit de viol; les bits B et V ayant même polarité : [000...00] → [B00...0V]

Pour assurer l'équilibrage :

• On choisit la forme (a) si le nombre de bits à 1 suivant le dernier bit de viol est impair, la forme (b) sinon.

Remarques :

• le premier bit à un (suivant un bit de viol) est codé avec la valeur inverse du bit de viol qui le précède
• On considère que la suite est conventionnellement précédée d'un bit de viol.
• Dans une très longue suite de zéros tous les blocs successifs (sauf parfois le premier) sont codés dans la forme (b).

ΔRDS(BDH3) = 2a

Exemple :

5.13. Remarques

La plupart de ces codes acceptent plusieurs variantes. Par exemple en inversant la convention de codage de la parité (0/1) ou en modifiant les conditions initiales.

5.14. Codes par blocs

Code chaque bloc de k bits par un bloc de n symboles pris dans un alphabet de taille L. L'alphabet étant généralement binaire, ternaire, ou plus rarement quaternaire (noté resp. B, T, Q).

• on a la relation : 2k <= Ln
• notation : kB/nL, par exemple 4B/5B

quelques encodages de symboles FDDI

0	1	2	3	4	5	...	F	Idle	J	K	R	S	Halt	Quiet
11110	01001	10100	10101	01010	01011	...	11101	11111	11000	10001	00111	11001	00100	0000

Certains codes précédents peuvent être perçus comme des codes par blocs (surtout si le bloc à coder est réduit à un seul bit).

• Exemple : RZ ∈ 1B/2T, biphase ∈ 1B/2B

L'efficacité de ces codes peut être faible (2k/Ln).

Ces codes servent à éliminer les suites de symboles impropres à la transmission. Lors de précodage :

• La modulation est généralement effectuée ultérieurement en utilisant un des codes simples précédents.
• Exemple : FDDI = 4B/5B + NRZI