UNIDAD 2

TECNICAS DE

MODULACION

VENTAJAS Y DESVENTAJAS

NO RETORNO A CERO-NIVEL (NRZ-L)

Dos tensiones diferentes para los bits 0 y 1

Tensión constante durante el intervalo del bit

no hay transición, no retorna a tensión cero

Ausencia de tensión para 0, tensión constante

positiva para 1

Más habitual, tensión negativa para un valor y

tensión positiva el otro valor

2

CO

MU

NIC

AC

IÓN

DE D

ATO

S. E

SI-

CR

.UC

LM

NO RETORNO A CERO INVERTIDO

(NRZI)

Sin retorno a cero invertido en 1’s

Tensión constante durante la duración de un bit

El dato se codifica por la presencia o ausencia de

una transición al principio del tiempo del bit

Transición (bajo a alto o al revés) significa un 1

Sin transición significa un 0

Fáciles de implementar.

Uso eficaz del ancho de banda.

NRZI es más inmune a ruidos y a errores de

cableado.

Con capacidad de sincronización.

Con capacidad de detección de errores3

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NIC

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DE D

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S. E

SI-

CR

.UC

LM

NRZ

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CO

MU

NIC

AC

IÓN

DE D

ATO

S. E

SI-

CR

.UC

LM

Cada vez que vaya a empezar un “1” se produce una transición. Si

empieza un “0” no se produce transición.

CODIFICACIÓN DIFERENCIAL

Datos representados por cambios en vez de

por niveles

Detección más fiable en la transición que en el

nivel

En sistemas de transmisión complicados es fácil

perder la polaridad. Si se invierte, se cambian

los 0 por 1 y viceversa. Con codificación

diferencial no existe este problema

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CR

.UC

LM

NRZ: VENTAJAS E INCONVENIENTES

Ventajas: Fácil de implementar

Uso eficaz del ancho de banda

NRZI es más inmune a ruidos y a errores de cableado.

Con capacidad de sincronización.

Con capacidad de detección de errores

Inconvenientes Componente continua (DC)

Ausencia de la capacidad de sincronización

Usados para grabaciones magnéticas

No usados para transmisión de señales

Presencia de componente continua

Carecen de capacidad de sincronización

No suelen ser atractivos para transmisión de señales6

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CR

.UC

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DESVENTAJAS NRZ

Uno de los problemas que presenta este código se fundamenta en la longitud de las secuencias de unos y ceros. En estos casos el receptor necesita sincronizarse y del mismo modo llegar a comprobar que exista señal o si por el contrario no está disponible.

Una prolongada permanencia de la señal en nivel positivo o negativo durante la transmisión puede conducir a la situación denominada desplazamiento de la línea base, que dificulta al receptor la adecuada decodificación de la información.

Otro de los aspectos negativos se centra en el método que se debe emplear para que el emisor y el receptor estén en sincronismo. Para ello es necesario continuos cambios en la señal. Esto se ve dificultado cuando aparecen las mencionadas cadenas de unos y ceros que mantienen la tensión a niveles altos o bajos durante largos periodos de tiempo.

No tiene un ancho de banda eficiente.

Es susceptible a interferencias.

Los límites entre bits individuales pueden perderse al transmitir de forma consecutiva secuencias largas de 1 ó 0.

CODIFICACION AMI (VENTAJAS)

En el caso del esquema bipolar-AMI, un 0 binario se representapor ausencia de señal y el 1 binario se representa como un pulsopositivo o negativo.

Los pulsos correspondientes a los 1 deben tener una polaridadalternante. Este tipo de esquema tiene las siguientes ventajas.

En primer lugar, no habrá problemas de sincronización en el casode que haya una cadena de 1. Cada 1 fuerza una transición, porlo que el receptor se puede sincronizar en dicha transición. Unacadena larga de ceros, todavía es un problema.

En segundo lugar, ya que los elementos de señal correspondientesa 1 alternan el nivel de tensión, no hay componente continua.

Además, el ancho de banda de la señal resultante esconsiderablemente menor que el correspondiente a NRZ.

Por último, la alternancia entre los pulsos proporciona una formasencilla de detectar errores. Cualquier error aislado, tanto sielimina como si introduce un pulso, significa un incumplimiento dedicha propiedad.

