capitulo 2 cd. códigos de línea

CÓDIGOS DE LÍNEACÓDIGOS DE LÍNEA

Ing Pablo Hidalgo LIng. Pablo Hidalgo L.

Marzo de 2013

TRANSMISION DE DATOS EN BANDA BASE (1)• El esquema básico de un sistema de transmisión de

datos es:DTE DTEInterfaz InterfazDTE DTE

CD D

CFuented f

Controld

Controlde Com

Fuentede Inf

Canal de Tx

Interfaz Interfaz

CE Ede Inf. de Com. de Com. de Inf.

• La información digital enviada por el DTE debe ser

Enlace de Datos

La información digital enviada por el DTE debe seradaptada al canal de transmisión fundamentalmentepor:

S h d b d– Su gran ancho de banda– El alto nivel de componente continua

7/22/2013 ING. PABLO HIDALGO L. 2

TRANSMISION DE DATOS EN BANDA BASE (2)• La mayor parte de la información digital está

contenida en sus primeras componentescontenida en sus primeras componentesespectrales, por lo que basta con enviar sólouna buena parte del espectro para obtener unauna buena parte del espectro para obtener unabuena aproximación al pulso original.E t i ió d d t i t l• En transmisión de datos no interesa latransmisión fiel de señales, por lo que en

ió b t di i irecepción basta con discriminar endeterminados instantes si la señal tiene uno del l tifi d i i tlos valores cuantificados, sin que interese sureconstrucción completa.


TRANSMISION DE DATOS EN BANDA BASE (3)• Transmisión en banda base es la técnica por la cual se transmite

información en forma digital (sin modular) por un medio detransmisión físico Esta técnica de transmisión consiste entransmisión físico. Esta técnica de transmisión consiste encodificar adecuadamente la señal de forma tal que se adapte almedio de transmisión.

• La codificación en general se utiliza en cortas distancias y debegarantizar entre otros los siguientes parámetros:

U i d f d l t d í– Una apropiada forma del espectro de energía.– Esquema de codificación transparente.

La señal codificada debe posibilitar la decodificación de– La señal codificada debe posibilitar la decodificación demanera única.

– Un número importante de cruces por cero, para permitir laUn número importante de cruces por cero, para permitir laextracción de la señal de reloj.

– Mínima multiplicación de errores.


CLASIFICACION DE LOS CODIGOS DE LINEA (1)

• No existe una forma única de clasificarlos. Seexaminarán dos formas:

1.Según la polaridad– Códigos unipolares– Códigos polaresCódigos polares– Códigos bipolares


CLASIFICACION DE LOS CODIGOS DE LINEA (2)2. Forma General• Código binario NRZ ( Non Return to Zero)g ( )• Código binario RZ (Return to Zero)• Código polar: NRZ y RZ• Código bipolar o AMI (Alternate Mark Inversion) : NRZ

y RZ• Códigos diferenciales NRZ tipos: M (NRZ-I) y S• Código HDBn (High Density Bipolar order n)

C S• Código bipolar con sustitución de n ceros, BnZS (Bipolar with n Zeros Substitution)

• Código Bifase L o Manchester• Código Bifase L o Manchester• Código Manchester Diferencial• Código Bifase M


• Código Bifase M

CLASIFICACION DE LOS CODIGOS DE LINEA (3)( )2. Forma General (cont.)• Código Bifase S• Código Bifase S• Código de Miller• Código 4B3T (4 Binary - 3 Ternary)• Código 4B3T (4 Binary - 3 Ternary)• Código MS43 (Monitoring State 43)• Código CMI (Coded Mark Inversion)• Código CMI (Coded Mark Inversion)• Código PST (Pair Select Ternary)• Código 4B5B (4 Binary - 5 Binary)Código 4B5B (4 Binary - 5 Binary)• Código 5B6B (5 Binary - 6 Binary)• Código MLT-3 (Multi-Level Transmit 3)Código MLT 3 (Multi Level Transmit 3)• Código 2B1Q (2 Binary - 1 Quaternary)


NRZ neutral o unipolar• A cada uno de los dígitos binarios 0L o 1L se le asignaA cada uno de los dígitos binarios 0L o 1L se le asigna

uno de los niveles de señal 0 o A dependiendo de lalógica utilizada.

