Técnicas de Codificación

 

Técnicas de Codificación

 

Clasificación

Códigos de Bloque: Se utilizan para la detección y corrección de errores

Códigos de Línea: Se utilizan para la

transmisión

 

Códigos de Línea

 

Codificación Unipolar

 

Codificacion Unipolar – Desventajas 

Componente de Continua DC:  La amplitud media de una señal con codificación unipolar no es cero, eso crea lo que se llama una componente de

corriente continua (señalnodepuede frecuencia Cuando una señal una componente continua, viajarcero). a través de medios quecontiene no pueden gestionar este tipo de componentes. 

Sincronización: Cuando una señal no varía, el receptor no puede determinar el principio y el final de cada bit, por tanto puede tener problemas de

sincronización de siempre ininterrumpida ceros yque unos.el flujo de datos contenga una larga serie 

No son convenientes para aplicaciones de transmisión de señales.

 

Unipolar Sin Retorno a Cero – NRZ (Nonreturn to zero)

El nivel de tensión se mantiene constante durante la duración del bit y no hay transiciones, es decir, no hay retorno al nivel cero de tensión.

 

Unipolar Con Retorno a Cero - RZ (Return to zero) El nivel de tensión se mantiene constante y a la mitad de la duración del bit hay una transición, es decir, hay retorno al nivel cero de tensión.

 

Codificación POLAR 

La codificación codificación POLAR usa dos niveles de tensión, uno positivo y uno negativo, de ésta manera se reduce el nivel de tensión medio de la línea y se alivia el problema de la componente DC existente en la codificación UNIPOLAR, incluso anulándose completamente.

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De sus variantes, las más populares son : 

 NRZ Non Return to Zero 

NRZ-L - Por Nivel



NRZ-I - Invertida o Por Cambio de Nivel.



RZ Return to Zero,



Bifásica: Manchester y Manchester Diferencial

 

NRZ – L : Non Return to ZERO - Level Trabaja por Nivel, es decir, dando un valor de nivel positivo al bit 1 y un valor de nivel negativo al bit 0 (o viceversa).

 

NRZ – I : Non Return to ZERO - Inverted Una inversión del nivel de voltaje representa un bit 1. Es la transición entre el valor de voltaje positivo y negativo, no los voltajes en sí mismos, lo que representa un bit 1. Un bit 0 se representa sin ningún cambio.

NRZ-I es mejor que el NRZ-L: debido a la sincronización implícita  provista por el cambio de señal se ñal cada vez que se encuentra un 1.

 

Códigos NRZ – Desventajas 

La principal limitación de las señales NRZ: 

La presencia de una componente de continua DC.

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La ausencia de capacidad de sincronización. Estos métodos no ofrecen al receptor un medio para determinar el ritmo con el que el emisor envía los bits, es decir, el ritmo del reloj del emisor.

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Las secuencias de ceros todavía pueden causar problemas, pero debido a que



los ceros son menos frecuentes, el problema es menor. Estos códigos se usan con frecuencia en las grabaciones magnéticas, pero no son convenientes para aplicaciones de transmisión t ransmisión de señales.

 

RZ – Return to zero 

Se lo conoce como autosincronizante ya que indica al receptor cuando se está transmitiendo un bit (0 o 1) durante el tiempo de transmisión, haciendo una transición para volver al valor cero.

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El problema con estos códigos es que las secuencias largas de ceros todavía pueden causar problemas.

 

Codificación Bifásica – Código Manchester 

Estos códigos son muy utilizados en la transmisión de redes Ethernet.

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Codificación Manchester : 

Hacen un cambio de nivel a la mitad del período del bit, de esa manera mantienen el sincronismo. Se utiliza un patrón para representar el bit 1 y otro para representar el bit 0.

 

Codificación Bifásica – Código Manchester Diferencial 

Este código es igual al Manchester con la diferencia de que en lugar de seguir un patrón para indicar el bit 1 y el 0, hace una transición de positivo a negativo, período del bitdepara indicar es del un bit 1, y sioseviceversa, trata de aluncomienzo bit 0, nodel cambia el valor voltaje queque traía período anterior. La transición a la mitad del período del bit se mantiene siempre.

 

Codificación Bipolar 

Este tipo de codificación usa tres niveles de tensión :POSITIVO, NEGATIVO Y NULO.

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 Los objetivos en el diseño de estas técnicas, como hemos comentado para las anteriores también, son: 

Evitar la componente en continua.

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Evitar las secuencias largas que correspondan a señales de tensión nula.

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No reducir la velocidad de datos.

 

AMI (Alternate Mark Inversion) 

Codifica sólo los bits 1, en forma alternada y no codifica los bits 0.



Una secuencia larga de ceros puede causar problema.

 

AMI (Alternate Mark Inversion) - RZ

 

HDB-3 (High Density Bipolar 3 zeros) 

Este tipo de codificación se basa en el AMI, es decir, codifica sólo los bits 1 en forma alternada, los bits 0 no se codifican, es decir van con valor de voltaje 0.



Cada 4 bits 0 consecutivos se evalúan y aplican en su construcción tres reglas, con el objetivo de que no se transmitan más de 3 ceros consecutivos y de esa manera mantener el nivel de continua a cero, el sincronismo y un buen espectro de frecuencia:



Reglas: – Al 4to bit 0 consecutivo se debe insertar un BIT DE VIOLACIÓN, es decir , se debe codificar ese 4to bit 0 con la misma polaridad que el último bit 1 codificado, antes de los 4 bits ceros.

1. 2.

3.



– Los BIT DE VIOLACION deben tener polaridad alternada entre sí . Es decir, que si tenemos un BIT DE VIOLACIÓN que por la primer regla, queda con polaridad positiva, y existe un BIT DE VIOLACIÓN anterior con polaridad positiva, se debe cambiar la polaridad del nuevo BIT DE VIOLACIÓN a negativa. – Si al colocar el BIT DE VIOLACION, por cumplir con la segunda regla, no se llegara a cumplir la primer regla, es decir, que la polaridad del BIT DE VIOLACIÓN no fuese la misma que la del último bit 1 codificado, se deberá codificar el primero de los bits 0 del cuarteto, con la misma polaridad que la que le ha quedado al BIT DE VIOLACIÓN. Este bit se llama BIT DE RELLENO.

De ésta manera se establece un patrón que indica al receptor la secuencia de 4 bits ceros consecutivos.

 

HDB-3 (High Density Bipolar 3 zeros) HDB-3 basado en un AMI Sin Retorno a Zero.

HDB-3 basado en un AMI Con Retorno a Zero.

 

MLT-3 

Trabaja en forma escalonada codificando solamente los bits 1.

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Es un código de cambio de nivel, codifica el bit 1 cambiando de nivel positivo a cero, de cero a negativo y luego en el sentido inverso, solamente si se trata de un bit 1. Los bits 0 no se codifican, es decir no se cambia el valor de voltaje que traía.

 

4B5B 

Se sustituyen bloques de 4 bits por bloques de 5 bits que no tienen más de 2 bits 0 consecutivos, de esta manera se evitan las secuencias largas de ceros.

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Se puede utilizar antes de aplicar el MLT – 3, por ejemplo.

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Para la sustitución se utiliza una tabla de doble entrada pre-armada, con la correspondencia de un código de 5 dígitos binarios por cada código de 4 dígitos binarios.

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Ej: de Sustitución por 4B5B y aplicación de MLT-3 al tren de pulsos resultante: 0101

1100

0000