Bipolar AMI, Pseudoternario

Ventajas

No hay componente continua

Uso eficiente del ancho de banda

Detección de errores aislados

Inconvenientes

Problemas de sincronización

Menor eficacia (hay que distinguir entre tres

niveles)

Más vulnerable al ruido

VIOLACION DE CODIGO

• B8ZS: Bipolar con sustitución de 8 ceros:

Se basa en un AMI Bipolar

Sustituye 8 ceros en AMI bipolar

Se produce violación de código en el cuarto 0

Se produce transición válida en el quinto 0

Se repite el proceso con el séptimo y octavo 0

Se usa para enlaces T1- USA 1544Mbps

•HDB3: Bipolar de 3 ceros de alta densidad:

Sustituye 4 ceros en AMI e introduce una violación

Si el número de 1s desde la última aparición es par:

Transición normal, 00, violación

Si el número de 1s desde la última aparición es impar:

000, violación

Se usa para enlaces PCM- E1 2.048Mbps

CARACTERÍSTICAS VIOLACIÓN DE

CÓDIGO

• Utilizar códigos sencillos

• Evitar la componente continua

• Evitar las secuencias largas que correspondan a

señales de tensión nula

• Lograr una buena sincronización

• No reducir la velocidad de los datos

• Capacidad para detectar errores

B8ZS (NORTEAMÉRICA)

Bipolar con 8 Ceros de Sustitución

Basado en AMI bipolar

Si aparece un octeto con todo ceros y el último valor de tensión anterior a dicho octeto fue positivo, se codifica dicho octeto como 000+-0-+

Si aparece un octeto con todo ceros y el último valor de tensión anterior a dicho octeto fue negativo, se codifica dicho octeto como 000-+0+-

Causa dos violaciones del código AMI

Improbable que ocurra debido al ruido

El receptor detecta e interpreta como octeto con todo ceros

Adecuado para transmisión a altas velocidades 12

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HDB3 (EUROPA Y JAPÓN)

Alta Densidad Bipolar 3 Ceros

Basado en AMI bipolar

Si aparece un cuarteto con todo ceros y el último valor de polaridad anterior a dicho cuarteto fue negativo, se codifica dicho cuarteto como 000- o bien +00+

Si aparece un cuarteto con todo ceros y el último valor de polaridad anterior a dicho cuarteto fue positivo, se codifica dicho cuarteto como 000+ o bien –00-

En las violaciones siguientes se alternan las polaridades de las violaciones para evitar la componente continua

Adecuado para transmisión a altas velocidades 13

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B8ZS Y HDB3

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MANCHESTER

Manchester

Utilizado por IEEE802.3 (LAN Ethernet con bus CSMA /CD)

Manchester Diferencial

Utilizado po IEEE802.5 (LAN Token Ring- anillo)

Miller o de Retardo

Ventajas

• Sincronización: siempre existe transición durante el intervalo de duración

correspondiente a un bit

• No hay componente continua

• Detección de errores por ausencia de transición

Inconvenientes

La máxima velocidad de modulación es el doble que en los NRZ, por tanto el

ancho de banda necesario es mayor.

VENTAJAS DE LA CODIFICACION MANCHESTER

Como ventajas principales se pueden destacar las siguientes:

La codificación Manchester o codificación bifase-L es autosincronizada: provee una forma simple de codificar secuencias de bits, incluso cuando hay largas secuencias de periodos sin transiciones de nivel que puedan significar la pérdida de sincronización, o incluso errores en las secuencias de bits. Por ello es altamente fiable.

Detección de retardos: directamente relacionado con la característica anterior, a primera vista podría parecer que un periodo de error de medio bit conduciría a una salida invertida en el extremo receptor, pero una consideración más cuidadosa revela que para datos típicos esto llevaría a violaciones de código. El hardware usado puede detectar esas violaciones de código, y usar esta información para sincronizar adecuadamente en la interpretación correcta de los datos.

Esta codificación también nos asegura que la componente continua de las señales es cero si se emplean valores positivos y negativos para representar los niveles de la señal, haciendo más fácil la regeneración de la señal, y evitando las pérdidas de energía de las señales.

DESVENTAJAS DE LA CODIFICACION MANCHESTER

Las principales desventajas asociadas son lassiguientes:

Ancho de banda del doble de la señal dedatos: una consecuencia de las transicionespara cada bit es que el requerimiento delancho de banda para la codificaciónManchester es el doble comparado en lascomunicaciones asíncronas, y el espectro dela señal es considerablemente más ancho. Lamayoría de los sistemas modernos decomunicación están hechos con protocoloscon líneas de codificación que persiguen lasmismas metas, pero optimizan mejor el anchode banda, haciéndolo menor.

TÉCNICAS DE MODULACIÓN

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LM

DESPLAZAMIENTO DE AMPLITUD

(ASK)

Valores representados por diferentes

amplitudes de portadora

Usualmente, una amplitud es cero

Se usa presencia y ausencia de portadora

Susceptible de repentinos cambios de

ganancia

Poco eficiente

Hasta 1200 bps en líneas de calidad telefónica

Usada en fibra óptica

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LM

20

)2cos()( tfAts c

0)( ts 0 binario

ASK

1 binario

VENTAJAS DE LA MODULACION ASK

1.La fuerza de la señal portadora varia para

representar valores

binarios (1 o O).

