Curso Telecom III - 2012 Codigos_Linea (1)

11

Curso: Telecomunicaciones IIICurso: Telecomunicaciones III

Código del Curso : IT – 515 –Código del Curso : IT – 515 –MMIng. Luis Degregori C. (Código de Línea)

22

• Conformado básicamente por estas 02 etapas:

1.Banda Base { Mediante Códigos de Línea2.Pasa Banda { Modulación

M. Digital Binaria ASK, PSK, FSKM. Digital Multinivel QAM, 32 PSK, 64 QAM........

Transmisión DigitalTransmisión Digital

33

Línea Dedicada / ConmutadaLínea Dedicada / Conmutada

E1

MUX DMUX MUX DMUX

Ch9 15

Dedicada

E1

Línea Conmutada - Ventajas•Comunicación con cualquier PC (o Modem)•Económica•Línea exclusiva para la comunicación

En la transmisión digital se pueden tener 02 tipos de línea:

44

Fundamentos de TransmisiónFundamentos de Transmisión

Línea ConmutadaDesventajas• BW limitada ( 300 - 3400 Hz ) en RTB• Demora en el establecimiento de la conexión• Velocidades pequeñas en datos (dependen del modem)

55

Ventajas:• No entra en proceso de conmutación• Presenta mejor ancho de banda (BW)

Desventajas:

• Solo se puede comunicar entre 2 puntos• Es costosa

Línea Dedicada:Línea Dedicada:

66

Tipos de TransmisiónTipos de Transmisión

TX RX

TX

RX TX

RX

TX

RX TX

RX2 hilos

2 hilos

TX Simplex

TX Half duplexó Semiduplex.

TX Full duplex

Ej. PC printer

Ej. Modem H.Duplex

Ej. Línea dedicada

Es otra forma de clasificación:

77

Modos de Transmisión. Modos de Transmisión.

Podemos clasificar por el modo de Transmisión digital, existen 02 formas, en modo SERIE ó PARALELO.Debido al costo el modo SERIE es el mas utilizado, existiendo dentro de este modo 03 sub-clases:•La Tx. Asíncrona,•La Tx. Sincrona y•La Tx. Isócrona.

88

TX SERIE:TX SERIE:

TX Asíncrona, se caracteriza por que las señales que forman un carácter (un byte), se transmiten precedidas por un bit de arranque (start) y seguidas al menos de un bit de parada (stop).Entre 02 caracteres puede mediar cualquier separación.Es un tipo de transmisión adecuado para comunicaciones simples.

99

TX SERIE:TX SERIE:

Parad a

b 1 b 2 b 3 b 4 b 5 b 6 b 7 b 8

Parad a

b it d e p arid ad

C aracter

T bit de parada 1.5 t bitT bit de arranque = t bitP bit de paridad: control error

TX Asíncrona

1010

TX SERIE:TX SERIE:

11 5 0 0 0b its

10000carac teres

(8+1+1+1.5) = 11.5 tb

TX Asíncrona

Velocidad de transmisión: 2,400 bpsTiempo para la transferencia de informacion:

115,000/2,400 = 47.9166 s

1111

TX SERIE:TX SERIE:

TX Asíncrona

1212

TX SERIE:TX SERIE:

TX Síncrona, se caracteriza por que los datos que son emitidos por el Tx. Son controlados por una CLK (Base de tiempos).La separación entre caracteres es siempre un numero entero de bits.Este tipo de Tx. Es el mas común en las comunicaciones digitales por que tiene una elevada eficiencia, aunque técnicamente existe una mayor complejidad.

1313

TX SíncronaTX Síncrona

0111 1110 AD C DATA CRC FLAG

FLAG: 0 1 1 1 1 1 1 0AD: DirecciónC: ControlDATA: Nivel 3CRC: Codificación por redundancia Cíclica

Trama 256 octetosSgte. trama

256 octetos 251 octetos de data

1 1 1 251 2

1414

TX SíncronaTX Síncrona

0111 1110 AD C DATA CRC FLAG

Trama 256 BytesSgte. trama 1 1 1 251 2

10,000 Bytes/256 = 39.0 Tramas39*251*8 = 78,312 bits de data10,000 – 9,789 = (211 + 5)*8 = 1728 bitsTotal de Bits = 80,040Velocidad 2,400Tiempo de transmisión = (80040/2400) = 33.35

1515

TX SERIE:TX SERIE:

TX IsócronaSe requiere para ciertos casos, como es el de una señal de video y audio en tiempo real.Aquí los retardos desiguales entre tramas, no son aceptables para una Tx. De calidad, por esto la transmisión síncrona termina fallando.Para este tipo de aplicaciones no solo se requiere sincronizar los caracteres sino el flujo total de bits. La Transmisión Isócrona garantiza este tipo de requerimiento.

