Este documento describe diferentes métodos de codificación digital de señales binarias, incluyendo: 1) Codificación unipolar y sus desventajas como la presencia de una componente continua. 2) Codificación polar que reduce la componente continua usando dos niveles de tensión positivo y negativo. 3) Codificación bipolar que usa tres niveles de tensión y es más estrecha en ancho de banda que la codificación unipolar.

1. PORTADORA
BINARIA Y SEÑAL
MODULADORA
BINARIA
FABIAN ENRIQUE BOCANEGRA DÍAZ
INGRY NATHALY SALAMANCA RATIVA
KAREM LIZETH GALINDO LEAL
VÍCTOR FABIAN NOVOA ROJAS
BRIAN CAMILO PIRAGAUTA MESA

2. CODIFICACIÓN DIGITAL
Cuando una señal es digital es porque genera una serie de pulsos de
tensión y para datos digitales se debe codificar cada pulso como un bit
de datos.
2

3. CODIFICACIÓN DIGITAL
3

4. COMPONENTE
CONTINUA
4

5. COMPONENTE CONTINUA
la ecuación que define a una señal sinusoidal
5
Sin embargo hay dos cuestiones importantes que añadir: la fase inicial y la
amplitud inicial. Vamos a incluir estos dos factores en la ecuación

6. COMPONENTE CONTINUA
Podemos ver que al existir una
componente continua en la
señal se produce un
desplazamiento (en este caso
hacia arriba por ser una
componente con valor positivo)
6

7. COMPONENTE CONTINUA
Imaginemos que tenemos una señal sinusoidal en un
sistema donde todo lo que esté por encima de A va a
saturar.
Tomamos una señal sin componente continua (azul) y
ajustamos su amplitud tal que su amplitud máxima
llegue a A, que es donde nuestro sistema satura.
Ahora tomamos una señal cuya componente continua
tiene un valor de A/2 (verde) y hacemos lo mismo,
ajustamos su amplitud hasta que lleguemos al valor
máximo A.
Vemos la señal azul tiene una amplitud pico a pico
mucho mayor que la verde, aun cuando en ambas
señales tengan su pico en la amplitud máxima A. Por
tanto vemos que una señal que posee componente
continua.
7

8. COMPONENTE CONTINUA
Si la amplitud inicial hace
referencia a un desplazamiento
de la señal en cuanto a la
amplitud, la fase inicial hace
referencia a un desplazamiento
de la señal en el tiempo.
8

9. CODIFICACIÓN
UNIPOLAR

10. CODIFICACIÓN UNIPOLAR
La codificación se denomina unipolar porque usa únicamente una
polaridad, esta polaridad se asigna a uno de los estados binarios,
habitualmente el 1, el otro estado binario es el 0 que se representa por el
nivel 0 de tensión.
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11. CODIFICACIÓN UNIPOLAR - DESVENTAJAS
11
▸Componente DC: La amplitud media de una señal con codificación
unipolar no es cero, eso crea lo que se llama una componente de
corriente continua (señal de frecuencia cero). Cuando una señal contiene
una componente continua, no puede viajar a través de medios que no
pueden gestionar este tipo de componentes.
▸Sincronización: Cuando una señal no varía, el receptor no puede
determinar el principio y el final de cada bit, por tanto la codificación
unipolar puede tener problemas de sincronización siempre que el flujo
de datos contenga una larga serie ininterrumpida de ceros o unos.

12. CODIFICACIÓN UNIPOLAR - APLICACIONES
12
Esta señal tiene su origen en el telégrafo y se utilizaba frecuentemente en
grabaciones magnéticas, así mismo, no se suele utilizar ya en la
transmisión de señales ya que su presencia de una componente continua
que no permite la identificación del cambio de bit.

13. UNIPOLAR NRZ
Sin retorno a cero (NRZ)
13

14. UNIPOLAR NRZ – SIN RETORNO A CERO
14
El nivel de tensión se mantiene constante durante la duración del bit y no
hay transiciones, es decir, no hay retorno al nivel cero de tensión.

