1 Digitální amplitudové modulace: AMI, DB, CSRZ
1.4 Modulace AMI

V telekomunikacích se používají linkové kódy, u kterých jsou podstatné dvě nenulové napěťové úrovně s opačnou polaritou. Linkový kód je způsob reprezentace digitálního signálu pro přenos elektrickým kabelem s použitím jednoznačného funkčního přiřazení logickým bitům několika úrovní fyzikální veličiny (většinou se jedná o intenzitu záření, amplitudu), bez nutnosti složitých algoritmů pro vytvoření symbolů. Kódová slova se liší opačnou polaritou (otočenou fázi) záření za účelem minimalizace disparity (poměru počtu symbolů s danou polaritou k počtu symbolů s opačnou polaritou) delších sekvencí logických symbolů.

Princip modulace

Nejjednodušším příkladem „paired disparity code“ je Alternate Mark Inversion (AMI). Tato modulace předpokládá tři logické úrovně, kterým odpovídají dvě bipolární úrovně označovány jako „+“ a „-“. Třetím stavem je nula.

Logické nule odpovídá stav absence optického pulzu (nulové napětí elektrického pulzu). Logickou jedničku reprezentuje laserový pulz, jehož fáze je pro každou další jedničku otočená do protifáze (tomu odpovídá kladné a záporné napětí u elektrických pulzů). Binární jedničce se tedy říká „značka“ (mark), binární nule se říká „mezera“ (space).

Výhody

Hlavní výhody linkových kódů s bipolárním kódováním:

  • Použití bipolárního kódu u metalických vedení zabraňuje nárůstu stejnosměrné DC složky a kabel, ve kterém se přenáší signál, lze použít i na větší vzdálenost.
  • AMI pomáhá udržovat synchronizaci mezi vysílačem a přijímačem – v případě dlouhých sekvencí logických jedniček, které jsou problematické pro NRZ variantu (pro každou jedničku je jiná polarizace, otočená fáze nebo úroveň napětí). Dodatečné přenosové medium pro přenos taktu není nutné.
  • Detekce chyb. AMI signál se obnovuje v pravidelných intervalech. Parametr Signal to Noise Ratio (SNR) - odstup signálu od šumu - a parametr Bit Error Rate (BER) - bitová chybovost - poskytují informaci o nárůstu chybovosti. Například jedničku může přijímač chybně vyhodnotit jako nulu, nulu naopak jako kladné napětí nebo optický výkon. AMI umožňuje detekci jedné chyby v dané sekvenci díky tomu, že se pozná, kdy se poruší princip bipolarity (každý další nenulový symbol má otočenou polaritu).

Nevýhody

  • Dlouhé sekvence binárních nul jsou problematické z důvodu možné ztráty synchronizace (obnovy taktu).

Řešením je vkládání logické jedničky po každé sekvenci sedmi logických nul za účelem udržení synchronizace. Během dekódování je tento symbol odstraněn.