Cdigos de Lnea (Datos Digitales Seales digitales)

Equipo 3:

lvarez Albores Cesar IvnCrdova Morales Diego ArmandoGmez Grajales Luis ngelReyes Palacios Shanel DanielaViza Avendao Hugo AlexisModulacin

QUE ES MODULACIN?En telecomunicacin el trmino modulacin engloba el conjunto de tcnicas para transportar informacin sobre una onda portadora, tpicamente una onda senoidal.La modulacin nace de la necesidad de transportar una informacin a travs de un canal de comunicacin a la mayor distancia y menor costo posible. Este es un proceso mediante el cual dicha informacin (onda moduladora) se inserta a un soporte de transmisin.Modulacin

Consiste en Una seal portadoraSeal moduladoraUna seal u onda moduladaGenerando

Por qu se modula?Facilita la PROPAGACIN de la seal de informacin por cable o por el aire.Ordena el RADIOESPECTRO, distribuyendo canales a cada informacin distinta. Disminuye DIMENSIONES de antenas.Optimiza el ancho de banda de cada canalEvita INTERFERENCIA entre canales.Protege a la Informacin delas degradaciones por RUIDO.Define la CALIDAD de lainformacin trasmitida.Ventajas de la modulacin Evitainterferencia entre canales.Protege a la informacin de las degradaciones porruido.Define lacalidadde la informacin trasmitida.

TCNICAS DE MODULACIN ANALGICA

La amplia naturaleza de las seales analgicas es evidente, cualquier forma de onda est disponible con toda seguridad en el mbito analgico, nos encontramos con una onda original y una distorsin de la que tenemos que identificar la onda original de la distorsionada.

La manera de lograr que una seal se propagu en el aire es mediante ondas electromagnticas; Uno de los mtodos utilizados es la amplitud modulada que como su nombre lo indica consiste en variar la amplitud de la onda de radio.

La onda de radiofrecuencia modulada es transmitida a alta potencia los receptores reciben la seal con baja potencia. Esta seal se debe amplificar. Supongamos una seal de entrada (E0) se amplifica con una ganancia constante (g) la salida (SM) es el producto SM=E.g. Si g es variable en el tiempo entre 0 y un mximo, volviendo a cero.

La etapa amplificadora multiplica el valor de entrada E por un valor distinto de g Se puede considerar al multiplicador como un dispositivo de ganancia controlada por una tensin.MODULACION EN AMPLITUD MODULADA (AM)

MODULACION EN FRECUENCIALa modulacin en frecuencia consiste en variar la frecuencia de la portadora proporcionalmente a la frecuencia de la onda moduladora (informacin), permaneciendo constante su amplitud. A diferencia de la AM, la modulacin en frecuencia crea un conjunto de complejas bandas laterales cuya profundidad (extensin) depender de la amplitud de la onda moduladora.

Como consecuencia del incremento de las bandas laterales, la anchura del canal de la FM ser ms grande que el tradicional de la onda media, siendo tambin mayor la anchura de banda de sintonizacin de los aparatos receptores (especie de puerta electrnica de los aparatos receptores que permite que pase a la etapa de demodulacin una determinada anchura de seal).3.2 Modulacin DigitalASKFSK PSKQAMMODULACIN ASKLa modulacin por desplazamiento de amplitud, en ingls Amplitud-Shift keying(ASK), es una forma de modulacin en la cual se representan los datos digitales como variaciones de amplitud de la onda portadora, en funcin de los datos a enviar.