15. UNIPOLAR NRZ – ANÁLISIS ESPECTRAL
15

16. UNIPOLAR RZ
Retorno a cero (RZ)

17. UNIPOLAR RZ – CON RETORNO A CERO
17
El nivel de tensión se mantiene constante durante la duración de la mitad
del bit, presentando transiciones, es decir, con un retorno al nivel cero de
tensión.

18. UNIPOLAR RZ – ANÁLISIS ESPECTRAL
18

19. COMPARACIÓN NRZ Y RZ
19

20. CODIFICACIÓN
POLAR

21. POLAR
La codificación polar usa dos niveles de tensión, uno positivo y otro negativo,
gracias al uso de dos niveles, en la mayoría de los métodos de codificación polar
se reduce el nivel de tensión medio de la línea y se alivia el problema de la
componente DC existente en la codificación unipolar, incluso anulando
completamente.
De las muchas variantes existentes, las más populares son: Sin Retorno a Cero
(NRZ, Nor Return to Zero), Retorno a Cero (RZ Return to Zero) y bifásica. La
codificación NRZ incluye dos métodos: sin retorno a cero, nivel (NRZ-L) y sin
retorno a cero invertido (NRZ-I)
21

22. NRZ
Sin retorno a cero (NRZ)
22

23. NRZ
En las transmisiones en banda base se
utilizan directamente señales digitales
de forma directa, por ejemplo 5 voltios
indican "1" y 0 voltios indican "0". El
método más inmediato se denomina de
código de no retorno a cero (NZR) y
asigna un nivel alto de tensión para la
representación de un 1 lógico y nivel
bajo de tensión para el cero lógico.
23

24. “ En la codificación NRZ, el nivel de la señal es
siempre positivo o negativo. A continuación se
muestran los dos métodos más populares de
transmisión NRZ.
➢ NRZ-L (NONRETURN TO ZERO - LEVEL)
➢ NRZ-I (NONRETURN TO ZERO - INVERT)

25. NRZ-L
En la codificación NRZ-L, el nivel de la señal depende del tipo de bit
que representa. Habitualmente, un valor de voltaje positivo indica
que el bit es un 0 y un valor de voltaje negativo significa que el bit es
un 1 (o viceversa); por tanto, el nivel de la señal depende del estado
del bit. Cuando hay un flujo grande de ceros o unos en los datos
puede surgir un problema.
El receptor recibe un voltaje continuo y debería determinar cuántos
bits se han enviado mediante su reloj, que puede estar o no
sincronizado con el reloj del emisor.
25

26. NRZ-L
0 = Nivel bajo
1 = Nivel alto
26

27. NRZ-I
En NRZ-I, una inversión del nivel de voltaje representa un bit 1. Es la
transición entre el valor de voltaje positivo y negativo, no los voltajes
en sí mismos, lo que representa un bit 1. Un bit 0 se representa sin
ningún cambio. NRZ-I es mejor que NRZ-L debido a la sincronización
implícita provista por el cambio de señal cada vez que se encuentra
un 1.
La existencia de unos en el flujo de datos permite al receptor
sincronizar su temporizador con la llegada real de la transmisión.
Las tiras de ceros todavía pueden causar problemas, pero debido a
que los ceros son menos frecuentes, el problema es menor.
27

28. NRZ-I
1 = Cambio de voltaje
0 = Mantiene o ausencia de transición
28

29. NRZ-L - NRZ-I
29

30. NRZ
Una ventaja de este esquema es que en presencia de ruido puede ser más
seguro detectar una transición en lugar de comparar valor con un umbral.
Otra ventaja es que en un sistema complicado de transmisión, no es difícil
perder la polaridad de la señal.
La principal limitación de las señales NRZ es la presencia de una
componente de continua y la ausencia de capacidad de sincronización.
Estos métodos no ofrecen al receptor un medio para determinar el ritmo
con el que el emisor envía los bits, es decir, el ritmo del reloj del emisor.
Los códigos NRZ se usan con frecuencia en las grabaciones magnéticas,
pero no son atractivos para aplicaciones de transmisión de señales.
30

