1. Sesion 9
Modulacion y Demodulacion de Señales
1.- Datos Digitales - Señales Digitales
2.- Datos Digitales – Señales Analógicas
3.- Datos Analógicos - Señales Digitales
4.- Datos Analógicos – Señales Analógicas
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Codificación Digital de Señales
codificador Decodificador
G (t) G (t)’ G (t)
Señal digital Señal digital señal digital
codificada
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2. Tipo de señal
1 0 1 1 0 1
+
Señal
0 Unipolar
+
Señal
Polar
-
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Velocidad de Modulación(Vm) y Velocidad de Transmisión Vt
Velocidad con que cambia el nivel de la señal = 1/T= Vm
Numero de bits en una unidad de Tiempo = Vt
reloj
T T/2
datos
0 1 0 1 1 0 1 0 1
Codif
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3. Factores de Exito de una Codificación
La señal a ruido (S/N)
Velocidad de transmisión
Ancho de banda
Frente a estos factores se tiene:
•Un incremento en la velocidad de transmisión incrementa la tasa
de errores (la probabilidad de que un bit llegue con error)
•Un incremento de la relación S/N hace disminuir la tasa de errores
•Un incremento del ancho de banda permite aumentar la velocidad
de transmisión
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Aspectos de Performance de la Codificación
Espectro de Señal:
•Ausencia de componentes de alta frecuencia significa que se
requiere menos ancho de banda para transmitir
•La ausencia de corriente continua (DC) es deseable
•Capacidad de Sincronización de Señal,
•El receptor debe determinar lo más exactamente el inicio y el fin de
un BIT
•Capacidad de Detectar Errores de la señal
•Inmunidad al Ruido y a las Interferencias de señales
•Costo y complejidad
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4. Esquemas de Codificación
No retorno a cero
Unipolar (NRZ)
Polar (NRZ - Level)
Invertido (NRZI)
Binario multinivel
AMI bipolar
Pseudoternario
Bifase
Mánchester
Mánchester diferencial
Miller o de Retardo
De violación de código
B8ZS
HDB3
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CARACTERÍSTICAS CÓDIGOS NRZ
El nivel de tensión se mantiene constante durante la duración
del BIT
Ventajas
Son los más sencillos de implementar
Uso eficiente del ancho de banda
Se usan con frecuencia en grabaciones magnéticas
Inconvenientes
Presencia de componente continua
Carecen de capacidad de sincronización
No suelen ser atractivos para transmisión de señales
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5. CÓDIGOS NRZ (NO RETORNO A CERO)
Unipolar (0= nivel bajo , 1= nivel alto )
0 1 0 1 1 0 0 0 1
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CÓDIGOS NRZ (NO RETORNO A CERO)
Polar NRZ-Level ( 0= nivel alto de tensión, 1= nivel bajo de tensión
0 1 0 1 1 0 0 0 1
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6. CÓDIGOS NRZ – I (NO RETORNO A CERO-INVERTIDO O
DIFERENCIAL)
NRZ-Invertido ( 0= no hay transicion, 1= transición al inicio del
intervalo
0 1 0 1 1 0 0 0 1
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CÓDIGOS BINARIOS MULTINIVEL
Bipolar AMI, Pseudoternario
Ventajas
No hay componente continua
Uso eficiente del ancho de banda
Detección de errores aislados
Inconvenientes
Problemas de sincronización
Menor eficacia (hay que distinguir entre tres niveles)
Más vulnerable al ruido
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7. Bipolar-AMI
0= sin pulso 1= pulso, alternando la polaridad de pulso en pulso
0 1 0 1 1 0 0 0 1
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Pseudoternario
1= sin pulso 0= pulso, alternando la polaridad de pulso en pulso
1 0 1 0 0 1 1 1 0
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8. CÓDIGOS BIFASICOS
Manchester
Utilizado por IEEE802.3 (LAN Ethernet con bus CSMA /CD)
Manchester Diferencial
Utilizado po IEEE802.5 (LAN Token Ring- anillo)
Miller o de Retardo
Ventajas
• Sincronización: siempre existe transición durante el intervalo de duración
correspondiente a un bit
• No hay componente continua
• Detección de errores por ausencia de transición
Inconvenientes
La máxima velocidad de modulación es el doble que en los NRZ, por tanto el
ancho de banda necesario es mayor.
