JP2810857B2 - 通信データ・ストリームの変換方法及びシステム - Google Patents

通信データ・ストリームの変換方法及びシステム

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JP2810857B2
JP2810857B2 JP6311570A JP31157094A JP2810857B2 JP 2810857 B2 JP2810857 B2 JP 2810857B2 JP 6311570 A JP6311570 A JP 6311570A JP 31157094 A JP31157094 A JP 31157094A JP 2810857 B2 JP2810857 B2 JP 2810857B2
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    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
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    • H04L25/00Baseband systems
    • H04L25/38Synchronous or start-stop systems, e.g. for Baudot code
    • H04L25/40Transmitting circuits; Receiving circuits
    • H04L25/49Transmitting circuits; Receiving circuits using code conversion at the transmitter; using predistortion; using insertion of idle bits for obtaining a desired frequency spectrum; using three or more amplitude levels ; Baseband coding techniques specific to data transmission systems
    • H04L25/4904Transmitting circuits; Receiving circuits using code conversion at the transmitter; using predistortion; using insertion of idle bits for obtaining a desired frequency spectrum; using three or more amplitude levels ; Baseband coding techniques specific to data transmission systems using self-synchronising codes, e.g. split-phase codes

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  • Synchronisation In Digital Transmission Systems (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はデータ伝送に関し、特に
低複雑性且つ高効率で、所望のデータ・パターンを有す
るシリアル・データ・リンク上で伝送される2進データ
信号及び非データ信号を符号化及び復号化する新たな方
法に関する。
【0002】
【従来の技術】デジタル・データ伝送システムでは、情
報の特定の形式を表す2進データがデジタル形式に符号
化され、ネットワーク上を伝送される。例えば、米国の
電話網において広範に利用されるパルス符号変調(PC
M)システムでは、アナログ音声信号が多数の個別のレ
ベルに量子化され、また各サンプル時間における各レベ
ルを指定するためにコードも使用される。その結果、伝
送される音声信号が2進データすなわち"0"または"1"の
ストリングにより表される。ローカル・エリア・ネット
ワーク(LAN)などにおける標準のデータ伝送セッテ
ィングでは、LAN内のあるノードからの2進数のスト
リング形式のデータが、そのLANに接続される別のノ
ードに伝達される。伝達されるデータ・ストリングの特
性は、準拠する規定のプロトコルに従い変化する。
【0003】使用されるプロトコルの選択は、(遠距離
通信において)使用される変復調型、帯域幅制限、受信
側の複雑度などの多数の要因に依存する。いずれにして
も、2進データはツイスト・ペア銅線などの伝送媒体上
における伝送に適切な電気的特性を有するように、表現
されなければならない。例えば、使用される符号化方法
がセルフ・クロッキングである、すなわちクロック周波
数がパルス符号から容易に見い出されることが有利であ
る。受信側は伝送データがセルフ・クロッキング機能を
有する方法により符号化されると、より同期が容易とな
る。
【0004】また、伝送される2進データ・ストリング
の平均値が0ボルトである(すなわちデータ・ストリン
グが対称であるか、低位の若しくは0の"非偶奇性(dis
parity)"を有する、即ちデータ・ストリングのビット
