KWALIFIKACJA INF1 - CZERWIEC 2020 (test 2)

PYTANIE NR 15.
Którą metodę kodowania informacji binarnej przedstawiono na rysunku?
Ilustracja przedstawia schemat kodowania sygnału binarnego metodą HDB3, co jest związane z kwalifikacją zawodową technika
A.
B.
C.
D.
Wyjaśnienie poprawnej odpowiedzi:
HDB3 rozpoznaje się po tym, że jest kodem trójpoziomowym jak AMI, ale w długich sekwencjach zer wstawia dodatkowe impulsy (naruszenia) zamiast pozostawiać długi odcinek poziomu 0. Na przebiegu widać impulsy pojawiające się w "zerach", co wyklucza AMI i wskazuje HDB3.

Pełne wyjaśnienie:

Kodowanie liniowe polega na zamianie ciągu bitów na przebieg elektryczny przystosowany do transmisji. Wśród odpowiedzi są zarówno kody dwupoziomowe (NRZ, CMI), jak i trójpoziomowe (AMI, HDB3). Na rysunku sygnał przyjmuje trzy poziomy: dodatni, zerowy i ujemny, więc już sama liczba poziomów wskazuje na rodzinę rozwiązań bipolarnych.

W kodzie AMI bity "1" są impulsami o naprzemiennej polaryzacji (+, potem -, potem + itd.), a bity "0" są brakiem impulsu (poziom 0). To powoduje problem praktyczny: długie sekwencje zer nie zawierają przejść i utrudniają odbiornikowi utrzymanie synchronizacji zegara.

HDB3 jest modyfikacją AMI zaprojektowaną właśnie po to, aby uniknąć długich odcinków bez impulsów. Gdy pojawiają się cztery kolejne zera, kod wprowadza specjalne wstawki (np. B00V lub 000V), czyli impulsy bilansujące i impulsy naruszenia. Kluczowa cecha diagnostyczna brzmi: w HDB3 w sekwencjach zer pojawiają się impulsy, mimo że w danych binarnych są tam zera.

Na przedstawionym przebiegu w długim fragmencie zer widoczne są dodatkowe impulsy (naruszenia), których nie da się wyjaśnić samą regułą AMI. To jednoznacznie wskazuje na HDB3.

  • Odpowiedź "NRZ" jest błędna, bo NRZ jest kodowaniem dwupoziomowym i nie daje trzeciego poziomu napięcia.
  • Odpowiedź "CMI" jest błędna, bo CMI również jest kodowaniem dwupoziomowym i ma inną zasadę przejść niż bipolarny przebieg z polaryzacją +/−.
  • Odpowiedź "AMI" jest błędna, bo w AMI zera nie powodują impulsów; długie zera to długi poziom 0. Tu w "zerach" występują impulsy wstawione dla synchronizacji.

W praktyce podczas pomiarów (np. oscyloskopem) rozróżnienie AMI i HDB3 wykonuje się właśnie przez obserwację, czy w sekwencjach wielu zer pojawiają się impulsy podtrzymujące synchronizację.

