Códigos de línea

Requisitos para un código de línea Códigos de línea Requisitos para un código de línea Los códigos de líneas usados para transmitir señales digitales deben tener las siguientes características: la menor cantidad de secuencias de un mismo valor digital (los sistemas receptores derivan su reloj principal de la señal entrante y su calidad depende de las transiciones de la misma) ausencia de nivel de D.C. ( esto permite aislaciones galvánicas entre equipos) (las señales así pueden pasar transformadores y con ello se bloquean perturbaciones de las líneas de transmisión) ancho de banda minimizado (el Crosstalk y la suceptibilidad a interferencias son reducidos y la ecualización de la señal es simplificada) reglas de codificación de manera de poder monitorear los errores de transmisión en base a observar los códigos.

Modelo de bloques de un medio digital regenerativo Códigos de línea Modelo de bloques de un medio digital regenerativo

Códigos de línea Señales y su espectro: NRZ (banda base digital) RZ AMI (Alternate Mark Inversion) (Señal binaria multi-nivel) Tck/2 Tck Reloj NRZ RZ AMI 1/Tck Tck/2

Compromiso para una señal binaria multi-nivel Códigos de línea Compromiso para una señal binaria multi-nivel La señal binaria multi-nivel, no es tan eficiente como una NRZ Cada elemento de señal sólo representa un bit Un sistema de 3 niveles podría representar log23 = 1.58 bits El receptor debe distinguir entre 3 niveles (+A, -A, 0) Requiere aprox. 3dB mas de potencia de señal para la misma probabilidad de error de bit.

Evolución hacia el HDB-3 Códigos de línea Evolución hacia el HDB-3

Fenómenos alrededor de la propagación de señales en la línea Códigos de línea Fenómenos alrededor de la propagación de señales en la línea Interferencia Inter Simbólica (ISI) El Ruido El Jitter (Bailoteo)

ISI (1) El problema Códigos de línea

ISI (2) La ecualización del canal Códigos de línea

Jitter (1) Amplitud y Frecuencia Definición Códigos de línea Jitter (1) Amplitud y Frecuencia Definición SEÑAL Tj t 1 UI max. RELOJ To (tiempo del bitio) t 1 UI % de Jitter=(Tj/To)x100 1 UI = 100% de Jitter Frecuencia de jitter Amplitud de _Jitter

Jitter (2) Generación 1ºcaso- Regenerador Códigos de línea Jitter (2) Generación 1ºcaso- Regenerador

Ruido (blanco y gausiano)-BER Códigos de línea Ruido (blanco y gausiano)-BER

Diagrama del OJO (para señal de 3 estados) Códigos de línea

Códigos de línea Código 4B3T (1) (uso en cable coaxial de larga distancia y en accesos por pares) Palabra Binaria Palabra Ternaria Diparidad Modo positivo Modo Negativo 0000 0 – + 0001 – + 0 0010 – 0 + 1000 0 + – 1001 + – 0 1010 + 0 – 0011 + – + – + – 1 1011 + 0 0 – 0 0 0101 0 + 0 0 – 0 0110 0 0 + 0 0 – 0111 – + + + – – 1110 + + – – – + 1100 + 0 + – 0 – 2 1101 + + 0 – – 0 0100 0 + + 0 – – 1111 + + + – – – 3 -1 +1 +2 -2 -3 -1 +3 -3 +1 -2 +2 -3 -1 +3 +2 -2 +3 -3 +1 +2 +3 -2 -1 +1 Diagrama de transición de estados del código 4B3T +3 +2 +1 +3 +2 +1 +3 +2 +1 +3 +2 +1 -1 -2 -3 -3 -2 -1 -3 -2 -1 -3 -2 -1 Diagrama de operatoria de transiciones del código 4B3T

Códigos de línea Código 4B3T (2)

Codigo B8ZS (uso en acceso) Códigos de línea Codigo B8ZS (uso en acceso) Es bipolar con sustitución de 8 Ceros basado en el AMI bipolar Si viene un octeto de todos ceros y el último pulso fue positivo se codifica 000+-0-+, si fue negativo se codifica 000-+0+- Esto causa 2 violaciones al código AMI que es improbable que ocurra como resultado del ruido

Código Manchester (uso Ethernet 10base T) Códigos de línea

Código CMI (uso en 140Mb/ y 155Mb/s) Códigos de línea Código CMI (uso en 140Mb/ y 155Mb/s) Tck Reloj NRZ CMI CMI (Code Mark Inversion) es de 2 niveles con alta densidad de reloj. Las marcas (“1”) son alternas, y los espacio (“0”) son transiciones de bajo a alto. De otra forma: las marcas son la pareja binaria 00 o 11 y los espacios son la pareja 01 El código ensancha el espectro pero tiene alto grado de redundancia.

Código 2B1Q (Uso en acceso “U” ISDN) Códigos de línea Código 2B1Q (Uso en acceso “U” ISDN) Un total de 64Kb/s +64Kb/s+16Kb/s*16Kb/s=160Kb/s en cada dirección simultáneamente.

Código 5B6B (uso para dar redundancia en fibra óptica) Códigos de línea Código 5B6B (uso para dar redundancia en fibra óptica) + + - + - - Da redundancia de código Supervisión de código Mantiene Cte nivel de DC lo que permite mantener la polarización del láser.

Códigos de línea Formato de los distintos códigos

Densidad de potencia de los distintos códigos Códigos de línea

Códigos de línea Codificación cuando los medios no son lineales Ejemplo : la grabación magnética FM MFM M2FM GCR RLL C C C C C C C C Esquema de datos Codificación Cambio de flujo al grabar C Pulso usado sólo para mantener Clock Obs: el tiempo entre cambios de flujo mínimo es el mismo en todos los esquemas de codificación C C C C C Cabezal reproductor 200 ns

El futuro: Codificación con la teoría de Caos Códigos de línea El futuro: Codificación con la teoría de Caos Muchos fenómenos físicos experimentan una evolución específica con el tiempo conocida como Caos. Caos muestra un ambiente en el dominio del tiempo impredictible, que por ello es generalmente no bien venido. Sin embargo es un fenómeno altamente estructurado y determinista que se confunde y es olvidado entre el ruido en muchas aplicaciones. La presencia de Caos posee gran valor para la codificación debido a la variedad de los movimientos periódicos que pueden estabilizarse cerca de los ”atractores caóticos” (Ott, Grebogi, Yorke)(Ogy). Muchos estados dinámicos son creados con Caos por aplicación de pequeña perturbaciones periódicas a un sistema específico, y si estos estados se clasifican por su forma de onda característica (tal como la entropía según Shannon), y si se programan cambios temporales de pequeño parámetros entre estados dinámicos pueden obtenerse un método de codificar mensajes sin modificar el sistema. Métodos: Pecora-Carroll: usa la idea de sincronizar Caos; una vez sincronizado se transmite el mensaje por suma de la señal con la generación caótica. Hayes et al.: utiliza el esquema de controlar caos, codificando el mensaje por secuencias de órbita periódicas inestables involucradas con un atractor caótico. Abarbanel-Linsay: adopta las órbitas inestables periódicas involucradas con un atractor caótico para facilitar la comunicación , provocando una modulación basada en el conocimiento aproximado del período de tiempo de la órbita. Kao-Chern: incrementa la capacidad de transmisión codificando Caos donde una órbita representa un alfabeto, una palabra, un carácter.