MLT-3-Code

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MLT-3 (Multilevel Transmission Encoding - 3 levels) ist ein in der Nachrichtentechnik verwendeter Leitungscode mit drei Spannungspegeln welche mit den Symbolen (+,0,-) bezeichnet werden. Durch seine drei Stufen zählt die gebildete Signalform zu den ternären Signalen.

Allgemeines[Bearbeiten]

Beispiel einer in MLT-3 codierten Datenfolge. Der Takt (clock) markiert die Übergangszeitpunkte.

MLT-3 ändert bei einer logischen Eins im Datenstrom den Signalpegel nach der fixen Folge [0,+,0,-]. Bei der Übertragung einer logischen Null ändert sich der momentane Zustand der Leitung nicht. Damit weist MLT-3 wie Non Return to Zero (NRZ) einen Informationsgehalt von einem Bit pro Symbol auf, allerdings wird die Bandbreite auf 1/4 gegenüber der binären Übertragung NRZ reduziert. Durch die MLT-3 Leitungscodierung wird der Signalgleichanteil und die Bandbreite verringert.

Die Bandbreitenreduktion ergibt sich durch die fixe Folge [0,+,0,-] bei Durchlaufen bei der Übertragungen nur einer logisch Eins. Werden nur logisch Nullen übertragen, ändert sich auf der Leitung nichts, womit diese Zustände keinen Beitrag zur Bandbreite liefern. Damit ist eine Taktrückgewinnung nur mit MLT-3 nicht möglich und erfordert zusätzliche Maßnahmen wie eine Precodierung mit dem 4B5B-Code, oder statistische Verfahren wie das „Scrambling“ der Nutzdaten.

Anwendung bei FastEthernet[Bearbeiten]

Der Ethernet Standard 100-Base-TX (100 MBit/s auf Twisted-Pair-Kabeln) kodiert die zu übertragenen Nutzdaten zunächst mit Code-4B5B und dann mit MLT-3. Durch die 4B5B-Codierung wird die übertragene Bitrate um 1/5 gesenkt, dafür wird eine Taktrückgewinnung möglich und zusätzlich stehen durch den 4B5B-Code eindeutige „Sondersymbole“ zur Synchronisierung bzw. Signalisierung von Übertragungszuständen zur Verfügung:

Beispiel Ethernet 100-Base-TX Leitungscodierung:

Datenstrom:     | 0 1 1 1 | 0 1 0 0 | 0 0 1 0 | 0 0 0 0 | 1 0 1 1 |
4er-Blöcke:     |  0111   |  0100   |  0010   |  0000   |  1011   |
4B5B-Code:      |  01111  |  01010  |  10100  |  11110  |  10111  |
MLT-3 Pegel:    |  0+0-0  |  0++00  |  --000  |  +0-00  |  ++0-0  |

Anmerkung: Die Reihenfolge der Übertragung in 100BASE-TX ist nicht ganz einfach. Lt. IEEE 802.3 Abschnitt 3.3 wird das niederwertigste Bit jeweils zuerst übertragen, mit Ausnahme der Prüfsumme (vgl. IEEE 802.3 Abschnitt 3.3: "Each octet of the MAC frame, with the exception of the FCS, is transmitted least significant bit first."). Allerdings wird lt. IEEE 802.3 Abschnitt 24.2.2.4 das höchstwertigste Bit eines 5-Bit-Codewortes (4B5B-Code) zuerst übertragen. Im obigen Beispiel wird somit die Byte-Folge x47 x02 x?b (hexadezimale Darstellung) übertragen, falls es sich nicht um die Prüfsumme handelt. Die Zeile "Datenstrom" ist hingegen streng genommen nur für die Übertragung der Prüfsumme korrekt.

Auch eine Nullfolge erzeugt durch den Code-4B5B bedingt Pegelwechsel:

Datenstrom:     | 0 0 0 0 | 0 0 0 0 | 0 0 0 0 | 0 0 0 0 | 0 0 0 0 |
4er-Blöcke:     |  0000   |  0000   |  0000   |  0000   |  0000   |
4B5B-Code:      |  11110  |  11110  |  11110  |  11110  |  11110  |
MLT-3 Pegel:    |  +0-00  |  +0-00  |  +0-00  |  +0-00  |  +0-00  |

Bei der MLT-3 Pegelfolge können in Kombination mit Code-4B5B bei FastEthernet bestimmte Datenpakete zu nicht gleichspannungsfreien Übertragungsmustern führen. Durch den nicht gleichspannungstauglichen Übertragungskanal bei Ethernet über Impulstransformatoren kommt es bei diesen Datenpaketen, welche auch als „Killer Packets“ bezeichnet werden, zu Verschiebungen des Gleichspannungsniveaus (engl. baseline wander). Dies kann bei dem Empfänger zu einer deutlichen Steigerung der Bitfehlerrate und zu einem Verbindungsabbruch führen. Durch Ermittlung des störenden Gleichanteils am Sender kann bei der MLT-3 Codierung der baseline wander kompensiert werden [1].

Einzelnachweise[Bearbeiten]

  1. European Patent EP1195959: Baseline wander correction for MLT3 signals, 2007

Literatur[Bearbeiten]

  •  John G. Proakis, Masoud Salehi: Communication System Engineering. 2. Auflage. Prentice Hall, 2002, ISBN 0-13-095007-6.

Weblinks[Bearbeiten]