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2022-08-02T02:03:37Z

工作原理

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{{noteTA|G1=IT}}

'''8b/10b編碼'''把8比特的子元转换成10比特的子元。目的是以便在串行传输中達到直流平衡（DC Balance），明晰边界，并提供足够的状态改变来利于时钟恢复。目标是至少在20比特“1”的个数与“0”的个数的差距不超过2个，并且没有连续的5个“1”或“0”。

'''8b/10b編碼'''是1983年由[[IBM]]的 Al Widmer 與 Peter Franaszek 所提出，应用于[[ESCON]]，後來申請成專利。目前廣受串列匯流排所採用。例如：[[IEEE 1394]]b、[[SATA]]、[[PCI Express]]、Infini-band、Fiber Channel、[[RapidIO]]等匯流排，都是採用8b/10b編碼。2008年推出的[[USB 3.0]]規格書亦明言采用了8b/10b編碼。

8b/10b編碼的提出即是因應[[光纖]]的傳輸技術，8b/10b技術是將8個位元經過某種映射的機制轉化為10個位元的字碼，分兩個部位分別進行映射的處理，分別是 5B/6B 與 3B/4B 的處理，另外「D.a.b」是資料碼（D即是Data），「K.a.b」指控制碼（K即是Key），a與b表示输入的原始資料。

== 工作原理 ==
8b/10b編碼輸出位元數目總共是10個位元，但只有「+2」「+0」「-2」三種組合。其中「+2」是指4個位元0，與6個位元1；「+0」是指5個位元“0”，與5個位元“1”；「-2」是指6個位元“0”，與4個位元“1”，利用這種「不均等性— Disparity」的特性而具有強大的直流平衡（DC Balance）功能，可使得发送的“0”、“1”数量保持一致，连续的“1”或“0”基本上不超过5位。

(Disparity = number of "1" - number of "0")

=== 編碼表 ===
8b/10b编码将一组8位元資料分成两组，一组3位元，一组5位元，經過編碼後形成一组4位元和一组6位元，故送發時是一組10位元的資料，解码時再将10位元的資料变换得到8位元資料。編碼過程中低位5位元的資料会进行5B/6B编码，高位3位元的資料则进行3B/4B编码。

例如一組8位元的資料是 10110101：

首先，分成兩組 101 與 10101

a=10101（21） b=101（5），符號為 D21.5，在下表中的位序为'''HGFEDCBA'''，a（EDCBA）经过5B/6B编码为abcdei，b（HGF）经过3B/4B编码为fghj。

RD = Running Disparity.

{| class="wikitable" style="text-align:center"
|+不均等性的執行規則
|-
! Previous RD !! Disparity of 6 or 4 Bit Code !! Disparity chosen !! Next RD
|-
| −1 || 0 || 0 || −1
|-
| −1 || ±2 || +2 || +1
|-
| +1 || 0 || 0 || +1
|-
| +1 || ±2 || −2 || −1
|}

==== 5b/6b ====
{| class=wikitable style=text-align:center
|+ 5B/6B code
|-
!colspan=2| input !! RD = −1 !! RD = +1
|rowspan=19|
!colspan=2| input !! RD = −1 !! RD = +1
|-
! !! EDCBA !!colspan=2| abcdei !! !! EDCBA !!colspan=2| abcdei
|-
| D.00 || 00000 || 100111 || 011000 || D.16 || 10000 || 011011 || 100100
|-
| D.01 || 00001 || 011101 || 100010 || D.17 || 10001 ||colspan=2| 100011
|-
| D.02 || 00010 || 101101 || 010010 || D.18 || 10010 ||colspan=2| 010011
|-
| D.03 || 00011 ||colspan=2| 110001 || D.19 || 10011 ||colspan=2| 110010
|-
| D.04 || 00100 || 110101 || 001010 || D.20 || 10100 ||colspan=2| 001011
|-
| D.05 || 00101 ||colspan=2| 101001 || D.21 || 10101 ||colspan=2| 101010
|-
| D.06 || 00110 ||colspan=2| 011001 || D.22 || 10110 ||colspan=2| 011010
|-
| D.07 || 00111 || 111000 || 000111 || D.23 † || 10111 || 111010 || 000101
|-
| D.08 || 01000 || 111001 || 000110 || D.24 || 11000 || 110011 || 001100
|-
| D.09 || 01001 ||colspan=2| 100101 || D.25 || 11001 ||colspan=2| 100110
|-
| D.10 || 01010 ||colspan=2| 010101 || D.26 || 11010 ||colspan=2| 010110
|-
| D.11 || 01011 ||colspan=2| 110100 || D.27 † || 11011 || 110110 || 001001
|-
| D.12 || 01100 ||colspan=2| 001101 || D.28 || 11100 ||colspan=2| 001110
|-
| D.13 || 01101 ||colspan=2| 101100 || D.29 † || 11101 || 101110 || 010001
|-
| D.14 || 01110 ||colspan=2| 011100 || D.30 † || 11110 || 011110 || 100001
|-
| D.15 || 01111 || 010111 || 101000 || D.31 || 11111 || 101011 || 010100
|-
|colspan=4| || K.28 || 11100 || 001111 || 110000
|}