の極性が均衡している)ことが有利である。0ボルトの
平均値を有するストリングの例は、累積正電圧が累積負
電圧に等しい場合である。高度な非偶奇性が存在する
(すなわち一方の極性のビットが他方の極性のビットよ
りも非常に多く存在する)場合、伝送パスにおけるハイ
パス回路のコンポーネントと長いビット・シーケンス内
の低周波エネルギの相互作用により、ビット・ストリン
グの低周波エネルギがフィルタ出力され、データ損失が
生じる。
【0005】これらの問題(すなわち高度な非偶奇性な
ど)は、特に、データが高速データ伝送システム(例え
ばLANまたはATMネットワーク)において伝送され
る場合に明らかであり、こうしたシステムでは、伝送さ
れるデータのデジタル2進情報ストリームが、使用可能
でコスト的に有効な伝送リンクに適する特性をほとんど
有さない。通常、こうした環境において伝送される情報
は、性質的に非常にランダムか、非常に反復的である。
これらの特性(高度なランダム性または反復性)は、高
速伝送には不適な特性である。
【0006】圧縮データ及び暗号化データなどのランダ
ム・データは、ランダム・ビット・ストリーム内の任意
のビット・シーケンスが、任意の他のシーケンスとして
も同様に発生する可能性がある特性を有する。例えば、
1行に10個の1のストリングは、10ビットの102
4(210)種類のストリングにつき、平均して1度発生
するものと期待される。
【0007】問題は、遷移のない長いビット・ストリン
グがデータ伝送性能に悪影響を及ぼすことである。これ
は2つの理由から発生する。1つは、クロック回復回路
がビット遷移がない場合に不十分に動作するからであ
る。別の理由は、高度な非偶奇性が上述のように、伝送
パス内のハイパス回路コンポーネントと、長いビット・
シーケンス内の低周波エネルギとの間の相互作用を引起
こすからである。
【0008】反復データまたは反復ビット・シーケンス
のストリングを含むデータは、伝送信号の周波数スペク
トルを幾つかの周波数範囲に、或いは更に不都合な場合
には単一の周波数範囲に集中化させる(反復データのス
トリングは、画面表示を表すデータがネットワーク上を
伝送され、1つのビット・ストリングが画面の特定の背
景色を表すときに発生しうる)。この状態は、ワイヤ・
ケーブルの設計、開発及び製造の間に、しばしばデータ
伝送製品に対するEMC受諾(FCC)における幾つか
の問題を発生する。更に、制限された周波数範囲内のエ
ネルギの集中は、しばしば受信側のクロック回復の有効
性を低減し、製品の性能を低下させることになる。
【0009】これらの問題の幾つかを解決するために、
物理媒体上で伝送される2進データを表現する様々な方
法が使用される。媒体レベル符号化方法の幾つかの例と
して、マンチェスタ分割位相符号化(Manchester split
phase encoding)、マンチェスタ差分分割位相符号化
(Manchester differential split phase encoding)、
及びNRZ符号化(nonreturn-to-zero encoding)があ
る。これらの符号化方法の各々の例が、図1に示され
る。
【0010】広範に使用されるマンチェスタ符号化方法
(分割位相)は、対称性を使用して平均値の変化(また
は非偶奇性)を排除する。マンチェスタ分割位相方法で
は、1は最初の1/2ビット・インターバルの間、1レ
ベルにより表され、後半の1/2ビット・インターバル
では0レベルにシフトされる。0は逆の表現により表さ
れる。同様に分割位相(差分マンチェスタ或いはマー
ク)方法では、前の位相に対する位相の反転が1(すな
わちマーク)を示し、位相の不変化が0を示す以外は、
類似の対称表現が使用される。
【0011】別の広範に使用される媒体レベル符号化方
法は、NRZ(nonreturn-to-zero)表現であり、これ
は任意のデータの型を送信するために必要な帯域幅を低
減する。NRZ表現では、ビット・パルスが全ビット・
インターバルの間、その2つのレベルの一方に維持され
る。NRZ(M)法では、レベル変化がマーク(すなわ
ち1)を示すために、また非レベル変化が0を示すため
に使用される。NRZ(S)法は、レベル変化がスペー
ス(すなわち0)を示すために使用される以外は同じ方
法を使用する。これらの例、すなわちNRZ(M)及び
NRZ(S)の両者は、レベル変化(反転)が一方の2
進数を示し、非レベル変化が他方の2進数を示す、より
一般的な分類すなわちNRZ(I)の例に含まれる。N
RZ表現は要求される帯域幅の点で効率的であり、広範
に使用される。
【0012】しかしながら、分割位相(マンチェスタ及
びマーク)或いはNRZ媒体レベル表現の利用は、クロ
ック周波数を決定するために、受信側の追加の複雑化を
必要とする。
【0013】上述されたこれらの各方法(すなわち分割
位相マンチェスタ、NRZ(I)など)は、物理媒体上
における伝送のために、情報の単一のビットを符号化す
る方法である。例えば、差分マンチェスタ分割位相法で
は、各情報ビットが2つの"ライン・ビット"により表現
される。図1に示されるように、値1を有する第1の情
報ビット"a"が、ハイ("1")からロウ("0")に変化
することにより表現され、ハイは第1のライン・ビット
であり、ロウは第2のライン・ビットである。同様に値