31. RZ
Retorno a cero (RZ)

32. 32
RZLa señal que representa a cada bit retorna a cero en
algún instante dentro del tiempo del intervalo de bit
a su vez este tipo de señal se llama
autosincronizante, ya que, el reloj del receptor queda
sincronizado por los pulsos que emite el transmisor
puesto que todos los bits tienen una transición, esto
permite identificar a cada bit en una larga cadena de
unos o ceros. En este caso la señal tomará valores
positivos para un 1 lógico y negativos para un 0
lógico pero nunca toma el valor 0

33. “ 0 = Nivel bajo
1 = Nivel alto

34. CODIFICACIÓN
BIFÁSICA
Sin retorno a cero (NRZ)
34

35. M. Digital/P. Digital
Los datos binarios se
transmiten codificando cada
bit de datos en cada
elemento de la señal
Motivos:
▸Filtrado de las
bajas frecuencias
▸Pérdida de
sincronismo
35

36. M. Digital/P. Digital
36

37. CODIFICACIÓN BIFASE
La señal cambia en medio del intervalo del bit, pero no retornó a cero,
sino que continúa el resto del intervalo en el polo opuesto.
.
37

38. CODIFICACIÓN BIFASE
Se utiliza en redes Ethernet a10 Mbps , con nivel
de continuada de 1V,para la detección de
portadora y colisiones
38

39. CODIFICACIÓN MANCHESTER - BIFASE L
39

40. CODIFICACIÓN MANCHESTER - BIFASE L
40

41. CODIFICACIÓN MANCHESTER - BIFASE L
41

42. CODIFICACIÓN MANCHESTER - BIFASE L
Ventajas:
▸ Transmisión serial de bits
▸ Detección de errores fácil de aplicar.
▸ Las codificaciones diferenciales funcionan
exactamente igual
42

43. CODIFICACIÓN MANCHESTER - BIFASE L
Aplicaciones:
▸ LAN ETHERNET
▸ Radio frecuencia para evitar el ruido.
▸ También suele utilizarse cuando se realiza una
comunicación por medio de Radio frecuencia para
evitar el ruido.
43

44. CODIFICACIÓN MANCHESTER - BIFASE L
44

45. 45
DETECCIÓN DE ERRORES

46. MANCHESTER DIFERENCIAL O BIFASE-D
46
es un método de codificación de datos en los que los datos y la señal reloj están
combinados para formar un único flujo de datos auto-sincronizable. Es una
codificación diferencial que usa la presencia o ausencia de transiciones para indicar
un valor lógico. Esto aporta algunas ventajas sobre la Codificación Manchester:

47. MANCHESTER
47

48. CODIFICACIÓN
BIPOLAR

49. AMI
Alternate Mark Inversion

50. AMI
50
● Es un código en línea recomendado para
las transmisiones binarias.
● Se puede definir como un código bipolar
con retorno a cero con algunas
particularidades que se describen a
continuación:
● cuando se asigna un impulso positivo al
primer “1”, al siguiente "1" se le asigna un
impulso negativo, y así sucesivamente.
Por lo tanto, se asignan alternativamente
impulsos positivos y negativos a los "1"
lógicos. Este tipo de esquema ofrece la
ventaja de que la sincronización es más fácil,
de hecho, solo l aparición de largas cadenas
de ceros la dificultad.

