UNTECS Telecom II Clase 7
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INGENIERÍA ELECTRÓNICA
Y TELECOMUNICACIONES
Introducción
1 1 0 1 0 0 1
Hola, como estas ?
Correo electrónico
Como se transmiten los datos
por el medio?
Codificación de línea
INGENIERÍA ELECTRÓNICA
Y TELECOMUNICACIONES
Transmisión de Datos
fuente de
información
Transductor
de entrada
Codificador de
Fuente
Modulador
Digital Codificador de
Canal
Canal
Transductor
de salida
Decodificador de
Fuente
Demdulador
Digital Decodificador de
Canal
información de
salida
Transmisor
Receptor
INGENIERÍA ELECTRÓNICA
Y TELECOMUNICACIONES
Transmisión de Datos
Canal información
digital
binaria
ruido, atenuación, retardo
CONVERTIDOR DE
VALORES LÓGICOS A
SEÑAL ELÉCTRICA
información
digital
binaria
TX
REGENERACIÓN DE
SEÑAL ELÉCTRICA Y
CONVERSIÓN A
VALORES LÓGICOS
RX
Transmisión en Banda Base:
el canal permite la transmisión
directa de la señal eléctrica que
representa los datos
señal
eléctrica
INGENIERÍA ELECTRÓNICA
Y TELECOMUNICACIONES
Transmisión de Datos
ruido, atenuación,
retardo, restricción de
ancho de banda, rango
de frecuencias diferente
a la señal digital
Transmisión en canal Pasa Banda:
el canal no permite la transmisión directa de la
señal eléctrica que representa los datos,
usualmente presenta un rango de frecuencias
diferente a la señal digital y/o una restricción del
ancho de banda disponible
señal
eléctrica
modulada información
digital
binaria
MODULADOR
(ADECÚA LA
DENSIDAD ESPECTRAL
DE LA SEÑAL DIGITAL)
CONVERTIDOR DE
VALORES LÓGICOS A
SEÑAL ELÉCTRICA
RX
DEMODULADOR
(REGRESA AL ORIGEN LA
DENSIDAD ESPECTRAL
DE LA SEÑAL DIGITAL) señal
eléctrica
modulada
REGENERACIÓN DE
SEÑAL ELÉCTRICA Y
CONVERSIÓN A
VALORES LÓGICOS
PROCESAMIENTO
PARA EFICIENTAR LA
TRANSMISIÓN
PROCESAMIENTO
INVERSO
PARA EFICIENTAR LA
TRANSMISIÓN
Canal
información
digital
binaria
TX señal
eléctrica
señal
eléctrica
INGENIERÍA ELECTRÓNICA
Y TELECOMUNICACIONES
Transmisión de Datos
Canal
CONVERTIDOR DE
VALORES LÓGICOS A
SEÑAL ELÉCTRICA
(CODIFICACIÓN DE
LÍNEA)
información
digital
binaria
TX
1 1 0 1 0 0 1
REGENERACIÓN DE
SEÑAL ELÉCTRICA Y
CONVERSIÓN A
VALORES LÓGICOS
información
digital
binaria
RX
1 1 0 1 0 0 1
INGENIERÍA ELECTRÓNICA
Y TELECOMUNICACIONES
Transmisión de Datos
1 1 0 1 0 0 1
t
t
t
información
digital binaria
señal eléctrica
transmitida
señal recibida
t
señal de sincronización
para muestrear
la señal recibida
valores
obtenidos
bT
bTbTbV 1Tiempo de duración de un bit Velocidad de la información digital (bits por
segundo, bps)
t
señal recibida
filtrada
df Velocidad de los datos expresada en herz
INGENIERÍA ELECTRÓNICA
Y TELECOMUNICACIONES
Esquema de la codificación en banda base
Canal información
digital
binaria
CONVERTIDOR DE
VALORES LÓGICOS A
SEÑAL ELÉCTRICA
información
digital
binaria
TX
REGENERACIÓN DE
SEÑAL ELÉCTRICA Y
CONVERSIÓN A
VALORES LÓGICOS
RX
Para la transmisión de información digital es necesario representar
ésta a través de una señal.