1616

Códigos de Transmisión DigitalCódigos de Transmisión Digital

Nivel 2 { 0111 11100 ...

Nivel 1 Señal Eléctrica

Transmisión Banda BaseTransmisión por CableTransmisión por codigo de línea

1717

Características de la Línea de Características de la Línea de TXTX

En la transmisión de señales digitales, es necesario:

a) Contar con modems adecuados dependiendo del tipo de transmisión (asincrona ó sincrona), los cuales siguen una serie de normas de la UIT.

b) Garantizar una sincronización entre los extremos de la comunicación, para recuperar la señal con un mínimo de errores.

1818

Características de la Línea de Características de la Línea de TXTXLos mensajes al viajar a traves de los medios físicos pueden tener alguna distorsión (es probable la existencia de errores).

Por esa razón tambien se han concebido códigos de detección y correción de errores.Estos modems tambien suelen realizar la compresión de los datos.

1919

Características de la Línea de Características de la Línea de TXTX

f1 f2

El modem convierte una señal digital en analógica y traslada el espectro de la señal sobre la portadora f2

Ancho de banda0

2020

a) La codificación de línea, es un proceso que

consiste en convertir:

DATOS digitales SEÑALES digitales.

a) Esta codificación convierte una secuencia

de bits en una señal digital.

Códigos de LíneaCódigos de Línea(CONVERSION DIGITAL-DIGITAL)(CONVERSION DIGITAL-DIGITAL)

2121

Luego la Codificación de línea, consiste

en adecuar los niveles lógicos

estandarizados por tecnologías como TTL

ó CMOS, a una forma mas adecuada para

su transmisión por una línea telefónica.

Códigos de LíneaCódigos de Línea(CONVERSION DIGITAL-DIGITAL)(CONVERSION DIGITAL-DIGITAL)

2222

Códigos de LíneaCódigos de Línea

Codificador Decodificador

0101…10 0101…10Datos digitales

Datos digitales

ENLACE

Señal digital

Los datos, que representan un texto, números, audio ó video, se almacenan en la memoria ó el HDD de una PC como una secuencia de bits.

2323

Deben caracterizarse por:

1.Una buena Densidad Espectral de Potencia

2. Detectar y/o corregir Errores

3. Buena Sincronización de Relojes

4. Componente Continua Nula (DC= 0)

Característica de los CódigosCaracterística de los Códigos de Líneade Línea

2424

Tipos principales de los Tipos principales de los CódigosCódigos de Líneade Línea

UNIPOLAR

POLAR

BIPOLAR

MULTINIVEL

MULTITRANSMISION

Códigos de Línea

MLT-3

2B/1Q, 8B/6T y 4D - PAM5

AMI y pesado ternaria

NRZ

NRZ, RZ y Bifásica. ( * )

( * ): Manchester y Manchester diferencial.

¡Se pueden dividir en 05 grandes categorías!

2525

Código NRZ (sin retorno a cero)•Se denomina NRZ por que la señal no retorna a cero a mitad del bit.•Utilizado para cortas distancias• Usado en equipos digitales (internamente)

Ejemplos de CódigosEjemplos de Códigos

1 0 1 1 1

V

+

t

1. X2. X3. X4. X

0

UNIPOLAR

2626

Código NRZ (sin retorno a cero)•En este método de codificación , cada valor lógico “0” y “1” toman un valor distinto de tensión.


DATOS

SEÑAL

0 0 1 1 0 1 0 0

2727

Código NRZ - Polar

Ejemplos de Códigos:Ejemplos de Códigos:

En los esquemas polares los voltajes se encuentrana ambos lados del eje del tiempo.Se pueden tener 02 tipos de codificación NRZ polar.El NRZ – L: donde el nivel del voltaje determina el valor del bit. El NRZ – I: donde la inversión ó falta de inversión determina el valor del bit.

2828

Código NRZ – Bipolar (NRZ – L)


1. X2. X3. X4.

1 0 1 1 1+

V

t-

TIENE BAJA COMPONENTE DC

2929

Código NRZ – Bipolar. (NRZ – L)•En este método de codificación , cada valor lógico “0” y “1” toman un valor y signo distinto de tensión.


