Por qué cuatro ceros pueden contener pulsos
Alternar
Las marcas ordinarias alternan de polaridad.
Sustituir
El número de marcas ordinarias desde el último V determina qué patrón se utiliza.
Decodificar
Una sustitución válida se decodifica como cuatro bits a cero.
Lista de comprobación para pruebas en banco
Utilice un patrón de bits conocido y registre los errores de código de línea por separado de los errores de bits de la carga útil.
Observe en un banco de pruebas el puerto eléctrico E1 de un terminal óptico. La entrada es un flujo de bits binarios, pero un osciloscopio puede mostrar pulsos positivos, pulsos negativos e intervalos sin pulsos. Incluso puede aparecer un pulso donde la entrada contiene cuatro ceros consecutivos. ¿Por qué el receptor no lo interpreta como un uno de datos? Ambos extremos siguen una regla de sustitución. Para decodificar la señal de línea, el receptor tiene en cuenta la polaridad y el contexto de los pulsos.
Empezar por el puerto eléctrico
Las especificaciones del terminal óptico PDH enchufable de Feichang, con 16 interfaces E1 y cuatro interfaces Fast Ethernet, indican HDB3 para sus puertos E1, con interfaces no equilibradas de 75 ohmios y equilibradas de 120 ohmios. Esta guía se centra en la codificación de la interfaz E1 sobre cobre. Tras recibir una señal eléctrica E1, el terminal puede recuperar la temporización y los bits y, a continuación, multiplexarlos en su enlace óptico. El equipo óptico determina el formato de ese enlace. La indicación HDB3 en el puerto eléctrico no implica que la fibra transporte los correspondientes pulsos de tensión positivos y negativos.
E1 tiene una tasa binaria nominal de 2.048 Mbit/s, por lo que cada intervalo de bit dura unos 488 ns. En cada intervalo, el transmisor debe decidir si envía un pulso positivo, un pulso negativo o ningún pulso. El receptor debe distinguir esos estados y tomar la muestra en el momento adecuado. La tasa nominal le indica la duración aproximada del intervalo. Durante el funcionamiento, el circuito receptor sigue la temporización a partir de las transiciones de la línea para que el instante de muestreo no se desplace respecto al instante de decisión previsto.
Para un diagrama conceptual, simplifique la forma de onda a tres símbolos: positivo, cero y negativo. Un pulso E1 real tiene una forma, una amplitud y una anchura especificadas. No ocupa necesariamente todo su intervalo de bit. Los diagramas muestran la posición de cada pulso en su intervalo. Para las pruebas de aceptación eléctrica, utilice la interfaz, el punto de prueba y la máscara de pulsos adecuados en lugar de comparar la traza con una forma de onda escalonada conceptual.
Por qué no basta con alternar la polaridad
Partamos de la inversión alternada de marca (AMI). Un uno produce un pulso y un cero deja vacío su intervalo. Cada uno ordinario se representa con la polaridad opuesta a la del pulso no nulo anterior. Si el uno anterior fue positivo, el siguiente será negativo, por muchos ceros que los separen. La alternancia reduce la tendencia a que se mantenga un desequilibrio de polaridad. También ofrece al receptor otra pista: si dos pulsos no nulos consecutivos tienen el mismo signo, conviene comprobarlos según las reglas de codificación.
Una secuencia larga de ceros no aporta a AMI nuevas transiciones para recuperar la temporización. Si los datos contienen muchos ceros consecutivos, el reloj de bits del transmisor sigue avanzando mientras la línea permanece sin pulsos. Al receptor le resulta difícil localizar los límites de cada intervalo basándose únicamente en ese tramo. HDB3 sustituye cada grupo de cuatro ceros consecutivos por un patrón predefinido que contiene pulsos. La sustitución sigue ocupando cuatro intervalos, por lo que la tasa binaria de la línea no cambia y no se añade ninguna posición a la carga útil.
V es el pulso de violación. Repite la polaridad del pulso no nulo anterior y, por tanto, rompe la regla normal de alternancia. B es un pulso de equilibrado que respeta la alternancia normal de polaridad. Al detectar V, el receptor comprueba los intervalos anteriores para determinar si la sustitución es 000V o B00V. Un pulso del mismo signo, por sí solo, no demuestra que el transmisor haya codificado deliberadamente una secuencia de ceros.
Los dos patrones de sustitución de cuatro ceros, paso a paso
El transmisor cuenta los pulsos de datos ordinarios no nulos desde el último V. Si el recuento es impar, utiliza 000V. Si el pulso no nulo anterior fue positivo, los cuatro intervalos son cero, cero, cero y positivo. El último pulso repite el signo positivo anterior y, por tanto, es V. Por ejemplo, si el último V fue negativo y solo lo siguió un pulso ordinario positivo, este V positivo hace que las dos violaciones tengan polaridades opuestas.
