Instituto Tecnológico de TijuanaSubdirección Académica

Departamento de Sistemas y ComputaciónSemestre: Enero - Junio 2013

Ingeniería en Sistemas Computacionales

Fundamentos de Telecomunicaciones

1SC5B

Semestre: Agosto – Diciembre 2013

Codificación NRZ y RZ

Alumno No. De control

Alcantara Garcia Nestor Gael 11211242Alvarez Barcenas Jose Luis 11211217Duarte Castro Luis Angel 11211213Martinez Avila Diego de Jesus 11211216

Profesor: Arenas Campis Christian Alonso

Fecha de entrega: 07 de Octubre de 2013

Índice Introducción 1

Codificación ¿Para qué sirve la codificación? Diferencia entre codificación y modulación Codificación Digital a Digital

Codificación NRZ 2 Tipos Ejemplo Características Ventajas y desventajas

Codificación RZ 3 Mejora sobre NRZ Impulsos de reloj Modos Funcionamiento Ejemplo Características Aplicaciones Ventajas y desventajas

Comparación NRZ / RZ 6 Conclusiones 6 Bibliografía 7

Introducción

CodificaciónSe llama codificación a la transformación de la formulación de un mensaje a través de las reglas o normas de un código o lenguaje predeterminado. Conocemos a la codificación como cualquier operación que implique la asignación de un valor de símbolos o caracteres a un determinado mensaje verbal o no verbal con el propósito de transmitirlo a otros individuos o entidades que compartan el código. También es codificación aquellas operaciones más complejas que implican códigos compartidos por menos interlocutores, como puede ser un mensaje cifrado o información emitida mediante el código Morse.Codificación es también aquella operación que tiene lugar para enviar datos de un lugar a otro, procesarlos y obtener resultados a partir de ellos. Todas las operaciones informáticas están cifradas en código binario, o bien, combinaciones más o menos complejas de unos y ceros que ocurren constantemente.A su vez, determinadas operaciones con ordenadores requieren un segundo nivel de codificación. Son aquellas que precisan de aspectos de seguridad y confidencialidad y, por ende, implican la creación de mensajes cifrados que sólo pueden ser leídos por cierto tipo de ordenadores o por el usuario que los ha creado, como ocurre con las contraseñas y datos personales en transacciones en línea.

Para qué sirve la codificaciónPara optimizar la transmisión, la señal debe ser codificada, de manera que se facilite sutransmisión en un medio físico. En un sistema de comunicación, el receptor debe de tener undecodificador que traduzca la información enviada por el emisor que codificó dicha información.

Diferencia entre codificación y modulaciónEn la codificación se puede realizar en diferentes tipos como: Datos Digitales señales digitales, Datos digitales señales analógicas, Datos analógicos señales digitales, Datos analógicos señales analógicas.En la modulación es el envío de una señal, que toma el nombre de moduladora, a través de otra señal denominada portadora, de características óptimas para la transmisión a larga distancia. La modulación, es el proceso de cambiar una de las características de una señal de base analógica en información basada en una señal digital (ceros y unos).

Codificación digital a digitalEsta codificación o conversión digital a digital, es la representación de la información digital mediante una señal digital. El ejemplo más conocido es el de la transmisión de datos desde la computadora a la impresora. En esta codificación los unos y ceros binarios generados por la computadora se traducen a una secuencia de pulsos de voltaje que pueden propagarse por un cable.Polar, usa dos niveles de amplitud. Hay varias codificaciones: NRZ, RZ, bifásica, manchester y manchester diferencial.

Codificación NRZLa forma más frecuente y fácil de transmitir señales digitales es mediante la utilización de un nivel de tensión diferente para cada uno de los bits. Los códigos que siguen esta estrategia comparten la propiedad de que el nivel de tensión se mantiene constante durante la duración de un bit; es decir, no hay transiciones (no hay retorno al nivel cero de tensión). Por ejemplo, la ausencia de tensión se puede usar para representar un 0 binario, mientras que un nivel constante y positivo de tensión puede representar al 1.

TiposDentro de la codificación NRZ (Polar) se incluyen dos métodos:

Sin retorno al nivel cero (NRZ­L): se utiliza un nivel negativo para representar un valor binario y una tensión positiva para representar al otro. Por lo tanto, para representar el valor lógico 0 se utiliza un nivel alto y para representar el valor lógico 1 se utiliza un nivel bajo.