DATOS

SEÑAL

0 0 1 1 0 1 0 0

3030

Código NRZ – I, Bipolar. (NRZ – Invertido)

En este método de codificación: Sin Inversión, el siguiente bit es cero. Con inversión, el siguiente bit es uno.


DATOS

SEÑAL

0 0 1 1 0 1 0 0

Sin Inversión, el siguiente bit es cero.Con inversión, el siguiente bit es uno.

3131


•El principal problema de los códigos NRZ es el de la sincronización.

•El receptor no sabe cuando ha terminado un bit o cuando a comenzado el siguiente.

•Una solución es la codificación con retorno a cero (RZ).

3232

Código RZ – Unipolar.

En este método de codificación, cuando el bit (dato) sea un “1” lógico, la primera mitad del periodo de la señal tiene una tensión, estando sin ella el resto de los casos.


3333

Código RZ - Unipolar


1. X2. X3. (111...) X(000...)4. X

128000 baudios64000 bps

1 0 1 1 1+

V

t-

1 0 0 0 1 0 1 0 1 0

3434

Código RZ - Unipolar


0 0 1 1 0 1 0 0

1 1

1

0 0 0 0 1 0 1 0 0 0 1 0 0 0 0 0

Datos

Código

Señal

3535

Código RZ – Polar.

Este método de codificación, se concibió para mejorar el tema de la sincronización que se había mejorado algo en el RZ – unipolar.Se utilizan 03 valores, uno positivo, uno negativo y cero.La señal cambia a cero en cada mitad del bit.


3636

Código RZ - Bipolar


1. X2. X3. 4.

1 0 1 1 1+

V

t-

El voltaje positivo se da cuando se tiene un “1”.El voltaje negativo se da cuando se tiene un “0”.La señal cambia a cero en cada mitad del bit.

3737

Código AMI (Alternate Mark Inversion) • Empleado en RDSI


•Es una forma de codificación bipolar.•Aquí un voltaje nulo representa un “cero” binario.•Los “unos” binarios se representan alternando voltajes positivos y negativos.

3838

Código AMI (Alternate Mark Inversion) • Empleado en RDSI


1. 2. 3. 4.

1 0 1 1 1+

V

t-

+ +- -

3939

Código AMI Código AMI (Alternate Mark Inversion)(Alternate Mark Inversion)

"S"

MT1

2B - 1Q

RDSI

0 1 0 1 1+

V

t-

0 0

Punto de referencia “S”Terminal de la red 1

4040

Código AMI Código AMI (Alternate Mark Inversion)(Alternate Mark Inversion)

En realidad es un tipo de código tipo RZ – BIPOLAR, con la propiedad que facilita la detección de errores, por que un error en cualquiera de los bit produce una violación bipolar (cuando se recepcionan 2 ó mas ceros o unos consecutivos).

4141

AMI - RZAMI - RZ

1 0 1 1 0+

V

t-

1

tbf

Ancho de Banda1/

64000

4242

1

2

TbTb

2 tb .1

64000seg

1

tb.64000

1

seg

1

2

tb.2 64000 .128000 Hz

1seg .64000 bits

tb 1bit

AMI - RZAMI - RZ

4343

F iltro

10

1

AMI - AMI - RZRZ

4444

AMI - RZAMI - RZ

• Ventaja:Tiene una armónica en 68000 que sirve para el CLK

•DesventajaRequiere mayor ancho de banda +

-

V R 1

V R 2

Señal a la entrada del repetidor

Señal a la salida del repetidor

4545

CODIGO HDB-3CODIGO HDB-3

Es una variacion del AMI.

Producen señales con polaridad alterna, cuando el bit es un “1” logico.

Estas señales tienen un duty cycle del 50%.

En el HDB3 se reemplazan grupos de 4 ceros, por 1 o 2 señales.

4646


En el HDB3 se viola el criterio de alternancia.

Esta violación permite reducir la componente continua y detectar errores.

Este código permite un mejor sincronismo.

4747


En este caso, el cuarto cero se sustituye por un estado de señal no permitido en el código.

En las violaciones siguientes, para minimizar la componente DC:“Si la última violación fue positiva, la siguiente debe ser negativa y viceversa”.

Esta condición se determina dependiendo si el número de pulsos desde la última violación es par o impar y dependiendo de la polaridad del último pulso anterior a la aparición de los cuatro ceros.

