Codificação_AMI_–_Inversão_Alternada_de_Marcas

59-Codificação AMI – Inversão Alternada de Marcas

Visão Geral

A Codificação AMI (Alternate Mark Inversion), também conhecida como codificação bipolar, é um tipo de código de linha usado para transmitir dados digitais em sistemas de telecomunicações, particularmente em linhas T1/E1 mais antigas. Pertence à categoria de códigos de retorno a zero (RZ) ou não retorno a zero (NRZ) modificados. A ideia principal da AMI é representar os bits ‘0’ por um nível de tensão zero e os bits ‘1’ (marcas) por níveis de tensão alternados, positivo e negativo. Ou seja, o primeiro ‘1’ é representado por um pulso positivo, o segundo ‘1’ por um pulso negativo, o terceiro ‘1’ por um positivo novamente, e assim por diante. Esta alternância introduz características benéficas como a ausência de componente DC (corrente contínua) e a capacidade inerente de detecção de alguns erros.

Definição

Alternate Mark Inversion (AMI) é um código de linha síncrono que usa três níveis de tensão: zero, positivo (+V) e negativo (-V).

• Um bit ‘0’ é sempre representado por um nível de tensão zero (ausência de pulso).
• Um bit ‘1’ (marca) é representado por um pulso de tensão (geralmente com 50% de ciclo de trabalho, ou seja, ocupando metade do intervalo do bit), alternando a polaridade a cada ocorrência. Se o último ‘1’ foi +V, o próximo ‘1’ será -V, e vice-versa.

Exemplos

• Linhas T1 (DS1): O padrão original para linhas T1 (1.544 Mbps) nos EUA utilizava codificação AMI. No entanto, longas sequências de zeros podiam causar perda de sincronismo.
• Linhas E1 (CEPT): O padrão europeu E1 (2.048 Mbps) também utilizou AMI inicialmente, mas rapidamente adotou códigos mais robustos como HDB3 para resolver o problema das sequências de zeros.
• ISDN PRI (Primary Rate Interface): A interface física para ISDN PRI (baseada em T1 ou E1) também utiliza codificações baseadas em AMI (como B8ZS ou HDB3).

Exemplo de Codificação: Sequência de bits: 0 1 0 0 1 1 0 1 Sinal AMI: 0 +V 0 0 -V +V 0 -V

Características

• Três Níveis (Ternário): Usa +V, -V e 0V.
• Sem Componente DC: A alternância de polaridade dos pulsos ‘1’ garante que, em média, não haja componente de corrente contínua no sinal, o que é importante para passar por transformadores e acoplamentos AC em equipamentos de linha.
• Densidade de Pulsos: A energia do sinal está concentrada em frequências mais baixas do que códigos como Manchester, mas a ausência de transições durante longas sequências de ‘0’s dificulta a recuperação do clock.
• Detecção de Erros Inerente: Se dois pulsos ‘1’ consecutivos com a mesma polaridade forem recebidos, isso indica uma violação da regra de alternância (Bipolar Violation - BPV), sinalizando um erro de bit.
• Problema com Zeros Consecutivos: Longas sequências de ‘0’s não geram transições no sinal, dificultando a manutenção do sincronismo de clock no receptor. Isso levou ao desenvolvimento de códigos como B8ZS e HDB3, que substituem sequências de zeros por padrões específicos que incluem violações bipolares deliberadas para manter o clock.

Vantagens

• Sem Componente DC: Facilita o acoplamento através de transformadores e evita problemas de linha.
• Detecção Simples de Erros: Violações bipolares (BPVs) são fáceis de detectar e indicam erros com alta probabilidade.
• Menor Largura de Banda (vs. Manchester): Comparado a códigos como Manchester, que têm uma transição por bit, AMI pode usar menos largura de banda.
• Simplicidade: Relativamente simples de implementar.

Desvantagens

• Perda de Sincronismo com Zeros Longos: A principal desvantagem. O receptor pode perder o sincronismo de clock se não houver transições suficientes (pulsos ‘1’).
• Não Garante Sincronismo: Diferente de códigos como Manchester, AMI não garante uma transição em cada intervalo de bit.
• Superada por Códigos Melhores: Códigos como B8ZS (Bipolar with 8-Zero Substitution) e HDB3 (High-Density Bipolar 3-zero) foram desenvolvidos para resolver o problema dos zeros longos, mantendo os benefícios da AMI, e a substituíram na maioria das aplicações T1/E1.

Seção Expandida: B8ZS e HDB3

Para resolver o problema das sequências de zeros em AMI, foram criados códigos de substituição:

• B8ZS (Usado na América do Norte - T1): Quando uma sequência de 8 zeros consecutivos ocorre, ela é substituída por um padrão especial: 000VB0VB. O ‘V’ representa uma Violação Bipolar (um pulso ‘1’ com a mesma polaridade do pulso ‘1’ anterior), e ‘B’ representa um pulso ‘1’ Bipolar (com polaridade oposta ao ‘V’ anterior). O receptor reconhece esse padrão com duas violações e o substitui de volta por 8 zeros.
• HDB3 (Usado na Europa e resto do mundo - E1): Quando uma sequência de 4 zeros consecutivos ocorre, ela é substituída por 000V ou B00V. A escolha entre os dois padrões é feita para garantir que violações consecutivas (‘V’) sejam separadas por um número ímpar de pulsos bipolares (‘B’), mantendo o balanço DC. O receptor detecta o padrão 000V ou B00V e o substitui por 4 zeros. Esses códigos garantem transições suficientes para manter o sincronismo, mesmo com longas sequências de zeros nos dados originais.

Notas Relacionadas

• Sinal_Digital
• Modems_Analógicos_e_Modems_Digitais (Contexto de linhas digitais)