Este documento describe diferentes técnicas de modulación como NRZ-L, NRZI, NRZ, codificación diferencial, Manchester y violación de código. Explica las ventajas y desventajas de NRZ, NRZI y codificación AMI. También describe los esquemas B8ZS y HDB3 de violación de código y sus características.

1. UNIDAD 2 TECNICAS DE MODULACIONVENTAJAS Y DESVENTAJAS

2. No Retorno a Cero-Nivel (NRZ-L)Dos tensiones diferentes para los bits 0 y 1 Tensión constante durante el intervalo del bitno hay transición, no retorna a tensión ceroAusencia de tensión para 0, tensión constante positiva para 1Más habitual, tensión negativa para un valor y tensión positiva el otro valor2COMUNICACIÓN DE DATOS. ESI-CR.UCLM

3. No Retorno a Cero Invertido (NRZI)Sin retorno a cero invertido en 1’sTensión constante durante la duración de un bitEl dato se codifica por la presencia o ausencia de una transición al principio del tiempo del bitTransición (bajo a alto o al revés) significa un 1Sin transición significa un 0Fáciles de implementar.Uso eficaz del ancho de banda.NRZI es más inmune a ruidos y a errores de cableado.Con capacidad de sincronización.Con capacidad de detección de errores3COMUNICACIÓN DE DATOS. ESI-CR.UCLM

4. NRZ4COMUNICACIÓN DE DATOS. ESI-CR.UCLMCada vez que vaya a empezar un “1” se produce una transición. Si empieza un “0” no se produce transición.

5. Codificación DiferencialDatos representados por cambios en vez de por nivelesDetección más fiable en la transición que en el nivelEn sistemas de transmisión complicados es fácil perder la polaridad. Si se invierte, se cambian los 0 por 1 y viceversa. Con codificación diferencial no existe este problema5COMUNICACIÓN DE DATOS. ESI-CR.UCLM

6. NRZ: ventajas e inconvenientesVentajas:Fácil de implementarUso eficaz del ancho de bandaNRZI es más inmune a ruidos y a errores de cableado.Con capacidad de sincronización.Con capacidad de detección de erroresInconvenientesComponente continua (DC)Ausencia de la capacidad de sincronizaciónUsados para grabaciones magnéticasNo usados para transmisión de señalesPresencia de componente continuaCarecen de capacidad de sincronizaciónNo suelen ser atractivos para transmisión de señales6COMUNICACIÓN DE DATOS. ESI-CR.UCLM

7. DESVENTAJAS NRZUno de los problemas que presenta este código se fundamenta en la longitud de las secuencias de unos y ceros. En estos casos el receptor necesita sincronizarse y del mismo modo llegar a comprobar que exista señal o si por el contrario no está disponible.Una prolongada permanencia de la señal en nivel positivo o negativo durante la transmisión puede conducir a la situación denominada desplazamiento de la línea base, que dificulta al receptor la adecuada decodificación de la información.Otro de los aspectos negativos se centra en el método que se debe emplear para que el emisor y el receptor estén en sincronismo. Para ello es necesario continuos cambios en la señal. Esto se ve dificultado cuando aparecen las mencionadas cadenas de unos y ceros que mantienen la tensión a niveles altos o bajos durante largos periodos de tiempo.No tiene un ancho de banda eficiente.Es susceptible a interferencias.Los límites entre bits individuales pueden perderse al transmitir de forma consecutiva secuencias largas de 1 ó 0.

8. CODIFICACION AMI (VENTAJAS)En el caso del esquema bipolar-AMI, un 0 binario se representa por ausencia de señal y el 1 binario se representa como un pulso positivo o negativo. Los pulsos correspondientes a los 1 deben tener una polaridad alternante. Este tipo de esquema tiene las siguientes ventajas. En primer lugar, no habrá problemas de sincronización en el caso de que haya una cadena de 1. Cada 1 fuerza una transición, por lo que el receptor se puede sincronizar en dicha transición. Una cadena larga de ceros, todavía es un problema. En segundo lugar, 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. Por último, 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.