4848


•Esta condición se determina dependiendo si el número de pulsos “1” desde la última violación es par o impar y dependiendo de la polaridad del último pulso anterior a la aparición de los cuatro ceros.

•HDB3 ("High Density Bipolar-3 Zeros"):

Número de 1´s desde la Número de 1´s desde la última sustituciónúltima sustitución

PARPAR IMPARIMPAR

Pulso anterior positivoPulso anterior positivo -B00-V-B00-V 000+V000+V

Pulso anterior negativoPulso anterior negativo +B00+V+B00+V 000-V000-V

4949


H D B - 3

# de 0’s consecutivosBipolarDensityHigh 0 0 0 V+

0 0 0 V-B 0 0 V+B 0 0 V-1 0 10 0 0 0 0 0 0

B 0 0 V - 0 0 0 V +

Códigos utilizados

HDB3 sustituye 4 ceros consecutivos con 000V ó B00V, dependiendoDel numero de pulsos distinto de cero después de la ultima sustitución.

5050

HDB-3HDB-3

• “1” Siguen la regla de alternancia (AMI- RZ)• “V” Son alternados V+ ... V- ... V+

( Viene de la secuencia anterior)

0 0 0 0 0 0 0 1

B 0 0 -V 0 0 V+B 1 0 0V-

0 0 0 00

0

...

5151

HDB-3HDB-3

1 0 0 0 1 01 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 011

0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

5252

Manchester

En este método de codificación , los valores lógicos no se representan como niveles de la señal, sino como transiciones en la mitad de la celda del bit. Un flanco de bajada representa un cero y un flanco de subida representa un uno.

0 0 1 1 0 1 0 0

Datos

Señal

Manchester

Las Ethernet LANs (Redes de área local Las Ethernet LANs (Redes de área local Ethernet), como la Ethernet), como la 10Base-T, 10Base-T, Usa el Usa el código Manchester para la transmisión. código Manchester para la transmisión.

Aquí dos niveles representan un bit. Aquí dos niveles representan un bit.

5353

Manchester

10Base-T: continuac.----10Base-T: continuac.---- Una transición bajo → alto a la mitad Una transición bajo → alto a la mitad

del bit representa un `1'. del bit representa un `1'. Una transición alto → bajo a la mitad Una transición alto → bajo a la mitad

del bit representa un `0'. del bit representa un `0'. No existe componente continua (DC). No existe componente continua (DC). Utiliza V+ y V -. Utiliza V+ y V -.

5454

5555

Manchester

A consecuencia de las transiciones para cada bit , el requerimiento del ancho de banda para esta codificación: Es el doble comparado con las comunicaciones asíncronas, y el espectro de la señal es mayor.

5656

Manchester DiferencialUn bit '1' se indica haciendo en la primera mitad de la señal sea 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.

5757

Miller o Codificación Por Retardo

1 0 0 1 1 0 1

“1” retiene la polaridad medio periodo de bit

“0” retiene la polaridad 1 periodo de bit

Si el siguiente bit es “0”habrá una transición al

final del bit.

5858

Código 2B - Código 2B - 1Q1QEn este código su nomenclatura seria:

2 BINARIO y 1 CUATERNARIO.

Es un sistema de Código Multinivel.B significa el dato, en este caso es binario.Q indica que se tienen 4 niveles.

5959

Los esquemas multinivel se han desarrollado con la finalidad de aumentar la velocidad de datos y minimizar el ancho de banda requerido.

Se busca incrementar el numero de bits por baudio, codificando:Un patrón de “m” elementos de DATOS enun patrón de “n” elementos de SEÑAL.

Código 2B - Código 2B - 1Q1Q

6060

Solamente existen 02 tipos elementos de datos (0 y 1), lo que significa que un GRUPO de “m” elementos de datos pueden producir un combinación de 2m PATRONES de DATOS.

Si tenemos “L” niveles diferentes, entonces podemos obtener Ln combinaciones de patrones de señal.


6161

En este código la tasa de señales, obtenida en este código es aproximadamente N/4.

Usando el código 2B – 1Q, se logran enviar datos a una velocidad dos veces mas rápido que el código NRZ – L.

Este código 2B1Q se utiliza en la tecnología DSL y RDSI a través de las líneas telefónicas.