1を有する第2の情報ビット"b"は、ロウ("0")から
ハイ("1")への変化により表現される。
【0014】この特定の型の符号化において、情報ビッ
トを表すライン・ビットは、以前のライン・ビットに依
存する。これは"差分(differential)"または"反転(i
nversion)"符号化と呼ばれる。例えばこの例では、値
1を有する情報ビットが、前の状態からの遷移を有する
2つのライン・ビットにより表現される。その結果、第
1の情報ビット("a")は値1を有し、ハイからロウへ
の変化により表されるとき、同様に値1を有する第2の
情報ビット("b")は、ロウからハイへの前ライン・ビ
ット対からの遷移により表される。次の情報ビット"c"
も値1を有し、ハイからロウへの前ライン・ビット対か
らの遷移により表される。情報ビット"d"が値0を有す
るとき、ハイからロウへの前ライン・ビット対からは遷
移しない。この型の反転符号化または差分符号化は、と
りわけ、ツイスト・ペアの2ラインが不注意に交換され
ても使用可能である利点を有する。
【0015】上述のように、差分マンチェスタ分割位相
及び両方のNRZ(I)(すなわちNRZ(M)及びN
RZ(S))媒体レベル符号化方法は、差分媒体レベル
法または反転媒体レベル法である。しかしながら、NR
Z(I)法では、低いクロック・サイクルしか要求され
ないので、より高い帯域幅伝送を可能にする。NRZ
(I)媒体レベル符号化の1つの欠点は、マンチェスタ
符号化方法のような対称性を保証しないことである。更
に、受信側が送信側に同期するためのクロック情報を保
証しない(すなわち、オール1などの同一の値を有する
ライン・ビット・ストリングが伝送されると、受信側の
クロック・フェーズ・ロック・ループが外れることが考
えられる)。従ってNRZ(I)が使用される場合に
は、偶奇性(parityビット極性が均衡していること)が
保証されるか最大化されるように、またクロック情報が
好機に提供されるように、媒体レベル以上の符号化方法
が使用されなければならない。
【0016】媒体レベル符号化方法の強みを利用するた
めに、これらの様々な符号化方法が従来使用されてきた
(これらは概念的な層構造において、これらの媒体レベ
ル符号化方法の最上位に位置付けられる)。例えばIB
M社は8/10符号化方法と呼ばれる符号化方法を開発
した。ここでは8ビットのデータがネットワーク上にお
ける伝送のために、10ビットのワードに符号化される
(続いて、これらの10ビット・ワードはネットワーク
上に伝送されるために、NRZ(M)などの媒体レベル
符号化方法の1つにより符号化される必要がある)。上
述のように、この方法の目的は、最小の非偶奇性(最大
の偶奇性)を維持する一方で、十分なクロック情報を保
証することである。しかしながら、可能な1024(2
10)の10ビット・ワード(256の8ビット・ワード
にマップされる)の中で、252だけが0の非偶奇性を
有する。すなわち同数の1と0とを有する。例えば、1
0ビット・ワード"1010101010"は同数の0と1を有する
ので、0の非偶奇性を有する。一方、10ビット・ワー
ド"1010101011"では1が0よりも2つ多いので、2の非
偶奇性を有する。このように、4つの10ビット・ワー
ドの"喪失(missing)"(すなわち256マイナス25
2)を補うため、8/10符号化方法は非偶奇性が最小
化されるように、特定の複雑な論理及び要求を使用す
る。更に可能な符号化ワードの絶対数により、8/10
コード及び論理は極めて複雑である。
【0017】別の符号化方法は、アドバンスド・マイク
ロ・デバイス(AMD)社によりTAXIチップ(TAXI
chip)集積回路として開発された。これはAdvanced Mic
ro Devices TAXIchip Integrated Circuits Technical
Manual、Preliminary Rev.1.5、1989年で述べら
れている。これは更に米国特許第4987572号でも
述べられている。AMD社による符号化方法(以下では
AMD符号化方法と記す)は、4/5コード及び5/6
コードを定義する。4/5コードでは、4ビット・ニブ
ル(または単に「ニブル」)がチップにより受信され、
5ビット・ワードに符号化される。同様に5/6コード
では、5ビット・ワードがチップにより6ビット・ワー
ドに符号化される。再度、これは非偶奇性を最小化する
一方、クロック情報をデータ・ストリームに含むことを
目的とする。
【0018】しかしながら、このAMD符号化方法によ
ると、3の非偶奇性(すなわち5ビット中、4ビットが
一方の極性で残りのビットが他方の極性)が可能とな
り、DCバランスが維持されない。このDCオフセット
はジッタを増加させる他に、データ伝送の保全性に影響
を及ぼす。例えば1バイト・コード伝送では、非偶奇性
により40%のDCオフセットが発生する。
【0019】更にAMD符号化方法は、受信側がその復
号化回路を同期させるための特性、即ち"カンマ(comm
a)"特性を有する単一の5ビット・ワードを提供しない
("カンマ"特性を有するワードは、そのワードを表す特
定のストリングが、データ・ストリーム内において、例
えば前後する2ワード、すなわち特定のストリングを含
む1番目のワードの終りと、2番目のワードの始まりと