9. Bipolar AMI, PseudoternarioVentajasNo hay componente continuaUso eficiente del ancho de bandaDetección de errores aisladosInconvenientesProblemas de sincronizaciónMenor eficacia (hay que distinguir entre tres niveles)Más vulnerable al ruido

10. VIOLACION DE CODIGO• B8ZS: Bipolar con sustitución de 8 ceros:Se basa en un AMI BipolarSustituye 8 ceros en AMI bipolarSe produce violación de código en el cuarto 0Se produce transición válida en el quinto 0Se repite el proceso con el séptimo y octavo 0Se usa para enlaces T1- USA 1544Mbps•HDB3: Bipolar de 3 ceros de alta densidad:Sustituye 4 ceros en AMI e introduce una violaciónSi el número de 1s desde la última aparición es par:Transición normal, 00, violaciónSi el número de 1s desde la última aparición es impar:000, violaciónSe usa para enlaces PCM- E1 2.048Mbps

11. 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

12. B8ZS (Norteamérica)Bipolar con 8 Ceros de SustituciónBasado en AMI bipolarSi aparece un octeto con todo ceros y el último valor de tensión anterior a dicho octeto fue positivo, se codifica dicho octeto como 000+-0-+Si aparece un octeto con todo ceros y el último valor de tensión anterior a dicho octeto fue negativo, se codifica dicho octeto como 000-+0+-Causa dos violaciones del código AMIImprobable que ocurra debido al ruidoEl receptor detecta e interpreta como octeto con todo cerosAdecuado para transmisión a altas velocidades12COMUNICACIÓN DE DATOS. ESI-CR.UCLM

13. HDB3 (Europa y Japón)Alta Densidad Bipolar 3 CerosBasado en AMI bipolarSi aparece un cuarteto con todo ceros y el último valor de polaridad anterior a dicho cuarteto fue negativo, se codifica dicho cuarteto como 000- o bien +00+Si aparece un cuarteto con todo ceros y el último valor de polaridad anterior a dicho cuarteto fue positivo, se codifica dicho cuarteto como 000+ o bien –00-En las violaciones siguientes se alternan las polaridades de las violaciones para evitar la componente continuaAdecuado para transmisión a altas velocidades13COMUNICACIÓN DE DATOS. ESI-CR.UCLM

14. B8ZS y HDB314COMUNICACIÓN DE DATOS. ESI-CR.UCLM

15. MANCHESTERManchesterUtilizado por IEEE802.3 (LAN Ethernet con bus CSMA /CD)Manchester DiferencialUtilizado po IEEE802.5 (LAN Token Ring- anillo)Miller o de RetardoVentajas• Sincronización: siempre existe transición durante el intervalo de duracióncorrespondiente a un bit• No hay componente continua• Detección de errores por ausencia de transiciónInconvenientesLa máxima velocidad de modulación es el doble que en los NRZ, por tanto elancho de banda necesario es mayor.

16. VENTAJAS DE LA CODIFICACION MANCHESTERComo ventajas principales se pueden destacar las siguientes:La codificación Manchester o codificación bifase-L es autosincronizada: provee una forma simple de codificar secuencias de bits, incluso cuando hay largas secuencias de periodos sin transiciones de nivel que puedan significar la pérdida de sincronización, o incluso errores en las secuencias de bits. Por ello es altamente fiable.Detección de retardos: directamente relacionado con la característica anterior, a primera vista podría parecer que un periodo de error de medio bit conduciría a una salida invertida en el extremo receptor, pero una consideración más cuidadosa revela que para datos típicos esto llevaría a violaciones de código. El hardware usado puede detectar esas violaciones de código, y usar esta información para sincronizar adecuadamente en la interpretación correcta de los datos.Esta codificación también nos asegura que la componente continua de las señales es cero si se emplean valores positivos y negativos para representar los niveles de la señal, haciendo más fácil la regeneración de la señal, y evitando las pérdidas de energía de las señales.

17. DESVENTAJAS DE LA CODIFICACION MANCHESTERLas principales desventajas asociadas son las siguientes:Ancho de banda del doble de la señal de datos: una consecuencia de las transiciones para cada bit es que el requerimiento del ancho de banda para la codificación Manchester es el doble comparado en las comunicaciones asíncronas, y el espectro de la señal es considerablemente más ancho. La mayoría de los sistemas modernos de comunicación están hechos con protocolos con líneas de codificación que persiguen las mismas metas, pero optimizan mejor el ancho de banda, haciéndolo menor.

18. Técnicas de Modulación18COMUNICACIÓN DE DATOS. ESI-CR.UCLM

19. Desplazamiento de Amplitud (ASK)Valores representados por diferentes amplitudes de portadoraUsualmente, una amplitud es ceroSe usa presencia y ausencia de portadoraSusceptible de repentinos cambios de gananciaPoco eficienteHasta 1200 bps en líneas de calidad telefónicaUsada en fibra óptica19COMUNICACIÓN DE DATOS. ESI-CR.UCLM

20. COMUNICACIÓN DE DATOS. ESI-CR.UCLM20ASK1 binario0 binario

21. Ventajas de la modulacion ASK1.La fuerza de la señal portadora varia para representar valoresbinarios (1 o O).2. Frecuencia y fase permanecen constar mientras la amplitud cambia.3. La amplitud pico de la señal durante la duración de cada bit esconstante y su valor depende del estado del bit (1 oO).

