Pourquoi une suite de quatre zéros peut contenir des impulsions
Alterner
Les impulsions ordinaires alternent en polarité.
Substituer
Le nombre d’impulsions ordinaires depuis le dernier V détermine le motif.
Décoder
Une substitution valide restitue quatre bits à zéro.
Liste de vérifications sur banc d’essai
Utilisez une séquence binaire connue et consignez séparément les erreurs de codage de ligne et les erreurs binaires des données utiles.
Observez sur un banc d’essai le port électrique E1 d’un terminal optique. L’entrée reçoit un flux de bits, mais un oscilloscope peut montrer des impulsions positives, des impulsions négatives et des intervalles sans impulsion. Une impulsion peut même apparaître là où le flux d’entrée comporte quatre zéros consécutifs. Pourquoi le récepteur ne l’interprète-t-il pas comme un bit de données à 1 ? Les deux extrémités appliquent la même règle de substitution. Pour décoder le signal de ligne, le récepteur tient compte de la polarité et du contexte des impulsions.
Partir du port électrique
Le terminal optique PDH enfichable de Feichang, doté de 16 interfaces E1 et de quatre interfaces Fast Ethernet, spécifie le codage HDB3 pour ses ports E1, avec des interfaces asymétriques de 75 ohms et des interfaces symétriques de 120 ohms. Ce guide porte sur le codage au niveau de l’interface cuivre E1. À la réception d’un signal électrique E1, le terminal peut récupérer l’horloge et les bits, puis multiplexer les données sur sa liaison optique. L’équipement optique détermine le format de cette liaison. La mention HDB3 sur le port électrique ne signifie pas que la fibre transporte des impulsions de tension positives et négatives correspondantes.
Le débit binaire nominal d’E1 est de 2.048 Mbit/s : chaque intervalle binaire dure donc environ 488 ns. Pour chaque intervalle, l’émetteur doit choisir entre envoyer une impulsion positive, envoyer une impulsion négative ou n’envoyer aucune impulsion. Le récepteur doit distinguer ces états et échantillonner au bon moment. Le débit nominal lui donne la durée approximative de l’intervalle. En fonctionnement, le circuit de réception se synchronise sur les transitions du signal de ligne pour éviter que l’instant d’échantillonnage ne dérive par rapport à l’instant de décision prévu.
Dans un schéma de principe, représentez le signal par des symboles positifs, nuls et négatifs. Une impulsion E1 réelle répond à des spécifications de forme, d’amplitude et de largeur. Elle n’occupe pas nécessairement tout son intervalle binaire. Les schémas situent chaque impulsion dans son intervalle. Pour les essais de réception électrique, utilisez l’interface, le point de mesure et le gabarit d’impulsion appropriés plutôt que de comparer la trace à un tracé schématique en escalier.
Pourquoi l’alternance de polarité ne suffit pas
Prenons d’abord le codage AMI (Alternate Mark Inversion). Un bit à 1 produit une impulsion, tandis qu’un bit à 0 laisse son intervalle vide. Chaque impulsion ordinaire correspondant à un 1 prend la polarité opposée à celle de l’impulsion non nulle précédente. Si l’impulsion correspondant au 1 précédent était positive, la suivante est négative, quel que soit le nombre de zéros qui les séparent. L’alternance limite le risque d’un déséquilibre durable de polarité. Elle donne aussi un indice au récepteur : si deux impulsions non nulles successives ont le même signe, il convient de vérifier leur conformité aux règles du code.
Une longue suite de zéros ne fournit au récepteur AMI aucune nouvelle transition pour se synchroniser. Si les données contiennent de nombreux zéros consécutifs, l’horloge binaire de l’émetteur continue de tourner alors qu’aucune impulsion n’apparaît sur la ligne. Le récepteur ne peut pas facilement retrouver les limites de chaque intervalle à partir de ce seul passage. Le codage HDB3 remplace chaque groupe de quatre zéros consécutifs par un motif prescrit contenant des impulsions. Le motif de substitution occupe toujours quatre intervalles : le débit binaire de ligne reste donc inchangé et aucune position supplémentaire n’est insérée dans les données utiles.
V est l’impulsion de violation. Elle reprend la polarité de l’impulsion non nulle précédente et enfreint ainsi la règle d’alternance ordinaire. B est une impulsion d’équilibrage qui respecte l’alternance normale des polarités. Lorsqu’il rencontre V, le récepteur examine les intervalles précédents pour déterminer si le motif de substitution est 000V ou B00V. Une impulsion de même signe que la précédente ne suffit pas, à elle seule, à prouver que l’émetteur a délibérément codé une suite de zéros.
Examiner les deux substitutions possibles pour quatre zéros
L’émetteur compte les impulsions de données ordinaires non nulles depuis le dernier V. Si ce nombre est impair, il utilise 000V. Si l’impulsion non nulle précédente est positive, les quatre intervalles sont : zéro, zéro, zéro, positif. La dernière impulsion reprend le signe positif de la précédente : c’est donc V. Par exemple, si le dernier V était négatif et qu’il n’a été suivi que d’une seule impulsion ordinaire positive, ce V positif maintient l’opposition de polarité entre les deux violations.
