핵심 인사이트

  1. AMI(Alternate Mark Inversion, 교류 마크 반전)는 0을 0전압, 1을 +V와 -V 교번(交番)으로 표현하는 삼진 부호 방식으로, DC 성분 제거와 단일 비트 오류 탐지(연속 동극성 위반 검출)라는 두 가지 효과를 동시에 달성한다.
  2. Pseudoternary(의사 삼진 부호)는 AMI의 역(逆) — 1을 0전압, 0을 ±V 교번으로 표현하며, 동일한 수학적 특성을 가지지만 1이 많은 데이터 환경에서 유리하다.
  3. AMI 계열 라인 코딩은 ISDN BRI(기본 속도 인터페이스) 표준 코딩으로 채택됐으며, 이후 B8ZS·HDB3 등 연속 0 처리 개선 버전으로 발전하여 E1/T1 디지털 전화망의 기반이 됐다.

Ⅰ. 라인 코딩 분류

라인 코딩 (Line Coding) 분류:

단극성 (Unipolar):
  0: 0V / 1: +5V
  DC 성분 있음, 간단하지만 실용성 낮음

양극성 (Bipolar):
  세 가지 전압 레벨 사용 (0, +V, -V)
  AMI, Pseudoternary 포함

이극성 (Bipolar) 아닌 NRZ/RZ:
  NRZ-L: 레벨로 인코딩
  NRZ-I: 전이(Transition)로 인코딩
  맨체스터: 클럭 내장

AMI vs Pseudoternary:
  AMI: 0 = 0V, 1 = +V/-V 교번
  Pseudoternary: 0 = +V/-V 교번, 1 = 0V

📢 섹션 요약 비유: 라인 코딩은 데이터를 전선에 싣는 "언어 선택" — AMI는 1을 번갈아 +/-로 말하는 특별한 언어.

Ⅱ. AMI 인코딩 원리

AMI (Alternate Mark Inversion):

규칙:
  비트 0 -> 전압 0
  비트 1 -> 이전 1과 반대 극성 (+V or -V 교번)

예시:
  데이터:  1  0  0  1  0  1  1  0  1
  전압:   +V  0  0 -V  0 +V -V  0 +V

파형:
  +V _     _        _  _     _
     |     |        |  |     |
  0  |_____|   _____|  |_____|  _
     |            |          |  |
  -V |            |          |  |

특성:
  1. DC 성분 0: +V와 -V 교번 -> 평균 0V
  2. 오류 탐지: 연속 동극성 (예: +V 다음 +V) = 위반 신호
  3. 대역폭: NRZ-L 대비 낮은 주파수 성분

📢 섹션 요약 비유: AMI는 1을 "위, 아래, 위, 아래"처럼 번갈아 전달하는 지그재그 신호 — 모두 같은 방향이면 오류 경보!

Ⅲ. AMI의 한계와 개선: B8ZS, HDB3

AMI 한계:
  연속 0이 많으면 전압 변동 없음
  -> 수신기 동기(Clock Recovery) 어려움
  -> 장거리 전송 시 타이밍 손실

B8ZS (Bipolar with 8 Zeros Substitution):
  8개 연속 0 -> 특수 패턴으로 치환
  치환 패턴: 000+-0-+ (이전 펄스 +일 때)
                    000-+0+- (이전 펄스 -일 때)
  북미 T1 (DS1, 1.544 Mbps)에 사용

HDB3 (High Density Bipolar 3):
  4개 연속 0 -> 특수 패턴 치환
  유럽 E1 (2.048 Mbps)에 사용

비교:
  AMI:  단순, 동기화 불안정
  B8ZS: T1 표준, 8개 연속 0 처리
  HDB3: E1 표준, 4개 연속 0 처리

📢 섹션 요약 비유: B8ZS/HDB3는 오래 침묵하면 "가짜 신호"를 넣어 시계가 계속 돌아가게 유지하는 신호 도우미.