22. 1.La velocidad de transmisión usando ASK esta limitada por las características físicas del medio de transmisión.2. La transmisión ASK es altamente susceptible a la interferencia del ruido. Es quizás el método más afectado por el ruidoDesventajas de la modulacion ASK

23. Desplazamiento de frecuencia (FSK)Valores representados por diferentes frecuencias (próximas a la portadora)Menos sensible a errores que ASKHasta 1200 bps en líneas de calidad telefónicaTransmisión por radio en HF (3-30 MHz)Incluso en LAN en frecuencias superiores con cable coaxial23COMUNICACIÓN DE DATOS. ESI-CR.UCLM

24. Inmunidad al ruido.Almacenamiento y procesamiento.Utilización de regeneradores de señales.Las señales son mas sencillas de medir y evaluar.Están mejores equipadas para la detección y corrección de errores.Como Modulacion digital, sus equipos consumen menos potencia.Las ventajas de modulación FSK sobre ASK se hacen importantes cuando El índice de modulación se hace mucho mayor que 1, con lo que se incrementa el ancho de banda y con ello el nivel de protección contra ruido e interferencia. Por ejemplo, para un β de 0,2 2Δf esta asociada a un favor, para β de 2 2Δf se asocia a 2 fasores y para β de 5 2Δf se asocia a casi 16 fasores (3 lobulos)Ventajas de la Modulacion FSK

25. Requieren mas ancho de banda.Requiere sincronización precisa.Los sistemas de transmisión de estos son incompatibles con las instalaciones analógicas existentes.Desventajas de la modulacion FSK

26. COMUNICACIÓN DE DATOS. ESI-CR.UCLM26FSK1 binario0 binario

27. FSK en línea de calidad telefónica27COMUNICACIÓN DE DATOS. ESI-CR.UCLM

28. Desplazamiento de Fase (PSK)La Fase de la portadora se desplaza para representar los datosPSK DiferencialEl cambio de fase se refiere a la transmisión del bit anterior en lugar de a una referencia absoluta28COMUNICACIÓN DE DATOS. ESI-CR.UCLM

29. COMUNICACIÓN DE DATOS. ESI-CR.UCLM29PSK1 binario0 binario

30. Ventajas modulación PSKEn modulaciones PSK la potencia es la misma, lo que simplifica el diseño de amplificadores y etapas receptoras (reduciendo costos), ya que la potencia de la fuente es constante. Las modulaciones BPSK y QPSK son óptimas desde el punto de vista de protección frente a errores.Es el mas eficiente en transmisión de datos binarios

31. Desventajas de PSKSincronización Probabilidad de error elevada pero inferior a la FSK

32. PSK en cuadratura (QPSK)Uso más eficaz del espectro si por cada elemento de señalización se representa más de un bitCon saltos de fase de /2 (90o)Cada elemento representa dos bitsSe pueden usar 8 ángulo de fase e incluso amplitudes distintasUn modem estándar de 9600 bps usa 12 ángulos, cuatro de los cuales tienen dos amplitudes32COMUNICACIÓN DE DATOS. ESI-CR.UCLM

33. COMUNICACIÓN DE DATOS. ESI-CR.UCLM33QPSK11100001

34. OTROS PSK8-PSK 8 fases, repartidas dos en cada cuadrante, para cada una de las 8 ternas que se pueden generar con tres bits16-PSK 16 fases, repartidas cuatro en cada cuadrante, para cada una de las 16 cuaternas que se pueden generar con cuatro bits34COMUNICACIÓN DE DATOS. ESI-CR.UCLM

35. Modulación en Amplitud en Cuadratura (QAM)Se pueden enviar dos señales diferentes simultáneamente sobre una misma portadoraSe utilizan dos réplicas de la portadora, una de ellas desfasada 90 respecto a la otra (en cuadratura)Cada una de las portadoras se modula usando ASKLas dos señales independientes se transmiten por el mismo medio35

36. VentajasModulación en Amplitud en Cuadratura (QAM)Este tipo de modulación tiene la ventaja de que ofrece la posibilidad de transmitir dos señales en la misma frecuencia, de forma que favorece el aprovechamiento del ancho de banda disponible.

37. Desventajas Modulación en Amplitud en Cuadratura (QAM)Tiene como inconveniente que es necesario realizar la demodulación con demoduladores síncronos. La sincronización es: cuando determinados fenómenos ocurran en un orden predefinido o a la vez.

38. BY:ISLUAN HUERTA