Glossar Codierung

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Dieses E-Book vermittelt wichtiges Basiswissen zum Thema Codierung. Warum wird codiert, welche Vorteile haben die verschiedenen Codierverfahren und wo werden sie eingesetzt? Bei der Codierung geht es um Übertragungsverfahren und darum, welches Verfahren am besten geeignet ist für die Signalübertragung auf Kabeln oder in der Funktechnik. Die Vielzahl der behandelten Codierverfahren verdeutlicht die vielen Aspekte, unter denen Codierverfahren in der drahtlosen und drahtgebundenen Übertragungstechnik eingesetzt werden.

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  • 1. Codierung Glossar Codierung 1

2. Index Codierung1-aus-n-Code Base64 2B1Q-Codierung BCD-Code 3-in-4-Codierung BCD-Interchange-Code 4B3T-Codierung BCH, Bose-Chaudhuri-Hocquenghem Code 4B5B-Codierung BER, basic encoding rules 4T+-CodierungBig-Endian-Format 5B6B-Codierung Binr 7-Bit-Code Binrcode 8-Bit-Code Bipolarverfahren 8B6T-Codierung Biquinrcode 8B10B-CodierungBMP, basic multilingual plane 64B/66B-CodierungBPV, bipolar violation 128B/130B-CodierungCC, code conversion A-Law-VerfahrenCAP, carrierless amplitude-phase modulation ACM, adaptive coding and modulationCD, coded diphase Aiken-Code CMI, coded mark inversion AMI, alternate mark inversionCode ANSI-CodeCode-Element Artefakt Coderate B3ZS, bipolar with three zero substitution Codewert B6ZS, bipolar with six zero substitution Codewort B8ZS, binary 8 zero substitution Codierung Barker-CodeDBP, differential biphase coding 2 3. Index CodierungDecoder NRZ-M, non return to zero mark DER, distinguished encoding ruleNRZ-S, non return to zero space Differenzielle Manchester-Codierung PAM5-Verfahren DoppelstromverfahrenPAM5x5-Verfahren DSS, distributed sample scrambler Pseudocode DuobinrPseudoternrverfahren EBCD, extended binary coded decimal Quadbit EBCDIC, extended binary coded decimal Quarternr interchange codeQuellencodierung EFM, eight to fourteen modulation Quibinrcode Einfachstromverfahren READ, relative element address destinate Exzess-3-Code Reed-Solomon-Code Gray-Code RLE, run length encoding HDB, high density bipolar RZ, return to zero code Huffman-Codierung RZ-I, return to zero inverted Little-Endian-FormatSBC, subband coding LPC, linear predictive coding Scrambler Manchester-CodierungScrambling Markov-CodierungSTBC, space time block coding Middle-Endian-FormatTernr MLT, multi level transmission Trellis-Codierung NCI, non-coded informationbertragungsverfahren NRZ, non return to zero Viterbi-Code NRZ-I, non return to zero invertedImpressum3 4. Codierung1-aus-n-Code Bei dem 1-aus-n-Code besteht jedes Maschinenwort aus einer 1. Alle restlichen Stellen sind 1 out of n code0. Bei diesem Code kommt es zu sehr umfangreichen Wortlngen. So knnte beispielsweiseder Buchstabe A dem Maschinenwort 0001 entsprechen, der Buchstabe B dem 0010 und Cdem 0100.In der Version 1-aus-10 verschiebt sich das jeweilige Bit in dem zehnstelligen Datenwort vomLeast Significant Bit (LSB) fr den Dezimalwert 0: 0000000001, zum Most Significant Bit(MSB) fr die Ziffer 9: 1000000000. 