Dodatkowe pytania

Dodatkowe pytania (FAQ):
Kodowanie liniowe to sposób zamiany bitów na przebieg elektryczny możliwy do przesłania w medium (np. para miedziana). Określa, jakie poziomy napięcia i przejścia odpowiadają bitom 0 i 1. Ma wpływ na synchronizację, widmo sygnału i możliwość detekcji błędów.
HDB3 rozpoznasz po przebiegu trójpoziomowym (+, 0, −) oraz po tym, że w długich sekwencjach zer pojawiają się wstawione impulsy (naruszenia). Te impulsy "w zerach" odróżniają HDB3 od AMI, gdzie zera pozostają poziomem 0 bez impulsów.
Wstawianie impulsów ma utrzymać synchronizację zegarową odbiornika. Długie fragmenty bez przejść (np. same zera) utrudniają odtwarzanie taktu. HDB3 gwarantuje, że nie będzie zbyt długiego odcinka bez impulsu, więc układ odbiorczy może "trzymać" synchronizację.
W AMI bity 1 to impulsy o naprzemiennej polaryzacji, a bity 0 to brak impulsu. W HDB3 nadal widzisz naprzemienność jedynek, ale dodatkowo pojawiają się impulsy wstawione w miejsce części zer (naruszenia/bilansowanie). Na oscyloskopie to kluczowy znak rozpoznawczy.
Typowe NRZ jest kodowaniem dwupoziomowym (dwa stany logiczne reprezentowane dwoma poziomami). Jeśli na wykresie widzisz wyraźnie trzy poziomy (+, 0, −), to sugeruje kodowanie bipolarne (np. AMI/HDB3), a nie klasyczne NRZ stosowane jako kod dwustanowy.
To impuls wstawiany w sekwencji zer, który celowo łamie zasadę idealnej naprzemienności polaryzacji (stosowaną w AMI). Dzięki temu odbiornik może wykryć miejsce specjalnej wstawki oraz utrzymać synchronizację. W przebiegu wygląda jak "niespodziewany" impuls wśród zer.
Właśnie na tym polega zaleta HDB3: kod nie dopuszcza, aby w sygnale pojawiło się więcej niż trzy zera z rzędu bez impulsu. Gdy w danych pojawią się cztery kolejne zera, są one zastępowane wstawką z impulsami (np. B00V lub 000V), aby zapewnić przejścia.
Najczęściej myli się HDB3 z AMI, bo oba są trójpoziomowe i mają naprzemienną polaryzację jedynek. Pułapka polega na zignorowaniu fragmentu z wieloma zerami: jeśli w "zerach" są impulsy, to nie jest AMI. Druga pułapka to sugerowanie się napisami na grafice zamiast przebiegiem.
HDB3 jest kojarzony z cyfrowymi interfejsami i torami transmisyjnymi w telekomunikacji, gdzie wymagana jest stabilna synchronizacja i określone parametry fizyczne sygnału. W praktyce monter/technik może spotkać go przy uruchamianiu i diagnozowaniu łączy oraz pomiarach sygnału na interfejsach cyfrowych.
Ćwicz rozpoznawanie kodów po cechach: liczba poziomów (2 czy 3), zachowanie dla długich zer, naprzemienność polaryzacji jedynek. Ucz się na rysunkach przebiegów i samodzielnie zaznaczaj fragmenty "podejrzane" (sekwencje zer). Warto też przejrzeć przykłady pomiarów z oscyloskopu.
info

Około 63% zdających odpowiada poprawnie na to pytanie. średnie

Specjaliści zwracają uwagę: "HDB3 rozpoznaje się po tym, że jest kodem trójpoziomowym jak AMI, ale w długich sekwencjach zer wstawia dodatkowe impulsy (naruszenia) zamiast pozostawiać długi odcinek poziomu 0."

Źródła:

  • ITU-T Recommendation G.703: Physical/electrical characteristics of hierarchical digital interfaces (informacja o interfejsach i kodowaniu stosowanym w telekomunikacji), https://www.itu.int/rec/T-REC-G.703 (dostęp: 2026-03-01)
  • Wikipedia: HDB3, https://en.wikipedia.org/wiki/High_Density_Bipolar_3 (dostęp: 2026-03-01)
  • Wikipedia: Alternate mark inversion, https://en.wikipedia.org/wiki/Alternate_mark_inversion (dostęp: 2026-03-01)

Materiały:

  • Zalecenie ITU-T dotyczące interfejsów cyfrowych (materiał o HDB3 w kontekście interfejsu)
  • Notatki/rozdziały z podstaw transmisji cyfrowej o kodowaniu liniowym (NRZ, AMI, HDB3, CMI)
  • Ćwiczenia laboratoryjne z oscyloskopem: obserwacja przebiegów kodów liniowych

Aktualizacja pytania: 31.03.2026



Aktualizacja pytania: 31.03.2026
📡 Brak połączenia internetowego