51. AMI
51
CERO -> No hay señal
UNO -> Pulso positivo o negativo de forma alterna.

52. APLICACIÓN Y VENTAJAS AMI
52
▸ El código AMI, se lo utiliza para
minimizar el efecto de la diafonía, es
decir el acoplamiento electromagnético
indeseable entre pares de un cable
telefónico.
▸ Es uno de los códigos más empleados
en la transmisión digital a través de
redes WAN
▸ La codificación bipolar AMI tiene un
ancho de banda más reducido y no crea
una componente DC, por esta razón se
la utiliza en comunicaciones de larga
distancia,
▸ No habrá problemas de sincronización
en el caso de que haya una cadena larga
de 1(unos). Cada 1 fuerza una transición
por lo que el receptor se puede
sincronizar en dicha transición.
▸ Ya que los elementos de señal
correspondientes a 1 alternan el nivel de
tensión, no hay componente continua.
Además, el ancho de banda de la señal
resultante es considerablemente menor
que el correspondiente a NRZ.
▸ La alternancia entre los pulsos
proporciona una forma sencilla de
detectar errores. Cualquier error aislado,
tanto si elimina como si introduce un
pulso, significa un incumplimiento de
dicha propiedad.

53. CODIFICACIÓN BIPOLAR
La Codificación bipolar usa tres niveles de tensión: positivo, nulo y
negativo
Es utilizada en las redes informáticas,
para inyectar sobre el medio físico (capa
1 del modelo OSI) los valores lógicos
correspondientes al flujo de entrada.
53

54. Ventajas
▸ Espectro estrecho.
▸ En consecuencia, la señal
codificada es tan fácilmente
modulable sobre un portador de
base, soportará un rendimiento
importante sobre un soporte de
transmisión de frecuencias bajas.
CODIFICACIÓN BIPOLAR
Desventajas
▸ Problemas de decodificación
durante largas secuencias de 0.
54

55. B8ZS
Técnica de codificaciòn bipolar
55

56. B8ZS
proviene del nombre en
inglés Bipolar With 8-
Zeros Substitution
que puede traducirse
como Bipolar con
sustitución de 8 ceros.
56

57. 000-+0+-
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+- :
57

58. B8ZS
Si aparece un octeto con todo ceros y el último valor
de tensión anterior a dicho octeto fue negativo,
codificar dicho octeto como 000+-0-+ :
58

59. B8ZS
Se fuerzan dos violaciones del código AMI, una en la
cual la probabilidad es muy baja de haber sido
causada por el ruido u otros defectos en la
transmisión, por otro lado el receptor identificará ese
patrón y lo interpretará convenientemente como un
octeto todo ceros.
59

60. B8ZS
En la mayoría
de los casos
funciona de
forma idéntica
a AMI Bipolar
Se evita pérdida
de información al
evitar secuencias
largas de ceros.
Abarca largas
distancias
60
VENTAJAS DESVENTAJAS

61. APLICACIÓN B8ZS61
Esta técnica se usa comúnmente en las
transmisiones de larga distancia, siendo el
esquema de codificación usado en
Norteamérica, en las líneas T1 a una
velocidad de 1,544 Mbps.

62. HDB3
Técnica de codificaciòn bipolar
62

63. HDB3
proviene del nombre en
inglés High Density
Bipolar-3 Zeros
que puede traducirse
como código de alta
densidad bipolar de 3
ceros.
63

64. “ En HDB3 un 1 se representa con
polaridad alternada mientras
que un 0 toma el valor 0

65. HDB3
Este tipo de señal no tiene componente continua ni de
bajas frecuencias pero presenta el inconveniente que
cuando aparece una larga cadena de ceros se puede
perder el sincronismo al no poder distinguir un bit de los
adyacentes.
Para evitar esta situación este código establece que en
las cadenas de 4 bits se reemplace el cuarto 0 por un bit
denominado bit de violación el cual tiene el valor de un 1
lógico.
65

66. HDB3
En las siguientes violaciones (cadenas de cuatro ceros) se reemplaza por
una nueva secuencia en la cual hay dos posibilidades:
▸ 000V
▸ B00V
▸ Donde V es el bit de violación y B es un bit denominado bit de relleno.
▸ La letra B indica un pulso con distinto signo que el pulso anterior.
▸ La letra V indica un pulso con el mismo signo que el pulso que le
precede.
66

