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COMUNICACIÓN DE DATOS
Tema: Transmisión Digital – Parte Dos
Professor: Ing. Pavel Lech VALER MEDINA
Índice
1.
2.
3.
Codificación de Bloques
Conversión de Analógico a Digital
Modos de Transmisión
1. Codificación de Bloques
Se necesita redundancia para asegurar la sincronización y
ofrecer algún tipo de detección de errores.
La codificación de bloques ofrece esta redundancia y mejora las
prestaciones de la codificación de línea.
El escenario de una conversión digital a digital con codificación
de bloques entonces va a ser, por ejemplo:
Codificación
de bloques
Codificación
de línea
Codificación
de línea
Codificación
de bloques
1. Codificación de Bloques
La codificación de bloques normalmente se conoce como
codificación mB/nB,
un grupo de n bits
pues reemplaza cada grupo de m bits por
Normalmente se
involucran tres
etapas:
1.1
1.1
1.2
1.3
División
Sustitución
Combinación
1.2
1.3
1. Codificación de Bloques
1.2 La Sustitución
Se sustituye cada grupo de m bits por un grupo de n bits, n >
Por ejemplo: codificación 4B/5B, donde m = 4 y n = 5.
Como n > m, entonces hay elementos de n bits que no tienen
ninguna correspondencia con los elementos de m bits
m.
Tenemos que:
a) Para obtener sincronización: elegir elementos de m bits que no
tienen, por ejemplo, más de tres bits 0 (o 1) consecutivos. O sea, se
debe evitar las cadenas largas de 0 (o 1).
b) Para obtener detección de errores: si uno o más bits del bloque
de transmisión se modifica de modo que uno de los elementos no
utilizados de n bits se recibe, entonces hay una detección de error.
Por otro lado, cuando el error hace que un elemento de n bits se
convierta en otro valido de n bits, ningún error es notado. Eso es una
debilidad.
1. Codificación de Bloques
División
Combinación
mB → nB
Sustitución
Señal DigitalCodificación
de línea
1. Codificación de Bloques
Ejemplo de sustitución: codificación 4B/5B
Datos Código Datos Código
0000 11110 1000 10010
0001 01001 1001 10011
0010 10100 1010 10110
0011 10101 1011 10111
0100 01010 1100 11010
0101 01011 1101 11011
0110 01110 1110 11100
0111 01111 1111 11101
1. Codificación de Bloques
Ejemplo de sustitución: codificación 4B/5B
2. Conversión de Analógico a Digital
En algunas ocasiones se tiene una señal analógica (datos analógicos)
como la creada por un micrófono o una cámara.
Si se desea una transmisión digital, entonces es necesario cambiar esa
señal analógica a datos digitales.
Una vez creados los datos digitales, se puede entonces utilizar la
codificación de línea (y, tal vez también, la codificación de bloques)
realizar la transmisión digital.
para
Señal
Analógica
Datos
Digitales
Codificación
de Línea
2. Conversión de Analógico a Digital
La técnica más habitual para cambiar una señal analógica a datos
digitales (digitalización) es la denominada modulación por codificación
de pulsos (PCM). Un codificador PCM tiene tres procesos:
1.
2.
3.
Se muestra la señal analógica
Se cuantifica la señal muestreada
Los valores cuantificados son codificados como flujos de bits
2. Conversión de Analógico a Digital
1. Se muestra la señal analógica
La señal analógica es muestrada cada T segundos, donde T es el intervalos s
de muestreo o periodo. El inverso del intervalo de muestreo se denomina tasa
de muestreo o frecuencia de muestreo y se denota f , donde f = 1/T .s s s
Amplitud Amplitud
TiempoTiempo
Señal analógico Señal PAM
2. Conversión de Analógico a Digital
1. Se muestra la señal analógica
La señal obtenida (Señal PAM) del muestreo no es digital, sino una
serie de pulsos con valores de amplitud comprendidos entre la
mínima y la máxima amplitud de la señal. El conjunto de amplitudes
puede ser infinito con valores no enteros entre dos límites.