V

a) Señal de Reloj0 t

b) S ñ l d D0

V1 1 1 1 10 0 0 0 0 0 0 0

t

b) Señal de Datos

A

t

-A

c) Señal Codificada NRZ

0



NRZ polar• Se asigna un pulso positivo a uno de los dígitos binarios• Se asigna un pulso positivo a uno de los dígitos binarios

y un pulso negativo al otro dígito binario de acuerdo a lalógica utilizadalógica utilizada.

V

a) Señal de Reloj0t

0

01 1 1 1 100 0 0 0 0 0 t

b) Señal de Datos

At


0-A

t


CÓDIGO RZ (RETURN TO ZERO) UNIPOLARS di l ódi t d• Se dice que el código es con retorno a cero, porque cuandoexiste un 1L, durante cierto porcentaje del tiempo de bit Tb,la señal regresa a 0. La señal codificada puede ser deg ppolaridad positiva o negativa.

V

0

V

a) Señal de Reloj

t

0

V0 0 00 0 0 0 01 1 1 1 1

a) Señal de Reloj

t0

A

b) Señal de DatosTb

0

c) Señal Codificada RZa

t


c) Señal Codificada RZa

CÓDIGO RZ BIPOLARS di l ódi t d i t• Se dice que el código es con retorno a cero, porque cuando existe un1L o un 0L, durante cierto porcentaje del tiempo de bit Tb, la señalregresa a 0. La señal codificada es bipolar y las amplitudes de los 1L y0L son escogidas entre +A y A0L son escogidas entre +A y –A.

V

a) Señal de Reloj0

t

0

V1 1 1 1 10 0 00 0 0 0 0

t

A

b) Señal de datos a Tb

t

-A

c) Señal Código RZ polar

0


) g p

AMI (Alternate Mark Inversion) normal• Al 1L se le asigna pulsos cuya polaridad alterna entre positiva

y negativa. El 0L es codificado como un nivel de amplitudcerocero.

• AMI invertido: Codificación inversa al de tipo normal.• Los códigos AMI pueden ser además del tipo NRZ o RZ.g p p• Ventaja: la alternabilidad en la polaridad de los pulsos, se la

puede usar como una forma de control de errores.Li i ió d l ódi AMI i d i f ió• Limitación del código AMI: ausencia de información pararecuperación de la señal de reloj en secuencias largas de 0L.

• En el caso de transmisión RZ típicamente se usa una• En el caso de transmisión RZ, típicamente se usa unarelación igual de marca o espacio aunque no esabsolutamente necesario. En los sistemas ópticos basados

i lá l l ió d ien emisores láser emplean una relación de marca a espaciode 10 a 30% para incrementar el tiempo de vida del láser.


Codificación AMI NRZ

V

a) Señal de Reloj0

Vt

) j

V0 0 0 0 0 1 11 0 1 1 0 1

tb) Señal de Datos0

A

t

0

At

c) Código AMI-A


Códigos NRZ Diferenciales• Diferencial NRZ tipo M (NRZ-I)

P d i l l El 1L bi l–Puede ser unipolar o polar. El 1L cambia elnivel de la señal codificada anterior. El 0Lmantiene el estado la señal codificadaanterioranterior.

• Diferencial NRZ tipo S–Es inverso al anterior, siendo por tanto el

0L el que produce el cambio de nivel de la0L el que produce el cambio de nivel de laseñal codificada anterior


Códigos NRZ Diferenciales

0

V

ta) Señal de Reloj

V

0

1 1 1 1 1 1 10 0 0 0 0 0b) Señal de Datos01 1 1 1 1 1 10 0 0 0 0 0

A

t

c) Código Diferencial Tipo M-A0

At

c) Código Diferencial Tipo M

A

d) Código Diferencial Tipo S-A0 t


) g p

Códigos BIFASE• Manchester o Bifase tipo L• Manchester o Bifase tipo L

– Se da una transición a la mitad del intervalo de bitt d i l A A El 1L ti t i ióentre dos niveles +A y -A. El 1L tiene transición

negativa y el 0L tiene transición positiva.• Manchester Diferencial

– Se da una transición a la mitad del intervalo de bitentre dos niveles +A y -A. El 1L no tiene transición alinicio del período y el 0L tiene transición al inicio delp yintervalo.