2B1Q-Codierung Bei der 2B1Q-Codierung (2 Binary, 1 Quaternary) werden zwei Bits, ein Dibit, in ein Vierpegel- 2B1Q, 2 binary 1 Signal (quaternr) umgewandelt, wodurch die Schrittgeschwindigkeit auf der Leitung halbiert quaternary wird.Bei der Umwandlung wird ein Zwei-Bit-Wort in ein Quarternrsymbol gewandelt, wobei daserste Bit als Vorzeichen, das zweite Bit (LSB) als Amplitude interpretiert wird. So wird dieBinrkombination 10 zum Quarternrsymbol +3, die 11 zu +1, die 01 zu -1 und die 00 zu -3.Das 2B1Q-Verfahren ist fr High BitrateDigital Subscriber Line (HDSL) und frdas VDSL-Verfahren (Very High SpeedDigital Subscriber Line) geeignet, wirdaber auch bei ISDN genutzt. Eine weitereReduzierung der Schrittgeschwindigkeitkann dadurch erreicht werden, dass derDatenstrom auf zwei Kanle aufgeteiltwird.2B/1Q-Codierung4 5. Codierung3-in-4-CodierungBei der 3-in-4-Codierung handelt es sich um ein zeichenorientiertes Codierverfahren. Mit 3 in 4 encoding diesem Verfahren knnen beliebig strukturierte Nutzdaten bertragen werden. Die Anwenderdaten werden dabei so codiert, dass ausschlielich Zeichen entstehen, die nicht fr Steuernachrichten reserviert sind. Nachteilig ist der sehr groe Overhead von 33% (bertragungszeit, Datenvolumen), da die Nutzdaten jeweils in Blcken zu 3 Bytes in Blcke zu 4 Bytes des Kanalsignals umgesetzt werden. Anwendung findet die 3-in-4-Codierung beispielsweise zur transparenten bertragung von Telesoftware in T-Online. 4B3T-CodierungDie 4B3T-Codde ist ein Leitungscodierverfahren zur 4B3T, 4 binary, 3 ternary blockweisen Ternrcodierung von Binrsignalen. Bei 4B3T werden jeweils vier Bit (Binrblock 4B) mit drei ternre Signalpegel (Ternrblock 3T) dargestellt. Das bedeutet, dass insgesamt 16 Binrwerte auf 27 Signalwerten abgebildet werden. Dieses Codierverfahren wird auch als MMS43-Code bezeichnet, was fr Modified Monitored Sum (MMS) steht. Die 4B3T-Codierung arbeitet mit einer Tabelle, mit der die 16 Bitmuster zu je 4 Bit den ternren Signalen zugeordnet werden. Jedem 4-Bit-Wort werden vier unterschiedliche Ternrfolgen zugeordnet. Die Codierung wird als bertragungsverfahren bei ISDN am Basisanschluss verwendet. Die 4B3T-Codierung wird im Anschlussbereich zwischen der ISDN-Vermittlungsstelle und dem Netzabschluss eingesetzt. Durch die ternre Darstellung des 4B/3T-Codierung Datenstromes wird die Datenrate von 160 kbit/s auf eine 5 6. Codierung Schrittgeschwindigkeit von 120 kBaud reduziert. Dadurch wird die maximale Entfernung von 8km zwischen Netzwerkabschluss und ISDN-Vermittlungsstelle erreicht. 4B5B-Codierung Die 4B5B-Codierung wird in Hochgeschwindigkeitsnetzen benutzt. Bei dieser Codierung 4B5B, 4 binary, 5 binary werden alle Daten in 4-Bit-Einheiten, ein so genantes Nibble oder ein Quadbit, unterteilt undnach einer Tabelle in 5-Bit-Einheiten (Symbole) umcodiert.Diese Codiertabelle ist so aufgebaut, dass unabhngig von den Eingangsdaten nie Symbolemit mehr als drei Nullen in Folge auftreten. Der Vorteil dieser Codierung liegt darin, dass mandie NRZ-I-Codierung nutzen kann, ohne dass bei langen Null-Sequenzen die Synchronisationverloren geht. Nachteilig ist der 25%ige Overhead, der durch die Umsetzung von 4-Bit- auf 5-Bit-Einheiten entsteht. Das bedeutet, dass bei FDDI, wo diese Codierung eingesetzt wird, dieDatenrate auf dem bertragungsmedium auf 125 Mbit/s erhht werden muss, damit alsNutzdatenrate 100 Mbit/s zurVerfgung stehen. Von den 32verschiedenen Zeichen, die mit dem4B5B-Code erzeugt werden, werden16 zur Nutzdatenbertragungbentigt, die restlichen 16 frSteuerzwecke. Bei der 4B5B-Codierung spricht man auch voneinem 4 Bit Nibble to 5 BitSymbol.Die von Ethernet her bekannteCodiertabelle der 4B/5B-CodierungManchester-Codierung kann aus6 7. Codierung wirtschaftlichen Grnden in HSLNAs nicht verwendet werden, da sie bei jedem bertragenenBit zweimal den Status wechselt und damit die doppelte Bandbreite belegt. 