Amplitud Amplitud
TiempoTiempo
Señal analógico Señal PAM
2. Conversión de Analógico a Digital
2. Se cuantifica la señal muestreada
2.1 Se asume que la señal analógica original tiene amplitudes instantáneas
entre V y Vmin max
2.2
2.3
2.4
Se
Se
Se
divide el rango en L zonas, cada una de ancho ∆ =(V - V )/Lmax min
asignan valores cuantificados en el punto medio de cada zona
aproxima el valor de la amplitud de la muestra a los valores
cuantificados
¡OJO! De acuerdo al teorema de Nyquist, la tasa de muestreo debe ser
al menso 2 veces la frecuencia más alta contenida en la señal.
Ejemplo: Las amplitudes da la muestra se encuentran entre -20 y +20 voltios. Se
decide tener 8 niveles (L = 8). Esto significa que ∆ = 5 V.
Punto
medio
de la
zona 7
Delta = D = 5 V; Ej.: amplitud PAM = 16,2: amplitud normalizada = 16,2/ 5 = 3,24; amplitud
cuantificada normalizada = (3D + D/2)/D = 3,5; error normalizado = 3,5 – 3,24 = + 0,26.
2. Conversión de Analógico a Digital
3. Los valores cuantificados son codificados como flujos de bits
Cada valor cuantificado se cambia a una palabra de un código de
bits.
n
Por ejemplo, podemos utilizar n = 8 bits. El octavo bit (el más
significativo) es utilizado para indicar si el valor es positivo o negativo.
0 → positivo
1 → negativo
2. Conversión de Analógico a Digital
CuantificaciónDatos binários
Datos analógicos
Codificación
de Línea
PAM
Codificación
binária
Muestreo de datos
analógicos
Señal digital
3. Modos de Transmisión
Transmisión de Datos
Paralela Serie
AsíncronoSíncrono
3.1 Transmisión Paralela
Se envían 8 bits juntos
Emisor Receptor
Se necesitan 8 líneas
Los datos binários, formados por unos y ceros, se pueden organizar en
grupos de n bits. Agrupando los datos, se pueden enviar n bits al mismo
tiempo en lugar de uno solo.
VENTAJA: velocidad - DESVENTAJA: costo
3.2 Transmisión Serie
Los 8 bits se envían uno
después de otros
Emisor Receptor
Solo se necesita
Un cable
Conversor
Paralelo/Serie
Conversor
Serie/Paralelo
En la transmisión serie un bit sigue a otro, por lo que solamente se necesita
un canal de comunicación. Puesto que la comunicación dentro de los
equipos es usualmente paralela, es necesario usar dispositivos de
conversión (paralelo a serie y serie a paralelo).
VENTAJA: costo - DESVENTAJA: velocidad
3.2 Transmisión Serie
La transmisión serie puede ser: Asíncrona o Síncrona
ASÍNCRONA (barata y efectiva)
Se denomina así debido a que la temporización de la señal no es importante.
En lugar de ello, la información se recibe y se traduce usando patrones
acordados.
Patrón: para avisar al receptor de la llegada de datos se añade un bit extra
al principio de cada byte. Este bit, usualmente un cero, se denomina bit de
inicio. Dirección del flujo
Bit de
parada
Bit de inicio
Datos
Emisor Receptor
Intervalos entre
unidades de datos
Patrón: para conocer que el byte ha terminado, se añaden uno o varios bits
adicionales al final de cada byte. Estos bits, usualmente unos, se
denominan bits de parada.
3.2 Transmisión Serie
SÍNCRONA
El flujo de datos se combina en tramas más largas que pueden contener
multiples bytes. Sin embargo, cada byte se introduce en el enlace de
transmisión sin que haya un intervalo con el siguiente.
Aunque no hay intervalos entre caracteres de una trama en una transmisión,
puede haber intervalos desiguales entre tramas.
La ventaja de la transmisión síncrona es la velocidad. Puesto que no hay bits extra
o intervalo que introducir en el emisor, ni que eliminar en el receptor, se consigue,
por extensión, transmitir menos bits (de control) a lo largo de enlace, lo que hace
que la transmisión síncrona sea más rápida que la transmisión asíncrona.