La amplitud de una seal portadora anloga vara conforme a la corriente de bit (modulando la seal), manteniendo la frecuencia y la fase constante. El nivel de amplitud puede ser usado para representar los valores binarios 0s y 1s. Podemos pensar en la seal portadora como un interruptor ON/OFF. La seal moduladora vale

Mientras que el valor de la seal portadora es dado por:vp(t) = Vp sen(2 fp t)

Donde Vp es el valor pico de la seal portadora y fp es la frecuencia de la seal portadora. Como es una modulacin de amplitud, la seal modulada tiene la siguiente expresin: v(t) = Vp vm(t) sen(2 fp t) Como ya vimos en la seal moduladora vm(t) al ser una seal digital toma nicamente los valores 0 y 1, con lo cual la seal modulada resulta

El sistema de modulacin se compone de las siguientes etapas: 1. Generador de seal moduladora. 2. Generador de seal portadora. 3. Circuito modulador. 4. Amplificador. 5. Sistema de transmisin. Como la modulacin AM, ASK es tambin lineal y sensible al ruido atmosfrico, distorsiones, entre otros factores. Esto requiere una amplitud de banda excesiva y es por lo tanto un gasto de energa. Tanto los procesos de modulacin ASK como los procesos de demodulacin son relativamente baratos.La tcnica ASK se utiliza para la transmisin de datos digitales en fibras pticas.

MODULACIN FSK

Es una modulacin de frecuencia donde la seal moduladora (datos) es digital.

v(t) = V c cos [ ( w c + v m(t) D w / 2 )t ] (1)

v(t) = forma de onda FSK binaria V c = amplitud pico de la portadora no modulada w c = frecuencia de la portadora en radianes v m(t) = seal modulante digital binaria D w = cambio en frecuencia de salida en radianes

En la modulacin digital, a la relacin de cambio a la entrada del modulador se le llama bit-rate y tiene como unidad el bit por segundo (bps). A la relacin de cambio a la salida del modulador se le llama baud-rate. En esencia el baud-rate es la velocidad o cantidad de smbolos por segundo.

En FSK, el bit rate = baud rate. As por ejemplo, un 0 binario se puede representar con una frecuencia f1, y el 1 binario se representa con una frecuencia distinta f2.

El ndice de modulacin tiene gran incidencia en la seal modulada y determina los dos tipos fundamentales de FSK.

FSK de Banda AngostaFSK de Banda Ancha

FSK DE BANDA ANGOSTAS el ndice de modulacin es pequeo, (esto significa que la variacin de frecuencia de la seal modulada produce una diferencia de fase menor que Se tiene modulacin de frecuencia en banda angosta y su espectro de frecuencias es similar al de ASK. La nica diferencia es que en este caso, la amplitud de las armnicas se ve afectada por la frecuencia o sea, se tiene una pequea modulacin de amplitud, superpuesta a la FSK.

FSK DE BANDA ANCHALas ventajas de FSK sobre ASK se hacen notables cuando el ndice de modulacin es grande es decir con esta condicin se aumenta la proteccin contra el ruido y las interferencias, obteniendo un comportamiento ms eficiente respecto a ASK, puesto que en este caso la pequea modulacin de amplitud mencionada en el caso de FSK de banda angosta, se hace despreciable. La desventaja es que es necesario un mayor ancho de banda, debido a la mayor cantidad de bandas laterales.

MI = Df / fa donde MI = ndice de modulacin (sin unidades) Df = desviacin de frecuencia (Hz) fa = frecuencia modulante (Hz) MODULACIN PSKLa modulacin por desplazamiento de fase o PSK (Phase Shift Keying) es una forma de modulacin angular que consiste en hacer variar la fase de la portadora entre un nmero de valores discretos. La modulacin PSK se caracteriza porque la fase de la seal portadora representa cada smbolo de informacin de la seal moduladora, con un valor angular que el modulador elige entre un conjunto discreto de n valores posibles. Un modulador PSK representa directamente la informacin mediante el valor absoluto de la fase de la seal modulada, valor que el demodulador obtiene al comparar la fase de esta con la fase de la portadora sin modular.La gran ventaja de las modulaciones PSK es que la potencia de todos los smbolos es la misma, por lo que se simplifica el diseo de los amplificadores y etapas receptoras (reduciendo costes), dado que la potencia de la fuente es constante.

Existen dos alternativas de modulacin PSK: PSK convencional, donde se tienen en cuenta los desplazamientos de fase y PSK diferencial, en la cual se consideran las transiciones.

