Curso de Redes. 2.8.1. Transmisión digital. Códigos de línea

Summary

El video explica los diferentes esquemas de codificación de línea utilizados en la transmisión digital de datos, como NRZ, NRZI, Manchester y Manchester diferencial. Cada uno de estos métodos busca representar los bits como señales eléctricas, abordando problemas de sincronización, especialmente en secuencias largas de ceros o unos. Se destacan las ventajas y desventajas de cada esquema, incluyendo la eficiencia de la transmisión y la resistencia al ruido. También se exploran soluciones como la codificación en bloques y la ruptura de secuencias largas para garantizar una alternancia continua y mejorar la fiabilidad de la transmisión.

Takeaways

• 😀 Los códigos de línea en la transmisión digital definen cómo se transmiten los bits a través de medios como cobre o fibra óptica, utilizando variaciones en la señal, como voltajes o intensidad de luz.
• 😀 En la transmisión por fibra óptica, solo existen dos símbolos posibles: luz (o intensidad de luz) y oscuridad, a diferencia de la transmisión en cobre que es más compleja.
• 😀 Un desafío fundamental en la transmisión digital es el sincronismo entre el emisor y el receptor, especialmente cuando hay largos intervalos de ceros o unos, lo que puede causar pérdida de sincronización.
• 😀 Los códigos de línea tienen diferentes ventajas y desventajas, especialmente en términos de frecuencia de reloj, capacidad para transmitir a altas frecuencias, y la facilidad de detección de errores.
• 😀 El código NRZ (Non Return to Zero) representa el 1 con un cambio de voltaje y el 0 sin cambio de voltaje, lo que mejora la detección de la señal frente a interferencias.
• 😀 En el código MLT-3 (Multilevel Transmission), se utilizan tres niveles de voltaje y solo se cambian cuando se transmite un '1', lo que reduce la frecuencia de la señal, facilitando la transmisión a través de cables de menor calidad.
• 😀 El código Manchester es utilizado para garantizar sincronización embebida, ya que siempre hay una transición de voltaje por cada bit transmitido, lo que asegura que no haya pérdida de sincronización incluso durante largos intervalos.
• 😀 El código Manchester es costoso en términos de electrónica porque requiere que el dispositivo trabaje a una frecuencia doble de la transmisión de datos, es decir, el doble de la frecuencia de bits.
• 😀 El código Manchester diferencial, utilizado en redes Token Ring, es más robusto ante interferencias, ya que se basa en la detección de transiciones en el centro del intervalo de tiempo, lo que facilita la identificación de cambios en entornos ruidosos.
• 😀 Cuando se deben transmitir largos bloques de ceros o unos, los sistemas de transmisión utilizan técnicas como la inserción de bits alternantes o códigos de bloque para garantizar la alternancia de la señal, evitando la pérdida de sincronización.

Q & A

¿Qué son los códigos de línea y por qué son importantes en las transmisiones digitales?

Los códigos de línea son métodos utilizados para representar los bits (0s y 1s) mediante señales eléctricas u ópticas. Son fundamentales porque garantizan la correcta transmisión y sincronización de datos a través de los medios de transmisión, como cables o fibra óptica. Sin una adecuada codificación, podrían surgir problemas de sincronización y de integridad de los datos.

¿Cuál es el problema principal que se aborda con los códigos de línea?

El problema principal es la sincronización entre el transmisor y el receptor. Si los datos se envían sin una codificación adecuada, el receptor podría perder la sincronización, especialmente cuando hay largas secuencias de 0s o 1s sin transiciones, lo que podría causar errores en la recepción de los datos.

¿Qué es el código NRZ (Non-Return to Zero) y cuáles son sus limitaciones?

El código NRZ es un tipo de codificación en el que los 1s y 0s se representan mediante niveles de voltaje distintos, como voltaje positivo para 1 y negativo para 0. Su limitación principal es que no tiene transiciones en el medio del intervalo de tiempo, lo que dificulta la sincronización cuando se transmiten secuencias largas de bits iguales (0s o 1s).

¿Cómo mejora el código NRZI (Non-Return to Zero Inverted) la sincronización?

El código NRZI representa un 1 mediante una transición de voltaje y un 0 sin transición. Esto mejora la sincronización, ya que incluso en secuencias largas de 0s, el receptor puede detectar las transiciones y mantener la sincronización correctamente.

¿Qué caracteriza al código Manchester y por qué es útil?

El código Manchester asegura que haya una transición en el medio de cada intervalo de tiempo, lo que facilita la sincronización. Esto es útil para evitar problemas de sincronización, especialmente en largas secuencias de 0s o 1s, ya que siempre hay una transición que el receptor puede detectar y usar para mantenerse sincronizado.

¿Qué es el código Manchester diferencial y cómo se diferencia del código Manchester tradicional?

El código Manchester diferencial también utiliza transiciones para representar los bits, pero a diferencia del código Manchester tradicional, las transiciones ocurren en el medio del intervalo y su significado depende de la transición, no de la presencia de una transición en sí. Esto hace que sea más robusto frente a ruido o interferencias en la señal.

¿Qué ventajas ofrece el código MLT-3 en comparación con otros códigos de línea?

El código MLT-3 utiliza tres niveles de voltaje y evita la presencia de componentes DC (corriente continua) en la señal, lo que es útil en sistemas donde la transmisión de datos y el suministro de energía están interrelacionados. Esto ayuda a reducir problemas de acumulación de voltaje en la transmisión de larga duración y mejora la eficiencia de la transmisión.

¿Qué sucede cuando un sistema de transmisión detecta una secuencia larga de ceros o unos?

Cuando un sistema detecta una secuencia prolongada de ceros o unos, puede insertar una alternancia de bits para garantizar que siempre haya transiciones en la señal. Esto ayuda a evitar que la señal se vuelva monótona, lo cual podría causar pérdida de sincronización en el receptor.

¿Cómo funcionan los códigos de bloque para resolver el problema de secuencias largas de ceros o unos?

Los códigos de bloque funcionan dividiendo la secuencia de bits en bloques y codificando cada bloque de manera que se eviten largas secuencias de ceros o unos. Esto asegura que siempre haya suficiente variabilidad en la señal para que el receptor pueda mantener la sincronización.

¿Cuál es la importancia de mantener la alternancia en las señales de transmisión?

Mantener la alternancia en las señales es crucial para la sincronización. La alternancia asegura que haya transiciones regulares en la señal, lo que permite al receptor detectar los cambios y mantenerse sincronizado, evitando errores en la transmisión de los datos.