により、不注意に重複されることはない)。その代わり
に、AMD符号化の場合、受信側が同期するために2つ
のワードが定義される。
【0020】
【発明が解決しようとする課題】複雑性、効率、機能及
び性能の間の理想的なバランスを提供することにより、
上記指摘の問題を解決する符号化方法が必要とされる。
【0021】
【課題を解決するための手段】本発明による物理媒体上
における直列伝送のための、2進データの符号化及び復
号化システム及び方法はクロック情報を保証し、5ビッ
ト・ワードにつき1以下の非偶奇性(disparity)を保
証する一方、高効率且つ低複雑度の符号化方法を提供す
る。本発明のシステム及び方法は、各ニブルが互いに独
立して符号化及び復号化される4/5符号器を含む。本
発明の符号化システム及び方法は、"NRZ(I)カン
マ"特性を有する少なくとも1つのワードを提供する一
方、NRZ(I)後の任意のワードに対して、1以下の
大きさを有するNRZ(I)非偶奇性を保証する。
【0022】
【実施例】本発明のシステム及び方法は、非同期転送モ
ード(ATM:asynchronous transfer mode)・ネット
ワークなどの高速直列リンクにおける使用に好適なフォ
ーマットのデータ伝送を提供する。本発明のシステム及
び方法は、更に直列に伝送されるフォーマット化データ
の受信、及び受信データの復号化を提供する。本発明の
システム及び方法によれば、DCオフセット及び対応す
るジッタが最小化されるように、媒体上を実際に伝送さ
れるデータが1以下の非偶奇性を有する。更に本発明の
符号化パターンを用いると、受信側がその復号器を同期
させるように、少なくとも1つのワードが"NRZ
(I)カンマ"特性を有する。
【0023】図2は、ネットワーク伝送媒体12及びネ
ットワーク装置14及び16を含む通信ネットワーク1
0のブロック図である。ネットワーク装置16は、受信
媒体インタフェース18、復号器20、データ送受信器
22、符号器24、及び送信媒体インタフェース26を
有するように、多少詳細に示される。
【0024】受信媒体インタフェース18は、ネットワ
ーク装置16の回路をネットワーク12にインタフェー
スするように機能する。具体的には、伝送されるビット
・ストリームの受信、受信側が送信側と同期するための
送信ユニットのクロックの回復、及び受信データ・スト
リーム及びクロックの復号器20への転送などの機能を
実行する。更に受信媒体インタフェース18は、NRZ
反転(NRZ(I))の媒体レベル符号化方法からの受
信データをNRZ形式に変換し、更に直列形式から5ビ
ット・フォーマットに変換する。
【0025】復号器20は受信媒体インタフェースから
5ビット・ワードを受信し(矢印により示される)、そ
のワードを復号化して、4ビット・ニブル及び非データ
・ビットを生成する。この4ビット・ニブル及び非デー
タ・ビットはデータ送受信器22に転送される。
【0026】データ送受信器22は、この環境では"利
用者(customer)"である。これは単にネットワークを
介して送信される2進データを提供するか、ネットワー
クを介して伝送されて来た2進データを受信するだけで
あり、データがどのようにして送信または受信されるか
については気にしない。この例では、データ送受信器2
2は、2進データを4ビット並列フォーマット並びに追
加の非データ・ビットにより、受信及び送信するように
構成される。これは単に例として使用されるだけであ
り、他のフォーマットも実施可能である。更にデータ送
受信器22は、単にネットワーク装置16を使用し、ネ
ットワーク伝送媒体12を介してデータを送信しようと
する、任意のユニットの論理表現である。これは実際に
は任意の通信装置であり、一方の側において、特定のフ
ォーマットでデータを受信し、他方の側でそれを4ビッ
ト・ニブル並びに拡張フォーマット(escape format)
に再フォーマットする。例えばデータ送受信器はLAN
に接続されるルータでよい。
【0027】符号器24は、送受信器22から4ビット
・ニブル及び非データ・ビットを受信し、それを送信媒
体インタフェース26に伝達される5ビット・ワードに
符号化する。符号器24は効果的に復号器20と逆の機
能を実行する。
【0028】送信媒体インタフェース26は5ビット・
ワードを受信し(矢印で示される)、並列形式から直列
形式に、またNRZからNRZ(I)形式に変換し、ラ
イン・ドライバなどの使用を通じて、物理媒体インタフ
ェースを提供する。
【0029】図3は、受信媒体インタフェース18及び
復号器20をより詳細に示す。受信媒体インタフェース
18は、使用される物理媒体プロトコルに適合するイン
タフェース回路("Rxライン・インタフェース回路"2
8及びライン・レシーバ30)を用いて、直列データ・
ストリームを受信する。インタフェース回路は、データ
・ストリームをシステムの残りの部分により使用可能な
形式に変換する。
【0030】受信データ・ストリームは、受信側クロッ
ク回復回路32とNRZ(I)−NRZ変換回路34の
両方に伝達される。受信側クロック回復回路32は、送
信側クロックを回復する。クロック回復の一般的な方法
では、フェーズ・ロック・ループ技術を使用する。送信
側クロックは、回復回路の残りの部分を同期させるため