En PSK el valor de la seal moduladora est dado por

Mientras que la seal portadora vale: Vp (t) = Vp cos (2 fp t)

En donde Vp es el valor pico de la seal portadora y fp es la frecuencia de la seal portadora. La modulacin PSK est caracterizada por V (t) = vp (t). Vm (t) O sea v (t) = Vp . Vm cos (2 fp t) Luego para Vm = 1 V (t) = Vp cos (2 fp t) y para Vm = -1 v(t) = -Vp cos(2 fp t) = Vp cos(2 fp t + ) Entre las dos ltimas expresiones de v(t), exist

MODULACION QAMLa Modulacin de amplitud en cuadratura conocida tambin como QAM (Quadrature Amplitud Modulation) es una tcnica que transporta datos, mediante la modulacin de la seal transportadora, tanto en amplitud como en fase. Esto se consigue modulando una misma portadora, desfasada en 90. Esta tcnica es una combinacin de la modulacin de amplitud y fase.

La modulacin QAM forma parte de las llamadas modulaciones multibit, que consisten en la emisin de ms un bit en cada pulso digital, por ejemplo, codificando varias amplitudes en cada una de las fases permitidas: si cada pulso digital codifica cuatro fases posibles y en cada fase se pueden transmitir dos amplitudes distintas, tendremos que cada pulso lleva una informacin de una entre ocho posibilidades. El sistema sera equivalente a transmitir tres bits en cada pulso: desde la posibilidad 000(0 decimal) hasta la 111(7 decimal).

FUNCIONAMIENTOLa modulacin QAM consiste en modular por desplazamiento en amplitud (ASK) de forma independiente, dos seales portadoras que tienen la misma frecuencia pero que estn desfasadas entre s 90. La seal modulada QAM es el resultado de sumar ambas seales ASK. Estas pueden operar por el mismo canal sin interferencia mutua porque sus portadoras al tener tal desfase, se dice que estn en cuadratura. La ecuacin matemtica de una seal modulada en QAM es: QAM=> An*cos(wt)+Bn*sin(wt) = An,m*cos(wt-Hn,m) donde: An*cos(wt) y Bm*sen(wt) estn moduladas en ASK, An,m esta modulada en ASK y (coswt Hn,m) es una expresin modulada en PSK. USOSMdems telefnicos para velocidades superiores a los 2400 bps.Transmisin de seales de televisin, microondas, satlite (datos a alta velocidad por canales con ancho de banda restringido). Mdems ADSL que trabajan en el bucle de abonado, a frecuencias situadas entre 24KHz y 1104KHz, pudiendo obtener velocidades de datos de hasta 9Mbps, modulando en QAM diferentes portadoras. Conversin analgico-digital:

Muestreo, cuantizacin y codificacinEs el proceso por el cual se convierten seales continuas a nmeros digitales discretos. Se utiliza en equipos electrnicos como computadoras, grabadores de sonido y de vdeo, y equipos de telecomunicaciones. Para convertir una seal analgica a una digital la seal tiene que pasar por los procesos de:1.- Muestreo de la seal analgica.

2.- Cuantizacin de la propia seal

3.- Codificacin del resultado de la cuantizacin, en cdigo binario.Conversin analgico-digital

Toda la tecnologa digital est basada en la tcnica de muestreo. En msica, cuando una grabadora digital toma una muestra, bsicamente toma unafotografa fijade laforma de onday la convierte en bits, los cuales pueden ser almacenados y procesados. Comparado con la grabacin analgica, la cual est basada en registros de voltaje como patrones de magnetizacin en las partculas de xido de la cinta magntica. El muestreo digital convierte el voltaje en nmeros (0s y 1s) los cuales pueden ser fcilmente representados y vueltos nuevamente a su forma original.muestreo

La frecuencia de muestreo de una seal en un segundo es conocida como razn de muestreo medida en Hertz (Hz).

