연속된 0 네 개에 펄스가 나타날 수 있는 이유
극성 교대
일반 마크는 양극성과 음극성이 번갈아 나타납니다.
치환
마지막 V 이후의 일반 마크 개수에 따라 치환 패턴이 정해집니다.
복호화
유효한 치환 패턴은 0 비트 네 개로 복원됩니다.
벤치 검증 체크리스트
알려진 비트 패턴을 사용하고, 선로 부호 오류와 페이로드 비트 오류를 구분해 기록하십시오.
시험대에서 광단말기의 E1 전기 포트를 관찰해 보십시오. 입력은 이진 비트열이지만, 오실로스코프에는 양극성 펄스, 음극성 펄스, 펄스가 없는 구간이 나타날 수 있습니다. 입력에서 0이 네 개 연속되는 구간에도 펄스가 나타날 수 있습니다. 그런데 수신기는 왜 이 펄스를 데이터 비트 1로 해석하지 않을까요? 송신단과 수신단이 같은 치환 규칙을 따르기 때문입니다. 수신기는 선로 신호를 복호화할 때 펄스의 극성과 주변 펄스와의 관계를 함께 확인합니다.
전기 포트부터 살펴보기
E1 인터페이스 16개와 Fast Ethernet 인터페이스 4개를 갖춘 Feichang의 플러그인형 PDH 광단말기 사양에는 E1 포트의 선로 부호로 HDB3가 명시되어 있으며, 75Ω 비평형 인터페이스와 120Ω 평형 인터페이스가 기재되어 있습니다. 이 가이드에서는 구리선을 사용하는 E1 인터페이스의 부호화를 다룹니다. 단말기는 E1 전기 신호를 수신한 뒤 타이밍과 비트를 복구하고, 복구한 비트열을 다중화해 광 링크로 전송할 수 있습니다. 해당 링크의 신호 형식은 광 장비가 결정합니다. 전기 포트에 HDB3라고 표시되어 있다고 해서 광섬유에 그에 대응하는 양극성 및 음극성 전압 펄스가 흐르는 것은 아닙니다.
E1의 공칭 비트율은 2.048 Mbit/s이므로 각 비트 슬롯의 길이는 약 488 ns입니다. 송신기는 슬롯마다 양극성 펄스, 음극성 펄스, 무펄스 중 하나를 선택해야 합니다. 수신기는 이 세 상태를 구분하고 적절한 시점에 샘플링해야 합니다. 공칭 비트율로 슬롯의 대략적인 길이를 알 수 있습니다. 실제 동작 중에는 수신 회로가 선로 신호의 변화를 바탕으로 타이밍을 추적하여 샘플링 시점이 의도한 판정 시점에서 벗어나지 않도록 합니다.
개념도에서는 파형을 양극성, 0, 음극성의 세 기호로 단순화합니다. 실제 E1 펄스의 모양, 진폭, 폭은 규정되어 있습니다. 펄스가 반드시 비트 슬롯 전체를 채우는 것은 아닙니다. 그림은 각 펄스가 어느 슬롯에 있는지 보여 줍니다. 전기적 합격 여부를 시험할 때는 측정 파형을 개념도의 계단형 파형과 비교하지 말고, 해당 인터페이스에 맞는 시험 지점과 펄스 마스크를 사용하십시오.
극성을 번갈아 사용하는 것만으로는 부족한 이유
먼저 교대 마크 반전(Alternate Mark Inversion, AMI)부터 살펴보겠습니다. 비트 1은 펄스로 나타나고, 비트 0에 해당하는 슬롯은 비워 둡니다. 일반 데이터 비트 1을 나타내는 펄스는 직전의 0이 아닌 펄스와 반대 극성을 가집니다. 직전의 1이 양극성이었다면, 그 사이에 0이 몇 개 있든 다음 1은 음극성입니다. 이렇게 극성을 번갈아 사용하면 한쪽 극성으로 치우친 상태가 지속될 가능성이 줄어듭니다. 수신기에도 판단 근거가 하나 더 생깁니다. 펄스가 없는 슬롯을 제외하고 연달아 나타난 두 펄스의 극성이 같으면 부호화 규칙에 맞는지 확인해야 합니다.