Planificar el tiempo
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  • 1. COMUNICACIÓN DE DATOS Tema: Transmisión Digital – Parte Dos Professor: Ing. Pavel Lech VALER MEDINA
  • 2. Índice 1. 2. 3. Codificación de Bloques Conversión de Analógico a Digital Modos de Transmisión
  • 3. 1. Codificación de Bloques Se necesita redundancia para asegurar la sincronización y ofrecer algún tipo de detección de errores. La codificación de bloques ofrece esta redundancia y mejora las prestaciones de la codificación de línea. El escenario de una conversión digital a digital con codificación de bloques entonces va a ser, por ejemplo: Codificación de bloques Codificación de línea Codificación de línea Codificación de bloques
  • 4. 1. Codificación de Bloques La codificación de bloques normalmente se conoce como codificación mB/nB, un grupo de n bits pues reemplaza cada grupo de m bits por Normalmente se involucran tres etapas: 1.1 1.1 1.2 1.3 División Sustitución Combinación 1.2 1.3
  • 5. 1. Codificación de Bloques 1.2 La Sustitución Se sustituye cada grupo de m bits por un grupo de n bits, n > Por ejemplo: codificación 4B/5B, donde m = 4 y n = 5. Como n > m, entonces hay elementos de n bits que no tienen ninguna correspondencia con los elementos de m bits m. Tenemos que: a) Para obtener sincronización: elegir elementos de m bits que no tienen, por ejemplo, más de tres bits 0 (o 1) consecutivos. O sea, se debe evitar las cadenas largas de 0 (o 1). b) Para obtener detección de errores: si uno o más bits del bloque de transmisión se modifica de modo que uno de los elementos no utilizados de n bits se recibe, entonces hay una detección de error. Por otro lado, cuando el error hace que un elemento de n bits se convierta en otro valido de n bits, ningún error es notado. Eso es una debilidad.
  • 6. 1. Codificación de Bloques División Combinación mB → nB Sustitución Señal DigitalCodificación de línea
  • 7. 1. Codificación de Bloques Ejemplo de sustitución: codificación 4B/5B
  • 8. Datos Código Datos Código 0000 11110 1000 10010 0001 01001 1001 10011 0010 10100 1010 10110 0011 10101 1011 10111 0100 01010 1100 11010 0101 01011 1101 11011 0110 01110 1110 11100 0111 01111 1111 11101 1. Codificación de Bloques Ejemplo de sustitución: codificación 4B/5B
  • 9. 2. Conversión de Analógico a Digital En algunas ocasiones se tiene una señal analógica (datos analógicos) como la creada por un micrófono o una cámara. Si se desea una transmisión digital, entonces es necesario cambiar esa señal analógica a datos digitales. Una vez creados los datos digitales, se puede entonces utilizar la codificación de línea (y, tal vez también, la codificación de bloques) realizar la transmisión digital. para Señal Analógica Datos Digitales Codificación de Línea
  • 10. 2. Conversión de Analógico a Digital La técnica más habitual para cambiar una señal analógica a datos digitales (digitalización) es la denominada modulación por codificación de pulsos (PCM). Un codificador PCM tiene tres procesos: 1. 2. 3. Se muestra la señal analógica Se cuantifica la señal muestreada Los valores cuantificados son codificados como flujos de bits
  • 11. 2. Conversión de Analógico a Digital 1. Se muestra la señal analógica La señal analógica es muestrada cada T segundos, donde T es el intervalos s de muestreo o periodo. El inverso del intervalo de muestreo se denomina tasa de muestreo o frecuencia de muestreo y se denota f , donde f = 1/T .s s s Amplitud Amplitud TiempoTiempo Señal analógico Señal PAM
  • 12. 2. Conversión de Analógico a Digital 1. Se muestra la señal analógica La señal obtenida (Señal PAM) del muestreo no es digital, sino una serie de pulsos con valores de amplitud comprendidos entre la mínima y la máxima amplitud de la señal. El conjunto de amplitudes puede ser infinito con valores no enteros entre dos límites. Amplitud Amplitud TiempoTiempo Señal analógico Señal PAM
  • 13. 2. Conversión de Analógico a Digital 2. Se cuantifica la señal muestreada 2.1 Se asume que la señal analógica original tiene amplitudes instantáneas entre V y Vmin max 2.2 2.3 2.4 Se Se Se divide el rango en L zonas, cada una de ancho ∆ =(V - V )/Lmax min asignan valores cuantificados en el punto medio de cada zona aproxima el valor de la amplitud de la muestra a los valores cuantificados ¡OJO! De acuerdo al teorema de Nyquist, la tasa de muestreo debe ser al menso 2 veces la frecuencia más alta contenida en la señal.
