4B5B

電気通信において、4B5Bはデータ通信回線コードの一種です。4B5Bは、4ビットのデータグループを5ビットのグループにマッピングして伝送します。これらの5ビットワードは辞書にあらかじめ設定されており、回線状態が十分な遷移を起こして自己クロック信号を生成するように選択されます。このコードの副次的な効果として、同じ情報を送信するのに必要なビット数が25%増加します。

4B5Bコーディングの代わりに、スクランブラーを使用する方法もあります。一部のシステムでは、 DCバランスを確保し、電磁両立性を向上させるために、4B5Bコーディングとスクランブラーを組み合わせて使用​​しています。

対象となる規格や仕様によっては、5ビットの出力コードが未使用のままになる場合があります。データストリーム内に未使用コードが存在する場合、リンクのどこかに障害が発生している可能性が示唆されます。したがって、未使用コードはデータストリーム内のエラー検出に使用できます。

アプリケーション

4B5Bは1980年代半ばにFDDI（Fiber Distributed Data Interface ）によって普及しました。 1989年にはMADI [ 1 ]によってデジタルオーディオ伝送に採用され、1995年にはファストイーサネットにも採用されました。

4B5Bという名称は、一般的にFDDI版を意味します。磁気記録には、グループ符号化記録（GCR）として知られる4～5ビットのコードが使用されてきましたが、これらは(0,2)ランレングス制限コードであり、連続するゼロは最大2つです。4B5Bは最大3つの連続するゼロ（(0,3) RLLコード）を許容するため、より多様な制御コードを提供します。

光ファイバーでは、4B5B 出力はNRZIエンコードされます。FDDI over copper (CDDI) では、100BASE-TX Fast Ethernet と同様に、代わりに MLT-3 エンコードが使用されます。

4B5B符号化はUSB Power Delivery（USB-PD）通信にも使用され、[ 2 ] USB-C CCピン（さらにバイフェーズマークコードを使用して符号化）またはUSB-A/B電源ライン（さらに周波数シフトキーイングを使用して符号化） を介して送信されます。

クロッキング

4B5Bコードは、入力データに関係なく、出力コードの5ビットごとに少なくとも2つの遷移を生成するように設計されています。これらの遷移は、受信機がクロックリカバリを実行するために必要な遷移を提供します。例えば、NRZI符号化を使用した0000 2のような4ビットの連続には遷移が含まれず、受信機のクロック同期に問題が発生する可能性があります。4B5Bは、4ビットブロックに5ビットのコード（この場合は11110 2 ）を割り当てることでこの問題を解決します。

0 が 3 つ連続する 5 ビットのコードは 8 つあります: 00000、00001、00010、01000、10000、00011、10001、11000。使用可能なコードは 24 個になります。

エンコードテーブル

データ 4B5Bコード
（16進数） （バイナリ）
0000011110
1000101001
2001010100
3001110101
4010001010
5010101011
6011001110
7011101111
データ 4B5Bコード
（16進数） （バイナリ）
8100010010
9100110011
あ101010110
B101110111
C110011010
D110111011
E111011100
F111111101
シンボル 4B5Bコード 説明 FDDI ファストイーサネット USB PD
H00100停止はいはいいいえ
私11111アイドルはいはいいいえ
J11000スタート#1はいはいはい
K10001スタート#2はいはいはい
L00110スタート#3いいえいいえはい
質問00000静か（信号消失）はいはいいいえ
R00111リセットはいはいはい
S11001セットはいいいえはい
T01101終了（終了）はいはいはい

通常のデータでは、連続する3つのゼロビットは、2つのゼロビットで終わるコード（2、E）の後にゼロビットで始まるコード（1、4、5、6、7）が続く場合にのみ出現します。したがって、常に5ビットの符号化シンボル長の倍数で区切られて出現し（単一のシンボルで区切られることはありません）、この特性に違反するビットは、特別な同期コードに使用されます。

コマンド文字

以下のコードはコマンド文字と呼ばれることもあります。USB -PDではパケットの開始に4つのシンボルシーケンスを使用しますが、通常はペアで使用されます。

制御文字 5bシンボル 目的
JK11000 10001同期、開始区切り文字
私11111100BASE-Xアイドルマーカー
T01101USB-PD終了区切り文字
TT01101 01101FDDI終了区切り文字
TS01101 11001未使用
IH11111 00100サル
TR01101 00111100BASE-X終了区切り文字
SR11001 00111未使用
SS11001 11001未使用
H00100100BASE-X送信エラー
JJJK11000 11000 11000 10001USB-PD パケット開始 (SOP)
JJLL11000 11000 00110 00110USB-PD SOP′
JLJL11000 00110 11000 00110USB-PD SOP''
JSSL11000 11001 11001 00110USB-PD SOP′_デバッグ
JSLK11000 11001 00110 10001USB-PD SOP″_デバッグ
RRRS00111 00111 00111 11001USB-PDハードリセット
RJRL00111 11000 00111 00110USB-PDケーブルのリセット

参照

参考文献

  1. ^ AES10-2008 (r2019): AESデジタルオーディオエンジニアリング推奨プラクティス - シリアルマルチチャンネルオーディオデジタルインターフェース (MADI)、オーディオエンジニアリング協会
  2. ^「5.3 シンボルエンコーディング」。ユニバーサルシリアルバスパワーデリバリー仕様。リビジョン2.0、バージョン1.3。USBインプリメンターズフォーラム。2017年1月12日。p. 105。4b5bラインコードを使用すること。これは、4ビットデータを送信用に5ビットシンボルにエンコードし、受信側で処理できるように5ビットシンボルを4ビットデータにデコードする。
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