6262

0 1 1 00 0 1 1 00 0 1

1

3

-1

-3

PC portátil

2B /1Q

.2 tb1

.1

2

1

tb1

.1

264000 32000Hz

Niveles (Codigo Gray): “3” = + 450 mV, “1” = + 150 mV “-3” = - 450 mV, “-1” = - 150 mV

Dbits


6363

Código 4B - Código 4B - 3T 3T En este código su nomenclatura seria:

4 BINARIO y 3 TERCIARIO.

Es un sistema de Código Multinivel.B significa el dato, en este caso es binario.T indica que se tienen 3 pulsos:• Positivo, Cero y Negativo.

6464

0 0 0 0 + +0 + 0 – 4 bits

4 tb

+ +04B - 3T

4tb .3

1

.3

4

1

tb1

..3

464000 Hz .48000 Hz

1.4 Tb

1.3

48000 baudios64000 bps

3

Código 4B - Código 4B - 3T 3T

6565

2 2 2 2x x xb1 b1 b1 b10 0 0 00 0 0 10 0 1 0

1 1 1 1

3 3 3x xT1 T1 T1+ 0 0+ 0 -+ 0 ++ - 0+ - -

(27 )

16

11

16 27

No se usan 03 pulsos nulos.

Código 4B - Código 4B - 3T 3T

6666

Símbolos ternarios: 03 niveles +, - , 008 bits son codificados en 6 simbolos ternarios.06 symb. Ternarios= 36 = 729 combinaciones posibles (solo usamos 256 combinac. para Dx).

En 100 base T4, se usan 3 pares (2 symb/par)

Ratio Baud= +(100 Mbps ÷08 bits)*(6 bauds/3).= 25 Mbaud por par.

Código 8B – Código 8B – 6T6T

CODIGO 4B/5BCODIGO 4B/5B

• ElEl 100-Base-Tx 100-Base-Tx usa el código 4B/5B, usa el código 4B/5B, mediante 16 conjuntos de 4 bits – “mediante 16 conjuntos de 4 bits – “nibble”nibble”, , (subconjuntos de 16 codigos de 32 posibles) (subconjuntos de 16 codigos de 32 posibles) transmitiendo codificado como símbolos de 5 transmitiendo codificado como símbolos de 5 bits. bits.

• Esto aumenta la velocidad en 5/4 (de 100 Esto aumenta la velocidad en 5/4 (de 100 pasamos a 125 Mbps). pasamos a 125 Mbps).

• Los otros 16 códigos 5B se emplea para Los otros 16 códigos 5B se emplea para control, ejm: IDLE. control, ejm: IDLE.

6767

CODIGO MLT-3CODIGO MLT-3

Es un código y un modelo de Es un código y un modelo de señalización.señalización.

Consiste en una técnica multinivel de tres Consiste en una técnica multinivel de tres niveles denominada MLT-3. niveles denominada MLT-3.

El código MLT-3 alterna en forma cíclica 3 El código MLT-3 alterna en forma cíclica 3 niveles de tensión.niveles de tensión.

6868


Cada bit se codifica de esta forma:Cada bit se codifica de esta forma: El "1" lógico cambia el nivel de tensión del El "1" lógico cambia el nivel de tensión del

bit anterior al nivel de tensión del bit bit anterior al nivel de tensión del bit siguiente.siguiente.

El “0" lógico mantiene el nivel de tensión El “0" lógico mantiene el nivel de tensión del bit anterior.del bit anterior.

La figura ilustra algunos ejemplos de estos La figura ilustra algunos ejemplos de estos códigos. códigos.

6969

CODIGO MLT-3CODIGO MLT-3 Este esquema muestra como el código MLT-3 Este esquema muestra como el código MLT-3

alterna los “1” en forma cíclica 03 niveles de alterna los “1” en forma cíclica 03 niveles de tensión.tensión.

0

0

+V -V

7070


El código MLT-3 alterna en forma cíclica 3 El código MLT-3 alterna en forma cíclica 3 niveles de tensión.niveles de tensión.

Cada bit se codifica de esta forma:Cada bit se codifica de esta forma: El "1" lógico cambia el nivel de tension del El "1" lógico cambia el nivel de tension del

bit anterior al nivel de tensión del bit bit anterior al nivel de tensión del bit siguiente.siguiente.

El “0" lógico mantiene el nivel de tensión El “0" lógico mantiene el nivel de tensión del bit anterior.del bit anterior.

7171

CODIGOS EN CODIGOS EN ETHERNETETHERNET

7272

Curso Telecom III - 2012 Codigos_Linea (1)

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