Codigo De Linea

Práctica

2 Redes de Computadores

Códigos de línea

Estudio de la distorsión introducida por el medio físico en la

transmisión de una señal digital en banda base.

Objetivos

El análisis espectral es un concepto básico para entender algunos de los efectos que se

producen en la transmisión de datos a través de un medio físico, como por ejemplo

distintos tipos de cables. En esta práctica se pretende que el alumno entienda el proceso

de transmisión de señales digitales en banda base sobre canales guiados, y sea capaz de

interpretar el efecto de factores tales como ancho de banda del canal, relación señalruido

y velocidad de transmisión en la calidad de la señal recibida en el destino. Para

ello utilizaremos como herramienta la aplicación Matlab, que ofrece todo el soporte

necesario para realizar este estudio.

Descripción Teórica

En telecomunicaciones, un código en línea (modulación en banda base) es un código

elegido para ser usado en un sistema de comunicación como soporte para la

transmisión.

Los códigos en línea son frecuentemente usados para el transporte digital de datos.

Estos códigos consisten en representar la amplitud de la señal digital transportada

respecto al tiempo. La representación de la onda se suele realizar mediante un número

determinado de impulsos. Estos impulsos representan los 1s y los 0s digitales. Los tipos

más comunes de codificación en línea son el NRZ, AMI y Manchester.

Las figuras siguientes ilustran un ejemplo de modulación NRZ polar y de modulación

AMI.

Figura 1. Ejemplo de codificación NRZ polar.

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Figura 2. Ejemplo de codificación AMI (bipolar).

Después de la codificación en línea, la señal se manda a través de la capa física. A veces

las características de dos canales aparentemente muy diferentes son lo suficientemente

parecidas para que el mismo código sea usado por ellos.

La señal en línea codificada puede tener las siguientes utilidades en diversos campos:

• Puede ser puesta directamente en una transmisión de línea, en forma de

variaciones de voltaje o corriente.

• Está lo bastante modulada para crear una señal de radiofrecuencia que puede ser

transmitida libremente al espacio

• Puede ser usada para encender y apagar una luz en Redes Inalámbricas Ópticas

(en inglés Free Space Optics – FSO-), más conocidas como infrarrojos.

• Puede convertirse en campos magnéticos en un disco duro.

• Puede ser impresa para crear códigos de barras.

• Puede ser convertida en puntos en discos ópticos (CD)

Modos de eliminar la componente continua

Desgraciadamente, la mayoría de las canales de comunicaciones a largas distancias no

pueden transportar una componente continua. El código de línea más simple, el

unipolar, que no tiene límites en lo que respecta a su componente continua, da muchos

errores en los sistemas. Por ello, la mayoría de los códigos en línea eliminan la

componente continua.

Hay dos modos de eliminar la componente continua:

• Diseñar cada código transmitido de tal forma que contenga el mismo número de

impulsos positivos que negativos, así se anularía la componente continua. Un

ejemplo de este tipo de códigos es el Manchester.

• Usar un código de paridades emparejadas o código alternante. En otras palabras,

un código en el que algunos o todos los dígitos o caracteres están representados

por dos conjuntos de dígitos, de paridad opuesta, que se utilizan en una

secuencia de manera que se minimice la paridad total de una larga cadena de

dígitos. Ejemplos de este tipo de códigos es el código AMI, 8B10T, 4B3T, etc.

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Sincronismo de la señal

Los códigos en línea deberían hacer posible que el receptor se sincronice en fase con la

señal recibida. Si la sincronización no es ideal, entonces la señal decodificada no tendrá

diferencias óptimas, en amplitud, entre los distintos dígitos o símbolos usados en los

códigos en líneas. Esto incrementará la probabilidad de error en los datos recibidos.

Para que la recuperación del reloj sea fiable en el receptor, normalmente se impone un

número máximo de ceros o unos consecutivos razonables. El periodo de reloj se

recupera observando las transiciones en la secuencia recibida, hasta que el número

máximo permitido de 0s o 1s seguidos garantice la recuperación del reloj, mientras que

las secuencias sin estas restricciones pueden empeorar la calidad del código.

También es recomendable que los códigos en línea tengan una estructura de

sincronismo para que sea posible detectar errores.

Desarrollo de la práctica

Esta práctica se llevará a cabo en un entorno Matlab. Matlab es una aplicación

ampliamente utilizada en el sector de telecomunicaciones y en muchos otros, y permite

realizar estudios bastante detallados de sistemas de comunicaciones, especialmente en

lo que se refiere al procesamiento de la señal.

La práctica se divide en 3 partes, donde lo que cambia de una parte a la siguiente son

esencialmente los objetivos que se persiguen. Así, en la primera parte se busca que el

alumno utilice una secuencia de bits muy corta para que observe el impacto del ruido y

del ancho de banda del canal en la señal que se recibe en el destino, observando además

las variaciones percibidas en el espectro de frecuencias de la señal. En la segunda parte

el análisis se centrará en el análisis espectral, y se propone un estudio comparativo entre

diferentes códigos de línea. Finalmente, en la tercera parte se trata el proceso de

decodificación con el objetivo de observar la variación del Bit Error Rate (BER) a

medida que hacemos variar los parámetros del canal.

Material necesario

Para la realización de esta práctica el alumno deberá descargar una serie de scripts en

lenguaje Matlab que están disponibles en la página web de la asignatura:

• http://www.redes.upv.es/rds

El material se encuentra en el fichero codigos_linea.zip que se encuentra junto a los

boletines de prácticas. Deberá descargar este fichero y extraer los ficheros .m (M-files)

en una carpeta local o en el disco W.

Scripts principales (modificar cuando así se indique):

encoding.m: contiene el script principal para la primera

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