1 Hz = 1/seg

La razn de muestreo determina el rango de frecuencias de un sistema. A mayores razones de muestreo, habr ms calidad o precisin.Razn de muestreoEs el proceso de convertir valores continuos en series de valores discretos.Por ejemplo el audio digital tiene dos caractersticas muy importantes, el muestreo (tiempo) y la cuantizacin (nivel).

Mientras que el muestreo representa el tiempo de captura de una seal, la cuantizacin es el componente amplitud de el muestreo. En otras palabras, mientras que el muestreo mide el tiempo, la cuantizacin es la tcnica donde un evento analgico es medido dado un valor numrico.CUANTIZACINLa codificacin es la representacin numrica de la cuantizacin utilizando cdigos ya establecidos y estndares. el cdigo ms utilizado es el cdigo binario, pero tambin existen otros tipos de cdigos que son empleados.

codificacinCdigos de Lnea(Datos Digitales Seales digitales)Conocido como: Modulacin en Banda o Codificacin digital.

Los cdigos de lnea surgen ante la necesidad de trasmitir seales digitales a travs de diversos medios de transmisin. Una seal digital es una secuencia de pulsos de tensin discretos y discontinuos, donde cada pulso es un elemento de la seal. Los datos binarios se transmiten codificando cada bit de datos en cada elemento de seal. En el caso ms sencillo, habr una correspondencia uno a uno entre los bits y dichos elementos, un cero se representamediante un nivel bajo de tensin y un uno se representa por un nivel de tensin mayorLos cdigos de lnea fueron desarrollados para mejorar las prestaciones de los sistemas de transmisin, el esquema de codificacin es simplemente la correspondencia que se establece entre los bits de los datos con los elementos de seal.

La Capa de Enlace de Datos enva sucesiones de ceros y unos binarios que contienen los datos a transmitir junto a las cabeceras necesarias para el funcionamiento correcto de los diferentes protocolos.CODIFICACINTcnicas de codificacin digital:RZ RETURN-TO-ZERO REGRESO A CERONRZ NRZ-L - NONRETURN TO ZERO-LEVEL NO REGRESO A NIVEL CEROAMI BIPOLAR/ALTERNATE MARK INVERSION - BIPOLAR AMIPSEUDOTERNARIOMANCHESTERMANCHESTER DIFERENCIALB8ZS BIPOLAR WITH 8-ZEROS SUBSTITUTION BIPOLAR CON SUBSTITUCIN DE 8 CEROSHDB3 HIGH DENSITY BIPOLAR-3 ZEROS - BIPOLAR DE ALTA DENSIDAD DE 3 CEROS.Tcnicas de ScramblingCdigos BifaseBinario MultinivelNon Return to Zero (NRZ)ESQUEMAS DE CODIFICACIN

NRZLa forma ms frecuente y fcil de transmitir seales digitales es mediante la utilizacin de un nivel diferente de tensin para cada uno de los bits.

Los cdigos que siguen esta estrategia comparten la propiedad de que el nivel de tensin se mantiene constante durante la duracin del bit; es decir, no hay transiciones (no hay retorno al nivel cero de tensin).

Por ejemplo, la ausencia de tensin se puede usar para representar un 0 binario, mientras que un nivel constante y positivo de tensin puede representar al 1. Aunque es ms frecuente usar un nivel negativo para representar un valor binario y una tensin positiva para representar al otro. ESQUEMAS DE CODIFICACIN NRZ

NRZ-LEn esta codificacin, el nivel de la seal depende del tipo de bit que representa, habitualmente un valor de tensin positiva indica que el bit es un 0 y un valor de tensin negativa indica que el bit es un 1 por tanto el nivel de la seal depende del estado del bit.

Cuando hay un flujo grande de ceros o unos en los datos puede surgir el problema de la sincronizacin.

En la sincronizacin; cuando una seal no vara, el receptor no puede determinar el principio y el final de cada bit, siempre que el flujo de datos contenga una larga serie ininterrumpida de ceros o unos.ESQUEMAS DE CODIFICACIN NRZ-L

AMIEste tipo de esquema ofrece la ventaja de que la sincronizacin es ms fcil, de hecho, slo la aparicin de largas cadenas de ceros la dificulta.