に使用される。NRZ(I)−NRZ変換回路34は、
NRZ(I)コードをNRZ形式に変換する。例えばN
RZ(I)反転媒体レベル符号化方法では、様々なライ
ン遷移またはライン・ビットが、例えばハイ・レベル信
号が1、ロウ・レベル信号が0を表す標準レベルに変換
される。
【0031】受信ビット・クロックは、直並列変換器
(deserializer)36及び5除算回路42に転送され
る。5除算回路42は、受信側を5ビット・ワードに同
期させるために、受信ビット・クロックを5で除算す
る。
【0032】変換されたデータ・ストリームは、NRZ
(I)−NRZ変換回路34から直並列変換器36に伝
達される。データ・ストリームは受信ビット・クロック
に同期して、直並列変換器36に入力される。直並列変
換器36は単に受信データを直列形式から並列形式に変
更する。並列形式のデータ(5ビット形式)が復号器2
0及びカンマ検出器38に伝達される。
【0033】カンマ検出器38は5ビット・ワード形式
のビット・ストリームを調査する。ビットは個々に直並
列変換器36を通じて循環する。図示の例では、5ポー
トANDゲート40が使用され、ここで5ビット・ワー
ドは"00010"である。これはNRZ(I)カンマ特性を
有する5ビット・ワードである。上述のように、この5
ビット・ストリングはデータ・ストリーム内の他の所で
は現れず、このワードに特有である。好適な符号器パタ
ーン・セット内の他の各ワードを表す5ビット・ストリ
ングは、特定の5ビット・ワードが送信されないデータ
・ストリームにおいて、同様に現れる可能性がある。例
えばあるワードの終りの2ビットが、別のワードの最初
の3ビットと共に、符号器パターン・セット内の5ビッ
ト・ワードの1つを形成するかもしれない。これはNR
Z(I)カンマ特性ワードに関しては決して発生しな
い。これにより、NRZ(I)カンマ特性ワードは、受
信側を送信5ビット・ワードの受信のために同期させる
ことができる。カンマ検出器38の出力は、5除算回路
42をストローブするために入力される。この同期化さ
れた受信クロックが復号器20に伝達される。
【0034】復号器20は受信側クロックに同期して5
ビット・ワードを受信し、表1に示される好適な符号化
パターンに従い、ワードを復号化する(下記のマッピン
グは、これらの17コード・ワードが16データ・ワー
ド並びに1つの非データ・ワード"拡張(escape)"を表
すために使用される限り、コード・ワードが別のデータ
・ニブルにマップされるように再定義されても、機能的
には等価である)。
【0035】
【表1】
【0036】これらのコード・ワードは、NRZ(I)
(または別の反転若しくは差分型の媒体レベル符号化方
法)により符号化される時、不可欠な伝送特性を有す
る。このことは符号器の説明に関連して後に詳述する。
【0037】復号器20はROM44と論理回路とで構
成され、5ビット・コード・ワードを、送受信器22に
より理解可能な4ビット・データ・ニブルに復号化す
る。復号化された4ビット・ニブル並びに非データ拡張
ビットは、データ送受信器22に伝達される。
【0038】逆に、データ送受信器22がネットワーク
12を介してデータを送信したいとき、4ビット・ニブ
ル並びに拡張ビットが符号器24に伝達される。符号器
24が図4にブロック図形式で示される。
【0039】図示のように、符号器24はデータ送受信
器22から4ビット・ニブル及び拡張ビットを受信す
る。符号器24は16種類の各受信された4ビット・ニ
ブルを、表2に示される符号化パターンに従い、対応す
る5ビット・ワードに符号化する。この符号化パターン
は、例えばROM46内のルックアップ・テーブルによ
り実現される。更に拡張ビットが5ビット・ワードに符
号化され、その結果、対応する16のデータ・ニブルと
単一の拡張ビットに対応して、17の5ビット・ワード
が定義される。ここでデータ・ニブル13すなわち"110
1"は、NRZ(I)カンマ特性ワード"00010"に符号化
される。
【0040】
【表2】
【0041】更に表2は、各5ビット・ワードがNRZ
(I)フォーマットに変換され、物理媒体上に送信され
た後の実際のライン信号値の詳細を示す。使用される媒
体レベル符号化方法は反転または差分符号化方法なの
で、各5ビット・データ・ワードに対応する実際のライ
ン信号値として、2つの可能な結果が存在する。第2の
可能な結果の各ビットは、第1の可能な結果のその相手
のビットとデジタル値的に反対である。
【0042】表を注意して眺めると、NRZ(I)フォ
ーマットに変換されたコード・ワードの非偶奇性は、常
に3つの一方のデジタル値と、2つの他方の値とが存在
する点で決して1を越えることはない。これはジッタを
最小化する他に、送信データの保全性を最大化するよう
に、DCバランスの維持を保証する。更に高遷移密度、
すなわち5つの信号要素につき、平均3.1回の遷移が
存在する。更に中断のない1または0の任意のセットの
ランレングスは、決して5を越えることはない。これは
容易な受信ユニットの同期化を可能にする。最後に、N
RZ(I)変換後のコード・ワードの1つ("00010")
は、NRZ(I)カンマ特性(区切りをみて同期をとる
ための特性)を有する。なぜなら、このビット・シーケ
ンスは、他のコード・ワードの任意の組合わせの任意部
