Codificación y modulación de datos: tipos de codificación digital y ancho de banda

Codificación y Modulación de Sistemas de Datos

Introducción

La codificación y modulación son procesos fundamentales en la transmisión de datos. La codificación traduce las señales a patrones acordados (digitales), permitiendo que la información de origen sea almacenada de forma digital (0 y 1). La modulación, por otro lado, adapta la señal para su transmisión a través de un medio físico.

Tipos de Codificación y Modulación

• Codificación de digital a digital: Transforma la información de un formato digital a otro (código 0 - 1).
• Modulación de una señal digital: Transmite información de un módulo a otro, transformando la señal de formato digital a analógico.
• Digitalización de una señal: Convierte una señal analógica a digital.
• Modulación de una señal analógica: Transforma una señal analógica a otra analógica.

Señal Sincrónica y Señal de Reloj

La señal sincrónica, o señal de reloj, se utiliza para codificar los 0 y 1, transformándolos en secuencias de puntos de tensión que se envían por un medio físico.

Tipos de Codificación Digital

Codificación Unipolar

Codificación Polar

• NRZ
• RZ
• Bifásica Manchester

Codificación Bipolar

• AMI
• V8ZS
• HDB3

Codificación Manchester (Bifásica)

La codificación Manchester es un método de codificación de señal eléctrica binaria en el que cada tiempo de bit se produce una transición entre dos niveles de tensión, lo que permite la auto sincronización.

Desventaja

Consume el doble de ancho de banda.

Codificación G. Thomas

En la codificación G. Thomas, un 1 se representa con una transición de nivel alto a bajo, y un 0 con una transición de nivel bajo a alto. Las señales de datos y las señales de reloj se combinan en una sola, lo que auto sincroniza el flujo de datos.

Codificación Manchester Diferencial

Un bit 1 se indica haciendo que la primera mitad de la señal sea igual a la última mitad del bit anterior. Un bit 0 se indica haciendo que la primera mitad de la señal sea contraria a la última mitad del bit anterior.

Ventajas

• Fácil implementación.
• Uso eficiente del ancho de banda.

Codificación NRZ-i

En la codificación NRZ-i, un 1 debe ser contrario al bit anterior, mientras que un 0 mantiene el estado contrario del bit anterior.

Ancho de Banda y Tasa de Transferencia

El ancho de banda es la cantidad de información que puede fluir o circular por la red en un determinado tiempo. Se mide en bits por segundo (bps).

La tasa de transferencia es la medida real del ancho de banda utilizado. Depende de factores como el dispositivo de red, los tipos de datos que se transmiten, la topología de la red, el estado de la alimentación y el estado del cableado.

Ejemplos de Ancho de Banda en Redes

• CAN H: 250 a 500 kbps
• CAN L: 100 a 125 kbps
• Data: 125 kbps - 65 kbps
• SAE J1850:
  • PWM (2 cables, aproximación diferencial): 41.6 kbps (alta velocidad)
  • VPW (1 cable de transmisión): 10.4 kbps (baja velocidad)