RESUMEN PDF TRANSMISIÓN BANDA BASE PAGINAS 21 A 24
SISTEMA BANDA BASE
La información textual es transmitida o enviada en dígitos binarios, pero para hacer esto debemos primero transformar esta información mediante un codificador o también llamado modulador banda base. La información textual es formateada en tres pasos distintos que son muestreo, cuantización y codificación. Luego de estos tres pasos la información que era análoga, es convertida a dígitos binarios los cuales son llamados símbolos. Ya está lista para ser transmitida por medio guiado o medio no guiado.
La forma de onda compatible con el modulador banda base es atreves de pulsos, que a su vez es la información que se está transmitiendo. El muestreo es la relación que hay entre la forma de onda “pulsos” y la forma de la señal muestreada “análoga señal original”. La salida del proceso de muestreo es conocida como pulso modulado en amplitud (PAM); A través de la forma de onda que como vimos anteriormente se transformó en código binario, el cual es representado por la altura de las barras.[i]
Lo importante del PAM es que por medio de este se puede recuperar la señal o forma de onda original la que trae la información textual “análogamente” se obtiene específicamente mediante un filtro pasa bajos.
TRANSMISIÓN BANDA BASE
Su principal fundamento es la codificación de la forma de onda, ya vista anteriormente a la cual se le hace un tratamiento también descrito brevemente: muestreo, cuantificación y codificación. Para la codificación de la forma de onda es indispensable representar los bits de PCM por medio de pulsos en dirección de transmitirlos por un canal banda base. La palabra de código es una representación de 4 bits para cada muestra cuantizada.
La forma de onda o pulsos PCM más comunes son: 1. No retorno a cero (NRZ), 2. Retorno a cero (RZ), 3. Codificadas en fase, 4. Multinivel. A continuación describiré brevemente en que consiste cada una de las formas.
1. No retorno a cero (NRZ). Se subdivide a su vez en: no retorno a cero de nivel (NRZ-L) de nivel, utilizado principalmente en lógica digital, su representación es fácil de entender un “1” lógico, representa un nivel de voltaje alto “+V”, y un “0” lógico, representa un nivel bajo de voltaje “-V”, ha de entenderse que es un nivel bajo de voltaje no debe confundirse con “0” voltios.
1.1 NRZ-M de marca utilizado sobre cinta magnética, un “1” representa con cambio de nivel y un “0” se representa sin cambio de nivel. Si el código de la forma de onda es “01100”, seria en niveles de voltaje {-V, +V, -V, -V, -V}.
1.2 NRZ-S de espacio inversamente proporcional al NRZ-M, en”1” representa un nivel si cambio y en “0” un nivel con cambio. Si el código de la forma de onda es “01100”, en niveles de voltaje seria {+V, +V, +V, -V, +V}.
RETORNO A CERO (RZ)
Para este formato la forma de onda se utiliza especialmente en grabación magnética de datos, USB, MP4, IPod entre otros. Este mismo formato se subdivide en:
2. RZ unipolar un “1” se representa en la mitad del ancho del intervalo el bit, en el caso del formato NRZ-L de nivel, el ancho del intervalo[i] es completo, un “0” no representa cambio de nivel, pero si representa una tensión de 0, lo que es una ausencia de pulso.
2.1 RZ bipolar, el “1” representa la polaridad negativa –V, y “0” una polaridad positiva +V.
2.2 RZ-AMI el “1” representa niveles de polaridad alternados, y “0” representa una tensión de 0, lo que es ausencia de pulso. El “1”, es el único que cambia lo polaridad de este formato
Ahora vamos a describir brevemente los formatos de forma de onda codificados por fase, y su aplicación fundamental es en comunicaciones es la fibra óptica. Los códigos de fase se clasifican en:
1. Bi-
-L (bifásico nivel) para entenderlo de una manera más clara, el “1” se representa en la mitad del primer intervalo y forma una Z, parte desde {+V y termina en -V}, y a su vez un “0” se representa en la mitad del segundo intervalo formando una S, parte desde {-V y termina en +V}.
1.1 Bi--M (bifásico de marca) para este formato existe un cambio de fase al principio de cada intervalo de bit, un “1” se muestra en la segunda mitad del intervalo, y “0” se representa en ausencia de la segunda transición, el “0” va cambiando de fase cada vez que aparece.
1.2 Bi--S (bifásico de espacio) en este también existe una transición al principio de cada intervalo de bit, que lo representa el “1” el cual se codifica en ausencia de la segunda transición, y un “0” representado como Z o S codificado con la segunda transición en la mitad del intervalo.
Características en la forma de onda (pulsos)
Existen distintos formatos para representar una forma de onda o pulsos, esto debido a las características particulares de cada formato para la representación de los pulsos, para saber que formato elegir a la hora de realizar nuestro diseño, debemos tener en cuenta los siguientes parámetros:
1. Codificación diferencial, es una técnica implementada la cual permite que la polaridad de los pulsos puedan ser invertidos sin afectar la información textual.
2. Detección de errores, algunos formatos no descritos en el documento, facilitan la detección de errores sin necesidad de agregar una redundancia, la cual se basa en tener partes ya predecibles a partir del resto del mensaje y a su vez se genera nueva información o se repite parte de la información.
3. Inmunidad al ruido, los distintos formatos PCM pueden ser divididos por la probabilidad de bit errado frente a la correlación señal ruido.
4. Disipación de potencia, principalmente aplicable a sistemas con fuente de energía limitada, lo que se hace es optimizar esta energía para una mejor eficacia a la hora de transmitir.
5. Componente DC, suprimiendo la tensión DC del espectro de potencia de la señal, se puede acoplar la señal a una tensión AC.
6. Compresión del ancho de banda, algunos formatos generan un incremento en la eficiencia a la hora de utilizar el ancho de banda y al permitir la disminución del ancho de banda solicitado para una tasa de transmisión determinada, lo que conlleva a más información textual transmitida por cantidad de ancho de banda.
7. Auto-sincronía, cualquier sistema digital de comunicaciones emplea una sincronía de bit. Con esto podemos extraer la señal de reloj, como se ve en Bi--L tiene transiciones a la mitad de cada intervalo del bit, esto se explicó más atrás donde un “1” se representa como Z y “0” como una S. este cambio en la mitad de cada intervalo nos da un medio de sincronía.
Interferencia Inter-simbólica
Luego de tener nuestra señal muestreada, cuantificada y codificada nos disponemos a transmitirla por un canal que posee un ancho de banda finito, recordemos que el ancho de banda es la cantidad de datos que pueden ser transportados por algún medio guiado o no guiado en un determinado periodo de tiempo. Esto producirá difusión de pulsos que interfieren con otras formas de onda. Sus siglas en ingles ISI, esto afecta más al receptor ya que al llegar la forma de onda, esta llegara cargada de ruido y ISI con lo cual debemos diseñar un mejor receptor que nos permita recuperar la señal original de la mejor manera. En si es una nueva fuente de errores en un sistema de transmisión banda base; Es un traslape le los símbolos que hemos hecho a partir de la señal original debido a que el ancho de banda del canal es cercano al de la señal.
[i] Grafica 3.9 pág. 23 del pdf.
[i] Ver imagen del cuaderno se entiende mejor.
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