TELECOMUNICACIONES - Ingeniería Electrónica

COM - Comunicaciones DigitalesLuis Fernando Díaz Cadavid

CODIFICACIÓN DE LÍNEA

Codificadores Banda Base

Transmisión de Datos

Canalinformación

digital binaria

CONVERTIDOR DE VALORES LÓGICOS A

SEÑAL ELÉCTRICA

información digital binaria

TX

REGENERACIÓN DE SEÑAL ELÉCTRICA Y

CONVERSIÓN A VALORES LÓGICOS

RX

1 1 0 1 0 0 11fT

=

Para la transmisión de información digital es necesario representar ésta a través de una señal.

A las diversas formas en que puede representarse la información digital como señales se les denomina Códigos de Línea.

señal eléctrica

Acopladores Inductivo-Capacitivos

EQUIPO RECEPTOR

E (t) S (t)C2

C1

Dado el circuito de la figura 2 determinar el comportamiento resistivo de C1, especificando si se comporta como una resistencia abierta o cerrada o muy pequeña o muy grande, etc., si suponemos que la señal E(t) inducida a dicho circuito es una señal con un alto componente de CC (Corriente Continua).

Figura 2. Acople Inductivo-Capacitivo

( )

EJERCICIO:

EQUIPO RECEPTOR

E (t) S (t)C2

C1

( )

MODEMS Banda Base

La velocidad de la fuente en términos de ancho de banda es lo que denominamos la BANDA BASE. Cuando la velocidad del sistema de transmisión es la misma que la entregada por la fuente decimos que la transmisión es en BANDA BASE. Un ejemplo típico son las tarjetas de Red de los PCs (NICs) pues estas toman los datos binarios generados por el PC (Fuente) y simplemente los adaptan eléctricamente para entregarlos a la red, manteniendo la misma velocidad de transmisión binaria. La función efectuada por las NICs en las redes de datos tipo Ethernet, es la que efectúan los llamados Módems Banda Base en las redes telefónicas.

Los MODEMS BANDA BASE, son verdaderamente CODIFICADORES DE DATOS, pues transforman una señal digital binaria simple en una señal digital codificada, para que esta pueda ser transmitida a mayores distancias a través del medio de comunicación.

Los módems en banda base, realmente no son módems, aunque comercialmente se les llame así; se les podría llamar Adaptadores de Terminal en Banda Base, pues lo que hacen realmente es adaptar la señal a una línea en banda base, no modulan ni demodulan.

Codificadores Banda Base

Como acabamos de indicar, los MODEMs banda base (así como las NICs en las Redes LAN) deben realizar una adaptación de la señal para hacerla compatible con la línea. Esta adaptación se centra básicamente en dos aspectos: •Eliminación de la componente continua (DC): Esto se debe a los acoples inductivos que normalmente existen a la entrada de todos los dispositivos de conexión (ver Fig 3)•Introducción de suficiente número de cambios que permitan reconstruir el reloj en recepción (los equipos de Rx están dotados de circuitos resonantes de calidad Q).

Para conseguir esto existe una gran variedad de códigos de línea de los que presento a continuación algunos de los mas importantes a titulo de ejemplo.

Circuito Resonante

QClock sincronismo

TX

EQUIPO RECEPTOR

Figura 3. Acople Inductivo y circuito de resonancia para sincronización de reloj

Códigos de Línea

1 1 0 1 0 0 1( )td

No Retorno a Cero (NRZ)

Retorno a Cero (RZ) t

t)( td NRZ

)( td RZ

Información Digital BinariaUNIPOLAR

UNIPOLAR

POLAR)( td NRZ

No Retorno a Cero (NRZ)

ttManchester

Bipolar con Retorno a Cero Inversión Alternada de Marca t

t)( td RB

)( td AMI

)( td MAN

POLAR

AMI

No Retorno a Cero (NRZ)

Retorno a Cero (RZ)

Características de los Códigos de Línea

Capacidad de detección de errores

Inmunidad al ruido

Autosincronización Contenido suficiente de señal de temporización (reloj) que permita identificar el tiempo correspondiente a un bit.

La definición del código incluye el poder detectar un error y, en ocasiones, corregirlo.

Capacidad para detectar adecuadamente el valor de la señal ante la presencia de ruido –baja probabilidad de error-

Densidad espectral de potencia

Ancho de banda

Transparencia

error-

Igualación entre el espectro de frecuencias de la señal y la respuesta en frecuencia del canal de transmisión.

Contenido suficiente de señal de temporización (reloj) que permita identificar el tiempo correspondiente a un bit.

Independencia de las características del código en relación a la secuencia de unos y ceros que se transmita.