  • 14. Ejemplo: Las amplitudes da la muestra se encuentran entre -20 y +20 voltios. Se decide tener 8 niveles (L = 8). Esto significa que ∆ = 5 V. Punto medio de la zona 7 Delta = D = 5 V; Ej.: amplitud PAM = 16,2: amplitud normalizada = 16,2/ 5 = 3,24; amplitud cuantificada normalizada = (3D + D/2)/D = 3,5; error normalizado = 3,5 – 3,24 = + 0,26.
  • 15. 2. Conversión de Analógico a Digital 3. Los valores cuantificados son codificados como flujos de bits Cada valor cuantificado se cambia a una palabra de un código de bits. n Por ejemplo, podemos utilizar n = 8 bits. El octavo bit (el más significativo) es utilizado para indicar si el valor es positivo o negativo. 0 → positivo 1 → negativo
  • 16. 2. Conversión de Analógico a Digital CuantificaciónDatos binários Datos analógicos Codificación de Línea PAM Codificación binária Muestreo de datos analógicos Señal digital
  • 17. 3. Modos de Transmisión Transmisión de Datos Paralela Serie AsíncronoSíncrono
  • 18. 3.1 Transmisión Paralela Se envían 8 bits juntos Emisor Receptor Se necesitan 8 líneas Los datos binários, formados por unos y ceros, se pueden organizar en grupos de n bits. Agrupando los datos, se pueden enviar n bits al mismo tiempo en lugar de uno solo. VENTAJA: velocidad - DESVENTAJA: costo
  • 19. 3.2 Transmisión Serie Los 8 bits se envían uno después de otros Emisor Receptor Solo se necesita Un cable Conversor Paralelo/Serie Conversor Serie/Paralelo En la transmisión serie un bit sigue a otro, por lo que solamente se necesita un canal de comunicación. Puesto que la comunicación dentro de los equipos es usualmente paralela, es necesario usar dispositivos de conversión (paralelo a serie y serie a paralelo). VENTAJA: costo - DESVENTAJA: velocidad
  • 20. 3.2 Transmisión Serie La transmisión serie puede ser: Asíncrona o Síncrona ASÍNCRONA (barata y efectiva) Se denomina así debido a que la temporización de la señal no es importante. En lugar de ello, la información se recibe y se traduce usando patrones acordados. Patrón: para avisar al receptor de la llegada de datos se añade un bit extra al principio de cada byte. Este bit, usualmente un cero, se denomina bit de inicio. Dirección del flujo Bit de parada Bit de inicio Datos Emisor Receptor Intervalos entre unidades de datos Patrón: para conocer que el byte ha terminado, se añaden uno o varios bits adicionales al final de cada byte. Estos bits, usualmente unos, se denominan bits de parada.
  • 21. 3.2 Transmisión Serie SÍNCRONA El flujo de datos se combina en tramas más largas que pueden contener multiples bytes. Sin embargo, cada byte se introduce en el enlace de transmisión sin que haya un intervalo con el siguiente. Aunque no hay intervalos entre caracteres de una trama en una transmisión, puede haber intervalos desiguales entre tramas. La ventaja de la transmisión síncrona es la velocidad. Puesto que no hay bits extra o intervalo que introducir en el emisor, ni que eliminar en el receptor, se consigue, por extensión, transmitir menos bits (de control) a lo largo de enlace, lo que hace que la transmisión síncrona sea más rápida que la transmisión asíncrona.
  • 22. Planificar el tiempo ÉXITO Ejercitar Estudiar Haz siempre tu mejor ☺ ! pavellech0003@gmail.com