miércoles, 30 de junio de 2010

codificación bifase

Entre las codificaciones bifase como alternativa, y que superan las limitaciones presentadas en las NRZ
Se divide en Codificación Manchester y la derivación de esta la Manchester Diferencial.



MANCHESTER 
También llamada codificación bifase-L, 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. la desventaja es que consume el doble de ancho de banda que una transmisión asíncrona, es sólo un caso especial de la Modulación por desplazamiento de fase, donde los datos que van a ser transmitidos controlan la fase de una onda rectangular portadora
La codificación Manchester se usa en muchos estándares de telecomunicaciones, como  Ethernet.
Tiene las siguientes características
Transición en mitad del intervalo de duración del bit
La transición sirve como reloj y para transmitir el dato
Transición Bajo a Alto representa “1”
Transición Alto a Bajo representa “0”


MANCHESTER DIFERENCIAL


También denominada CDP; Conditional DePhase encoding),  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. con estas ventajas sobre la Manchester:
  • Detectar transiciones esta menos dispuesto a errores que comparar con tierra en un entorno ruidoso.
  • La presencia de la transición es esencial pero no la polaridad. La codificaciones diferenciales funcionarán exactamente igual si la señal es invertida (cables intercambiados).
Cuando el bit, es  uno inicial, se desplaza en la mitad del bit hacia arriba, en adelante cada bit uno indica cambio de proceso, en cambio el cero realiza el mismo proceso que el bit anterior si es inicial el '0' se orienta hacia abajo,  con cero subiendo para bajar o bajando para subir; o también, 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 alto a bajo o contrario. Una configuración inversa es posible, y no habría ninguna desventaja en su uso.

Transición en mitad del intervalo usado sólo para sincronizar.
La transición al principio del intervalo del bit representa “0”.
La ausencia de transición al principio del intervalo representa “1”
Nota: este es un esquema de codificación diferencial.



Codificación Bipolar

Binario Multinivel (o bipolar)

La codificación digital bipolar, utiliza tres valores:
Positivo
Negativo
Cero
El nivel de voltaje cero se utiliza para representar un bit "cero". Los bits "uno" se codifican como valores positivo y negativo de forma alternada. Si el primer "uno" se codifica con una amplitud positiva, el segundo lo hará con una amplitud negativa, el tercero positiva y así sucesivamente. Siempre se produce una alternancia entre los valores de amplitud para representar los bits "uno", aunque estos bits no sean consecutivos

Bipolar-AMI Alternate Mask Inversion
Es la codificación bipolar mas sencilla
0 representado por ausencia de señal
1 representado por pulsos de polaridad alternante
No hay pérdidas de sincronismo para una larga cadena de unos (sí existe problemas para largas cadenas de ceros consecutivas)
No tiene componente continua
Menor ancho de banda que NRZ
Sencilla detección de errores.


Pseudoternario
Unos representados por ausencia de señal
Ceros representados por pulsos de polaridad alternante
No tiene ventajas ni inconvenientes respecto al Bipolar-AMI excepto en lo referente a la perdida de sincronismo en unos (1)

DESVENTAJAS DEL BINARIO MULTINIVEL
No tan eficiente como el NRZ
Cada elemento de señal sólo representa un bit
En un sistema de 3 niveles, lo que daría en log23 = 1.58 bits de información
El Receptor debe distinguir entre tres niveles (+A, -A, 0)
Necesita mas o menos 3dB más de potencia de señal para la misma probabilidad de error
Dada una relación S/N, la tasa de error por bit de NRZ es menor que en binario multinivel

B8ZS (Norteamérica)
Bipolar con 8 Ceros de Sustitución
Basado en el AMI bipolar, es decir actúa como tal hasta cuando encuentra un octeto.
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
Se activa si aparece un octeto con todos ceros:
el último valor de tensión anterior a dicho octeto(+), se codifica como 000+-0-+
y si el último valor anterior fue negativo, se codifica como 000-+0+-


HDB3 (Europa y Japón)

Actua basándose en el Ami,  que cumple las condiciones para codificar en la banda base, al ser bipolar elimina la componente de continua, hasta que encuentra mas de tres ceros consecutivos, momento en el cual se introducen cambios en la señal, produce una violación en la señal.
Alta Densidad Bipolar 3 Ceros
Basado en AMI bipolar
Adecuado para transmisión a altas velocidades
Cuando la polaridad anterior es positiva y si es par será luego de 3 ceros positiva y si es negativa sera negativa, cuando fuera impar vendrá +00+ en negativa y -00- en positiva. Con este proceso y enviar 2 pulsos continuos de la misma polaridad, se viola la polaridad aceptada y es reconocida por el receptor.


Codificacion unipolar

No Retorno a Cero (NRZ)
ventajas e inconvenientes

Ventajas:
Fácil de implementar
Uso eficaz del ancho de banda
Inconvenientes
Componente continua (DC)
Ausencia de la capacidad de sincronización
Usados para grabaciones magnéticas
No usados para transmisión de señales
Ausencia de tensión para 0 y tensión para 1

No Retorno a Cero-Nivel (NRZ-L)
Nonreturn to zero - Level

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 1 o negativa, tensión constante positiva para 0.
Más habitual, tensión negativa para un valor y tensión positiva el otro valor.




No Retorno a Cero Invertido (NRZI)
Nonreturn to Zero Inverted

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
Ejemplo de codificación diferencial








Codificacion de Datos1

Datos Digitales y su transmisión como señales digitales
Señal digital: secuencia de pulsos de tensión
Discreto, pulsos de tensión discontinuos
Cada pulso es un elemento de señal
Datos binarios codificados en elementos de señal
Esquemas de Codificación
CODIFICACIÓN UNIPOLAR
Es sencilla y barata, pero presenta problemas como la dificultad de extraer la señal de reloj.
No Retorno a Cero. (NRZ)
No Retorno a Cero por nivel (NRZ-L)
No Retorno a Cero Invertido. (NRZI)

BINARIO MULTINIVEL
(Bipolar-AMI, Alternate Mask Inversion)
Pseudoternarios
B8ZS (Bipolar con 8 ceros de sustitución)
HDB3 (Bipolar de Alta Densidad con 3 ceros)

Bifase:
Manchester y Manchester Diferencial