Codificación de Línea: Tipos y Aplicaciones en Transmisión Digital

Códigos de Línea en Transmisión Digital

Los códigos de línea son métodos de codificación de señales digitales para su transmisión a través de un canal físico. A continuación, se describen algunos de los códigos más comunes:

NRZ (No Retorno a Cero)

• Es el más simple y fundamental.
• No incorpora señal de reloj explícita, lo que puede dificultar la sincronización en secuencias largas de bits idénticos.
• Se utiliza comúnmente en el interior de los aparatos electrónicos y en comunicaciones de corta distancia.

RZ (Retorno a Cero)

• Incorpora la señal de reloj.
• A la mitad del tiempo de bit, la señal vuelve a cero.
• Los ceros lógicos (0) se representan siempre con un nivel de cero voltios.
• Los unos lógicos (1) se representan con un nivel de voltaje durante la primera mitad del tiempo de bit y vuelven a cero durante la segunda mitad.
• Inconveniente: Cada 'uno' lógico requiere un cambio de intensidad, lo que genera un mayor consumo de energía y un ancho de banda más amplio en comparación con NRZ.

AMI (Alternating Mark Inversion - Código de Marca Invertida)

• Es un código bipolar.
• Los ceros lógicos (0) se representan con un nivel de cero voltios.
• Los unos lógicos (1) se representan alternativamente con pulsos positivos y negativos (por ejemplo, +V, -V, +V, ...).
• Ventaja: Al alternar la polaridad de los unos, se reduce la componente de corriente continua (DC) de la señal, lo que es beneficioso para la transmisión a través de transformadores o líneas con acoplamiento capacitivo.
• Inconveniente: Si se presentan muchas secuencias de ceros consecutivos, se puede perder la sincronización de la señal de reloj, similar al NRZ.

HDB3 (High Density Bipolar 3 Zeros)

El código HDB3 es una mejora del código AMI, diseñado para superar su principal inconveniente: la pérdida de sincronización ante largas secuencias de ceros. Es el código de línea utilizado actualmente en muchas transmisiones de telecomunicaciones.

Principio de Funcionamiento

• HDB3 no permite más de tres ceros consecutivos en la secuencia de bits transmitida.
• Cuando aparecen cuatro ceros consecutivos, el cuarto cero se reemplaza por un impulso especial, denominado impulso de violación de polaridad (V) o un bit de relleno (B), dependiendo de ciertas condiciones.
• El receptor está diseñado para interpretar estos impulsos especiales como ceros lógicos.

Impulso de Violación de Polaridad (V)

• El impulso de violación (V) se genera y transmite con la misma polaridad que el impulso precedente (el último 'uno' o 'violación' transmitido).
• El receptor reconoce esta violación porque detecta dos impulsos seguidos con la misma polaridad, lo cual no ocurre con los 'unos' normales en AMI.

Mantenimiento de la Componente DC Nula

Para asegurar que la componente de corriente continua (DC) se mantenga con un valor nulo (o muy bajo), es crucial que las violaciones de polaridad se transmitan alternativamente, es decir, tantas violaciones positivas como negativas.

Secuencias de Reemplazo para Cuatro Ceros

Cuando se detecta una secuencia de cuatro ceros consecutivos, se reemplaza por una de las siguientes dos secuencias, dependiendo del número de 'unos' entre la última violación y la actual:

• 000V: Se utiliza si la cantidad de 'unos' entre la última violación (o el inicio de la transmisión) y la violación actual es impar.
• B00V: Se utiliza si la cantidad de 'unos' entre la última violación (o el inicio de la transmisión) y la violación actual es par.

Definición de los Bits de Reemplazo

• V (Bit de Violación): Indica un pulso con el mismo signo que el pulso que le precede.
• B (Bit de Relleno): Indica un pulso con distinto signo que el pulso anterior. Este bit se inserta para asegurar que el impulso de violación (V) tenga la polaridad correcta para mantener el balance DC.