Este documento describe diferentes técnicas de codificación de datos para redes de datos industriales. Explica cómo los datos binarios se transmiten codificando cada bit y presenta alternativas como NRZ, codificación bifase y binario multinivel. También cubre técnicas como B8ZS y HDB3 que reemplazan secuencias problemáticas para evitar componentes continuas y asegurar suficientes transiciones para la sincronización.

1. REDES DE DATOS
INDUSTRIALES
CODIFICACIÓN DE DATOS
Ing. Paul Gálvez

2. REDES DE DATOS INDUSTRIALES 2011
DATOS DIGITALES Y SEÑALES DIGITALES
Señal dígital: Secuencia de pulsos discretos y discontinuos
(elementos de señal).
Los datos binarios se transmiten codificando cada bit de datos en
Elementos de señal.
Diferentes alternativas:
Non Return Zero (NRZ)
NRZ-L NRZ-I
Binario multinivel
Bipolar ANI Pseudoternario
Códigos Bifase
Manchester Manchester diferencial
Técnicas de “Scrambling”
B8ZS HDB3

3. REDES DE DATOS INDUSTRIALES 2011
NRZ
0 1 0 0 1 1 0 0 0 1 1
NRZ-L
NRZI
Codificación diferencial

4. REDES DE DATOS INDUSTRIALES 2011
Codificación diferencial
Los datos se representan por los cambios que se producen, no por los
Niveles que se establecen.
Más seguro en la detección de transición que en la detección de nivel
En un sistema complicado de transmisión, no es difícil perder la Polaridad de
la señal

5. REDES DE DATOS INDUSTRIALES 2011
Ventajas e inconvenientes de las señales NRZ
Ventajas:
Fáciles de implementar
Utilización eficaz del ancho de banda
Inconvenientes:
Presencia de una componente continua
Ausencia de capacidad de sincronización

6. REDES DE DATOS INDUSTRIALES 2011
Binario Multinivel
Usan más de dos niveles de señal
Bipolar – Ami: (Alternate Mark Inversion)
0:No hay señal
1: Pulso positivo polaridad alternante
No habrá problemas de sincronización en el caso de que
haya una cadena larga de 1.
Una cadena larga de ceros, sigue siendo un problema.
No hay componente continua.
Pseudoternario:
0: Pulso positivo o negativo, polaridad alternante
1: No hay señal

7. REDES DE DATOS INDUSTRIALES 2011
Bipolar- AMI y pseudoternario
0 1 0 0 1 1 0 0 0 1 1
Bipolar - AMI
Pseudoternario

8. REDES DE DATOS INDUSTRIALES 2011
Bifase
Manchester:
Transición en mitad del intervalo de duración del BIT.
La transición sirve como procedimiento de sincronización
y transmisión de datos:
1: Transición de bajo a alta en mitad del intervalo
0: Transición de alto a bajo en mitad del intervalo
Manchester Diferencial:
La transición a mitad de intervalo se utiliza tan sólo para
proporcionar sincronización:
0: Transición al principio del intervalo del BIT
1: Ausencia de transición al principio del intervalo del BIT

9. REDES DE DATOS INDUSTRIALES 2011
Codificación en Ethernet
1 0 0 0 0 1 0 1 1 1 1
Binario
Manchester
Manchester
Codificado

10. REDES DE DATOS INDUSTRIALES 2011
Ventajas e inconvenientes de la codificación
bifase
Inconvenientes:
 Al menos una transición por cada bit, pudiendo tener hasta
dos en ese mismo periodo.
 La velocidad de modulación máxima es el doble que en
los NRZ
 El ancho de banda necesario es, por tanto mayor.
Ventajas:
 Sincronización, la transición ocurre durante el intervalo de
duración de un BIT (códigos auto-sincronizados).
 No tiene componentes en continua
 Detección de errores

11. REDES DE DATOS INDUSTRIALES 2011
Técnicas de “scrambling"
Utilizar algún procedimiento o técnica de “scrambling” para reemplazar las secuencias
de bits que den lugar a niveles de tensión constante
La secuencia reemplazada:
Debe proporcionar suficiente número de transiciones para que el
reloj se mantenga sincronizado.
Debe ser reconocida por el receptor y sustituida por la secuencia original.
Debe tener la misma longitud que la original
Evitar la componente en continua
Evitar las secuencias largas que correspondan a señales de tensión nula
No reducir la velocidad de transmisión de los datos
Tener cierta capacidad para detectar errores

12. REDES DE DATOS INDUSTRIALES 2011
B8ZS
Bipolar With 8-Zeros Substitution
Se basa en un AMI bipolar
Si aparece un octeto con todo ceros y el último valor de tensión anterior a dicho
Octeto fue positivo, codificar dicho octeto como 000+-0-+
Si aparece un octeto con todo ceros y el último valor de tensión anterior a dicho Octeto
fue negativo, codificar dicho como 000-+0+-
Se fuerzan dos violaciones del código AMI
Probabilidad muy baja de haber sido causa por el ruido u otros defectos en la
transmisión.
El receptor identificara ese patrón y lo interpretara convenientemente como un octeto
Todo ceros

13. REDES DE DATOS INDUSTRIALES 2011
HDB3
High Density Bipolar -3 Zeros
Se basa en la codificación AMI
Se Reemplazan las cadena de cuatro ceros por cadenas que contienen
Uno o dos pulsos
000V (Nº impar de “1” desde última sustitución)
0000
B00V (Nº par de “1” desde última sustitución)
B: Señal bipolar válida
V: Violación bipolar

14. REDES DE DATOS INDUSTRIALES 2011
B8ZS y HDB3
1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0 1 0
Bipolar - AMI
0 0 0 V B 0 V B
B8ZS
HDB3