Ⅳ. Pseudoternary

Pseudoternary (의사 삼진 부호):

규칙 (AMI의 역):
  비트 1 -> 전압 0
  비트 0 -> 이전 0과 반대 극성 교번

예시:
  데이터:  1  0  0  1  0  1  1  0  1
  전압:    0 +V -V  0 +V  0  0 -V  0

특성:
  AMI와 동일한 DC 0, 오류 탐지 특성
  0이 많은 데이터에서 더 많은 전압 변동
  -> 동기화 유리

ISDN BRI (Basic Rate Interface) 사용:
  S/T 인터페이스: AMI 사용
  U 인터페이스: 2B1Q (4레벨 PAM) 전환

📢 섹션 요약 비유: Pseudoternary는 AMI와 같은 규칙이지만 0과 1 역할만 바꾼 쌍둥이 코딩 — 어떤 데이터가 더 자주 오느냐에 따라 유리한 쪽을 선택.

Ⅴ. 실무 시나리오 — ISDN과 디지털 전화망

디지털 전화망 라인 코딩 실무:

T1 (북미 표준, 1.544 Mbps):
  24채널 DS0 (64 kbps) x 24 = 1.536 Mbps + 프레이밍
  라인 코딩: AMI (초기) -> B8ZS (현대)
  물리 매체: 2쌍 꼬임 구리선

E1 (유럽 표준, 2.048 Mbps):
  30채널 + 2 관리 채널 = 32 x 64 kbps
  라인 코딩: AMI -> HDB3
  ITU-T G.703 표준

ISDN BRI (Basic Rate Interface):
  2B + D: 2개의 64 kbps 음성/데이터 + 16 kbps 신호
  S/T 인터페이스: AMI 사용
  최대 전송 거리: 1km (증폭기 없이)

현재 상황:
  ISDN -> ADSL -> VDSL -> 광섬유로 대체
  T1/E1 -> IP화 (VoIP) 진행 중
  그러나 레거시 기업/통신사에서 여전히 사용

📢 섹션 요약 비유: T1/E1은 고속도로 차선처럼 고정 대역폭을 나눠 쓰는 디지털 전화망 — AMI/HDB3가 각 차선의 신호등 역할.

📌 관련 개념 맵

AMI / Pseudoternary
+-- 분류
|   +-- 삼진 부호 (Ternary)
|   +-- 양극성 (Bipolar) 라인 코딩
+-- 특성
|   +-- DC 성분 제거
|   +-- 단일 비트 오류 탐지
|   +-- 연속 0 동기화 한계
+-- 개선 버전
|   +-- B8ZS (T1, 북미)
|   +-- HDB3 (E1, 유럽)
+-- 응용
    +-- ISDN BRI (S/T 인터페이스)
    +-- T1 (1.544 Mbps)
    +-- E1 (2.048 Mbps)

📈 관련 키워드 및 발전 흐름도

[아날로그 전화망 (1870s~)]
연속 아날로그 신호
      |
      v
[PCM 디지털화 (1937~1960s)]
양자화 + 부호화
      |
      v
[AMI 라인 코딩 표준화 (1960s)]
T1 시스템 (1962, AT&T)
      |
      v
[B8ZS / HDB3 (1970~80s)]
연속 0 문제 해결
E1 (ITU-T G.703)
      |
      v
[ISDN (1988~)]
AMI + B8ZS 복합 사용
      |
      v
[현재: IP화, 광섬유 대체]
레거시 호환성으로 유지 중

👶 어린이를 위한 3줄 비유 설명

  1. AMI는 "1"을 보낼 때마다 위로, 아래로, 위로... 번갈아 가며 신호를 보내는 방식이에요 — 계속 같은 방향이면 "오류야!"라고 알 수 있어요.
  2. 0이 많이 연속되면 신호가 너무 오래 조용해져서 수신기가 헷갈리는데, B8ZS는 그럴 때 대신 "가짜 신호 패턴"을 끼워 넣어줘요.
  3. 국제전화나 옛날 인터넷 회선에서 이 방법을 사용해 먼 거리로도 신호를 정확하게 전달했답니다!