67. HDB3
Para decidir cuál de las dos secuencias se debe utilizar se deben
contar la cantidad de unos existentes entre la última violación y la
actual.
Si la cantidad es par se emplea la secuencia B00V y si es impar la
secuencia 000V.
El primer pulso de violación lleva la misma polaridad del último 1
transmitido de forma de poder detectar que se trata de un bit de
violación.
67

68. HDB3
Sustituimos las secuencias de ceros por las secuencias
de bitio correspondientes. En este caso los 4 primeros
ceros se sustituyen por el bitio 000V y los cuatro
siguientes por: B00V
68

69. HDB3
69

70. HDB3
Requiere una
previa
transformación
de la señal a
AMI Bipolar
El espectro de
frecuencias carece
de componente
continua y su
ancho de banda
está optimizado.
La de errores de
transmisión típicos
del ruido, se realiza
comprobando que
los impulsos
recibidos cumplen
las reglas HDB3
70
VENTAJAS DESVENTAJAS

71. APLICACIÓN HDB371
Utilizada en las líneas E1 a una
velocidad de 2,048 Mbps que
son usadas en Europa

72. 72
DENSIDAD ESPECTRAL

73. PRÁCTICAS DE
CODIFICACIÓN

74. PRÁCTICA UNIPOLAR NRZ - RZ
74

75. PRÁCTICA UNIPOLAR NRZ - RZ
75

76. PRÁCTICA UNIPOLAR NRZ - RZ
76

77. PRÁCTICA UNIPOLAR NRZ - RZ
77

78. PRÁCTICA POLAR NRZ - L
78

79. PRÁCTICA POLAR NRZ - L
79

80. PRÁCTICA POLAR NRZ - L
80

81. PRÁCTICA POLAR RZ
81

82. PRÁCTICA POLAR RZ
82

83. PRÁCTICA POLAR RZ
83

84. PRÁCTICA POLAR RZ
84

85. PRÁCTICA POLAR MANCHESTER Y MANCHESTER
DIFERENCIAL
85

86. PRÁCTICA POLAR MANCHESTER Y MANCHESTER
DIFERENCIAL
86

87. PRÁCTICA POLAR MANCHESTER Y MANCHESTER
DIFERENCIAL
87

88. PRÁCTICA BIPOLAR AMI
88

89. PRÁCTICA BIPOLAR AMI
89

90. PRÁCTICA BIPOLAR AMI
90

91. PRÁCTICA BIPOLAR AMI
91

92. PRÁCTICA BIPOLAR B8ZS
92

93. PRÁCTICA BIPOLAR B8ZS
93

94. PRÁCTICA BIPOLAR B8ZS
94

95. PRÁCTICA BIPOLAR B8ZS
95

96. PRÁCTICA BIPOLAR B8ZS
96

97. PRÁCTICA BIPOLAR HDB3
97

98. PRÁCTICA BIPOLAR HDB3
98

99. PRÁCTICA BIPOLAR HDB3
99

100. PRÁCTICA BIPOLAR HDB3
100

101. ESPECTRO HDB3 , AMI Y B8ZS
101

102. CONCLUSIONES
102
▸Es importante concluir que las técnicas se han mejorado a través de los años,
esto se debe a que en la implementación de una técnica se descubren errores o
inconsistencias lo que ocasiona la necesidad de pulir o mejorar la técnica, para
que de esta forma se minimicen los errores y se aumenten las características
positivas de la misma para una mejor transmisión.
▸No necesariamente las mejores técnicas de codificación para la transmitir
información son las simples de implementar, ni las que menos ancho de banda
ocupan o las que tienen menor potencia.
▸Para una efectiva transmisión es necesario que la señal no tenga componente
continua, ya que no hay una señal opuesta que la cancele y por lo tanto es posible
que el componente que va a transmitir no la reconozca.