Adems, no hay componentes de continua en la seal debido a la alternancia de los pulsos. La alternancia de los unos facilita la deteccin de errores.

Es uno de los cdigos ms empleados en la transmisin digital a travs de redes WAN. Este formato no tiene componente de corriente continua residual y su potencia a frecuencia cero es nula. Se verifican estos requisitos transmitiendo pulsos con un ciclo de trabajo del 50% e invirtiendo alternativamente la polaridad de los bits 1 que se transmiten. Dos valores positivos sin alternancia entre ellos sern interpretados como un error en la lnea. los 0's son espacios sin presencia de voltaje. El formato Bipolar es en realidad una seal de tres estados (+V, 0,-V).ESQUEMAS DE CODIFICACIN AMI

PSEUDOTERNARIAEl trmino pseudoternario se refiere al uso de tres niveles de seales codificadas para representar datos de dos niveles (binarios). ESQUEMAS DE CODIFICACIN PSEUDOTERNARIA

MANCHESTERTcnica de codificacin sincrnica que se utiliza para codificar el clock y los datos de un flujo de bits sincrnico.

En esta tcnica, los datos binarios que se transmiten no se envan como una secuencia de 1 y 0 lgicos (conocida como de no retorno a cero, NRZ).

En cambio, los bits se convierten en un formato ligeramente diferente que tiene una serie de ventajas sobre el uso directo de codificacin binaria.

Especificacin en la normativa IEEE 802 para transmisin en redes LAN con Bus CSMA/CD(Carrier Sense Multiple Access/Collision Detection) usando cable coaxial o par trenzado.ESQUEMAS DE CODIFICACIN MANCHESTER

MANCHESTER DIFERENCIAL802.5 en redes LAN en anillo con paso de testigo usando par trenzado apantallado.

Permite una codificacin que rene los bits de informacin y el reloj de sincronizacin en un nico smbolo. Cada smbolo consta de dos mitades, donde el nivel de una mitad es siempre el complemento al de la otra. Un bit (cero) se representa como un cambio de polaridad al inicio del smbolo. Un bit (uno) se representa como un smbolo sin cambio inicial de polaridad.La codificacin de Manchester Diferencial es independiente a la polaridad.ESQUEMAS DE CODIFICACIN MANCHESTER DIFERENCIAL

B8ZSLa sustitucin bipolar de 8 ceros, tambin llamada sustitucin binaria de 8 ceros. Es un mtodo de codificacin usado sobre circuitos T1, que inserta dos veces sucesivas al mismo voltaje refirindose a una violacin bipolar en una seal donde ocho ceros consecutivos sean transmitidos.

Es decir, cuando aparecen 8 ceros consecutivos, se introducen cambios artificiales en el patrn basados en la polaridad del ltimo bit uno codificado:V: VIOLACIN, mantiene la polaridad anterior en la secuencia.B: TRANSICIN, invierte la polaridad anterior en la secuencia.

Los ocho ceros se sustituyen por la secuencia: 000V B0VBESQUEMAS DE CODIFICACIN B8ZS

*Efectiva para largas distanciasESQUEMAS DE CODIFICACIN

*Una larga secuencia de ceros puede significarprdida de sincronizacin.Modem Estndares y Protocolos.Significado:El termino mdem viene de MOdulador, y por el otro DEModulador.

Modular: significa convertir una informacin del formato utilizado por el Pc a un formato que pueda transmitirse por telfono .

Demodular: significa lo contrario: hacer inteligible para el Pc una informacin transmitida por lnea telefnica

Los mdems conectan el universo digitalde los ordenadores con el universo analgico de la red telefnica .

Dato: Los primeros mdems diseados por los laboratorios Bell operaban a una velocidad mxima de 300 bits por segundo Todos los mdem incluyen componentes comunes, como un transmisor y un receptor. El transmisor modula la seal digital a analgica (tonos y sonidos), y el receptor demodula la seal analgica recibida y la convierte de nuevo en digital .