– Otra forma de ver esta codificación es que el 0LOtra forma de ver esta codificación es que el 0Lmantiene la polaridad de la transición de la señalcodificada y el 1L invierte la polaridad de la transición


codificada y el 1L invierte la polaridad de la transición.

Códigos BIFASE

) S ñ l d R l j0

Vt

a) Señal de Reloj

V

0

1 1 1 1 1 1 10 0 0 0 0 0 tb) Señal de Datos0

A

t

c) Código Manchester-A0 t

A

0 t

d) Código Manchester Diferencial-A0


Códigos BIFASEg• CMI (Coded Mark Inversion)

– Es un código recomendado por el CCITT. El 0L es codificadobi d l id d d ti iti l it dcon un cambio de polaridad de negativo a positivo, a la mitad

del periodo de bit. El 1L es codificado con niveles positivos ynegativos de manera alternadanegativos de manera alternada.

V

a) Señal de Reloj

V

0t

b) Señal de Datos0

V

A

0 0 0 0 0 1 11 0 1 1 0 1

t

c) Código CMI-A0

A

t


) g

Código 4B3T• Produce una substitución de grupos de 4 bits

por grupos de 3 dígitos ternarios existiendopor grupos de 3 dígitos ternarios, existiendouna gran flexibilidad en la selección de loscódigos ternarioscódigos ternarios.

• El objetivo será mantener la “disparidad” decomponente positiva y negativa en cero, conello se logrará que la componente continuaello se logrará que la componente continuasea mínima.S i di l difi ió t• Se indica la codificación propuesta porJessop-Waters.


Código 4B3Tg


Código 4B3Tg0 0

+1 +2- 1

+1 -1-2+3

+3 3

+2+2

-3

0-3 +3

+3

0 0

-1+1-2 -2

-3+2

-3

-2 -1+1

0 0


0

Códigos HDBn• La codificación bipolar de alta densidad es una

modificación de la codificación bipolar El problemamodificación de la codificación bipolar. El problemade recuperación de la señal de reloj quedaeliminado al agregar pulsos cuando el número deeliminado al agregar pulsos cuando el número de“0s” consecutivos excede de “n”, donde “n” puedetomar cualquier valor entero: 1, 2, 3,.…q , , ,

• Establecen la sustitución de grupos de (n + 1) bits0L, por grupos de dígitos que incluyen pulsos V (de0L, por grupos de dígitos que incluyen pulsos V (deviolación a la alternabilidad de la codificación AMI).

• El código más utilizado es el HDB3• El código más utilizado es el HDB3.


Código HDB3• Versión modificada del código AMI Los dígitos 1L se codifican• Versión modificada del código AMI. Los dígitos 1L se codifican

como pulsos + y - de manera alternada. Los bits 0L se codificancon un nivel cero, a menos de que venga una secuencia decuatro 0L consecutivos, en cuyo caso la secuencia se sustituyepor B00V o 000V, donde B representa un pulso conforme a laregla AMI y V representa un pulso que viola la regla bipolarregla AMI y V representa un pulso que viola la regla bipolar.

• Para conservar una componente continua nula, se debe transmitirtantas violaciones + como - en forma alternada, lo cual obliga autilizar el pulso de relleno B cuando el pulso que precede a laactual violación no tiene polaridad opuesta a la violación anterior.

Polaridad del pulsoprecedente

No. de 1L desde la última sustituciónI m p a r P a rprecedente I m p a r P a r

-+

00 0 -000 +

+0 0 +- 00 -


00 0 00

Código mBnBg• Es una nueva clase de códigos de línea, que ha sido

desarrollada para codificar m bits de datos en gruposdesarrollada para codificar m bits de datos en gruposde n bits binarios, donde m < n.

• Debido a que se pueden elegir 2n valores codificados• Debido a que se pueden elegir 2 valores codificadosen cada grupo, existe la posibilidad de utilizardeterminadas palabras códigos para control de ladeterminadas palabras códigos, para control de latransmisión.Un ejemplo de este tipo de códigos es el 4B5B (m =• Un ejemplo de este tipo de códigos es el 4B5B (m =4 y n = 5), empleado en redes de fibra óptica, en elcual se toman de las 32 palabras de 5 bits 16 para lacual se toman de las 32 palabras de 5 bits, 16 para larepresentación de datos y las restantes para controlde transmisión


de transmisión.

