Надлишкові коди

Надлишкові коди засновані на розбивці вихідної послідовності біт на порції, що часто називають символами. Потім кожен вихідний символ заміняється на новий, котрий має більшу кількість біт, чим вихідний. Наприклад, логічний код 4В/5В, використовуваний у технологіях FDDI і Fast Ethernet, заміняє вихідні символи довжиною в 4 біти на символи довжиною в 5 біт. Тому що результуючі символи містять надлишкові біти, то загальна кількість бітових комбінацій у них більше, ніж у вихідних. Так, у коді 4В/5В результуючі символи можуть містити 32 бітові комбінації, у той час як вхідні символи — тільки 16. Тому в результуючому коді можна відібрати 16 таких комбінацій, що не містять великої кількості нулів, а інші вважати забороненими кодами (code violation). Крім усунення постійної складової і придання коду властивості самосинхронізації, надлишкові коди дозволяють приймачу розпізнавати спотворені біти. Якщо приймач приймає заборонений код, виходить, на лінії відбулося спотворення сигналу.

Відповідність вихідних і результуючих кодів 4В/5В представлено нижче.

Код 4В/5В потім передається по лінії за допомогою фізичного кодування по одному з методів потенційного кодування, чуттєвому тільки до довгих послідовностей нулів. Символи коду 4В/5В довжиною 5 біт гарантують, що при будь-якім їхньому сполученні на лінії не можуть зустрітися більш трьох нулів підряд.

Буква В в назві коду означає, що елементарний сигнал має 2 стани — від англійського binary — двійковий. Маються також коди і з трьома станами сигналу, наприклад, у коді 8В/6Т для кодування 8 біт вхідної інформації використовується код з 6 сигналів, кожний з який має три стани. Надмірність коду 8В/6Т вище, ніж коду 4В/5В, тому що на 256 вхідних кодів приходиться 3⁶=729 результуючих символів.

Використання таблиці перекодування є дуже простою операцією, тому цей підхід не ускладнює мережні адаптери і інтерфейсні блоки комутаторів і маршрутизаторів.

Для забезпечення заданої пропускної здатності лінії передавач, що використовує надлишковий код, повинний працювати з підвищеною тактовою частотою. Так, для передачі кодів 4В/5В зі швидкістю 100 Мб/с передавач повинен працювати з тактовою частотою 125 МГц. При цьому спектр сигналу на лінії розширюється в порівнянні з випадком, коли по лінії передається чистий, не надлишковий код. Проте спектр надлишкового потенційного коду виявляється вже спектром манчестерського коду, що виправдує додатковий етап логічного кодування, а також роботу приймача і передавача на підвищеній тактовій частоті.