AMI에서는 0이 길게 이어지면 타이밍을 복구하는 데 사용할 새로운 신호 전이가 생기지 않습니다. 데이터에 0이 여러 개 연속되면 송신기의 비트 클록은 계속 진행되지만 선로에는 펄스가 나타나지 않습니다. 수신기는 그 구간만으로는 각 슬롯의 경계를 쉽게 찾을 수 없습니다. HDB3는 연속된 0 네 개로 이루어진 각 묶음을 펄스가 포함된 규정 패턴으로 치환합니다. 치환 패턴도 같은 네 슬롯을 차지하므로 선로 비트율은 바뀌지 않으며 페이로드에 비트 위치가 추가되지 않습니다.
V는 위반 펄스입니다. 직전의 0이 아닌 펄스와 같은 극성을 사용하므로 일반적인 극성 교대 규칙을 위반합니다. B는 정상적인 극성 교대 규칙을 따르는 평형 펄스입니다. 수신기는 V를 만나면 앞선 슬롯들을 확인하여 치환 패턴이 000V인지 B00V인지 판별합니다. 직전 펄스와 극성이 같은 펄스 하나만으로는 송신기가 연속된 0을 의도적으로 부호화했다고 단정할 수 없습니다.
연속된 0 네 개를 치환하는 두 가지 패턴
송신기는 마지막 V 이후의 일반 데이터 펄스(0이 아닌 펄스) 개수를 셉니다. 개수가 홀수이면 000V를 사용합니다. 직전의 0이 아닌 펄스가 양극성이면 네 슬롯은 0, 0, 0, 양극성 순입니다. 마지막 펄스는 직전 펄스와 같은 양극성이므로 V입니다. 예를 들어 마지막 V가 음극성이었고 그 뒤에 일반 양극성 펄스가 하나만 있었다면, 이번 V는 양극성이므로 두 위반 펄스의 극성은 서로 반대가 됩니다.
개수가 짝수이면 송신기는 B00V를 사용합니다. 직전 V가 양극성이었고, 그 뒤에 일반 펄스가 하나도 없는 상태에서 다음 0 네 개가 들어왔다고 가정해 보겠습니다. 0은 짝수입니다. 송신기는 직전 양극성 펄스와 반대인 음극성 B로 묶음을 시작하고, 슬롯 두 개를 비운 뒤 음극성 V로 끝냅니다. 결과는 음극성, 0, 0, 음극성 순입니다. 마지막 음극성 펄스는 B와 같은 극성이므로 위반 펄스입니다. 이번 V는 음극성이고 직전 V는 양극성입니다.
여기서 세는 것은 마지막 위반 이후의 일반 펄스이며, 지금까지 전송한 전체 펄스 수가 아닙니다. 직전의 0이 아닌 펄스가 양극성이라는 사실만으로도 패턴을 결정할 수 없습니다. 위 두 예에서 치환 직전의 마지막 펄스는 모두 양극성일 수 있지만, 그때까지 센 일반 펄스 개수의 홀짝이 달라 네 슬롯의 패턴도 달라집니다. 부호기는 극성과 이전 치환 이후의 상태를 모두 알아야 합니다.
비트 복구와 계층별 시험
수신기는 먼저 적절한 샘플링 시점에 각 슬롯이 양극성 펄스, 음극성 펄스, 무펄스 중 어느 상태인지 판정합니다. 그런 다음 HDB3 규칙에 따라 펄스 간 관계를 확인합니다. 극성이 교대하는 일반 데이터 펄스는 비트 1에 해당합니다. 복호기는 위반 펄스를 만나면 해당하는 네 슬롯을 확인합니다. 유효한 치환이면 B가 있던 위치까지 포함해 네 슬롯 모두를 0으로 복원합니다. 따라서 오실로스코프에 펄스가 보이더라도 비트 오류 시험기는 해당 구간을 모두 0으로 복호화할 수 있습니다. 이 판정을 내리려면 복호기에 충분한 앞뒤 정보가 있어야 합니다. 그 정보를 저장하는 방식과 처리 지연은 하드웨어 구현에 따라 달라집니다.