分としては、決して発生しないからである。NRZ
(I)カンマ特性は、このワードが使用される度に、受
信側が単純な5ビット・パターン・マッチ(カンマ検出
器38で示される)により、即時にコード・ワードの同
期化を得ることを可能にする。NRZ(I)フォーマッ
トへの変換時に、NRZ(I)非偶奇性が1を有する好
適なコード・セットのコード・ワードは、本発明では、
1の"NRZ(I)非偶奇性"を有すると見なされる。ま
たNRZ(I)フォーマットに変換されるとき、カンマ
特性を有する好適なコード・セットのコード・ワード
は、本発明では、"NRZ(I)カンマ特性"を有すると
見なされる(図1に示されるように、NRZ(I)フォ
ーマットはマークまたはスペースのいずれかである)。
【0043】好適な符号化方法は、従来、とりわけLA
N伝送サブシステムの環境において発生するオクテット
(8ビット・バイト)伝送を提供するように設計され
た。例えば、拡張ニブルが後に続くデータ・ニブルは、
16個のコマンド記号の1つを示す。次にコマンド・シ
ーケンスが、各プロトコルにおいて要求される16個の
各ニブルにより識別される。更にシーケンス内の2つの
拡張ニブルは、アイドル記号を要求するシステムをサポ
ートするヌル記号を表すなどの、特殊な意味を有する。
最後に、全ての拡張記号を完成されたオクテットの直後
に配置する規定を設けることにより、オクテットのフレ
ーム指示が達成される。これにより受信側は、容易にオ
クテット境界を確立することができる。
【0044】符号器24の出力(5ビット)は、送信媒
体インタフェース26に伝達される。並列データ・ワー
ドが並直列変換器(serializer)48により直列形式に
変換される。並直列変換器48は、単に5ビット・ワー
ドを直列フォーマットに変換する。直列データ・ストリ
ームが並直列変換器48から、送信側クロック(データ
を並直列変換器48に入力するニブル・クロックの5倍
の周波数)に同期にして、NRZ−NRZ(I)変換回
路50に出力される。NRZ−NRZ(I)変換回路5
0はNRZ形式のデータ・ストリームを、ネットワーク
12上を伝送するためのNRZ(I)形式に変換する。
ライン・ドライバ52及びTxライン・インタフェース
回路54は、実際の物理インタフェースに適合する適切
な電圧値及び出力インピーダンスなどを有するデータ・
ストリームを準備する。
【0045】まとめとして、本発明の構成に関して以下
の事項を開示する。
【0046】(1)所定のコード・セットを送信に際し
て変換する方法であって、上記コード・セットをnビッ
トのグループにグループ化するステップと、上記のnビ
ットの各グループをn+aビットの対応するグループに
変換するステップであって、n+aビットの各グループ
が、2n+a個のオプションから選択され、そのNRZ
(I)非偶奇性が所定の値m以下である特性を有するグ
ループであり、n+aビットの少なくとも1つの選択グ
ループが、同期をとるためのNRZ(I)カンマ特性を
有する、上記変換ステップと、を含む方法。 (2)所定のコード・セットを受信に際して変換する方
法であって、n+aビットのグループの上記所定のコー
ド・セットを受信するステップであって、n+aビット
の各グループが、2n+a個のオプションから選択され、
そのNRZ(I)非偶奇性が所定の値m以下である特性
を有するグループであって、n+aビットの少なくとも
1つの選択グループが、同期をとるためのNRZ(I)
カンマ特性を有する、上記受信ステップと、n+aビッ
トの各グループをnビットの対応するグループに変換す
るステップと、を含む方法。 (3)nが整数4に、aが整数1に、mが整数1にそれ
ぞれ等しい、請求項1又は2記載の方法。 (4)所定のコード・セットを送信に際して変換するシ
ステムであって、上記コード・セットをnビットのグル
ープにグループ化する手段と、上記nビットの各グルー
プをn+aビットの対応するグループに変換する手段で
あって、n+aビットの各グループが、2n+a個のオプ
ションから選択され、そのNRZ(I)非偶奇性が所定
の値m以下である特性を有するグループであり、、n+
aビットの少なくとも1つの選択グループが、同期をと
るためのNRZ(I)カンマ特性を有する、上記変換手
段と、を含むシステム。 (5)上記変換手段がn+aビットの上記選択グループ
を、NRZ反転(NRZ(I))媒体レベル符号化方法
フォーマットにフォーマット化する手段を含む、上記
(4)記載のシステム。 (6)上記所定のコード・セットが非データ・ビットを
有し、上記システムが上記非データ・ビットをn+aビ
ットの対応するグループに変換する手段を含む、上記
(4)記載のシステム。 (7)所定のコード・セットを受信に際して変換するシ
ステムであって、n+aビットのグループの上記所定の
コード・セットを受信する手段であって、n+aビット
の各グループが、2n+a個のオプションから選択され、
そのNRZ(I)非偶奇性が所定の値m以下である特性
を有するグループであって、n+aビットの少なくとも
1つの選択グループが、同期をとるためのNRZ(I)
カンマ特性を有する、上記受信手段と、n+aビットの
各グループをnビットの対応するグループに変換する手
段と、を含むシステム。 (8)上記変換手段がn+aビットの上記選択グループ
