William Stallings Comunicaciones y Redes de Computadores

Presentación del tema: "William Stallings Comunicaciones y Redes de Computadores"— Transcripción de la presentación:

1 William Stallings Comunicaciones y Redes de Computadores
Capítulo 5 Codificación de datos Modulación

2 Técnicas de comunicación
La comunicación de datos puede ser de: Datos digitales en señales digitales Datos analógicos en señales digitales Datos digitales en señales analógicas Datos analógicos en señales analógicas

3 Datos digitales en señales digitales
¿Qué es una señal digital? Es una secuencia de pulsos de voltaje discretos y discontinuos Cada pulso se llama elemento de señal Contiene la información digital que se quiere transmitir

4 Términos Las señales digitales pueden ser: Señales unipolares
Todos los elementos de la señal tienen el mismo signo (todos positivos o todos negativos) Señal polar Los elementos de la señal pueden ser positivos y negativos

5 A considerar en la transmisión: (1)
Velocidad de transmisión Cantidad de bits que se transmites por segundo Duración o longitud de un bit Tiempo tomado por el transmisor para emitir un bit. Para una velocidad de transmisión R, la duración debit es 1/R Velocidad de modulación Velocidad a la cual la señal cambia de nivel Medida en baudios = elementos de señal por segundo

6 A considerar en la transmisión: (2)
El receptor debe conocer: La duración del bit (inicio y final) Nivel de la señal (1 y 0) Factores que afectan la recepción exitosa de datos La relación señal a ruido Velocidad de transmisión Ancho de banda disponible

7 A considerar en la codificación: (1)
Espectro de la señal La ausencia de altas frecuencias reduce la necesidad de ancho de banda La ausencia de componente dc reduce el ruido La mayor energía se encuentra en un reducido espacio del espectro Sincronización (Clocking) Sincronización entre el emisor y el receptor Existencia de relojes externos La sincronía a partir de la señal de entrada

8 A considerar en la codificación: (2)
Detección de errores Se detectan a partir del código que traen los datos Interferencias e inmunidad al ruido Algunos códigos son mejores que otros Costo y complejidad A mayor velocidad de transmisión, mayor es el costo del equipo Algunos códigos implican una velocidad de transmisión de elementos mayor que la tasa real de datos

9 Esquemas de codificación
Nonreturn to Zero-Level (NRZ-L) Nonreturn to Zero Inverted (NRZI) Bipolar -AMI Pseudoternary Manchester Differential Manchester B8ZS HDB3

10 Nonreturn to Zero-Level (NRZ-L)
Un voltaje representa un 0 y otro un 1 El voltaje es constante mientras dure el bit Por ejemplo, Ausencia de voltaje para 0, constante voltaje positivo para 1 Frecuentemente, voltaje negativo para un valor y voltaje positivo para el otro

11 NRZ-L y NRZI

12 Codificación diferencial
NRZI es un ejemplo de codificación diferencial Codificación con ausencia o presencia de una transición Si se trata de un 0, se codifica con la señal anterior, si se trata de un 1, la codificación sufreuna transición Es más facil detectar transiciones

13 NRZ pros y contras Pros Contras
Fácil de implementar Hace buen uso del ancho de banda Contras Cuneta con una componente de dc No cuenta con capacidad de sincronización No es utilizada con frecuencia para transmision de datos

14 Codificación binaria multinivel
Utiliza más de dos niveles Bipolar-AMI El 0 es aunsencia de señal El 1 es un pulso negativo o positivo Con cada uno hay alternancia de polaridad No se pierde la sincronía en largas cadenas de 1’s (los ceros si son problema) No tiene una componente de dc Bajo ancho de banda Fácil detección de error

15 Bipolar-AMI y Pseudoternario

16 Características de codificación binaria multinivel
Cada elemento de la señal sólo representa un bit La lógica del receptor debe distinguir entre tres niveles diferentes (+A, -A, 0) Requiere aprox. 3dB más potencia de señal para dada probabilidad de bit de error

