8b10b-Code

Der 8b10b-Code (auch 8b/10b-Code) ist ein Leitungscode in der Telekommunikationstechnik. Dabei werden 8 Bit Daten mit 10 Bit kodiert, sodass zum einen ein Gleichspannungsausgleich gewährleistet ist und zum anderen Taktrückgewinnung aus dem Datensignal möglich ist. Der erzeugte Datenstrom hat einen Overhead von 25 % gegenüber dem originalen. Ein ähnlicher, aber deutlich effizienterer Code ist der 64b66b-Code, welcher 64 Bits auf 66 Bits abbildet und daher nur ca. 3 % Overhead erzeugt.

Eigenschaften

Der 8b10b-Code benutzt zur Übertragung eines Bytes (= 8 Bit) ein Symbol mit 10 Bit Länge. Dabei werden folgende Eigenschaften erfüllt:

Gleichspannungsausgleich

Die Anzahl der Einsen pro Symbol unterscheidet sich maximal um zwei von der Anzahl der Nullen. Dies ergibt drei Typen von Symbolen:

• neutrale (neutral disparity): gleiche Anzahl von „1“ und „0“, also fünfmal „1“ und fünfmal „0“
• positive (positive disparity): sechsmal „1“ und viermal „0“
• negative (negative disparity): viermal „1“ und sechsmal „0“

Diese Eigenschaft dient dem Gleichspannungsausgleich der übertragenen Symbole.

Maximale Länge gleicher Bits

Die maximale Länge gleicher Bits (maximum run length) ist auf fünf beschränkt, d. h. spätestens nach fünf Takten wechselt der Pegel. Dies ermöglicht eine einfache Taktrückgewinnung aus dem Datensignal.

Fehlererkennung

Da von den 1024 möglichen Kombinationen, welche sich mit 10 Bit darstellen lassen, nur 256 Stück gültige Codewörter sind, ergibt sich die Möglichkeit, einige Bitübertragungsfehler zu erkennen. Allerdings können durch einzelne Bitfehler auch andere gültige Codewörter entstehen, womit eine zuverlässige Erkennung oder gar Korrektur von Übertragungsfehlern unmöglich ist. Daher wird meist zusätzlich eine Prüfsumme zusammen mit den Daten übertragen, um Bitübertragungsfehler mit höherer Zuverlässigkeit zu erkennen.

Anwendungen

Der 8b10b-Code findet u. a. in folgenden Standards Verwendung:

• PCI-Express (nur 1.x und 2.x ; 3.x verwendet eine spezielle 128 in 130 Bit-Codierung)
• Serial ATA
• Serial Attached SCSI
• Fibre Channel
• InfiniBand
• FireWire 800
• DisplayPort
• DVI und HDMI (TMDS)
• CPRI ^[1]
• OBSAI^[2]
• USB2.0 und USB3.0^[3][4]

Weblinks

• Veröffentlichung von Al Widmer und Peter Franaszek

Quellen

1. ↑ http://www.cpri.info/spec.html Common Public Radio Interface
2. ↑ http://www.obsai.org Open Base Station Architecture Initiative, siehe RP Specifications: RP3_Vx.x.pdf (Physical Layer)
3. ↑ http://www.heise.de/ct/hotline/USB-2-0-an-USB-3-0-1128192.html
4. ↑ http://www.itwissen.info/definition/lexikon/USB-3-0-Kabel-USB-3-0-cable.html USB3.0 Beschreibung