を、NRZ反転(NRZ(I))媒体レベル符号化方法
フォーマットからNRZフォーマットにフォーマット化
する手段を含む、上記(7)記載のシステム。 (9)所定のコード・セットを第1のネットワーク装置
から第2のネットワーク装置へネットワーク伝送媒体を
介して伝達するシステムであって、該システムが該第1
のネットワーク装置と該第2のネットワーク装置とを含
み、 a)上記第1のネットワーク装置が、上記第1のコード
・セットをnビットのグループにグループ化する手段
と、上記のnビットの各グループをn+aビットの対応
するグループに変換して第2のコード・セットを生成す
る手段であって、n+aビットの各グループが、2n+a
個のオプションから選択され、そのNRZ(I)非偶奇
性が所定の値m以下である特性を有するグループであ
り、n+aビットの少なくとも1つの選択グループが、
同期をとるためのNRZ(I)カンマ特性を有する、該
手段と、上記第2のコード・セットを上記ネットワーク
伝送媒体上に送信する手段と、を含み、 b)上記第2のネットワーク装置が、上記送信されたn
+aビットのグループの第2のコード・セットを受信す
る手段と、上記第2のコード・セットを上記第1のコー
ド・セットに変換する手段であって、n+aビットの各
グループをnビットの対応するグループに変換する、上
記変換手段と、を含む、システム。 (10)上記第1のネットワーク装置の上記変換手段
が、n+aビットの上記選択グループを、NRZ反転
(NRZ(I))媒体レベル符号化方法フォーマットに
フォーマット化する手段を含む、上記(9)記載のシス
テム。 (11)nが整数4に等しい、上記(4)、(7)又は
(9)記載のシステム。 (12)aが整数1に等しい、上記(4)、(7)又は
(9)記載のシステム。 (13)mが整数1に等しい、上記(4)、(7)又は
(9)記載のシステム。 (14)nが整数4に、aが整数1に、mが整数1にそ
れぞれ等しく、n+aビットの上記選択グループが、11
111、10111、11101、10101、11010、10010、11001、110
11、01110、00111、01101、01111、01010、(00010)、
01001、01011、11110のグループを含み、該(00010)が
上記のNRZ(I)カンマ特性を有する、上記(5)、
(8)又は(10)記載のシステム。
【0047】
【発明の効果】本発明の方法及びシステムは、物理媒体
上における直列伝送において、クロック情報と5ビット
・ワードにつき1以下のNRZ(I)非偶奇性を保証す
る一方で、2進データを高効率且つ低複雑度で符号化及
び復号化することが理解されよう。4/5符号器は、各
ニブルを互いに独立に符号化及び復号化する一方、"N
RZ(I)カンマ"特性を有する少なくとも1つのワー
ドを提供しながら、NRZ(I)後の任意のワードに対
して、1以下の大きさを有するNRZ(I)非偶奇性を
保証する。このように、本発明によれば、複雑性、効
率、機能及び性能の間の理想的なバランスを提供するこ
とにより、従来の符号化技術に係わる問題を解決する符
号化方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【図1】従来の媒体レベル符号化方法による、2進デー
タ表現の例を示す図である。
【図2】本発明の符号化システム及び方法を使用するネ
ットワーク装置を含むネットワークを表す図である。
【図3】本発明の符号器及び送信媒体インタフェースの
1実施例を示すブロック図である。
【図4】本発明の復号器及び受信媒体インタフェースの
1実施例を示すブロック図である。
【符号の説明】
10 通信ネットワーク 12 ネットワーク伝送媒体 13 データ・ニブル 14、16 ネットワーク装置 18 受信媒体インタフェース 20 復号器 22 データ送受信器 24 符号器 26 伝送媒体インタフェース 28 Rxライン・インタフェース回路 30 ライン受信器 32 受信側クロック回復回路 34 NRZ(I)−NRZ変換回路 36 直並列変換器 38 カンマ検出器 40 5ポートANDゲート 42 5除算回路 44、46 ROM 48 並直列変換器 50 NRZ−NRZ(I)変換回路 52 ライン・ドライバ 54 Txライン・インタフェース回路
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H03M 5/06 H03M 7/14 H04L 25/49

Claims (13)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】所定のコード・セットを送信に際して変換
    する方法であって、 上記コード・セットをnビットのグループにグループ化
    するステップと、 上記のnビットの各グループをn+aビットの対応する
    グループに変換するステップであって、n+aビットの
    各グループが、2n+a個のオプションから選択され、そ
    のNRZ(I)非偶奇性が1以下である特性を有するグ
    ループであり、n+aビットの少なくとも1つの選択グ
    ループが、同期をとるためのNRZ(I)カンマ特性を
    有する、上記変換ステップと、 を含む方法。
  2. 【請求項2】所定のコード・セットを受信に際して変換
