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伝送符号の要点まとめ(電気通信主任技術者試験「システム」「設備管理」)

電気通信主任技術者試験(伝送交換)の「電気通信システム」、「伝送交換設備及び設備管理」で出題される多重化の分野についてまとめました


過去問に出たところを中心にまとめ、特に穴埋めや単語のすり替えがあったところにはで強調しました


過去問を解きながら参考書にコピペしたものをもとに書いたものなので、怪しいところがあるかもしれませんが、参考程度に使用して下さい


試験の過去問の他、NTTラーニングシステムズのテキストからも引用しました

電気通信教科書 電気通信主任技術者 伝送交換設備及び設備管理・法規編 第2版

電気通信教科書 電気通信主任技術者 伝送交換設備及び設備管理・法規編 第2版


目次

ベースバンド符号形式の基本

・単流方式: 0Vを「0」または「1」とし、もう片方を+E[V]または-E[V]とする


・複流方式: 正極と負極両方を使用し、しきい値電圧を0Vとする


・正符号: 「0」を低電圧、「1」を高電圧で表す


・負符号: 「1」を低電圧、「0」を高電圧で表す


・RZ (Return to Zero)
パルス内で一度0Vに戻る方式で、タイミングが取りやすい


・NRZ (Non Return to Zero)
パルス内で一度0Vに戻らない方式

AMI (Alternate Mark Inversion code) 符号

「0」を0V、「1」を電圧の極性を交互に変換して表す
極性が交互に出現するためパルス波形が交流に近くなり、雑音等に強く、安定したデータ伝送を行える

CMI (Code Mark Inversion code) 符号

「0」は「01」を、「1」は交互に「00」と「11」を送出する
「0」と「1」の符号が連続して発生することが防げるため無信号状態がなく、タイミングをとりやすい

マンチェスタ符号

「0」は「01」、「1」は「10」で送出し、送信データが「0」のときビットの中央で+E[V]から-E[V]に、「1」のとき-E[V]から+E[V]に反転させる
「0」のときの無信号状態は無くなるが、1ビットずれると「1」の連続信号が「0」の連続になる
頻繁に立ち上がり、立ち下がりを繰り返すので周波数成分が大きくなる

NRZI (Non Return to Zero/ Invert on ones) 符号

「1」が発生するたびに+E[V]から-E[V]に、-E[V]から+E[V]に遷移する
例: 100BASE-FX

8B1C符号

8ビットのパルスの配列の次に新規パルスを一つ挿入する
新規パルスは、7番目のパルスが0のとき1、1のとき0
伝送速度が若干早くなるため大容量の伝送に用いられる

B8ZS符号

AMI符号のパルスの0が8個連続するブロックを置換パターンに変換する
簡単な回路で実現できるため広く使われる
下のスクランブル符号の一つの方式
※参考: 伝送符号のスクランブルとは | WiMAXページ

スクランブル符号

入力信号に対し外部信号からスクランブルパターン信号を掛け合わせて、原符号列と全く異なる符号列に変換し、1と0の発生確率をそれぞれ1/2になるようにする方式
伝送速度の向上はなく、回路規模が大きくなる
高速の信号伝送に使われる


その他ベースバンド符号形式

・8B/10B符号
MAC副層からのMACフレームの送信データを8ビットごとに分割し、それぞれを10ビットの符号に変換する
例: 1000BASE-X, 10GBASE-LX4(MMF)

8B/1Q4符号

8ビットごとの元データにエラー検出ビットを付加する9ビット化をし、その9ビットのデータを4対のより対線にそれぞれ「+1.0V, +0.5V, 0V, -0.5V, -1.0V」の5つの電圧の組み合わせに割り振る方式
1000BASE-Tで使用されている
例: 100BASE-T, 10GBASE-LX4(SMF)

64B/66B符号

64ビットのデータに特定のビットパターンが現れにくくするためスクランブルを行い、同期のために元の64ビットのデータの中身が全てデータの場合は「01」、制御情報を含む場合は「10」の2ビットのヘッダを付加して66ビットにする
例: 10GBASE-Rシリーズ、10GBASE-Wシリーズ、100Gイーサネット(64B/66Bで符号化後、20のレーンに分割し各レーンで16384ビット毎にレーンマーカーを追加することで遅延補正を論理的に可能に)など
※参考: 100Gイーサネット回線とは - 1G/10Gイーサネットとの違い - | Think IT(シンクイット)


その他

・メタリック平衡対ケーブルでは一般に低周波成分ほどケーブルでの減衰量が少ないため、符号列の電力スペクトラムに直流を含む低周波成分の多い符号化方式が用いられる


・平衡対ケーブルや同軸ケーブルを伝送媒体として電気信号を用いた伝送方式では、伝送路に挿入される中継器に給電電流分離用フィルタ、トランスなどが用いられることがあり、これらは低域遮断特性を持つため、遮断される低域成分の少ない伝送路符号を用いることが望ましい


この文は一つ上の文と一見矛盾しているようですが、問題としているのはこの文は中継機での、上の文はケーブルでの減衰です

給電電流分離用フィルタ:中継器に電力を供給するために通信回線に電力を乗せる事があり、その場合は、中継器で電力を分離/結合するためのフィルタが必要になる

引用: 29年 第1回 「設備」 - 電気通信主任技術者 過去問解説.com


・再生中継器におけるタイミング情報の抽出には、一般に受信パルス系列からタイミング波を得る自己タイミング方式が用いられるため、ゼロ符号の連続によるタイミング情報の消失を避ける必要がある


・1符号長で1ビット以上の情報を伝送する多値符号には、識別レベル数の増加によるノイズマージンの減少や符号間干渉の増大といった課題があり、多値符号を用いる場合はこれらへの対策を施す必要がある