103. REFERENCIAS
▸ Forouzan, Behrouz A. “Transmisión de datos y redes de comunicaciones”. Segunda Edición.
▸ Universidad de Cataluña. 2013. “Sistemas avanzados de codificación para comunicaciones”. Barcelona,
España.
▸ Rivera José, Salinas Jaime. 2014. “Codificación Manchester y Manchester diferencial”. Instituto
tecnológico de Tijuana.
▸ Universidad de Oviedo. 2009 “Fundamentos de telemática, Codificación de datos”. Oviedo, España.
▸ Universidad de Valencia. SF. Sistemas de Telecomunicación. Departamento de Física Aplicada. “Tema 2:
Canales físicos y codificación”. España. Extraído de:
http://www.uv.es/~hertz/hertz/Docencia/teoria/codificacion.pdf.
▸ Universidad nacional del nordeste. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales y Agrimensura. SF.
“Codificación de datos modulación”. Argentina. Extraído de:
http://exa.unne.edu.ar/depar/areas/informatica/teleproc/Comunicaciones/Presentaciones_Proyector/Codifi
cacionDatos.pdf.
103

104. REFERENCIAS
▸ Unexpo Vicerrectorado Puerto Ordaz. Departamento de Ingeniería Electrónica. Cátedra de Comunicaciones
de la Sección de Comunicaciones. 2010. “Tema 5: codificación de datos”. Extraído de:
https://unexpocom.files.wordpress.com/2010/05/fundamentostelematica-tema5scrambling2.pdf.
▸ Fernández Redondo, Mercedes. 2003. “Redes (IS20) Capítulo 3: Transmisión de datos. Universidad Jaume
I de Castelló. España. Extraído de: http://www3.uji.es/~redondo/redes/capitulo3_IS20.pdf.
▸ Castañeda José, Bastida Aldo, Acosta Gonzalo y Tituaña Luis. 2008. “Codificación de Datos”. Tecnológico
de Monterey. México. Extraído de: http://www.ivanescobar.com/codatos1.pdf.
▸ Romero María del Carmen. 2005. “Tema 3: Transmisión de datos”. Departamento de tecnología
electrónica. Universidad de Sevilla. España. Extraído de:
http://www.dte.us.es/personal/mcromero/docs/arc1/tema3-arc1.pdf.
▸ Universidad de los Andes. Facultad de Ciencias. Departamento de Matemáticas. 2013. “Tutorial de Matlab”
Extraído de: http://pentagono.uniandes.edu.co/tutorial/Matlab/tutorial_matlab.pdf.
▸ Coimbra G, Edison. 2010. Comunicaciones digitales. Extraído de: www.coimbraweb.com
104

105. REFERENCIAS
▸ Carvajal Alejandro, Del Ángel Cristian, Espinoza José e Ibarra Francisco. SF. “Fundamentos de
Telecomunicaciones 1SC5A. Codificación B8ZS HDB3”. Extraído de:
https://es.scribd.com/doc/207295233/B8ZS-y-HDB3.
▸ Dr. Raveendranathan K C. 2015. “HDB3 Line Encoder Simulation”. Matlab. Extraído de:
https://www.mathworks.com/matlabcentral/fileexchange/50594-hdb3-line-encoder-simulation
▸ Google Sites. SF. “Sistemas de Multiplexado. 3 - Arquitecturas de las redes de comunicación,
características. Codificación y modulación”. Extraído de:
https://sites.google.com/site/sistemasdemultiplexado/arquitecturas-de-las-redes-de--comunicacin-
caractersticas/5---codificacin-y-modulacin
▸ Wikilibros. 2016. “Planificación y Administración de Redes/Tema 3/Datos y codificaciones” Extraído de:
https://es.wikibooks.org/wiki/Planificaci%C3%B3n_y_Administraci%C3%B3n_de_Redes/Tema_3/Datos_y_co
dificaciones.
▸ Aranda Clarisa. 2014. “Codificación en línea Tema V”. Universidad Nacional Experimental Politécnica
Antonio José De Sucre Antonio José De Sucre. Extraído de: http://slideplayer.es/slide/138880/.
105

106. 106
GRACIAS