기저대역 전송 부호
■ 기저대역 전송 부호
Ⅰ. 개요
1. 기저대역 전송이란 디지털 신호를 주파수를 변경(변조)하지 않고, 전압이나 빛의 강도를 변환하여 전송하는 방식
2. 전송부호란 기저대역 전송에서 디지털 신호 ‘1’또는 ‘0’에 대응되는 펄스파형으로 RZ, NRZ, AMI, CMI, 맨체스터 부호 등을 사용
3. 디지털 변조 구분
반송대역 전송 | • 변조를 통한 장거리 전송 • ASK, FSK, QAM, PSK |
기저대역 전송 | • 무변조 단거리 전송 • AMI, CMI, 맨체스터 전송부호 |
Ⅱ. 기저대역 전송 (Baseband Modulation)
1. 정의
그림) 기저대역 전송방식
- 디지털 신호를 주파수를 변경하지 않고, 전압이나 빛의 강도를 변환하여 전송 (무변조)
- 보통 수 ㎒ 이내의 주파수 영역 전체를 사용하는 방식으로, 디지털 신호를 펄스로 변조하는 선로 부호화가 사용
2. 특징
① 회로의 구현이 비교적 용이하며 저렴
② 장거리 전송이 불가능
③ 광대역, 고속 전송로에서 사용 (광통신)
3. 기저대역 전송부호의 조건
① 타이밍 정보
② DC성분
③ 에러검출과 교정
④ 전송 효율
⑤ 각종 장애에 강한 전송 특성
⑥ 평탄한 주파수 특성
Ⅲ. 극성에 전송부호 구분
1. 단류방식
가. 전송방식
그림) 단류방식 전송부호
• ‘1’부호인 경우 ‘+’ 레벨을, ‘0’부호인 경우 ‘0 레벨’을 부여
나. 특징
① 잡음에 대한 성능이 우수하지 못함
② 단거리 전송에 사용
2. 복류방식
가. 전송방식
그림) 복류방식 전송부호
• ‘1’부호인 경우 ‘+ 레벨’을, ‘0’부호인 경우 ‘- 레벨’을 부여
나. 특징
① 단류방식에 비해 주파수 대역폭이 넓다
② 타이밍 신호 추출이 쉽다
③ 장거리 전송에 사용
Ⅳ. 전위복귀에 전송부호 구분
1. RZ (Return Zero)
가. 전송방식
그림) 복류방식 RZ 전송부호
• 한 비트의 점유율이 50% 정도인 부호
나. 특징
① NRZ 보다 주파수 대역이 넓어짐
② 타이밍 신호의 추출이 쉽다
2. NRZ (Non-Return Zero)
가. 전송방식
그림) NRZ 전송부로
• 한 비트의 점유율이 100%인 부호
• 일반적으로 NRZ는 NRZ-L을 의미하며 MARK에서 천이가 있는 NRZ-M과 SPACE에서 천이가 있는 NRZ-S로 구분
나. 특징
① 잡음에 대한 성능이 RZ보다 우수
② 소모전력이 많음
3. 상호비교
구 분 | NRZ | RZ |
잡음의 강인성 | 강하다 | 약하다 |
동기화 | 어렵다 | 용이 |
전송 대역폭 | 좁다 | 넓다 |
회로구성 | 간단 | 복잡 |
전력소모 | 많다 | 적다 |
Ⅴ. 전송부호 종류
1. AMI (Alternative Mark Inversion) - 바이폴러(북미)
가. 전송방식
그림) AMI 전송부호
• ‘0’부호는 ‘0 레벨’로, ‘1’부호는 ‘+ 레벨’과 ‘- 레벨’로 천이
나. 특징
① 직류 성분이 제거되고 저주파 성분이 적다
② 에러 검출은 쉬움, 타이밍 회복이 어렵다, 누화가 적음
2. CMI (Code Mark Inversion) - 유럽
가. 전송방식
그림) CMI 전송부호
• ‘0’부호는 비트의 중앙에서 ‘+ 레벨’로, ‘1’부호는 점유율 100%의 ‘+ 레벨’과 ‘- 레벨’로 천이발생
나. 특징
① 디지털 교환기나 단국 장치의 광신호 전송에 사용
② 타이밍 신호 추출이 쉽다
3. 맨체스터 (다이코드)
가. 전송방식
그림) 다이코드 전송부호
• 비트의 중간에서 ‘0→1’부호는 ‘+ 레벨’로, ‘1→0’ 부호는 ‘- 레벨’을, 그 외에는 ‘0레벨’을 부여
• 낮은 주파수에서는 비교적 낮은 전력을 가지나, 넓은 대역폭이 요구되어 10Mbps 이더넷 신호 전송시 사용
나. 특징
① 항상 매 비트마다 펄스의 변화
② 동기 타이밍을 쉽게 찾음
Ⅵ. 결론
1. 기저대역 전송은 DSU를 통한 디지털 신호를 그대로 전송하는 방식으로, 비교적 단거리의 신호 전송에 사용
2. 동기 신호의 추출이 용이하고, 효율적인 전송이 가능한 AMI, CMI, 맨체스터, 2B1Q 등의 선로부호를 많이 사용
[참조] 기저대역 전송부호 종류
[참조] 연속적 0부호 제거 방법
1. BnZS(Bipolar n Zero Shift)
- 동기 제공 등의 목적으로 n개의 ‘0’부호가 연속될 때 Bipolar 규격에 위배되는 Pulse(V로 표시, Violation)를 의도적으로 치환
가. B6ZS(Bipolar 6 Zero Shift)
• 6개의 연속된 ‘0’을 ‘BOVBOV’로 치환
나. B8ZS(Bipolar 8 Zero Shift)
• 8개의 연속된 ‘0’을 ‘OOOVBOVB’로 치환
2. HDB3(High Density Bipolar 3)
- 동기 제공 등의 목적으로 연속된 ‘0’ 부호를 특수한 Pattern으로 치환한 부호
- 예) HDBn (n=3)일 때
• 첫 번째 ‘0’ 부호가 n+1시 ‘OOOV'
• 두 번째 ’0‘ 부호가 n+1시 ’BOOV’
그림) 0연속 억압부호 상호비교
[참조] NRZ-I (Inverse)
- 전압 펄스 자체는 별 의미가 없음
- 1을 인식하기 위해 한 준위에서 다른 준위로 변환하는지 찾음
‘0 → 1’, ‘1 → 1’인 경우 천이발생
- USB 3.0에서 사용 (고속 데이터 전송)