Código UNIPOLAR No Retorno a Cero (NRZ) I

1 1 0 1 0 0 1( )td

No Retorno a Cero t)( td NRZ

Información Digital Binaria

)()( 222 bT

bNRZ SincTAD ωω =

bTdBB 44.03 ≈−

0bT

1bT

2bT1−

bT2−

Código UNIPOLAR No Retorno a Cero (NRZ) II

Capacidad de detección de errores

Inmunidad al ruido

Autosincronización No contiene señal de temporización

No permite detectar errores

En función de la diferencia de voltajes

Densidad espectral de potencia

Transparencia

Alto contenido de energía cercano a 0. El 95 % de la potencia se encuentra en las frecuencias menores a la frecuencia de los datos. Puede considerarse que la máxima frecuencia de la señal es fd como criterio para limitar su ancho de banda.

El valor promedio de la señal y la posibilidad de detectar el inicio de un bit dependen del contenido de 1´s y 0´s

Código UNIPOLAR Retorno a Cero (RZ) I

1 1 0 1 0 0 1( )td

Retorno a Cero t)( td RZ

Información Digital Binaria

∑+∞=

−∂+=n

nnATTA bb SincSincD )()()()( 222 22 πππω ωω

0bT

1bT

2bT1−

bT2−

∑−∞=

−∂+=n

TRZ bSincSincD )()()()( 28416 ωω

bTdBB 88.03 ≈−

Código UNIPOLAR Retorno a Cero (RZ) II

Capacidad de detección de errores

Inmunidad al ruido

Autosincronización Si contiene señal de temporización

No permite detectar errores

En función de la diferencia de voltajes

Densidad espectral de potencia

Transparencia

Alto contenido de energía cercano a 0. Doble ancho de banda que NRZ. Puede considerarse que la máxima frecuencia de la señal es 2fd como criterio para limitar su ancho de banda.

El valor promedio de la señal y la posibilidad de detectar el inicio de un bit dependen sólamente del contenido de 0´s

Código Polar No Retorno a Cero (NRZ) I

1 1 0 1 0 0 1( )td

No Regreso a Polaridad

Información Digital Binaria

+ V

-- V

22)( ⎟⎟

⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛=

b

bbNRZpolar fT

fTsenTAfPππ

Código Polar con Retorno a Cero (RZ) I

1 1 0 1 0 0 1( )td

Regreso a Polaridad t)( td RB

Información Digital Binaria

)()( 42

4

2bb TTA

RB SincD ωω =

0bT

1bT2

bT1−

bT2−

Capacidad de detección de errores

Inmunidad al ruido

Autosincronización Si contiene señal de temporización

No permite detectar errores

Mayor inmunidad al ruido al emplear voltajes positivos y negativos.

Código Polar con Retorno a Cero (RZ) II

Densidad espectral de potencia

Transparencia

No tiene contenido de energía cercano a 0. Mayor ancho de banda que NRZ.

Se mantiene la autosincronización con independencia de los valores de la información.

Código AMI (1)

1 1 0 1 0 0 1( )td

Retorno a Cero Bipolar con Inversión Alterna de Marca t

)( td AMI

Información Digital Binaria

)()()( 222bbb TTTA senSincD ωωω

0bT

1bT

2bT1−

bT2−

)()()( 244bbb

BRZ senSincD ω =

bTdBB 71.03 ≈−

Capacidad de detección de errores

Inmunidad al ruido

Autosincronización Si contiene señal de temporización

Permite detectar cierto tipo de errores

Mayor inmunidad al ruido al emplear voltajes positivos y negativos.

Código AMI (2)

Densidad espectral de potencia

Transparencia

No tiene contenido de energía cercano a 0. Menor ancho de banda que RB.

El valor promedio de la señal depende del número de 0’s. La autosincronización se pierde si se transmite una gran cantidad de 0’s, sin embargo puede emplearse un tipo de codificación de los datos que lo evita, por ejemplo, HDB3 (señalización bipolar 3 de alta densidad) en donde se reemplazan secuencias de más de tres ceros consecutivos port algún valor conocido.

Código Manchester (1)

t

Código Manchester (2)

0 0 1 0 1 1 0( )td

Manchester )( td MAN

Información Digital Binaria

)()()( 222 bb TT senSincTAD ωωω =

0bT

1bT

2bT1−

bT2−

)()()( 44bb

bMANCHESTER senSincTAD ω =

bTdBB 16.13 ≈−

Capacidad de detección de errores

Inmunidad al ruido

Autosincronización Si contiene señal de temporización

Permite detectar cierto tipo de errores

Mayor inmunidad al ruido al emplear voltajes positivos y negativos.

Código Manchester (3)

Densidad espectral de potencia

Transparencia

No tiene contenido de energía cercano a 0. Doble ancho de banda que AMI.

La autosincronización se mantiene independientemente del valor de la información.