A las diversas formas en que puede representarse la información
digital como señales se les denomina Códigos de Línea.
señal
eléctrica
1 1 0 1 0 0 1
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Codificación de línea
• Se puede transmitir una señal digital de 2 formas: en banda base o en banda ancha (con modulación digital).
• Transmitir en banda base significa enviar una señal digital sobre un canal sin cambiarla a analógica.
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Codificación de línea
• Los datos, en forma de texto, números, imágenes gráficas, audio o voz, se almacenan en la memoria de un PC en secuencia de bits, “0”s y “1”s. Estos números binarios deben convertirse a señales digitales, es decir a niveles de voltaje o corriente (u otro tipo de símbolos) para su transmisión por la línea. Este proceso se llama codificación de línea.
La codificación de línea es el proceso de convertir datos digitales en
señales digitales
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Codificación de línea
• Bit. En las comunicaciones de datos, el objetivo es enviar bits de datos. Un bit es la entidad más pequeña que puede representar un elemento de información.
• Símbolo. En una comunicaciones de datos digitales, los bits son transportados por símbolos (variaciones de voltaje). Un símbolo es la unidad más corta (en cuanto a tiempo) de una señal digital.
En otras palabras, los bits son transportados; los símbolos son los portadores.
La tasa de bit es el número de bits enviados en 1 segundo. Su unidad es el
bps.
La tasa de símbolos es el número de símbolos enviados en 1 segundo.
La unidad es el baud.
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Codificación de línea
Relación entre la tasa de bit y de símbolos La relación depende del número de bits que son transportados por cada símbolo. Una analogía puede ayudar: suponga que un bit es una persona y un símbolo es un vehículo. Un vehículo puede transportar una o más personas.
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Codificación de línea
• En este tipo de modulación se codifica una señal digital en otra señal digital que se transmite al medio. Luego en el otro extremo, el decodificador decodifica y entrega la señal original al receptor.
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Codificación de línea
Los factores que determinan la performance de un receptor al interpretar la señal recibida son:
• La relación señal a ruido (S/N)
• La velocidad de transmisión
• El ancho de banda
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Codificación de línea
Algunas de las propiedades de los códigos de línea:
• Auto sincronización: Contenido suficiente de señal de temporización (reloj) que permita identificar el tiempo correspondiente a un bit.
• Capacidad de detección de errores: Debe ser posible detectar y si es viable, corregir el error en la detección.
• Baja probabilidad de error de bits: inmunidad al ruido (problema de interferencia intersímbolos)
• Transparencia: Independencia de las características del código en relación a la secuencia de unos y ceros que se transmita.
• Eficiencia: La eficiencia puede ser determinada comparando la capacidad de la información original y de su código equivalente. (Probabilidad de cada evento; Probabilidad de cada nivel del código)
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Codificación de línea
• La codificación de línea se puede entender como …
Las diferentes maneras de representar los unos y ceros
que componen una señal digital para adaptarla
eficientemente al medio de transmisión.
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Esquema de codificación de línea
• Se pueden dividir en 5 categorías. En cada una de ellas pueden haber varios esquemas.
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Códigos de línea
Capacidad de
detección de errores
Inmunidad al ruido
Densidad espectral de
potencia
Ancho de banda
Transparencia
Autosincronización Contenido suficiente de señal de temporización
(reloj) que permita identificar el tiempo
correspondiente a un bit. La definición del código incluye el poder detectar un
error y, en ocasiones, corregirlo.
Capacidad para detectar adecuadamente el valor de
la señal ante la presencia de ruido –baja probabilidad
de error-
Igualación entre el espectro de frecuencias de la
señal y la respuesta en frecuencia del canal de
transmisión.
Contenido suficiente de señal de temporización
(reloj) que permita identificar el tiempo
correspondiente a un bit. Independencia de las características del código en
relación a la secuencia de unos y ceros que se
transmita.