† Same code is used for K.x.7

==== 3b/4b ====
{| class="wikitable" style="text-align:center"
|+ 3b/4b code
|-
!colspan=2| input !! RD = −1 !! RD = +1
|rowspan=11|
!colspan=2| input !! RD = −1 !! RD = +1
|-
! !! HGF !!colspan=2| fghj !! !! HGF !!colspan=2| fghj
|-
| D.x.0 || 000 || 1011 || 0100|| K.x.0 || 000 || 1011 || 0100
|-
| D.x.1 || 001 ||colspan=2| 1001|| K.x.1 ‡ || 001 || 0110 || 1001
|-
| D.x.2 || 010 ||colspan=2| 0101|| K.x.2 ‡ || 010 || 1010 || 0101
|-
| D.x.3 || 011 || 1100 || 0011|| K.x.3 || 011 || 1100 || 0011
|-
| D.x.4 || 100 || 1101 || 0010|| K.x.4 || 100 || 1101 || 0010
|-
| D.x.5 || 101 ||colspan=2| 1010|| K.x.5 ‡ || 101 || 0101 || 1010
|-
| D.x.6 || 110 ||colspan=2| 0110|| K.x.6 ‡ || 110 || 1001 || 0110
|-
| D.x.P7 † || 111 || 1110 || 0001|| || || |
|-
| D.x.A7 † || 111 || 0111 || 1000|| K.x.7 † ‡ || 111 || 0111 || 1000
|}

==== Control symbols ====

5b/6b 與 3b/4b 表可能導致下列 12 控制符號（control symbols）允許被發送，K.28.1， K.28.5， K.28.7 是逗号（，）序列：
{| class="wikitable" style="text-align:center"
|+ 控制符號（Control symbols）
|-
! colspan=2 | input !! RD = −1 !! RD = +1
|-
! !! HGF EDCBA !! abcdei fghj !! abcdei fghj
|-
| K.28.0 || 000 11100 || 001111 0100 || 110000 1011
|-
| K.28.1 † || 001 11100 || 001111 1001 || 110000 0110
|-
| K.28.2  || 010 11100 || 001111 0101 || 110000 1010
|-
| K.28.3  || 011 11100 || 001111 0011 || 110000 1100
|-
| K.28.4  || 100 11100 || 001111 0010 || 110000 1101
|-
| K.28.5 † || 101 11100 || 001111 1010 || 110000 0101
|-
| K.28.6  || 110 11100 || 001111 0110 || 110000 1001
|-
| K.28.7 ‡ || 111 11100 || 001111 1000 || 110000 0111
|-
| K.23.7  || 111 10111 || 111010 1000 || 000101 0111
|-
| K.27.7  || 111 11011 || 110110 1000 || 001001 0111
|-
| K.29.7  || 111 11101 || 101110 1000 || 010001 0111
|-
| K.30.7  || 111 11110 || 011110 1000 || 100001 0111
|}


== 與 8b/10b 相關技術 ==

目前IBM的專利已過期，此方案已成為大眾化的技術。

8B/10B 編碼的應用如下
* [[PCI Express]] 1.0/2.0
* [[IEEE 1394]]b
* [[Serial ATA]]
* [[串列SCSI|SAS]]
* [[SSA]]
* [[Gigabit Ethernet]]
* [[光纖通道]]
* [[InfiniBand]]
* [[XAUI]]
* {{le|Serial RapidIO|RapidIO}}
* [[DVI]]和[[HDMI]]（[[最小化傳輸差分訊號]]）
* [[DVB]] Asynchronous Serial Interface（ASI）
* [[DisplayPort]] Main Link
* [[HyperTransport]]
* [[Common Public Radio Interface]]（CPRI）
* [[USB|USB 3.0]]

=== 數位音效 ===
重要的應用面:
* [[Digital Audio Tape]]
* [[Digital Compact Cassette]] (DCC).
用於 audio 與 data CDs:
* [[Compact Disc]] [[Eight-to-Fourteen Modulation]]


== 與 128b/13xb 相關技術 ==
128b/13xb編碼的應用如下：
*[[PCI Express]] 3.0/4.0（128b/130b）
*[[USB 3.1]] Gen2（128b/132b）
*[[串列SCSI|SAS]] 4
*[[DisplayPort]] 2.0
*[[NVLink]]

== 外部連結 ==
* [http://domino.research.ibm.com/tchjr/journalindex.nsf/0/b4e28be4a69a153585256bfa0067f59a?OpenDocument Original paper by Franaszek and Widmer]{{Wayback|url=http://domino.research.ibm.com/tchjr/journalindex.nsf/0/b4e28be4a69a153585256bfa0067f59a?OpenDocument |date=20090530123123 }}.
* {{US patent|4486739}}（于2002年6月30日失效）

{{位编码}}

[[Category:电信标准]]
[[Category:线路码]]
[[Category:光纤通道]]

8b/10b - 版本历史

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