3.4 Códigos de lineal

 CODIGOS DE LINEA 

RZ, NRZ, NRZ-L, AMI, PSEUDO-TERNARIA, MANCHESTER, MANCHESTER DIFERENCIAL, B8ZS, HDB3.

Un código en línea  es un código utilizado en un sistema de comunicación para propósitos de transmisión.

Los códigos en línea son frecuentemente usados para el transporte digital de datos. Éstos códigos consisten en representar la señal digital transportada respecto a su amplitud respecto al tiempo. La señal está perfectamente sincronizada gracias a las propiedades específicas de la capa física. La representación de la onda se suele realizar mediante un número determinado de impulsos. Estos impulsos representan los 1s y los 0s digitales. Los tipos más comunes de codificación en línea son el unipolar, polar, bipolar y Manchester.

                      CÓDIGO DE LÍNEA RZ

Retorno a Cero (RZ) es un sistema de codificación usado en telecomunicaciones en el cual la señal que representa a cada bit retorna a cero en algún instante dentro del tiempo del intervalo de bit. Por tanto, las secuencias largas de “unos” o de “ceros” ya no plantean problemas para la recuperación del reloj en el receptor.

No es necesario enviar una señal de reloj adicional a los datos. Esta codificación tiene el problema de utilizar el doble de ancho de banda para conseguir transmitir la misma información que los Códigos NRZ.

Dentro de los códigos NRZ se establece una clasificación, pudiendo tratar códigos del tipo NRZ-L o NRZ-I.

NRZ-L (No se retorna a nivel cero).

Donde 0 representa el nivel alto y 1 el nivel bajo.

NRZ-I (No se retorna a 0 y se invierte al transmitir el 1).

Al transmitir un 0 no se produce transición y en cambio al enviar un 1 se produce una transición a nivel positivo o negativo.

En esta codificación, el nivel de la señal depende del tipo de bit que representa, habitualmente un valor de tensión positiva indica que el bit es un 0 y un valor de tensión negativa indica que el bit es un 1 por tanto el nivel de la señal depende del estado del bit. cuando hay un flujo grande de ceros o unos en los datos puede surgir el problema de la sincronización.

 SINCRONIZACIÓN Cuando una señal no varía, el receptor no puede determinar el principio y el final década bit, siempre que el flujo de datos contenga una larga serie ininterrumpida de ceros o unos características

Dos niveles diferentes de tensión para cada uno de los dígitos binarios 0 y 1.Ø El nivel de tensión se mantiene constante durante la duración del bit: No hay transiciones, es decir, no hay retorno al nivel cero de tensión.

CODIGO DE LINEA AMI 

  

 En el  código AMI  un 0 binario se representa por ausencia de señal y el 1 binario por pulsos de polaridad alternante (positivo o negativo). Este tipo de esquema ofrece la ventaja de que la sincronización es más fácil, de hecho, sólo la aparición de largas cadenas de ceros la dificulta. Además, no hay componentes de continua en la señal debido a la alternancia de los pulsos. La alternancia de los unos facilita la detección de errores.

     AMI Bipolar:

                                           

 Cero --- No hay señal.

                                           

 Uno  --- Pulso positivo o negativo de forma alterna. 

               PSEUDOTERNARIO.

Las técnicas de codificación denominadas binario multinivel subsanan algunas de las deficiencias mencionadas para los códigos NRZ. En el caso del esquema bipolar Pseudoternario, un 1 binario se representa por ausencia de señal y el 0 binario se representa como un pulso negativo o positivo. Los pulsos correspondientes a 0 deben tener una polaridad alternante, es decir codificando los "ceros" con impulsos de polaridad alternativa y los "unos" mediante ausencia de impulsos al contrario de la codificación AMI bipolar, el código resultante se denomina Pseudoternario.

Los códigos Pseudoternario se han desarrollado para paliar los inconvenientes que presentan los códigos binarios NRZ y RZ (el sincronismo y la corriente continua).

El código Pseudoternario al igual que el AMI consigue anular la componente continua de la señal eléctrica. Sin embargo no resuelve la cuestión de cómo evitar la pérdida de la señal de reloj cuando se enciman largas secuencias de ceros. Este problema lo solucionan los códigos bipolares de alta densidad de orden N, HDBN (HighDensitaBipolar) que pertenecen a la misma familia de códigos, y que evitan la transmisión de secuencias con más de N "ceros" consecutivos. 

MANCHESTER

 

La codificación Manchester, también denominada codificación bifase-L, es un método de codificación eléctrica de una señal binaria en el que en cada tiempo de bit hay una transición entre dos niveles de señal. Es una codificación autosincronizada, ya que en cada bit se puede obtener la señal de reloj, lo que hace posible una sincronización precisa del flujo de datos. Una desventaja es que consume el doble de ancho de banda que una transmisión asíncrona. Hoy en día hay numerosas codificaciones (8b/10b) que logran el mismo resultado pero consumiendo menor ancho de banda que la codificación Manchester.

·  Las señales de datos y de reloj, se combinan en una sola que auto-sincroniza el flujo de datos.

· Cada bit codificado contiene una transición en la mitad del intervalo de duración de los bits.

·  Una transición de negativo a positivo representa un 1 y una transición de positivo a negativo representa un 0.

 CODIGO DE MANCHESTER

La Codificación Manchester diferencial (también CDP; ConditionalDePhaseencoding) es un método de codificación de datos en los que los datos y la señal reloj están combinados para formar un único flujo de datos auto-sincronizable. Es una codificación diferencial que usa la presencia o ausencia de transiciones para indicar un valor lógico. Esto aporta algunas ventajas sobre la Codificación Manchester:

·         Detectar transiciones es a menudo menos propenso a errores que comparar con tierra en un entorno ruidoso.

·         La presencia de la transición es importante pero no la polaridad. La codificaciones diferenciales funcionarán exactamente igual si la señal es invertida (cables intercambiados).

Un bit '1' se indica haciendo en la primera mitad de la señal igual a la última mitad del bit anterior, es decir, sin transición al principio del bit. Un bit '0' se indica haciendo la primera mitad de la señal contraria a la última mitad del último bit, es decir, con una transición al principio del bit. En la mitad del bit hay siempre una transición, ya sea de high hacia low o viceversa. Una configuración inversa es posible, y no habría ninguna desventaja en su uso.

Ejemplo de Codificación Manchester Diferencial.

Un método relacionado es la Codificación Manchester en el cual las transiciones significativas son las de la mitad del bit, codificando los datos por su dirección (positivo-negativo es valor '1', negativo-positivo es el otro).

Manchester Diferencial está especificado en el IEEE 802.5 estándar para Redes Token Ring, y es usado para otras muchas aplicaciones, incluyendo el almacenamiento magnético y óptico.

Nota: En la codificación Manchester Diferencial, si el '1 es representado por una transición, entonces el '0' es representado por 2 transiciones y viceversa.

v CODIGO HDB3

En HDB3 consiste en sustituir secuencias de bits que provocan niveles de tensión constantes por otras que garantizan la anulación de la componente continua y la sincronización del receptor. La longitud de la secuencia queda inalterada, por lo que la velocidad de transmisión de datos es la misma; además el receptor debe ser capaz de reconocer estas secuencias de dato

Los objetivos en el diseño de estas técnicas son:

Evitar la componente en continua.

Evitar las secuencias largas que correspondan a señales de tensión nula.