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Comunicaciones de datos. Capitulo 5 Técnicas de Codificación de Señales. Ing . Giuseppe Blacio. Introducción. Motivación. Codificaciones. Terminología. Terminología. DAtos Digitales, Señales Digitales. Características. Términos. Términos. Términos. Interpretación de señales.
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Comunicaciones de datos Capitulo 5 Técnicas de Codificación de Señales Ing. Giuseppe Blacio
Interpretación de señales • ∆ tasa de transferencia, ∆ BER • BER: Bit Error Rate (tasa de errores de bits) • Probabilidad de que un bit se reciba con error • ∆ SNR, BER • ∆ ancho de banda, ∆ tasa de transferencia
NRZ • Dos voltajes diferentes para bits 0 y 1 • Voltaje constante durante un intervalo de bit • NO hay transición no hay retorno a 0 Volts • Voltaje positivo constante para bit 0 • Problema: muchos 0s o 1s consecutivos • Se puede confundir la línea base • No se puede recuperar el reloj (re-sincronizar)
NRZI • Pulso de voltaje constante durante la duración Transmisor genera transición de la señal para codificar un 1 y se mantiene en señal actual para codificar un 0 • Soluciona el problema de 1s consecutivos • No soluciona el problema de 0s consecutivos • Es un ejemplo de codificación diferencial
NRZ y NRZI - Adecuados para transmisión dentro del PC y para almacenamiento magnético. - No adecuados para comunicaciones de datos en un sistema de transmisión.
Binario - AMI • Uso de más de dos niveles • 0 es representado por señal cero • 1es representado por un nivel positivo o negativo. • Pulsos 1alternan en polaridad • No hay perdida de sincronía si hay una larga cadena de unos (si hay ceros problema) • Bajo ancho de banda • Fácil detección de errores
Pseudoternario • “Uno” es representado por ausencia de senal • “Cero” es representado al alternar niveles positivo y negativo • No hay ventajas ni desventajas comparado con Bipolar AMI
Desventajas de Binario Multinivel • No es más eficiente que NRZ • Receptor debe distinguir entre (A, -A, 0) • Requiere aprox. 3dB mas de potencia para una misma probabilidad de error (BER)
Bifase • Manchester • Transición en la mitad de un periodo de bit • Transición sirve como reloj y datos • Bajo-alto 1 • Alto-bajo 0 • Usado por IEEE 802.3 (Ethernet) • Manchester diferencial • Transición en mitad de periodo de bit es para reloj • Transición al inicio de un periodo de bit 0 • No transición al inicio de un periodo de bit 1 • Esquema diferencial • Usado IEEE 802.5 (Token Ring)
Scrambling • Se usa scrambling para reemplazar secuencias que podrían producir voltajes constantes (revolver los símbolos) • Secuencia de llenado • Debe producir suficiente transiciones para sincronización • Debe ser reconocido por el Rx y ser reemplazable • Misma longitud que el original • No secuencias largas de nivel 0 • No reducción de tasa de datos • Capacidad de detección de errores
B8ZS • Bipolar con substitución de 8 ceros. • Basado en Bipolar AMI • Si un octeto de ceros y el ultimo pulso de voltaje precedente fue positivo codifique como 000+-0-+ • Si un octeto de ceros y el ultimo pulso de voltaje precedente fue negativo codifique como 000-+0+- • Causa dos violaciones al código AMI • Menos probable que ocurra debido a ruido • Receptor detecta e interpreta como un octeto de ceros
HDB3 • HighDensity Bipolar 3 Zeros • Basado en Bipolar AMI • Cadena de 4 ceros reemplazada con uno o dos pulsos
HDB3 • Cuando aparecen más de cuatro ceros consecutivos, estos se agrupan de 4 en 4, y se sustituye cada grupo 0000 por una de las secuencias siguientes de impulsos: B00V ó 000V . • B indica un impulso con distinto signo que el impulso anterior. Por tanto, B mantiene la ley de alternancia de impulsos, o ley de bipolaridad, con el resto de impulsos transmitidos. • V indica un impulso del mismo signo que el impulso que le precede, violando por tanto la ley de bipolaridad. • El grupo 0000 se sustituye por B00V cuando es par (o cero) el número de impulsos entre la violación V anterior y la que se va a introducir. • El grupo 0000 se sustituye por 000V cuando es impar el número de impulsos entre la violación V anterior y la que se va a introducir. • Así se logra mantener la ley de bipolaridad de los impulsos correspondientes a los "unos", y también la bipolaridad de las "violaciones" mediante los impulsos B y los impulsos V.
B8ZS y HDB3 1s
Amplitude Shift Keying (ASK) • Valores binarios (1 ó 0) representados por diferentes amplitudes de frecuencia portadora • Usualmente, una de las amplitudes es cero • Técnica de modulación ineficiente • Hasta 1200 bps en líneas telefónicas • Usado en fibra óptica • Amplitud cero ausencia de luz en LED
Frequency Shift Keying (FSK) • Valores representados por diferentes frecuencias • Forma más común: BFSK • Utiliza dos frecuencias diferentes • Menos susceptible al error que ASK • Hasta 1200 bps en líneas telefónicas • Usado en radio de alta frecuencia (3-30 MHz) • Altas frecuencias en coaxial
Binary FSK f1 y f2 son frecuencias diferentes, cercanas a la frecuencia portadora.
Multiple FSK (MFSK) • Usa más de dos frecuencias • Cada elemento de señal representa más de un bit
Phase Shift Keying (PSK) • Fase de la señal portadora es desplazada para representar datos • Algunos tipos: • BPSK • DPSK • PSK en cuadratura • PSK multinivel
Binary PSK (BPSK) • Dos fases para representar 1 ó 0 • Desplazamiento de 180o () ≡ a multiplicar onda senoidal por -1
0 0 1 0 0 1 1 1 1 0 0 BPSK: Ejemplo
Differential PSK (DPSK) • PSK Diferencial • 0: fase igual a elemento anterior • 1: fase opuesta a elemento anterior • Fase es desplazada relativo a la transmisión previa en vez de alguna señal de referencia
PSK en Cuadratura (QPSK) • Uso mas eficiente, cada elemento de señal (símbolo) representa dos bits • Desplazamientos de p/2 (90°) en vez de 180° de BPSK