17 Codificación bifase Manchester Manchester Diferencial
Transición a la mitad de cada periodo de bit La transición sirve para recuperar el reloj Bajo a alto representa un uno Alto a bajo representa un cero Usado por IEEE para redes LAN Manchester Diferencial La transición se utiliza para sincronizar el reloj Transición al inicio de un periodo de bit representa un cero Ausencia de transición al inicio del bit representa un uno Usado por IEEE para redes LAN en anillo

18 Pros y contras Contras Pros
La velocidad de modulación es del doble que cualquier otro código Requiere más ancho de banda Pros El fácil reconocer el reloj a partir del código No contiene componente de cd Facilita la detección de error

19 Velocidad de modulación

20 Scrambling Se usa scrambling para evitar secuencias con voltajes constantes a altas frecuencias No contiene componentes de cd No reduce la velocidad de transmisión de los datos Tiene cierta capacidad para detectar errores

21 Scrambling B8ZS Bipolar With 8 Zeros Substitution
Basado en bipolar-AMI Cuenta con un algoritmo basado en la cantidad de ceros en un bit Ayuda a la detección de errores

22 Scrambling HDB3 High Density Bipolar 3 Zeros Basado en bipolar-AMI
Las cadenas de cuatro ceros se reemplazan con uno o dos pulsos

23 B8ZS and HDB3

24 Datos digitales en señales analógicas
Se utiliza en sistemas telefónicos 300Hz a 3400Hz Por ejemplo, un modem (modulador-demodudator) Técnicas de codificación Desplazamiento de amplitud (ASK) Desplazamiento de frecuencia (FSK) Desplazamiento de fase (PK)

25 Técnicas de modulación

26 Amplitude Shift Keying
Los valores son representados por diferentes amplitudes de la portadora Es suceptible al ruido Poco eficiente Se puede utilizar sobre fibra óptica

27 Frequency Shift Keying
Los valores son representados por diferentes frecuencias (cerca de la portadora) Menos suceptible a errores que ASK Se utiliza para radio de alta frecuencia Se utiliza sobre algunas LAN’s sobre cable coaxial

28 FSK en una transmisión full duplex

29 Phase Shift Keying La fase de la señal portadora es desplazada para representar el dato

30 PSK en cuadratura Q-PSK
Muy eficiente porque cada elemento de señal representa más de un bit e.g. shifts of /2 (90o) Cada elemento representa dos bits Modem’s de 9600bps utilizan 12 angles , cuatro de los cuales tienen dos amplitudes

31 Datos analógicos en señales digitales
Digitalización Conversión de un dato analógico a uno digital Los datos digitalizados se pueden transmitir con NRZ-L Los datos digitales se pueden transmitir de nuevo con señales analógicas Es necesario utilizar un codec Se utiliza modulación por codificación de impulsos Ó se utiliza modulación delta

32 Modulación por codificación de impulsos (PCM) (1)
Si una señal se muestrea a intervalos regulares con una frecuencia del doble de la frecuencia más alta de la señal a transmitir, las muestras obtenidas contienen toda la información Una señal de voz de 4000Hz requiere un muestreo de 8000 muestras por segundo A cada muestra se le asigna un byte

33 Modulación por codificación de impulsos (2)
Sistemas de 4 bits proporcionan 16 niveles diferentes 8 bits por mmuestra dan 256 niveles La calidad se compara con la transmisión a analógica 8000 muestras por segundo de 8 bits dan 64kbps

34 Codificación no lineal
Lo niveles de cuantización no están igualmente separados Más niveles para señales de amplitud pequeña y viceversa Reduce el error de cuantización

35 Modlación Delta La entrada analógica se aproxima mediante una función escalera Ver figura

36 Delta Modulation - ejemplo

37 Datos analógicos en señales analógicas
Por qué modular señales analógicas? Altas frecuencias para mejor transmisión Permite la multiplexación por división de frecuencia (capítulo 8) Tipos de modulación Amplitud Frecuencia Fase

38 Modulación Analógica

39 TELECOMUNICACIONES http://redesudg.tripod.com.mx redesudg@terra.com.mx
Fin de la presentación 3 TELECOMUNICACIONES