펄스를 놓치거나 반사 또는 잡음을 펄스로 오인하면 이러한 판정에 필요한 정보가 흐트러질 수 있습니다. 선로 부호 위반과 페이로드 비트 오류를 구분하십시오. 전자는 수신한 선로 신호가 부호 규칙을 따르는지에 관한 것이고, 후자는 복호화된 데이터를 알려진 시험 패턴과 비교해야 확인할 수 있습니다. 규칙에 따라 의도적으로 삽입된 유효한 V는 HDB3 부호의 일부이므로, 선로 오류 측정에서 유효한 치환을 모두 장애로 집계해서는 안 됩니다. 각 카운터가 정확히 무엇을 측정하는지는 장비와 계측기의 정의를 확인하십시오.
시험대에서는 인터페이스에 맞는 E1 시험기와 짧은 케이블을 사용해 한 방향의 기준값을 확보하십시오. 승인된 유지보수 시간에 짧은 케이블을 실제 선로로 바꾸십시오. 알려진 패턴을 사용해 선로 오류, 비트 오류, 동기 상태 및 측정 시간을 함께 기록하십시오. 짧은 케이블에서는 정상이나 실제 선로에서 오류가 늘어나면 종단, 커넥터, 감쇠를 점검하십시오. 선로 측정 결과가 정상인데 서비스가 동작하지 않으면 프레이밍, 타임슬롯 매핑, 종단 간 데이터를 점검하십시오. 각 측정이 어느 계층에 해당하는지 구분할 수 있어야 합니다. 동기 표시등이나 파형만으로는 서비스가 정상이라고 판정할 수 없습니다.
각 측정값을 어디에서 얻었는지 기록하기
혼동하기 쉬운 두 가지가 있습니다. 첫째, 선로에서 0은 해당 슬롯에 펄스가 없다는 뜻입니다. 계측기의 기준선은 결합 방식, 잡음, 프로브 위치에 따라 달라질 수 있으므로 화면에서 전압이 정확히 0으로 보이는지가 판정 기준은 아닙니다. 둘째, 복구된 선로 타이밍은 샘플링 기준을 제공합니다. 그러나 이것만으로 E1 프레임을 올바르게 검출했는지, 전화 신호 처리나 데이터 할당이 정상인지 확인할 수는 없습니다. 다른 엔지니어가 측정을 재현할 수 있도록 각 측정값을 전기 포트, 복호기 출력, 서비스 종단점 중 어디에서 얻었는지 기록하십시오.
오프라인 연습에서는 직전 상태와 입력 순서를 적어 보십시오. 마지막 V의 극성을 명시하고, 그 뒤에 나온 일반 펄스를 나열한 다음, 연속된 0 네 개를 표시하십시오. 시퀀스 중간에서 시작하는 파형 기록에는 홀짝을 결정하는 이전 정보가 빠져 있습니다. 눈에 보이는 네 슬롯만으로는 부호기가 어느 분기를 선택했는지 확정할 수 없습니다. 전체 패턴을 기록하면 연이어 나타나는 V 펄스의 극성이 교대하는지, 복호기가 원래의 네 위치에 0을 복원하는지도 확인할 수 있습니다.
출처와 적용 범위
다음 중국어 기술 문서에서 번역: 중국어 원문 읽기.
자주 묻는 질문
0이 네 개 연속되면 왜 선로에 펄스가 나타날까요?
HDB3는 같은 네 슬롯 안에서 000V 또는 B00V로 치환해 타이밍 복구에 필요한 신호 전이를 유지합니다.
HDB3는 000V와 B00V 중 어느 패턴을 사용할지 어떻게 결정할까요?
마지막 위반 이후의 일반 펄스 개수가 홀수이면 000V를, 짝수이면 B00V를 사용합니다.
V 펄스는 항상 장애를 나타낼까요?
유효한 HDB3 치환에서는 V를 의도적으로 사용합니다. 복호기는 극성과 인접 슬롯을 확인한 뒤 원래의 0을 복원합니다.