Código 4B5B• El código de línea 4B5B tiene 16 símbolos para

representar 16 datos binarios (0 a F), 8 símbolos dep ( )control (Q, H, I, J, K, T, R, S) y 8 símbolos deviolación (V).( )

• La codificación de los símbolos de datos estádiseñada de tal manera que en condicionesdiseñada de tal manera que en condicionesnormales nunca se tengan cuatro cerosconsecutivos ya que es necesario que seconsecutivos, ya que es necesario que semantenga un buen sincronismo en la transmisión.

• Los símbolos de violación indican que el receptorpuede tener cuatro ceros consecutivos.


p

Código 4B5Bg


Código 5B6B• Símbolos únicamente

para transmisión dedatosdatos

• No presenta símbolosque cumplan otrafunción.

• Este código serepresenta en la tablarepresenta en la tablaadjunta, en la que seobserva que losqsímbolos de 4 pulsos sealternan con los de 2pulsos para mantener elpulsos para mantener elnivel de DC en valoresmínimos.


Código 2B1QCódigo 2B1Q• Es un código de 4 niveles en el que la información

digital se agrupa en pares de bits para la conversióna símbolos cuaternarios que se denominan“cuartetos”. Este código es utilizado en el accesobásico a redes ISDN (Red Digital de ServiciosIntegrados).

Símbolos y Niveles de Tensión para Codificación 2B1Q P i Bi S d bi Sí b l i Ni l dPrimer Bit

(signo) Segundo bit (magnitud)

Símbolo cuaternario (cuarteto)

Niveles de tensión (voltios)

1 0 + 3 + 2.5 1 0 0

11 0

+ 1- 1 - 3

+ 5/6- 5/6 - 2.5


Código 2B1QgV

t

a) Señal de Reloj0

t

b) S ñ l d D t0

V0 0 0 0 0 1 11 0 1 1 0 1

t0

b) Señal de Datos

2.5

c) Código 2B1Q0 t

5/6

) g Q-5/6

-2.5


CÓDIGO PST (PAIR SELECTED TERNARY)• La entrada binaria se transforma para la transmisión en un

código de dos dígitos ternarioscódigo de dos dígitos ternarios.• La forma de codificar es la siguiente: por ejemplo a las

entradas binarias 01 y 10 les corresponderán el modo positivoentradas binarias 01 y 10 les corresponderán el modo positivoy el modo negativo de manera alternada. Las entradasbinarias 00 y 11 no cambian el valor en sus respectivosy pmodos.

Entrada Modo + Modo -binaria

0001

- +0

- +001

1011

0 ++ 0+ -

0 -- 0+ -11 + - + -

CÓDIGO PST (PAIR SELECTED TERNARY)

Vt

a) Señal de RelojV

0

t

b) Señal de Datos0

V

A

0 1 1 0 1 1 00 0 1 1 1 0 0

-At

)

0

A

t

c) Código PST, pulso inicial positivoA

-A

t

d) Código PST, pulso inicial negativo

0

d) Código PST, pulso inicial negativo

CÓDIGO MLT-3 (Multi - Level Transmit)• Utilizado en algunas redes de área local de alta velocidad

como es el caso de las redes 100Base-TX.como es el caso de las redes 100Base TX.• Concentra la mayor parte de la energía en la señal

transmitida bajo los 30 MHz, lo cual reduce las emisionesdi d t d l bl d bid lradiadas; esto a su vez reduce los problemas debido a la

interferencia.• La codificación MLT-3 produce una salida que tiene unaLa codificación MLT 3 produce una salida que tiene una

transición para cada 1L, el cual usa tres niveles: un voltajepositivo (+A), un voltaje negativo (-A) y un nivel de voltajenulonulo.

• Los niveles de voltaje para cada 1L son seleccionados demanera secuencial (+A , 0 , -A , 0 , +A, ...). El bit 0L( , , , , , )mantiene el nivel de voltaje del estado anteriormentecodificado.


CÓDIGO MLT-3 (Multi - Level Transmit)

V

a) Señal de Reloj0

t

b) S ñ l d D t0

V0 0 0 0 0 1 11 0 1 1 0 1

t0

b) Señal de Datos

+A

c) Código MLT-30t

) g

-A


DENSIDAD ESPECTRAL DE LOS CÓDIGOS DE LÍNEA


capitulo 2 cd. códigos de línea

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