Técnicas de codificación de datos
Encoding es el proceso de convertir los datos o una determinada secuencia de caracteres, símbolos, alfabetos, etc., a un formato específico, para la transmisión segura de datos. Decoding es el proceso inverso de codificación que consiste en extraer la información del formato convertido.
Codificación de datos
La codificación es el proceso de utilizar varios patrones de voltaje o niveles de corriente para representar 1s y 0s de las señales digitales en el enlace de transmisión.
Los tipos comunes de codificación de línea son Unipolar, Polar, Bipolar y Manchester.
Técnicas de codificación
La técnica de codificación de datos se divide en los siguientes tipos, según el tipo de conversión de datos.
Analog data to Analog signals - Las técnicas de modulación, como la modulación de amplitud, la modulación de frecuencia y la modulación de fase de señales analógicas, se incluyen en esta categoría.
Analog data to Digital signals- Este proceso puede denominarse digitalización, que se realiza mediante modulación de código de pulso (PCM). Por lo tanto, no es más que modulación digital. Como ya hemos comentado, el muestreo y la cuantificación son los factores importantes en esto. La modulación delta ofrece una mejor salida que PCM.
Digital data to Analog signals- Las técnicas de modulación como Amplitude Shift Keying (ASK), Frequency Shift Keying (FSK), Phase Shift Keying (PSK), etc., entran en esta categoría. Estos se analizarán en los capítulos siguientes.
Digital data to Digital signals- Estos están en esta sección. Hay varias formas de asignar datos digitales a señales digitales. Algunos de ellos son ...
Sin retorno a cero (NRZ)
NRZ Codes tiene 1 para nivel de alto voltaje y 0para nivel de bajo voltaje. El comportamiento principal de los códigos NRZ es que el nivel de voltaje permanece constante durante el intervalo de bits. No se indicará ni el final ni el inicio de un bit y mantendrá el mismo estado de tensión, si el valor del bit anterior y el valor del bit actual son iguales.
La siguiente figura explica el concepto de codificación NRZ.
Si se considera el ejemplo anterior, ya que hay una secuencia larga de nivel de voltaje constante y la sincronización del reloj puede perderse debido a la ausencia de intervalo de bits, se vuelve difícil para el receptor diferenciar entre 0 y 1.
Hay dos variaciones en NRZ a saber:
NRZ - L (NRZ - NIVEL)
Hay un cambio en la polaridad de la señal, solo cuando la señal entrante cambia de 1 a 0 o de 0 a 1. Es lo mismo que NRZ, sin embargo, el primer bit de la señal de entrada debe tener un cambio de polaridad.
NRZ - I (NRZ - INVERTIDO)
Si un 1ocurre en la señal entrante, luego ocurre una transición al comienzo del intervalo de bits. Para0 en la señal entrante, no hay transición al comienzo del intervalo de bits.
Los códigos NRZ tienen un disadvantage que la sincronización del reloj del transmisor con el reloj del receptor se altera por completo, cuando hay una cadena de 1s y 0s. Por lo tanto, se debe proporcionar una línea de reloj separada.
Codificación bifásica
El nivel de la señal se comprueba dos veces por cada bit de tiempo, tanto inicialmente como en el medio. Por tanto, la velocidad del reloj es el doble de la velocidad de transferencia de datos y, por tanto, la velocidad de modulación también se duplica. El reloj se toma de la propia señal. El ancho de banda requerido para esta codificación es mayor.
Hay dos tipos de codificación bifásica.
- Manchester bifásico
- Manchester diferencial
Manchester bifásico
En este tipo de codificación, la transición se realiza en la mitad del intervalo de bits. La transición para el pulso resultante es de Alto a Bajo en el medio del intervalo, para el bit de entrada 1. Mientras que la transición es de Bajo a Alto para el bit de entrada0.
Manchester diferencial
En este tipo de codificación, siempre se produce una transición en el medio del intervalo de bits. Si ocurre una transición al comienzo del intervalo de bits, entonces el bit de entrada es0. Si no se produce ninguna transición al comienzo del intervalo de bits, entonces el bit de entrada es1.
La siguiente figura ilustra las formas de onda de la codificación NRZ-L, NRZ-I, Manchester bifásica y Manchester diferencial para diferentes entradas digitales.
Codificación de bloques
Entre los tipos de codificación de bloques, los famosos son la codificación 4B / 5B y la codificación 8B / 6T. El número de bits se procesa de diferentes maneras, en ambos procesos.
Codificación 4B / 5B
En la codificación Manchester, para enviar los datos, se requieren los relojes con doble velocidad en lugar de la codificación NRZ. Aquí, como su nombre lo indica, 4 bits de código se mapean con 5 bits, con un número mínimo de1 bits en el grupo.
El problema de la sincronización del reloj en la codificación NRZ-I se evita asignando una palabra equivalente de 5 bits en lugar de cada bloque de 4 bits consecutivos. Estas palabras de 5 bits están predeterminadas en un diccionario.
La idea básica de seleccionar un código de 5 bits es que debería tener one leading 0 y debería tener no more than two trailing 0s. Por tanto, estas palabras se eligen de forma que se realicen dos transacciones por bloque de bits.
Codificación 8B / 6T
Hemos utilizado dos niveles de voltaje para enviar un solo bit sobre una sola señal. Pero si usamos más de 3 niveles de voltaje, podemos enviar más bits por señal.
Por ejemplo, si se utilizan 6 niveles de voltaje para representar 8 bits en una sola señal, entonces dicha codificación se denomina codificación 8B / 6T. Por lo tanto, en este método, tenemos hasta 729 (3 ^ 6) combinaciones para la señal y 256 (2 ^ 8) combinaciones para los bits.
Estas son las técnicas que se utilizan principalmente para convertir datos digitales en señales digitales comprimiéndolos o codificándolos para una transmisión confiable de datos.