Si le nombre est pair, l’émetteur utilise B00V. Supposons que le V précédent soit positif et qu’aucune impulsion ordinaire ne l’ait suivi à l’arrivée des quatre zéros suivants. Zéro est pair. L’émetteur commence le groupe par un B négatif, de polarité opposée à l’impulsion positive précédente, laisse deux intervalles vides et termine par un V négatif. Le groupe obtenu est : négatif, zéro, zéro, négatif. La dernière impulsion négative reprend la polarité de B et constitue une violation. Ce V est négatif alors que le V précédent était positif.
Le comptage porte sur les impulsions ordinaires depuis la dernière violation. Il ne s’agit pas du nombre total d’impulsions émises depuis le début. Savoir uniquement que l’impulsion non nulle précédente était positive ne suffit pas non plus. Dans les deux exemples ci-dessus, l’impulsion qui précède la substitution peut être positive, mais la différence de parité du comptage donne des motifs différents sur les quatre intervalles. Le codeur doit connaître à la fois la polarité et l’état depuis la substitution précédente.
Récupérer les bits et tester la bonne couche
À l’instant d’échantillonnage approprié, le récepteur détermine d’abord si chaque intervalle contient une impulsion positive, une impulsion négative ou aucune impulsion. Il vérifie ensuite les relations entre les impulsions selon les règles du codage HDB3. Les impulsions de données ordinaires, de polarité alternée, correspondent à des bits à 1. Lorsqu’il détecte une violation, le décodeur examine les quatre intervalles concernés. Si la substitution est valide, il restitue les quatre zéros, y compris à la position occupée par B, le cas échéant. L’oscilloscope peut donc afficher des impulsions alors qu’un testeur d’erreurs binaires décode uniquement des zéros. Pour prendre cette décision, le décodeur doit disposer d’un contexte suffisant. La réalisation matérielle détermine la manière dont ce contexte est mémorisé ainsi que le délai de traitement.
Une impulsion non détectée, ou une réflexion ou un parasite pris pour une impulsion, peut perturber ce contexte. Distinguez les violations du code de ligne des erreurs binaires dans les données utiles. Les premières concernent la conformité du signal reçu au code. Les secondes nécessitent de comparer les données décodées à une séquence de test connue. Un V intentionnel valide fait partie du codage HDB3 : une mesure des erreurs de ligne ne doit donc pas comptabiliser chaque substitution valide comme un défaut. Consultez la documentation de l’équipement et de l’instrument pour savoir exactement ce que mesurent leurs compteurs.
Sur le banc, utilisez un testeur E1 compatible et un câble court pour établir une référence dans un seul sens. Remplacez le câble court par la ligne réelle pendant une fenêtre de maintenance autorisée. Avec une séquence connue, consignez ensemble les erreurs de ligne, les erreurs binaires, l’état de synchronisation et les temps de mesure. Si le câble court donne de bons résultats mais que les erreurs augmentent avec la ligne réelle, vérifiez la terminaison, les connecteurs et l’atténuation. Si les mesures de ligne ne révèlent aucune erreur alors que le service ne fonctionne pas, vérifiez le tramage, l’affectation des intervalles de temps et les données de bout en bout. Chaque mesure relève d’une couche identifiable. Un voyant de synchronisation ou une forme d’onde ne suffit pas, à lui seul, à valider le service.
Consigner l’origine de chaque mesure
Deux observations sont faciles à confondre. Premièrement, un zéro sur la ligne signifie que l’intervalle ne contient aucune impulsion. Le niveau de référence de l’instrument peut varier selon le couplage, le bruit et la position de la sonde : l’aspect exact du zéro volt à l’écran n’est donc pas le critère. Deuxièmement, l’horloge récupérée sur la ligne fournit une référence d’échantillonnage. Elle ne garantit ni que la trame E1 a été correctement repérée, ni que la signalisation téléphonique ou l’affectation des données fonctionne. Indiquez si chaque mesure a été effectuée au port électrique, à la sortie du décodeur ou au point terminal du service, afin qu’un autre ingénieur puisse la reproduire.
Pour un exercice hors ligne, notez l’état précédent et la séquence d’entrée. Précisez la polarité du dernier V, listez les éventuelles impulsions ordinaires qui le suivent, puis repérez les quatre zéros. Une trace qui commence au milieu de la séquence ne montre pas l’historique qui détermine la parité. Quatre intervalles visibles ne suffisent pas à établir quelle branche de la règle le codeur a suivie. Conserver la séquence complète permet aussi de vérifier que les impulsions V successives alternent en polarité et que le décodeur restitue les quatre zéros à leurs positions d’origine.
Sources et portée
UIT-T G.703, annexe A · Spécifications du terminal PDH enfichable 16E1 de Feichang (en chinois)
Traduit de l’article technique en chinois : Lire l’article original en chinois.
Questions fréquentes
Pourquoi quatre zéros produisent-ils des impulsions sur la ligne ?
Le codage HDB3 substitue 000V ou B00V dans les mêmes quatre intervalles afin de maintenir des transitions pour la récupération d’horloge.
Comment le codage HDB3 choisit-il entre 000V et B00V ?
Utilisez 000V si le nombre d’impulsions ordinaires depuis la dernière violation est impair, et B00V s’il est pair.
Une impulsion V indique-t-elle toujours un défaut ?
Une substitution HDB3 valide utilise délibérément une impulsion V. Le décodeur vérifie la polarité et les intervalles voisins avant de restituer les zéros d’origine.
Pour en savoir plus
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