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Codigos de Linea - Telecomunicaciones III

Curso de 8 ciclo Univerisidad Nacional de Ingeniería

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Curso: Telecomunicaciones III
Código del Curso : IT – 515Código del Curso : IT – 515
–M–M
Ing. Luis Degregori C. (Código de Línea)
1
2
• Conformado básicamente por estas 02 etapas
iniciales:
1.Transmision en Banda Base digital se
efectúa mediante: Códigos de Línea
2.Modulación Pasa Banda se realiza
mediante:
M. Digital Binaria: ASK, PSK, FSK
M. Digital Multinivel: QAM, 8 PSK, 32 PSK, 64
QAM, 128 QAM ........
Transmisión DigitalTransmisión Digital
3 Línea Dedicada / ConmutadaLínea Dedicada / Conmutada
Línea Conmutada - Ventajas
•Comunicación con cualquier PC (o Modem)
•Es Económica
•Se establece temporalmente una Línea exclusiva
para la comunicación
En la transmisión digital se pueden tener 02 tipos de línea:
4
Fundamentos de TransmisiónFundamentos de Transmisión
Línea Conmutada
Desventajas
• BW limitado en RTB (300-3400 Hz).
•Pero ahora se dispone de mayores BW.
•Demora en el establecimiento de la conexión.
• Antes la Velocidades eran pequeñas en datos,
ahora esta superado.
5
Ventajas:
• No entra en proceso de conmutación
• Presentaba mejor ancho de banda (BW)
Desventajas:
• Solo se puede comunicar entre 2 puntos
• Es costosa comparada con las líneas
conmutadas
Línea Dedicada:Línea Dedicada:
6 Tipos de TransmisiónTipos de Transmisión
TX Simplex
TX Half duplex
ó Semiduplex.
TX Full dúplex
Ej. PC →printer
Ej. Modem
Dúplex
Ej. Línea
dedicada
Es otra forma de clasificación:
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Codigos de Linea - Telecomunicaciones III

  • 1. Curso: Telecomunicaciones III Código del Curso : IT – 515Código del Curso : IT – 515 –M–M Ing. Luis Degregori C. (Código de Línea) 1
  • 2. 2 • Conformado básicamente por estas 02 etapas iniciales: 1.Transmision en Banda Base digital se efectúa mediante: Códigos de Línea 2.Modulación Pasa Banda se realiza mediante: M. Digital Binaria: ASK, PSK, FSK M. Digital Multinivel: QAM, 8 PSK, 32 PSK, 64 QAM, 128 QAM ........ Transmisión DigitalTransmisión Digital
  • 3. 3 Línea Dedicada / ConmutadaLínea Dedicada / Conmutada Línea Conmutada - Ventajas •Comunicación con cualquier PC (o Modem) •Es Económica •Se establece temporalmente una Línea exclusiva para la comunicación En la transmisión digital se pueden tener 02 tipos de línea:
  • 4. 4 Fundamentos de TransmisiónFundamentos de Transmisión Línea Conmutada Desventajas • BW limitado en RTB (300-3400 Hz). •Pero ahora se dispone de mayores BW. •Demora en el establecimiento de la conexión. • Antes la Velocidades eran pequeñas en datos, ahora esta superado.
  • 5. 5 Ventajas: • No entra en proceso de conmutación • Presentaba mejor ancho de banda (BW) Desventajas: • Solo se puede comunicar entre 2 puntos • Es costosa comparada con las líneas conmutadas Línea Dedicada:Línea Dedicada:
  • 6. 6 Tipos de TransmisiónTipos de Transmisión TX Simplex TX Half duplex ó Semiduplex. TX Full dúplex Ej. PC →printer Ej. Modem Dúplex Ej. Línea dedicada Es otra forma de clasificación:
  • 7. 7 Modos de Transmisión.Modos de Transmisión. Podemos clasificar por el modo de Transmisión digital, existen 02 formas, en modo SERIE o PARALELO. Debido al costo el modo SERIE es el mas utilizado, existiendo dentro de este modo 03 sub-clases: •La Tx. Asíncrona, •La Tx. Síncrona y •La Tx. Isócrona.
  • 8. 8 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.