Los mdem tienen diferentes velocidades de transmisin, stas se miden en una unidad denominada baudio (es la velocidad de transmisin de datos, se suele medir en bits por segundo bps-), los ndices estndar de transmisin oscilan entre 300 y 1200 baudios, y se traduce aproximadamente en un nmero similar de palabras por minuto.EstndaresExisten tres tipos de estndares: de facto, de jure y los propietarios.

Los estndares de facto son aquellos que tienen una alta penetracin y aceptacin en el mercado, pero an no son oficiales.

Un estndar de jure u oficial, en cambio, es definido por grupos u organizaciones oficiales tales como la ITU, ISO, ANSI, entre otras.

EstndaresLa principal diferencia en cmo se generan los estndares de jure y facto, es que los estndares de jure son promulgados por grupos de gente de diferentes reas del conocimiento que contribuyen con ideas, recursos y otros elementos para ayudar en el desarrollo y definicin de un estndar especfico. En cambio los estndares de facto son promulgados por comits "guiados" de una entidad o compaa que quiere sacar al mercado un producto o servicio; s tiene xito es muy probable que una Organizacin Oficial lo adopte y se convierta en un estndar de jure.Por otra parte, los estndares propietarios que son propiedad absoluta de una corporacin u entidad y su uso todava no logra una alta penetracin en el mercado. Cabe aclarar que existen muchas compaas que trabajan con este esquema slo para ganar clientes y de alguna manera "atarlos" a los productos que fabrica. Si un estndar propietario tiene xito, al lograr ms penetracin en el mercado, puede convertirse en un estndar de facto e inclusive convertirse en un estndar de jure al ser adoptado por un organismo oficial.Protocolos De Comprobacin De Errores

El control de errores: son varias tcnicas mediante las cuales se chequea la fiabilidad de los bloques de datos o de los caracteres.

ParidadCRC (Cyclic Redundancy Check )MNP (Microcom Networking Protocol )

Protocolos De Transferencia De ArchivosXmodem: es el protocolo ms popular, pero lentamente est siendo reemplazado por protocolos ms fiables y ms rpidos. Xmodem enva archivos en bloques de128 caracteres al mismo tiempo. Cuando el computador que est recibiendo comprueba que el bloque ha llegado intacto, lo seala as y espera el bloque siguiente.Zmodem: este avanzado protocolo es muy rpido al igual que garantiza una buena fiabilidad y ofrece varias caractersticas. Zmodem usa paquetes de 1 kb en una lnea limpia, pero puede reducir el tamao del paquete segn si la calidad de la lnea va deteriorndose. Una vez que la calidad de la lnea es recuperada el tamao del paquete se incrementa nuevamente.Protocolos De Transferencia De ArchivosASCII: en una transferencia ASCII, es como que si el que enva estuviera actualmente digitando los caracteres y el receptor grabndolos ahora. No se utiliza ninguna forma de deteccin de error. Usualmente, solo los archivos ASCII pueden ser enviados de esta forma, es decir, como archivos binarios que contienen caracteres.Ymodem: este protocolo es una variante del Xmodem, el cual permite que mltiples archivos sean enviados en una transferencia. A lo largo de ella, se guarda el nombre correcto, tamao, y fecha del archivo. Puede usar 128 o (ms comn mente), 1.024 bytes para los bloques.Protocolos De Transferencia De ArchivosTelink : este protocolo es principalmente encontrado en Fido Bulletin BoardSystems. Es bsicamente el protocolo Xmodem usando CRC para chequear y un bloque extra enviado como cabecera del archivo diciendo su nombre, tamao y fecha.Kermit: este protocolo fue desarrollado para hacer ms fcil que los diferentes tipos de computadoras intercambiasen archivos entre ellas. Casi ninguna computadora que usa Kermit puede ser configurada para enviar archivos a otra computadora que tambin use Kermit.