Sin retorno a cero invertido (NRZI)

EjemploLos códigos NRZ pueden ser tanto polar como unipolar, como se muestra en la siguiente figura:

Para NRZ Unipolar, el 1 se representa con un voltaje positivo y el 0 se representa con un voltaje cero. Por otra parte NRZ Polar, el 1 se representa con un voltaje positivo y el 0 se representa con el mismo voltaje pero negativo.

CaracterísticasEste tipo de señales se utiliza en el interior de equipos electrónicos digitales para generar o interpretar los datos binarios, pero presenta grandes inconvenientes si se utiliza como código para enviar datos.Debido a la sencillez de este código de línea y a las características de su respuesta en frecuencia relativamente baja, los códigos NRZ se usan con frecuencia en las grabaciones magnéticas. También es usado para transmitir señales por el puerto serie de una PC.NRZ no se utiliza en la comunicación de datos debido a su falta de sincronización y debido a la presencia de la componente de voltaje continuo.

Ventajas y desventajasSu ventaja es que es muy sencillo y fácil de implementar, además permite una gran densidad de grabación. También hace un uso eficaz del ancho de banda y en consecuencia a esto requiere un menor ancho de banda.

Cuando hay un flujo grande de ceros o unos en los datos puede surgir un problema. EI receptor recibe un voltaje Continuo y debería determinar cuántos bits se han enviado mediante su reloj, que puede estar o no sincronizado con el reloj del emisor. La pérdida de sincronización no se detecta y produce información errónea. En el caso de producirse un error, quedan afectados todos los bits posteriores.Una de estas dificultades es que esta señal debe de ir acompañada de sus impulsos de sincronización, es decir de su señal de reloj, ya que si no es imposible determinar la sincronía de los bits. Por lo tanto se debería disponer de otro canal exclusivo para la señal de reloj con el derroche que esto supone.

Codificación RZRZ acrónimo de "Return to Zero" es un código con retorno al nivel cero, en el cual durante el paso de un bit a otro bit del mismo signo (pasó de "1" a "1" ó de "0" a "0") se vuelve siempre al nivel cero. Siempre que los datos originales contienen tiras de unos o ceros consecutivos, el receptor puede sufrir pérdidas.

La forma de enviar la señal NRZ y los impulsos de reloj por el mismo canal de comunicación es encontrar un código que combine ambas, es decir que contenga la señal NRZ además de la señal de reloj; el código RZ viene a resolver estos inconvenientes.

Mejora sobre NRZEn la codificación unipolar, una forma de asegurar la sincronización es enviar una señal específica para temporización por un canal distinto. Sin embargo, esta solución es cara y genera sus propios errores.

Una forma de asegurar la sincronización es enviar una señal específica para temporización por un canal distinto.Una solución mejor es incluir de alguna forma la sincronización dentro de Ia señal codificada.

Impulsos de relojLa obtención de Ia señal RZ a partir de Ia NRZ y los impulsos de reloj es sencilla, simplemente efectuando Ia operación lógica AND a Ias dos señales citadas anteriormente (NRZ e impulsos de reloj).La señal RZ obtenida incorpora Ia información a transmitir y los impulsos de reloj necesarios para determinar los tiempos de bit.Para recuperar la señal de reloj se utiliza un circuito oscilador sintonizado a una frecuencia igual a Ia frecuencia de reloj y un circuito recuadrador. Al recibir Ia señal RZ, el oscilador se sintoniza con Ia frecuencia recibida y genera una señal sinusoidal en el punto B acorde con la señal

recibida, posteriormente el recuadrador transforma la señal a su entrada en una señal cuadrada, punto C, con las mismas características que Ia señal de reloj original.

ModosLa codificación RZ incluye dos modos:

RZ Unipolar RZ Bipolar

Para el RZ de modo Unipolar, el 1 se representa con un voltaje positivo y el 0 se representa con ausencia de voltaje, es decir cero.Por otra parte RZ (Bi)Polar, tanto el 1 y el 0 se representa con voltajes alternantes iguales pero de signo contrario.Ambos regresando a cero a mitad del intervalo.

FuncionamientoLa señal RZ obtenida incorpora Ia información a transmitir y los impulsos de reloj necesarios para determinar los tiempos de bit.