  • 9. 9 TX SERIE:TX SERIE: P a r a d a b 1 b 2 b 3 b 4 b 5 b 6 b 7 b 8 P a r a d a b i t d e p a r i d a d C a r a c t e r T bit de parada ≥ 1.5 t bit T bit de arranque = t bit P bit de paridad: control error TX Asíncrona
  • 10. 10 TX SERIE:TX SERIE: 1 1 5 0 0 0 b its 1 0 0 0 0 c a ra c te re s (8+1+1+1.5) = 11.5 tb TX Asíncrona Velocidad de transmisión: 24,000 bps Tiempo para la transferencia de informacion: 115,000/24,00 = 4.7917 s
  • 12. 12 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.
  • 13. 13 TX SíncronaTX Síncrona 0111 1110 AD C DATA CRC FLAG FLAG: 0 1 1 1 1 1 1 0 AD: Dirección C: Control DATA: Nivel 3 CRC: Codificación por redundancia Cíclica Trama 256 octetos Sgte. trama 256 octetos → 251 octetos de data 1 1 1 251 2
  • 14. 14 TX SíncronaTX Síncrona 0111 1110 AD C DATA CRC FLAG Trama 256 Bytes Sgte. trama1 1 1 251 2 10,000 Bytes/256 = 39.0 Tramas 39*251*8 = 78,312 bits de data 10,000 – 9,789 = (211 + 5)*8 = 1728 bits Total de Bits = 80,040 Velocidad 24,000 BITS/SEG Tiempo de transmisión = (80040/24000) = 3.34
  • 15. 15 TX SERIE:TX SERIE: TX Isócrona Se 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.
  • 16. 16 Códigos de Transmisión DigitalCódigos de Transmisión Digital Nivel 2 { 0111 11100 ... Nivel 1 Señal Eléctrica Transmisión Banda Base Transmisión por Cable Transmisión por codigo de línea
  • 17. 17 Características de la Línea deCaracterísticas 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.
  • 18. 18 Características de la Línea deCaracterísticas de la Línea de TXTX Los 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.
  • 19. 19 Características de la Línea deCaracterísticas de la Línea de TXTX El modem convierte una señal digital en analógica y traslada el espectro de la señal sobre la portadora f2 Ancho de banda 0
  • 20. 20 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)
  • 21. 21 Luego la Codificación de línea, consiste en adecuar los niveles lógicos estandarizados por tecnologías como TTL o CMOS, a una forma mas adecuada para su transmisión por una línea telefónica. Códigos de LíneaCódigos de Línea (CONVERSION DIGITAL-DIGITAL)(CONVERSION DIGITAL-DIGITAL)
  • 22. 22  Un código de línea en una:  Línea de transmisión de cobre: En forma de variaciones de la tensión o de la corriente.  En una fuente de luz: En modo ON/OFF, en una comunicación óptica vía un puerto de infrarrojos de mando a distancia.  En un papel impreso: para crear un código de barras.  En una unidad de disco duro: Son puntos magnetizados  En una unidad de cinta: Puntos magnetizados.  En un disco óptico: Pueden ser los pits. Códigos de LíneaCódigos de Línea (Diversas formas)(Diversas formas)
  • 23. 23 Códigos de LíneaCódigos de Línea Codificador Decodificador 0101…10 0101…10 Datos digitales Datos digitales ENLACE Señal digital Los datos, que representan un texto, números, audio o video, se almacenan en la memoria o el HDD de una PC como una secuencia de bits.
  • 24. 24 Idealmente deberian 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) También es importante el numero de niveles de la señal. Además que permitan para la transmisión un Ancho de Banda lo mas pequeño posible Característica de los CódigosCaracterística de los Códigos de Líneade Línea
  • 25. 25 Tipos principales de losTipos principales de los CódigosCódigos de Líneade Línea UNIPOLAR BIPOLAR MULTINIVEL MULTITRANSMISION Códigos de Línea MLT-3 2B/1Q, 8B/6T y 4D - PAM5 AMI NRZ, RZ NRZ, RZ y Bifásica. ( * ) ( * ): Manchester y Manchester diferencial. ¡Se pueden dividir en 04 grandes categorías!
  • 26. 26 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. X 2. X 3. X 4. X
  • 27. 27 Código NRZ (sin retorno a cero) •En este método de codificación , cada valor lógico “0” y “1” toman un valor distinto de tensión. Ejemplos de CódigosEjemplos de Códigos DATOS SEÑAL 0 0 1 1 0 1 0 0
  • 28. 28 Código NRZ - Polar Ejemplos de Códigos:Ejemplos de Códigos: En los esquemas polares los voltajes se encuentran a 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 o falta de inversión determina el valor del bit.
