Código HDB3

[gL.edu] Este artículo recoge contribuciones de Julio Alcazar Torres, José María Díaz Nafría, elaboradas en el contexto de la Clarificación conceptual en torno a los Sistemas de transmisión, bajo la supervisión de J.M. Díaz Nafría.

Definición

El código de línea HDB3 consiste en una variante del código AMI en el que se introduce una inserción deliberada de violaciones bipolares, con objeto de facilitar la recuperación de sincronismo cuando se producen largas secuencias de ceros en los que la señal de línea AMI no presentaría variación ninguna. Existen varios tipos de códigos AMI modificados utilizados en varios sistemas digitales multiplexados, los de portadora-E (empleados en Europa y a nivel global excepto en EE.UU., Canada y Japón) y los de portadora-T (empleados en EE.UU., Canada y Japón). En particular el código HDB3 se emplea en todos los niveles de los sistemas de portadora-E.

Definición

El código de Alta Densidad Bipolar de orden 3 (ó HDB-3 por sus siglas en inglés, High Density Bipolar of order 3) reemplaza cualquier instancia de 4 ceros consecutivos (o señales de nivel nulo) por uno de los siguientes patrones 000V o B00V, donde B denota una marca equilibrada con la polaridad opuesta que la marca precedente; mientras que V denota una marca de violación de polaridad que tiene la misma polaridad que la marca precedente.

La elección de un patrón y otro se hace para asegurar que las violaciones consecutivas sean de polaridad opuesta, es decir, separadas por un número impar de marcas normales + o -. De ese modo el conjunto de marcas de violación de polaridad tiene a un promedio nulo lo que garantiza la cancelación de la componente continua.

Codificación HDB 3 de 0000

Paridad de bits +/− desde el V previo	Patrón	Pulso previo	Codigo
Par	B00V	+	−00−
		−	+00+
Impar	000V	+	000+
		−	000-

Estas reglas se aplican al código generado progresivamente a partir de la cadena original. Cada vez que haya 4 ceros consecutivos en el código, se reemplazarán por 000−, 000+, +00+ o −00−. Para determinar qué patrón usar, se cuenta el número de valores positivos (+) y el número de valores negativos (-) desde la última violación del bit V y se resta entre sí. Si el resultado es un número impar, se utiliza 000− o 000+; y si es par, se usa +00+ o −00−. La polaridad vendrá determinada por el pulso que precede a los cuatro ceros: si se ha de tomar la forma 000V, entonces V simplemente copia la polaridad del último pulso, si se debe usar la forma B00V, entonces B y V elegidos tendrán la polaridad opuesta del último pulso.

A modo de ejemplo, se muestra como sería la codificación de varias secuencias diferentes usando código AMI y código HDB3. En todos los casos se asume que el bit 1 previo era -, y que la violación previa de paridad se produjo hace un número par de bits 1 (por ejemplo, los bits previos fueron ++-). Obsérvese que si estas condiciones fueran diferentes la conversión de los patrones B00V y 000V a secuencias de 0, + y - serían diferentes.

Entrada	10000110
AMI	+0000−+0
HDB3	+B00V−+0
	+−00−+−0

Entrada	101000001100001100000001
AMI	+0−00000+−0000+−0000000+
HDB3	+0−000V0+−B00V−+B00V000+
	+0−000−0+−+00+−+−00−000+

Entrada	10000000000
AMI	+0000000000
HDB3	+B00VB00V00
	+-00-+00+00

Las reglas antes referidas sirven para reconstruir, en el decodificador de línea, la secuencia original. Por otra parte, la detección de patrones incompatibles permiten identificar la presencia de errores.

En cuanto al espectro de una señal de datos codificada mediante código HDB3, al carecer de continua no presenta energía a frecuencia cero, a la vez que la mayor parte de la energía se concentra en una región estrecha entorno a la frecuencia correspondiente a la mitad del régimen binario. Las caracteríticas descritas hacen que se trate de un código adecuado para la transmisión a altas velocidades.