2. Frecuencia y fase permanecen constar

mientras la amplitud cambia.

3. La amplitud pico de la señal durante la

duración de cada bit es

constante y su valor depende del estado del

bit (1 oO).

1.La velocidad de transmisión usando ASK esta

limitada por las características físicas del

medio de transmisión.

2. La transmisión ASK es altamente susceptible

a la interferencia del ruido. Es quizás el método

más afectado por el ruido

DESVENTAJAS DE LA MODULACION ASK

DESPLAZAMIENTO DE FRECUENCIA (FSK)

Valores representados por diferentes

frecuencias (próximas a la portadora)

Menos sensible a errores que ASK

Hasta 1200 bps en líneas de calidad telefónica

Transmisión por radio en HF (3-30 MHz)

Incluso en LAN en frecuencias superiores con

cable coaxial

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Inmunidad al ruido.

Almacenamiento y procesamiento.

Utilización de regeneradores de señales.

Las señales son mas sencillas de medir y evaluar.

Están mejores equipadas para la detección ycorrección de errores.

Como Modulacion digital, sus equipos consumen menospotencia.

Las ventajas de modulación FSK sobre ASK se hacenimportantes cuando El índice de modulación se hacemucho mayor que 1, con lo que se incrementa el anchode banda y con ello el nivel de protección contra ruidoe interferencia. Por ejemplo, para un β de 0,2 2Δf estaasociada a un favor, para β de 2 2Δf se asocia a 2fasores y para β de 5 2Δf se asocia a casi 16 fasores (3lobulos)

VENTAJAS DE LA MODULACION FSK

Requieren mas ancho de banda.

Requiere sincronización precisa.

Los sistemas de transmisión de estos son

incompatibles con las instalaciones analógicas

existentes.

DESVENTAJAS DE LA MODULACION FSK

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0 binario

FSK

1 binario)2cos()( 1tfAts

)2cos()( 2tfAts

FSK EN LÍNEA DE CALIDAD

TELEFÓNICA

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LM

DESPLAZAMIENTO DE FASE (PSK)

La Fase de la portadora se desplaza para

representar los datos

PSK Diferencial

El cambio de fase se refiere a la transmisión del bit

anterior en lugar de a una referencia absoluta

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LM

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0 binario

1 binario)2cos()( tfAts c

)2cos()( tfAts c

PSK

VENTAJAS MODULACIÓN PSK

En modulaciones PSK la potencia es la misma,

lo que simplifica el diseño de amplificadores y

etapas receptoras (reduciendo costos), ya

que la potencia de la fuente es constante. Las

modulaciones BPSK y QPSK son óptimas desde

el punto de vista de protección frente a

errores.

Es el mas eficiente en transmisión de datos

binarios

DESVENTAJAS DE PSK

Sincronización

Probabilidad de error elevada pero inferior a la

FSK

PSK EN CUADRATURA (QPSK)

Uso más eficaz del espectro si por cada

elemento de señalización se representa más

de un bit

Con saltos de fase de /2 (90o)

Cada elemento representa dos bits

Se pueden usar 8 ángulo de fase e incluso

amplitudes distintas

Un modem estándar de 9600 bps usa 12 ángulos,

cuatro de los cuales tienen dos amplitudes

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CO

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LM

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1

1

QPSK

)4

72cos()(

tfAts c

)4

2cos()(

tfAts c

)4

32cos()(

tfAts c

)4

52cos()(

tfAts c

1

0

0

0

0

1

OTROS PSK

8-PSK

8 fases, repartidas dos en cada cuadrante,

para cada una de las 8 ternas que se pueden

generar con tres bits

16-PSK

16 fases, repartidas cuatro en cada

cuadrante, para cada una de las 16 cuaternas

que se pueden generar con cuatro bits

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.UC

LM

MODULACIÓN EN AMPLITUD EN

CUADRATURA (QAM)

Se pueden enviar dos señales diferentes

simultáneamente sobre una misma portadora

Se utilizan dos réplicas de la portadora, una de

ellas desfasada 90 respecto a la otra (en

cuadratura)

Cada una de las portadoras se modula

usando ASK

Las dos señales independientes se transmiten

por el mismo medio

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VENTAJAS MODULACIÓN EN AMPLITUD EN

CUADRATURA (QAM)

Este tipo de modulación tiene la ventaja de que

ofrece la posibilidad de transmitir dos señales en la

misma frecuencia, de forma que favorece el

aprovechamiento del ancho de banda disponible.

DESVENTAJAS MODULACIÓN EN AMPLITUD EN

CUADRATURA (QAM)

Tiene como inconveniente que es necesario realizar la

demodulación con demoduladores síncronos.

La sincronización es: cuando determinados

fenómenos ocurran en un orden predefinido o a la

vez.

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