viernes, 23 de enero de 2009

CODIGOS DE LINEA

CODIGOS DE LINEA

Tanto las señales de voz digitalizadas como los datos de la computadora deben ser codificadas para su transmisión sobre las líneas telefónicas o las fibras ópticas. Esta codificación previene tanto la perdida de los pulsos de señales como la perdida de sincronización. Es por tanto de primordial importancia la transmisión de los pulsos por un método que permita su reproducción con un alto nivel de presición y manteniendo las relaciones de fase entre dichos pulsos.

1.- Principales Códigos empleados en transmisiones binarias:

Una señal binaria adopta un formato con arreglo a un determinado código, al objeto de facilitar su procesamiento para la multiplexación y transmisión.

Los códigos más normalmente utilizados en la transmisión de señales binarias son:

- Código binario RZ.
- Código binario NRZ.
- Código seudoternario bipolar NRZ (AMI).
- Código seudoternario bipolar RZ (AMI).
- Código seudoternario bipolar RZ (HDB3).


Un código, en general, debe cumplir determinadas condiciones. Las principales son:

1.- Tener el máximo espectral próximo a un submúltiplo del régimen binario, de forma tal que coincida, o se aproxime, a la curva de atenuación/frecuencia del medio por donde va ser transmitido.
2.- Mínima longitud de secuencias sin impulsos, para evitar pérdidas de sincronismo.
3.- Cierta posibilidad de detección de errores.
4.- Eliminar la componente continua. (Espectro de valor cero para frecuencia cero)
Estas cualidades que se exigen a los códigos son primordiales cuando se trata de sistemas de transmisión por cable.

De los códigos citados anteriormente, se utilizan normalmente los de tipo AMI y HDB3
Reservándose los otros para su uso en la circuiteria interna de los equipos. En las y se muestran los espectros de frecuencia de algunos de estos códigos.

A.- Códigos unipolares:

En las se muestran los códigos unipolares más comúnmente utilizados en MIC.

Ventajas
Son códigos muy apropiados desde el punto de vista circuí tal, pues los circuitos lógicos funcionan con el principio básico SI/NO.

Inconvenientes
No son códigos adecuados para la transmisión de la señal ya que:

- Proporcionan componente continua, que consume energía para ser transmitida, y no transporta información.
- Una secuencia larga de ceros o de unos hace perder el sincronismo en recepción; sobre todo para Circuitos de detección de sincronismo por cambio de estado. (Transiciones).
- No permiten detectar errores.
- No permiten la telealimentación de regeneradores.
- Obligan a extender la respuesta del canal hasta la frecuencia 0, (continua) e impiden los acoplamientos por transformador o capacidad.
- No permiten detectar errores.
- No permiten la telealimentación de regeneradores.
- Obligan a extender la respuesta del canal hasta la frecuencia 0, (continua) e impiden los acoplamientos por transformador o capacidad.
B.- Códigos tipo AMI:

Estos códigos también son llamados seudoternarios por presentar tres niveles, aunque sólo dos estados.

El "0" lógico viene representado por el nivel 0, y el "1" lógico, alternativamente, por bitios positivos o negativos.

Ventajas
- No existe componente continua.
- Proporciona cierto grado de detección de errores.

Inconvenientes
Una larga secuencia de "0" haría perder el sincronismo. No así la de “1” que al ser,
Alternativamente, bitios positivos y negativos permitirían mantenerlo.

El CCITT, normaliza un código denominado CMI para ser empleado en transmisión
De señales MIC de 140 Mbps.

El CMI es un código bipolar, NRZ de tipo diferencial. Codifica los "0" mediante una transición positiva, (de - a +) y los "1" mediante valores, sucesivamente, positivos y negativos. Es decir, en el período T que corresponde a un "0", un tiempo T/2 se está en un valor -1 y el T/2 restante en valor +1. Cuando el período corresponde a un "1" se estará sucesivamente en valores +1 y -1 de un intervalo, T completo, de duración. En la se proporciona una muestra de este tipo de código.

Otro código de tipo diferencial es el denominado Código bi-fase diferencial, que codifica, como el anterior, los "0" mediante una transición de +1 a -1; y los "1" mediante transiciones alternadas +1
a -1 y -1 a +1.

C.- Códigos tipo HDB3:

Estos códigos en generaldenominados HDBn, se utilizan, mayoritariamente en
Transmisión, dado su mejor rendimiento respecto a los anteriores. Son códigos Tipo AMI que corrigen las largas secuencias de "0" introduciendo al n+1 "0" un bitio de la misma polaridad del último bitio generado.