Para asegurar la sincronización debe haber un cambio de señal para cada bit. El receptor puede usar estos cambios para construir, actualizar y sincronizar su reloj. Una solución es la codificación con retorno a cero (RZ), que usa tres valores: positivo, negativo y cero. En RZ, Ia señal no cambia entre los bits sino durante cada bit. AI igual que NRZ, un voltaje positivo significa 1 y un voltaje negativo significa 0. Pero, a diferencia de NRZ, a medio camino en cada intervalo de bit, la señal vuelve a 0. Un bit 1 se representa realmente por una transición del voltaje positivo al cero y un bit 0 por una transición del voltaje negativo al cero, en lugar de por una transición positiva o negativa únicamente. Pero, de las dos alternativas examinadas hasta el momento, es la más efectiva.

EjemploAl igual que los códigos NRZ, la codificación RZ puede ser tanto (bi)polar como unipolar, como se muestra en la siguiente figura:

AplicacionesSe utiliza en sistemas de comunicaciones digitales, y al igual que la codificación NRZ, se usa también para realizar grabaciones magnéticas de datos digitales. Hay que aclarar que tanto la codificación NRZ como la codificación RZ, no suelen ser métodos atractivos para la transmisión de señales, para dicha acción existen otros tipos de codificación que resuelven los problemas que presentan estos métodos.

Ventajas y desventajasLas ventajas de este código son que tiene grabado el reloj de lectura y por lo tanto permite diferenciar entre el "1" y el "0" de una manera más clara.También permite evitar el envío de corriente continua.Su inconveniente es que se desperdicia mucho espacio, pues las zonas desmagnetizadas que existen entre cada dos dominios no guardan información, con lo que la densidad de almacenamiento que es posible alcanzar, es muy baja.Utiliza el doble de ancho de banda para conseguir transmitir la misma información que los códigos NRZ.La principal desventaja de la codificación RZ es que necesita dos cambios de señal para codificar un bit.

Este sistema tiene dos grandes inconvenientes, el primero se presenta cuando existen grandes secuencias de ceros seguidos, es decir en ausencia de señal; en este caso el oscilador no tiene señal piloto de referencia y pasado un cierto tiempo la senoide a su salida está totalmente desfasada con la señal de reloj.

El segundo inconveniente es que Ia señal RZ tal y como la conocemos hasta ahora, tiene un cierto nivel de corriente continua, lo cual no la hace apta para ser transmitida por líneas de transmisión formadas por conductores paralelos, ya que estas líneas son equivalentes a sistemas formados por bobinas y condensadores, y por otro lado existen multitud de transformadores a lo largo del sistema telefónico, con los consiguientes problemas que presenta la corriente continua al aplicarse a estos elementos.

Comparación NRZ / RZ

ConclusionesA pesar de los inconvenientes ya mencionados como el uso del doble de ancho de banda y la poca densidad de grabación, de entre las dos alternativas examinadas hasta el momento, la codificación RZ es la más efectiva debido a los mecanismos de autosincronización que tiene.Una buena codificación de señal digital debe de contener datos para sincronización, además de evitar el voltaje continuo.

Bibliografíahttp://www.itescam.edu.mx/principal/sylabus/fpdb/recursos/r87918.PDF

http://www.sisman.utm.edu.ec/libros/FACULTAD%20DE%20CIENCIAS%20ZOOT%C3%89CNICAS/CARRERA%20DE%20INGENIER%C3%8DA%20EN%20INFORMATICA%20AGROPECUARIA/07/COMUNICACION%20DE%20DATOS/SISTEMA%20DE%20COMUNICACI%C3%93N%20DE%20DATOS.pdf

http://books.google.com.mx/books?id=BBxLOPtpHVwC&pg=PA84&dq=nrz&hl=es&sa=X&ei=YkI­Ut2XEoKbiAL_vYHICw&ved=0CFIQ6AEwBQ#v=onepage&q=nrz&f=false

http://books.google.com.mx/books?id=On6y2SEaWyMC&pg=PA53&dq=codificacion+rz&hl=es&sa=X&ei=qCJDUsu_F­OIiALWvICYCQ&ved=0CDYQ6AEwAQ#v=onepage&q=codificacion%20rz&f=false

http://books.google.com.mx/books?id=zq1r6ed9NlYC&pg=PA66&dq=codificacion+rz&hl=es&sa=X&ei=qCJDUsu_F­OIiALWvICYCQ&ved=0CC8Q6AEwAA#v=onepage&q=codificacion%20rz&f=false