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Esquema de codificación de línea
Unipolar
lógica positiva el 1 binario se representa con un nivel alto (+A) y un 0 binario con un nivel cero
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Esquema de codificación de línea
Unipolar NRZ
• Utiliza 2 niveles de voltaje TTL.
Problema 1: tiene un componente de DC, no compatible para algunos
equipos y medios. No se utiliza en comunicación de datos.
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Esquema de codificación de línea
Características del código Unipolar
• Es muy sencillo de implementar circuitalmente
• Es imposible la extracción del reloj si NRZ (hay que transmitir el reloj)
• Existe una componente muy alta de DC
• Ancho de banda de transmisión muy alto
• Poco inmune a interferencia por ruido e intersimbólica.
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Esquema de codificación de línea
Polar
Los unos y cero binarios se representan por medio de niveles positivos y negativos.
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Esquema de codificación de línea
Características del código Polar
• Mas eficiente que el unipolar
• Tiene componente de DC porque los símbolos son no son totalmente equiprobables.
• Su espectro tiene la mayor parte de energía en las componentes de baja frecuencia, lo cual lo hace susceptible al ruido, además si tiene cadenas de cerro se incrementa las componentes de baja frecuencia.
• Es imposible la extracción del reloj si NRZ (hay que transmitir el reloj
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Esquema de codificación de línea
Polar NRZ-L y NRZ-I
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Esquema de codificación de línea
Polar RZ
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Esquema de codificación de línea
Polar bifásica Manchester Cada uno lógico se representa por medio pulso de bit con transición de un nivel de tensión positivo (+V) a un nivel de tensión negativo (-V). El cero lógico se representa en un formato inverso.
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Esquema de codificación de línea
Polar bifásica Manchester diferencial
Siempre existe transición (báscula) en la mitad del bit; Existe una transición adicional al inicio del bit si es un “0” y no hace la transición si es un “1” lógico
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Esquema de codificación de línea Características del código Manchester
• Este código no tiene DC
• El reloj puede extraerse de la señal, incluso para cadenas largas de 0 o de 1.
• El código Manchester diferencial permite detectar errores
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Esquema de codificación de línea Bipolar
Los unos (1) binarios se representan por medio de valores alternadamente negativos y positivos, los ceros (0) se representan con nivel cero. AMI.
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Esquema de codificación de línea Características del código Bipolar
• La información de reloj puede extraerse de la señal codificada, excepto para secuencias largas de 0
• Este código no tiene DC, Pocas componentes de baja frecuencia
• El código permite detectar errores de un bit analizando la alternancia de los 1, si un 0 se convierte en 1 ocurre violación de código.
• En comparación del código unipolar requiere el doble de la potencia
• El ancho de banda es mas pequeño que los códigos anteriores
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Esquema de codificación de línea
Multinivel 2B1Q
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Esquema de codificación de línea
Código HDB (n):
• Es un código bipolar de alta densidad. El mas utilizado es cuando n = 3. Posee una variante y es que evita las cadenas sucesivas de ceros. Cuando vienen n ceros consecutivos, para nuestro caso tres, reemplaza un cero por un uno de la misma polaridad del uno anterior, ocasionando una violación en la regla de la polaridad alterna.
• La secuencia “0000” se reemplaza por la codificación “000V” donde V es la polaridad del ultimo uno lógico.
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Esquema de codificación de línea
Características del código HDB3
• Se utiliza para eliminar problemas de sincronismo del código AMI cuando se presentan largas cadenas de ceros.
• Permite detectar errores cuando en la siguiente
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Aplicaciones de Código de Línea
Red de Área Local
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Aplicaciones de Código de Línea
•los códigos NRZ se usan con frecuencia en las grabaciones
magnéticas.
•El RS-232 usa NRZ con los siguientes valores: para 1 entre -
3V y -25V; y para 0 entre +3V y +25 V.
•El código AMI, se utiliza para minimizar el efecto de la
diafonía, es decir el acoplamiento electromagnético indeseable
entre pares de un cable telefónico.
•Es uno de los códigos más empleados en la transmisión digital
a través de redes WAN.
•Los códigos Manchester se utiliza en redes LAN Ethernet