4T+-Codierung4T+ ist eine spezielle Codierung um Fast-Ethernet ber einfache Telefonverkabelungen zu 4T+, 4 ternary plusbertragen. Dieses spezifizierte Verfahren hatte Ende der 80er Jahre den Vorteil, dass manFast-Ethernet ber einfache Telefonkabel der Kategorie 3 bertragen konnte, ohne eine neueVerkabelungsinfrastruktur mit TP-Kabeln hherer Kategorie verlegen zu mssen. Dieklassischen Telefonkabel waren in allen Gebuden und Bros verlegt.Beim 4T+-Verfahren wird als Zugangsverfahren CSMA/CD benutzt, wobei vier UTP-Kabel derKategorie 3 Verwendung finden. Das Verfahren, das in 100Base-T4 angewendet wird, benutztjeweils drei Leitungspaare fr die Datenbertragung und das vierte Paar fr dieKollisionsmeldung. Bei diesem Verfahren wird die 8B6T-Codierung verwendet. 5B6B-Codierung Das Codierverfahren 5B6B wird in 100Base-VG eingesetzt und stellt 5-Bit-Wrter ber 5B6B, 5 binary, 6 binary Codiertabellen in Form von 6-Bit-Symbolen dar. Von den 32 6-Bit-Symbolen sind 20gleichstromneutral, d.h. sie haben eine identische Anzahl an Einsen und Nullen und werdendaher auch als balanced bezeichnet.Die verbleibenden zwlf 6-Bit-Symbole, die unbalanced genannt werden, werden in zweiGruppen mit jeweils 12 Symbolen mit zwei Einsen und mit vier Einsen definiert. DieseManahme ist erforderlich, um Unbalanced-Symbole gleichstromfrei bertragen zu knnen. Zudiesem Zweck wird bei der bertragung von aufeinander folgenden Unbalanced-Symbolenalternierend jeweils ein Symbol aus der einen Gruppe (mit zwei Einsen) gefolgt von einemSymbol aus der anderen Gruppe (mit vier Einsen) bertragen. Durch diesen Vorgang erhltman eine ausgeglichene Bitfolge aus Einsen und Nullen und somit eine gleichstromfreie 7 8. Codierungbertragung. Gegenber der 4B5B-Codierung wird durch dieses Verfahren die Schrittgeschwindigkeit erhht. 7-Bit-Code 7 bit codeBeim 7-Bit-Code, auch bekannt als IA- 5-Alphabet, handelt es sich um den ASCII-Zeichensatz zur Darstellung von insgesamt 1285B/6B-Codierung, CodetabellealphanumerischenZeichen, Ziffern, Sonder- und Steuerzeichen. Dieser Code wurde international als Referenz-Code unter ISO/IEC 646 standardisiert. Die deutsche Referenz wurde von DIN unter DIN66003 genormt.Beim 7-Bit-Code wird jedes Zeichen mit 7 Bit dargestellt. Die Zeichen sind in einerCodetabelle gegliedert und sind durch die Spalten- und Zeilennummer festgelegt. DieNummerierung kann in binrer oder hexadezimaler Schreibweise sein.Wenn der 7-Bit-Code in Bytes dargestellt wird, wird das fehlende achte Bit durch ein Prfbitergnzt.8 9. Codierung8-Bit-CodeDer 8-Bit-Code basiert auf dem 7-Bit-Code, der um Sprachgruppen erweitert wurde und sich an 8 bit codeWeltregionen orientiert. So ist gibt es mit Latein 1 Code-Elemente fr die westeuropischen Sprachen, ebenso wie fr Amerika, Australien und Afrika. Latein 2 erfllt die Anforderungen an die osteuropischen Sprachen. Des Weiteren gibt es spezielle Code-Elemente fr die hebrische, kyrillische, arabische oder andere Sprachen. Beim 8-Bit-Code ist das Byte die kleinste darstellbare Einheit. Mit diesem Coder knnen 256 Zeichen binr dargestellt werden. 8B6T-CodierungBei der 8B6T-Codierung spricht man von 8 bit Word to 6 Ternary Symbols. Es handelt sich 8B6T, 8 binary, 6 ternary um eine physikalische Codierung, bei der 8-Bit-Wrter auf 6 dreiwertige Symbole (Ternary) abgebildet werden. Dreiwertige Symbole reprsentieren die Werte Minus, Null und Plus (-, 0, +). Bei der 8B6T-Codierung werden die Bitkombinationen direkt in drei elektrische Pegel umgesetzt und kann unmittelbar fr die bertragung genutzt werden. Die 8B6T-Codierung findet ihre Anwendung z.B. in IEEE 802.3 100Base-T4. 8B