Esquemas De Codificacion 1bq5d

Esquemas de codificación de datos en LAN (Septiembre 2010) Cristian Camilo Salazar Rios, Miembro Facultad de Ingeniería, UNAL Abstracto—La información digital y analógica se pueden codificar cada una mediante señales tanto digitales como analógicas y la elección de la codificación adecuada depende de los requisitos exigidos, del medio por el cual se vaya a transmitir y de los recursos disponibles para la transmisión. Las señales digitales consisten en una serie de pulsos discretos de tensión, estas señales se pueden dividir en unipolares, en las cuales la tensión del 1 y del 0 lógico tienen el mismo signo, bipolares, en las cuales el 1 lógico se representa con un valor alto de tensión y el 0 con una tensión de valor negativo. Para tener una alta calidad en el sistema de transmisión, se debe elegir cuál es el mejor esquema de codificación, el cual establece una correspondencia entre los bits de datos y los elementos de la señal. Palabras clave— Codificación, Digital, Señal, Transmisión.

I.

INTRODUCCIÓN

En la señalización digital, la fuente de datos puede ser tanto digital como analógica, y se codifica mediante una señal digital, y la forma resultante de esta señal codificada dependerá de la elección del tipo de codificación teniendo en cuenta si se desea minimizar el ancho de banda o minimizar la tasa de errores. [1] La señalización analógica es transmitida mediante una señal continua denominada portadora, su frecuencia se elige teniendo en cuenta las características del medio por el cual va a ser enviada y puede ser modulada en amplitud, frecuencia y fase. [1] Existen cuatro técnicas de codificación de datos que son: A. Datos digitales, señales digitales Los datos binarios se transmiten codificando cada bit de datos en cada elemento de la señal, en el caso más sencillo cada bit tiene correspondencia con un elemento de la señal, por ejemplo un 1 se representa mediante una tensión alta y un 0 con una tensión baja, pero existen otros casos más complejos donde las duraciones y los espacios entre bits difieren y no necesariamente cada bit se representa por una sola tensión. [1]

Cristian Camilo Salazar Rios (teléfono móvil: 318 276 00 75; e-mail: [email protected]).

B. Datos digitales, señales analógicas El caso más conocido en este tipo de codificación es la transmisión de datos digitales por medio de la red telefónica, y se realiza pasando la señal digital por medio de un modem, el cual modula la señal convirtiéndola en una señal digital, y quien la recibe realiza el proceso inverso también por medio de un modem. [1] C. Datos analógicos, señales digitales Es correcto referirse a este proceso como la conversión de datos analógicos a datos digitales o digitalización. Cuando se han digitalizado los datos se puede dar uno de los siguientes casos: [1] • Los datos se transmiten usando NRZ-L. • Los datos se codifican usando una técnica diferente a NRZ-L, en consecuencia se necesita un paso adicional. • Los datos digitales se convierten en señales digitales. D. Datos analógicos, señales analógicas Este tipo de codificación de datos es usado principalmente cuando se desea transmitir la información analógica a una frecuencia diferente o a un ancho de banda menor, permitiendo por ejemplo la transmisión de voz sin necesidad de tener antenas gigantes, se puede modular en amplitud, frecuencia y fase. [2] A continuación se presentarán los esquemas de codificación de “datos digitales, señales digitales”. II. CODIFICACIÓN MANCHESTER El estándar IEEE 802.3 Ethernet utiliza la codificación Manchester. En este esquema un bit de datos ‘1’ es representado por un ciclo completo del reloj, pero la mitad del ciclo tiene una tensión alta y la segunda mitad tiene una tensión baja, y de manera inversa para representar un bit de datos ‘0’, como se muestra en la figura 1. [3] La transición de cada bit en la mitad del ciclo hace posible que el receptor se sincronice con el emisor, pero tiene la desventaja de que utiliza el doble de ancho de banda que una transmisión asíncrona. [3]

absoluto de la tensión, sino por la transición de la polaridad, haciéndola más eficiente contra el ruido. [1] El esquema NRZ es mas fácil de implementar, y su principal ventaja es que no duplica el ancho de banda de la señal, y su principal falla es la falta de sincronización y es muy utilizado en grabaciones magnéticas, pero no es muy atractivo para la transmisión de señales. [1]

Figura 1. Transmisión de la cadena “10110” mediante el esquema de codificación Manchester. [3]

III. DIFERENCIAL MANCHESTER En este tipo de codificación, el bit ‘1’ es indicado haciendo la primera mitad de la señal igual a la segunda mitad de la señal del bit anterior, y el bit ‘0’ es representado haciendo la primera mitad de la señal opuesta a la segunda mitad de la señal del bit anterior. Se muestra un ejemplo en la figura 2. [3] Al igual que el esquema Manchester, este es síncrono y tiene la desventaja de utilizar el doble del ancho de banda. Es usado en Token Ring. [3]

Figura 3. Transmisión de la cadena “01001” por medio de los esquemas NRZ y NRZI. [1]

V. BIFASE Las técnicas que se encuentran dentro de bifase, nacen para superar las dificultades que se encuentran en la codificación NRZ. Dentro de las técnicas bifase se encuentran las ya mencionadas Manchester y diferencial Manchester, en las cuales se da una transición en la mitad del intervalo. [1] Dentro de los sistemas bifase se encuentran las siguientes ventajas: [1] • Sincronización: Debido a que siempre se realizan transiciones, el receptor se puede sincronizar con el emisor, a estos sistemas se les conoce como auto sincronizados. • Detección de errores: Si no se realiza alguna transición esperada, es fácil detectar el error, y es difícil que el ruido afecte la señal, ya que este tendría que invertirla para poder afectarla. • No tiene componente en continua.

Figura 2. Transmisión de la cadena “10110” mediante el esquema de codificación diferencial Manchester.

IV. NRZ (NONRETURN TO ZERO) La forma más usual de transmisión de señales digitales es utilizar un nivel de tensión diferente para cada uno de los bits, en esta estrategia, el valor de tensión se mantiene constante en el intervalo de duración del bit, es decir, no hay transiciones, no hay retorno al cero. [1] Una de las variantes del NRZ es el NRZI (NonReturn to Zero, Invert on ones), en el cual los datos se codifican mediante la presencia o ausencia de transición en la señal. El bit ‘1’ se codifica mediante la transición de baja tensión a alta tensión, mientras el bit ‘0’ se codifica con la ausencia de transición. [1] El NRZI es un ejemplo de codificación diferencial, ya que la identificación de los bits no se hace por medio del valor

REFERENCES [1] [2] [3]

W. Stallings “Comunicaciones y redes” 6th edición, pp. 121-131. http://unergteleinformatica.blogspot.es/1215555660/, “Teleinformática”, modulación analógica. 6-Septiembre/2010 http://www.rhyshaden.com/encoding.htm , “DataNetwork Resource”, Data Encoding techniques. 6-Septiembre/2010.