Modulación y Demodulación de Señales: Comparación de Codificaciones Digitales - Prof. Garc, Apuntes de Diseño y Arquitectura de Sistemas Informáticos

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REDES

TECNICAS DE MULTIPLEXING

MODULACIÓN Y DEMODULACIÓN

DE SEÑALES

1.- INTRODUCCIÓN

•^

Información analógica y digital puede sercodificada mediante señales analógicas y digitales.

•^

Elección de un tipo de modulación (codificación):– Requisitos exigidos.– Medio de transmisión.– Recursos disponibles.

•^

Optimizar características de la transmisión:– Aprovechar el ancho de banda.– Sincronización emisor-receptor.– Inmunidad frente al ruido e interferencias.– Disminuir la complejidad y abaratar costes.

Comparación de las técnicas de

codificación

•^

Detección de errores:– Se puede incorporar en el esquema de codificación

•^

Inmunidad al ruido e interferencias:– Algunos códigos exhiben un comportamiento superior a

otros en presencia de ruido

•^

Coste y complejidad:– Cuanto mayor es la velocidad de elementos de señal

para una velocidad de transmisión dada, mayor es elcoste

• Algunos códigos implican mayor velocidad de

elementos de señalización que de transmisión de datos

2.- DATOS DIGITALES-SEÑALES DIGITALES

•^

Señal digital: Secuencia de pulsos discretos y discontinuos(elementos de señal).

-^

Los datos binarios se transmiten codificando cada bit dedatos en elementos de señal.

-^

Diferentes alternativas:–

Non Return to Zero (NRZ)

-^

NRZ-L

NRZ-I

-^

Binario multinivel^ •

Bipolar AMI

Pseudoternario

-^

Códigos bifase^ •

Manchester

Manchester diferencial

-^

Técnicas de “

Scrambling

”

-^

B8ZS

HDB

NRZ

Codificación diferencial

Codificación diferencial

•^

Los datos se representan por los cambios que seproducen, no por los niveles que se establecen.

•^

Más seguro en la detección de transición que en ladetección de nivel.

•^

En un sistema complicado de transmisión, no esdifícil perder la polaridad de la señal.

Binario multinivel

•^

Usan más de dos niveles de señal

•^

Bipolar-AMI

:^

(Alternate Mark Inversion)

0: No hay señal1: Pulso positivo o negativo, 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.– Forma sencilla de detectar errores.

•^

Pseudoternario

0: Pulso positivo o negativo, polaridad alternante1: No hay señal

Bipolar-AMI y pseudoternario

Bipolar- AMI Pseudoternario

Codificación en Ethernet

(a)

Codificación binaria.

(b) Codificación Manchester.(c)

Codificación Manchester diferencial.

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 tienen componente en continua.– Detección de errores:
  • Ausencia de la transición esperada

Técnicas de “scrambling”

•^

Utilizar algún procedimiento o técnica de “scrambling” parareemplazar las secuencias de bits que den lugar a niveles detensión constante

-^

La secuencia reemplazada:–

Debe proporcionar suficiente número de transiciones para que el reloj semantenga 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 detensión nula

-^

No reducir la velocidad de transmisión de los datos

-^

Tener cierta capacidad para detectar errores

B8ZS

•^

Bipolar With 8-Zeros Substitution.

-^

Se basa en un AMI bipolar.

-^

Si aparece un octeto con todo ceros y el último valor detensión anterior a dicho octeto fue positivo, codificar dichoocteto como

•^

Si aparece un octeto con todo ceros y el último valor detensión anterior a dicho octeto fue negativo, codificar dichoocteto como

•^

Se fuerzan dos violaciones del código AMI

-^

Probabilidad muy baja de haber sido causa por el ruido u otrosdefectos en la transmisión

-^

El receptor identificará ese patrón y lo interpretaráconvenientemente como un octeto todo ceros.

B8ZS y HDB

(número imparde unos desde laúltimasustitución)

B= Señal

bipolar

válida

Bipolar-AMI

B8ZS HDB

3.- DATOS DIGITALES -SEÑALES ANALÓGICAS

•^

Sistema de red telefónica:– Rango de frecuencias de voz entre 300 Hz y 3.400 Hz– Uso de dispositivos modem (modulador-demodulador)

•Desplazamiento de amplitud (ASK)

–Amplitude-Shift-Keying

•Desplazamiento de frecuencia (FSK)

–Frequency-Shift-Keying

•Desplazamiento de fase (PSK)

–Phase-Shift-Keying^ Estación

de trabajo

Modem

Red pública de teléfonos

Modem

Servidor

DATOS DIGITALESSEÑALES ANALOGICAS