    する方法であって、 n+aビットのグループの上記所定のコード・セットを
    受信するステップであって、n+aビットの各グループ
    が、2n+a個のオプションから選択され、そのNRZ
    (I)非偶奇性が1以下である特性を有するグループで
    あって、n+aビットの少なくとも1つの選択グループ
    が、同期をとるためのNRZ(I)カンマ特性を有す
    る、上記受信ステップと、 n+aビットの各グループをnビットの対応するグルー
    プに変換するステップと、 を含む方法。
  3. 【請求項3】nが整数4に、aが整数1に、それぞれ等
    しい、請求項1又は2記載の方法。
  4. 【請求項4】所定のコード・セットを送信に際して変換
    するシステムであって、 上記コード・セットをnビットのグループにグループ化
    する手段と、 上記nビットの各グループをn+aビットの対応するグ
    ループに変換する手段であって、n+aビットの各グル
    ープが、2n+a個のオプションから選択され、 そのNRZ(I)非偶奇性が1以下である特性を有する
    グループであり、n+aビットの少なくとも1つの選択
    グループが、同期をとるためのNRZ(I)カンマ特性
    を有する、上記変換手段と、 を含むシステム。
  5. 【請求項5】上記変換手段がn+aビットの上記選択グ
    ループを、NRZ反転(NRZ(I))媒体レベル符号
    化方法フォーマットにフォーマット化する手段を含む、
    請求項4記載のシステム。
  6. 【請求項6】上記所定のコード・セットが非データ・ビ
    ットを有し、上記システムが上記非データ・ビットをn
    +aビットの対応するグループに変換する手段を含む、
    請求項4記載のシステム。
  7. 【請求項7】所定のコード・セットを受信に際して変換
    するシステムであって、 n+aビットのグループの上記所定のコード・セットを
    受信する手段であって、n+aビットの各グループが、
    n+a個のオプションから選択され、そのNRZ(I)
    非偶奇性が1以下である特性を有するグループであっ
    て、n+aビットの少なくとも1つの選択グループが、
    同期をとるためのNRZ(I)カンマ特性を有する、上
    記受信手段と、 n+aビットの各グループをnビットの対応するグルー
    プに変換する手段と、 を含むシステム。
  8. 【請求項8】上記変換手段がn+aビットの上記選択グ
    ループを、NRZ反転(NRZ(I))媒体レベル符号
    化方法フォーマットからNRZフォーマットにフォーマ
    ット化する手段を含む、請求項7記載のシステム。
  9. 【請求項9】所定のコード・セットを第1のネットワー
    ク装置から第2のネットワーク装置へネットワーク伝送
    媒体を介して伝達するシステムであって、該システムが
    該第1のネットワーク装置と該第2のネットワーク装置
    とを含み、 a)上記第1のネットワーク装置が、 上記第1のコード・セットをnビットのグループにグル
    ープ化する手段と、 上記のnビットの各グループをn+aビットの対応する
    グループに変換して第2のコード・セットを生成する手
    段であって、n+aビットの各グループが、2n+a個の
    オプションから選択され、そのNRZ(I)非偶奇性が
    1以下である特性を有するグループであり、n+aビッ
    トの少なくとも1つの選択グループが、同期をとるため
    のNRZ(I)カンマ特性を有する、該手段と、 上記第2のコード・セットを上記ネットワーク伝送媒体
    上に送信する手段と、を含み、 b)上記第2のネットワーク装置が、 上記送信されたn+aビットのグループの第2のコード
    ・セットを受信する手段と、 上記第2のコード・セットを上記第1のコード・セット
    に変換する手段であって、n+aビットの各グループを
    nビットの対応するグループに変換する、上記変換手段
    と、 を含む、システム。
  10. 【請求項10】上記第1のネットワーク装置の上記変換
    手段が、n+aビットの上記選択グループを、NRZ反
    転(NRZ(I))媒体レベル符号化方法フォーマット
    にフォーマット化する手段を含む、請求項9記載のシス
    テム。
  11. 【請求項11】nが整数4に等しい、請求項4、7又は
    9記載のシステム。
  12. 【請求項12】aが整数1に等しい、請求項4、7又は
    9記載のシステム。
  13. 【請求項13】nが整数4に、aが整数1にそれぞれ等
    しく、n+aビットの上記選択グループが、11111、101
    11、11101、10101、11010、10010、11001、11011、0111
    0、00111、01101、01111、01010、(00010)、01001、0
    1011、11110のグループを含み、該(00010)が上記のN
    RZ(I)カンマ特性を有する、請求項5、8又は10
    記載のシステム。
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