Ya que esto, (dos bitios consecutivos de la misma polaridad) va contra la ley de formación del código, este bitio es denominado "bitio de violación". En recepción, una vez obtenido el sincronismo, estos bitios se eliminan.

El código más empleado es el HDB3 que, cuando se presenta una secuencia de más de
tres "0" seguidos; es decir la secuencia "0000", la codifica de acuerdo con lo siguiente:

1.- Convierte el último "0" de la secuencia en un bitio de violación.
2.- A continuación, siguiendo la regla AMI, inserta un "bitio de compensación" B, que
Compensa la aparición de componente continua motivada por la inserción de bitios V.



En Resumen puede decirse que. Como regla:

- Una secuencia "0000" se codifica como "OOOV" cuando el "1" inmediatamente
Precedente está en polaridad opuesta a la violación anterior y no es una violación.
- La secuencia "0000" se codifica, en cambio, "BOOV" cuando el "1" inmediatamente
Precedente es de la misma polaridad a la violación anterior o es una violación.

Ventajas:
- Carecen de componente continua
- Permiten una buena sincronización.
- Acumulan, prácticamente, todo el contenido de potencia en el lóbulo principal del espectro.
- Disponen de cierta capacidad de detección de errores.

Inconvenientes:
- Son de instrumentación compleja
- Incrementan la Tasa de error respecto a la de los códigos AMI simples.

RESUMEN: Definición de los formatos de codificación digital de señales.

No retorno a cero (NRZ-L)
0 = nivel alto
1 = nivel bajo

No retorno a cero invertido (NRZI)
0 = no hay transición al comienzo del intervalo (un bit cada vez)
1 = transición al comienzo del intervalo

Bipolar – AMI
0 = no hay señal
1 = nivel positivo o negativo, alternadamente

Pseudoternaria
0 = nivel positivo o negativo, alternadamente
1 = no hay señal

Manchester diferencial
Siempre hay una transición en mitad del intervalo
0 = transición al principio del intervalo
1 = no hay transición al principio del intervalo

B8ZS
Igual que el Bipolar-AMI, excepto que cualquier cadena de ocho ceros se reemplaza por una cadena que tiene dos violaciones al código.


HDB3
Igual que el Bipolar-AMI, excepto que cualquier cadena de cuatro ceros se reemplaza por una cadena que contiene una violación al código.



2.- PERTURBACIONES MÁS FRECUENTES

Las perturbaciones más frecuentes en las señales digitales transmitidas a través de la línea telefónica son:

· Ruido
· Distorsión ínter símbolos
· Fluctuación de fase o Jitter

RUIDO
· Está siempre presente en transmisión
· En los sistemas digitales este problema se soluciona más fácilmente que en los sistemas analógicos
· Puede provocar la perdida de impulsos.

DISTORSIÓN ÍNTER SÍMBOLOS
· Se produce en todos los sistemas de transmisión de señales digitales
· Debido a la limitación del ancho de banda
· La señal digital es una señal cuadrada
· La señal cuadrada está compuesta por la suma de múltiples señales senoidales
· Se necesita un ancho de banda muy grande
· Si el sistema no tiene ese BW se produce el fenómeno de “colas del impulso”
· Las colas anterior y posterior pueden interferir con los impulsos adyacentes
· Para evitarlo los impulsos deben estar suficientemente separados
· Si cumplimos con lo anterior no habrá distorsión ínter símbolos
· Pero tendremos una limitación en la velocidad de transferencia de datos

FLUCTUACIÓN DE FASE
· Es una variación de los frentes anterior y posterior de los impulsos con relación a los que teóricamente deberían ocupar
· También se conoce como Jitter
ERRORES DE CÓDIGO
Medida de la tasa de error BER

· Los errores que se producen al transmitir bits a través de los medios de transmisión pueden cuantificarse a través de la tasa de error o Bit Error Rate (BER)
· El BER se define como la relación entre el número de bits erróneos recibidos y el número total de bits recibidos BER

1. Un BER de 10-6 significa que ha llegado un bit erróneo de un millón de bits transmitidos
2. Valores habituales de Ber según el medio de transmisión
· Fibra óptica BER<
· Lan cobre, radio enlace BER<
· ADSL, enlace telefónico BER<
· GSM BER≥