  • 29. 29 Código NRZ – Bipolar (NRZ – L) Ejemplos de Códigos:Ejemplos de Códigos: 1. X 2. X 3. X 4. √ TIENE BAJA COMPONENTE DC
  • 30. 30 Código NRZ – Bipolar. (NRZ – L) •En este método de codificación , cada valor lógico “0” y “1” toman un valor y signo distinto de tensión. Ejemplos de Códigos:Ejemplos de Códigos: DATOS Señal del Código
  • 31. 31 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. Ejemplos de Códigos:Ejemplos de Códigos: DATOS SEÑAL Sin Inversión, el siguiente bit es cero. Con inversión, el siguiente bit es uno.
  • 32. 32 Ejemplos de Códigos:Ejemplos de Códigos: •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).
  • 33. 33 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. Ejemplos de Códigos:Ejemplos de Códigos:
  • 34. 34 Código RZ - Unipolar Ejemplos de CódigosEjemplos de Códigos 1. X 2. X 3. √ (111...) X(000...) 4. X 128000 baudios 64000 bps 1 0 1 1 1 + V t - 1 0 0 0 1 0 1 0 1 0
  • 35. 35 Código RZ - Unipolar Ejemplos de CódigosEjemplos de Códigos Datos Señal
  • 36. 36 Código RZ - Bipolar Ejemplos de CódigosEjemplos de Códigos 1. X 2. X 3. √ 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.
  • 37. 37 Código AMI (Alternate Mark Inversion) • Empleado en RDSI Ejemplos de CódigosEjemplos de Códigos •Es una forma de codificación bipolar. •Aquí un voltaje nulo representa un “cero” binario. •Los “unos” binarios se representan alternando voltajes positivos y negativos.
  • 38. 38 Código AMI (Alternate Mark Inversion) • Empleado en RDSI Ejemplos de CódigosEjemplos de Códigos 1. √ 2. √ 3. √ Casi siempre 4. √
  • 39. 39 Código AMICódigo AMI (Alternate Mark Inversion)(Alternate Mark Inversion) Finalmente el CODIGO AMI, se consolido como un código bipolar con retorno a cero
  • 40. 40 Código AMICódigo 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).
  • 41. 41 AMI - RZAMI - RZ τ tb Ancho de Banda 1/ τ 64000
  • 42. 42 1 τ 2 Tb τ Tb 2 tb .1 64000 seg 1 tb .64000 1 seg 1 τ 2 tb .2 64000 .128000 Hz 1seg .64000 bits tb 1bit AMI - RZAMI - RZ
  • 43. 43 F ilt r o 1 0 1 AMI -AMI - RZRZ
  • 44. 44 CODIGO HDB-3CODIGO HDB-3 Es una variación del AMI. Producen señales con polaridad alterna, cuando el bit es un “1” lógico. Estas señales tienen un duty cycle del 50%. En el HDB3 se reemplazan grupos de 4 ceros, por 1 o 2 señales.
  • 45. 45 CODIGO HDB-3CODIGO HDB-3 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.
  • 46. 46 CODIGO HDB-3CODIGO HDB-3 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.
  • 47. 47 CODIGO HDB-3CODIGO HDB-3 •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 últimaNúmero de 1´s desde la última sustituciónsustitución 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
  • 48. 48 CODIGO HDB-3CODIGO HDB-3 H D B - 3 # de 0’s consecutivos Bipolar Density High 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, dependiendo Del numero de pulsos distinto de cero después de la ultima sustitución.
  • 49. 49 HDB-3HDB-3 • “1” → Siguen la regla de alternancia (AMI- RZ) • “V”→ Son alternados V+ ... V- ... V+ ( Viene de la secuencia anterior) ...
  • 50. 50 Manchester Aqui, 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. Señal Las Ethernet LANs (Redes de área local Ethernet), como la 10Base-T, usaban el código Manchester para la transmisión. Aquí dos niveles representan un bit.
  • 51. Manchester  10Base-T: continuac.----  Una transición bajo → alto a la mitad del bit representa un `1'.  Una transición alto → bajo a la mitad del bit representa un `0'.  No existe componente continua (DC).  Utiliza V+ y V -.  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. 51
  • 52. 52 Manchester Diferencial Un 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.
  • 53. 53 Miller o Codificación Por Retardo Aquí el criterio es: “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.