Si el recuento es par, el transmisor utiliza B00V. Supongamos que el V anterior fue positivo y que no le ha seguido ningún pulso ordinario cuando llegan los cuatro ceros siguientes. Cero es par. El transmisor inicia el grupo con un B negativo, de polaridad opuesta a la del pulso positivo anterior, deja dos intervalos vacíos y termina con un V negativo. El grupo resultante es negativo, cero, cero, negativo. El último pulso negativo repite la polaridad de B y constituye una violación. Este V es negativo, mientras que el V anterior fue positivo.
El recuento se refiere a los pulsos ordinarios desde la última violación. No es el total de pulsos enviados hasta entonces. Tampoco basta con saber que el pulso no nulo anterior fue positivo. En ambos ejemplos, el último pulso antes de la sustitución puede ser positivo, pero la distinta paridad del recuento da lugar a patrones de cuatro intervalos diferentes. El codificador necesita conocer tanto la polaridad como el estado desde la sustitución anterior.
Recuperar los bits y realizar las pruebas en la capa adecuada
En el instante de muestreo adecuado, el receptor determina primero si cada intervalo contiene un pulso positivo, un pulso negativo o ningún pulso. A continuación, comprueba la relación entre los pulsos según las reglas de HDB3. Los pulsos ordinarios de datos que alternan de polaridad corresponden a unos. Al detectar una violación, el decodificador examina los cuatro intervalos pertinentes. Si la sustitución es válida, restituye los cuatro ceros, incluido el de la posición ocupada por B, si lo hay. Por tanto, el osciloscopio puede mostrar pulsos mientras un comprobador de errores de bits decodifica solo ceros. El decodificador necesita suficiente contexto para tomar esta decisión. La implementación del hardware determina cómo se almacena ese contexto y cuál es el retardo de procesamiento.
Un pulso no detectado, o una reflexión o perturbación de ruido confundida con un pulso, puede alterar este contexto. Distinga las violaciones del código de línea de los errores de bits de la carga útil. Las primeras se refieren a si la señal de línea recibida cumple el código. Para detectar los segundos, hay que comparar los datos decodificados con un patrón de prueba conocido. Un V intencional y válido forma parte de HDB3, por lo que una medición de errores de línea no debe contabilizar como fallo cada sustitución válida. Consulte las definiciones del equipo y del instrumento para saber exactamente qué miden sus contadores.
En el banco de pruebas, utilice un comprobador E1 compatible y un cable corto para establecer una referencia en un sentido. Sustituya el cable corto por la línea real durante una ventana de mantenimiento autorizada. Con un patrón conocido, registre conjuntamente los errores de línea, los errores de bits, el estado de sincronización y los tiempos de medición. Si el cable corto funciona y aumentan los errores con la línea real, compruebe la terminación, los conectores y la atenuación. Si no se observan errores en la línea pero el servicio falla, compruebe la alineación de trama, la asignación de intervalos de tiempo y los datos de extremo a extremo. Cada medición corresponde a una capa identificable. Ni un indicador de sincronización ni una forma de onda bastan por sí solos para certificar el servicio.
Documentar dónde se tomó cada medición
Hay dos observaciones que se pueden confundir fácilmente. En primer lugar, un cero en la línea significa que el intervalo no contiene ningún pulso. El nivel de referencia del instrumento puede variar con el acoplamiento, el ruido y la posición de la sonda, por lo que el criterio no es cómo se ven exactamente los cero voltios en pantalla. En segundo lugar, la temporización recuperada de la línea proporciona una referencia de muestreo. No demuestra que se haya identificado correctamente la trama E1 ni que funcionen la señalización telefónica o la asignación de datos. Registre si cada medición se tomó en el puerto eléctrico, en la salida del decodificador o en el extremo del servicio para que otro ingeniero pueda reproducirla.
Para un ejercicio sin conexión, anote el estado previo y la secuencia de entrada. Indique la polaridad del último V, enumere los pulsos ordinarios que lo siguieron y, a continuación, marque los cuatro ceros. Una traza que comienza en mitad de la secuencia omite el historial que determina la paridad. Ver solo cuatro intervalos no basta para determinar qué opción eligió el codificador. Conservar el patrón completo también permite comprobar que los pulsos V consecutivos alternan de polaridad y que el decodificador restituye los cuatro ceros en sus cuatro posiciones originales.
Fuentes y alcance
Anexo A de la recomendación ITU-T G.703 · Especificaciones del terminal PDH enchufable 16E1 de Feichang (en chino)
Traducido del artículo técnico en chino: Leer el artículo original en chino.
Preguntas frecuentes
¿Por qué cuatro ceros producen pulsos en la línea?
HDB3 sustituye los cuatro ceros por 000V o B00V en los mismos cuatro intervalos para mantener las transiciones necesarias para recuperar la temporización.
¿Cómo elige HDB3 entre 000V y B00V?
Utilice 000V si el número de pulsos ordinarios desde la última violación es impar y B00V si es par.
¿Un pulso V indica siempre un fallo?
Una sustitución válida de HDB3 utiliza V deliberadamente. El decodificador comprueba la polaridad y los intervalos vecinos antes de restituir los ceros originales.
Lecturas adicionales
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