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CÓDIGO MANCHESTER
1= Transición de alto a bajo en la mitad del intervalo
0= Transición de bajo a alto en la mitad del intervalo
0 1 0 0 0 1 1 1 0
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9. Manchester Diferencial
Siempre transición en la mitad del intervalo
1=Ausencia de transición al inicio del Intervalo
0= Transición al inicio del intervalo
0 1 0 0 0 1 1 1 0
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CODIGO Miller o Modulación de Retardo
1= transición en la mitad del Intervalo
0= NO transición si va seguido de un “1” y SI transición al final del intervalo
si va seguido de un “0”
0 1 0 0 0 1 1 1 1
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10. VIOLACIÓN DE CÓDIGO
• B8ZS: Bipolar con sustitución de 8 ceros:
Se basa en un AMI Bipolar
Sustituye 8 ceros en AMI bipolar
Se produce violación de código en el cuarto 0
Se produce transición válida en el quinto 0
Se repite el proceso con el séptimo y octavo 0
Se usa para enlaces T1- USA 1544Mbps
•HDB3: Bipolar de 3 ceros de alta densidad:
Sustituye 4 ceros en AMI e introduce una violación
Si el número de 1s desde la última aparición es par:
Transición normal, 00, violación
Si el número de 1s desde la última aparición es impar:
000, violación
Se usa para enlaces PCM- E1 2.048Mbps
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CARACTERÍSTICAS VIOLACIÓN DE CÓDIGO
• Utilizar códigos sencillos
• Evitar la componente continua
• Evitar las secuencias largas que correspondan a
señales de tensión nula
• Lograr una buena sincronización
• No reducir la velocidad de los datos
• Capacidad para detectar errores
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11. CODIGO B8ZS
a.- pulso precedente (+) = 000+-0-+ = 000VB0VB
b.- pulso precedente (- ) = 000-+0+- = 000VB0VB
V= Violación, B= señal bipolar valida
1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 11
0 0 VB0
0 V B
+
-
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CODIGO HDB3
Para la primera secuencia de 4 ceros = 000V, los siguientes son considerando :
el patron B00V
(+)= “1” IMPAR desde ultima sustitución = 000+, “1” PAR = -00-
( - )= “1” IMPAR desde ultima sustitución = 000-, “1” PAR = +00+
V= Violación, B= señal bipolar valida
1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 11
B 0 0 V
0 0 V
0 B 0 0 V
+ + +
- - -
“1”= PAR
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12. CODIGO 2B1Q (TWO BINARY- ONE QUATERNARY)
Es un código de 4 Niveles
Asocia un par de bits con un solo símbolo
cuaternario (quart)
El primer bit de cada par representa el signo o
polaridad del simbolo cuaternario
El segundo bit representa la magnitud
1er Bit 2do Bit Simbolo quart Nivel volt
(polarida)
polarida) (Magnitu)
Magnitu)
1 0 +3 +2.5v
1 1 +1 +0.833v
0 1 -1 -0.833v
0 1 -3 -2.5v
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CODIGO 2B1Q (TWO BINARY- ONE QUATERNARY)
01 10 00 11 01 11 10
-1 +3 -3 +1 -1 +1 +3
+3
+1
-1
-3
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13. RESUMEN
Los problemas de los códigos de línea para transmisión son:
La transmisión de continua (lo cual tiene inconvenientes en
largas distancias porque se atenúa).
La sincronización (por ejemplo, en el caso de una secuencia
larga de 0s).
Los códigos NRZ, como NRZ-L y NRZ-I no resuelve ninguno de
NRZ, NRZ- NRZ-
los problemas anteriores..
Para eliminar la componente contínua (DC, direct current), se
current),
utilizan los códigos multinivel (AMI-Bipolar y Pseudoternario),
(AMI- Pseudoternario),
pero siguen sin introducir sincronismo.
Finalmente, para introducir sincronismo se utilizan códigos Bifase,
Bifase,
como Manchester, La versión diferencial, actúa como
Manchester, diferencial,
Manchester, pero siguiendo la misma asignación de valores
codificados que el NRZ-I
NRZ-
Tx Datos - ULADECH - Chimbote 2005-I 25
RESUMEN
Los códigos Manchester hemos visto introducen una transición al
medio, lo que implica duplicar la frecuencia, por tanto estos
frecuencia,
códigos no son utilizados para largas distancias dado que
sufrirían una fuerte atenuación.
En el caso de largas distancias, son preferidos los códigos
distancias,
multinivel y para resolver su falta de sincronismo, se utilizan
(utilizada
técnicas de inserción de bits, como B8ZS y HDB3 (utilizada
bits,
en EEUU y Europa respectivamente), que consisten en: cuando
respectivamente),
existe una secuencia seguida de 1s o 0s, se modifica este
secuencia de forma que rompa la secuencia. Obviamente, el
receptor ha de deshacer dicho intercambio.
Ejemplos:
La RDSI utiliza en EEUU codificación B8ZS de forma que si se
detectan 8 0s se sustituye la secuencia por 000-+0+-, siendo –
000- +0+-
y + 1s con diferente polaridad.
Enlaces PCM-E1 (CCITT) usa HDB3
PCM-
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