  • 54. 54 Código 2B -Código 2B - 1Q1Q En este Código Multinivel su nomenclatura seria: 2 BINARIO y 1 CUATERNARIO. B significa el dato, en este caso es binario. Q indica que se tienen 4 niveles. Los esquemas multinivel se han desarrollado con la finalidad de aumentar la velocidad de datos y minimizar el ancho de banda requerido.
  • 55. 55 Se busca incrementar el numero de bits por baudio, codificando: Un patrón de “m” elementos de DATOS en un patrón de “n” elementos de SEÑAL. 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. Código 2B -Código 2B - 1Q1Q
  • 56. 56 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 antes se empleaba en el RDSI. Código 2B -Código 2B - 1Q1Q
  • 57. 57 0 1 1 00 0 1 1 00 0 1 1 3 - 1 - 3 P C p o r t á t il 2 B / 1 Q τ .2 tb 1 τ .1 2 1 tb 1 τ .1 2 64000 32000Hz τ Niveles (Código Gray): “3” = + 450 mV, “1” = + 150 mV “-3” = - 450 mV, “-1” = - 150 mV Dbits Código 2B -Código 2B - 1Q1Q
  • 58. 58 Código 4B -Código 4B - 3T3T 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.
  • 59. 59 0 0 0 0 + +0 + 0 – 4 bits 4 tb + +0 4 B - 3 T 4tb .3 τ 1 τ .3 4 1 tb1 τ ..3 4 64000 Hz .48000 Hz 1 .4 Tb 1 .3 τ 48000 baudios64000 bps 3τ Código 4B -Código 4B - 3T3T
  • 60. 60 2 2 2 2x x x b 1 b 1 b 1 b 1 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 1 1 1 1 3 3 3x x T 1 T 1 T 1 + 0 0 + 0 - + 0 + + - 0 + - - ( 2 7 ) 1 6 1 1 16 27 No se usan 03 pulsos nulos. Código 4B -Código 4B - 3T3T
  • 61. 61 Símbolos ternarios: 03 niveles +, - , 0 08 bits son codificados en 6 símbolos 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
  • 62. CODIGO 4B/5BCODIGO 4B/5B • El 100-Base-Tx usa el código 4B/5B, mediante 16 conjuntos de 4 bits – “nibble”, (subconjuntos de 16 codigos de 32 posibles) transmitiendo codificado como símbolos de 5 bits. • Esto aumenta la velocidad en 5/4 (de 100 pasamos a 125 Mbps). • Los otros 16 códigos 5B se emplea para control, ejm: IDLE. 62
  • 63. CODIGO MLT-3CODIGO MLT-3  Es un código y un modelo de señalización.  Consiste en una técnica multinivel de tres niveles denominada MLT-3.  El código MLT-3 alterna en forma cíclica 3 niveles de tensión.  Cada bit se codifica de esta forma:  El "1" lógico cambia el nivel de tensión del bit anterior al nivel de tensión del bit siguiente.  El “0" lógico mantiene el nivel de tensión del bit anterior.  La figura ilustra algunos ejemplos de estos códigos. 63
  • 64. CODIGO MLT-3CODIGO MLT-3  Este esquema muestra como el código MLT-3 alterna los “1” en forma cíclica 03 niveles de tensión. 64 0 0 +V -V
  • 65. CODIGO MLT-3CODIGO MLT-3  El código MLT-3 alterna en forma cíclica 3 niveles de tensión.  Cada bit se codifica de esta forma:  El "1" lógico cambia el nivel de tension del bit anterior al nivel de tensión del bit siguiente.  El “0" lógico mantiene el nivel de tensión del bit anterior. 65
  • 67. Otros códigos: El código QR  QR por sus iniciales : Quick Response  Es una matriz o un código de barras en 02 dimensiones.  Es un sistema de código de barras mas avanzado.  Muy facil de leer y acceder  Elimina la memorizacion de URLs
  • 68. Que es un QR Code Capacidad de datos del codigo QR: Codigo Numerico = 7,089 caracteres max Codigo Alphanumerico = 4,296 caracteres max “Quick Response”
  • 69. Usos del codigo QR 1.Anuncios 2.Visitas guiadas 3.Tarjetas Creativas 4.Embalaje y organización de los productos y el envío 5.Usos en la educación
  • 70. INNOVACIONES EN CODIGOS 1.Memoria Holográfica 2.Memoria molecular 3.Memoria en el spin.

Notas del editor

  1. El codigo QR es un standard abierto.