En telecomunicaciones , un código de línea es un patrón de voltaje, corriente o fotones que se utiliza para representar datos digitales transmitidos a través de un canal de comunicación o escritos en un medio de almacenamiento . Este repertorio de señales suele denominarse código restringido en los sistemas de almacenamiento de datos. [1] Algunas señales son más propensas a errores que otras, ya que la física del canal de comunicación o medio de almacenamiento limita el repertorio de señales que pueden usarse de manera confiable. [2]
Las codificaciones de líneas comunes son código unipolar , polar , bipolar y Manchester .
Después de la codificación de línea, la señal se pasa a través de un canal de comunicación físico, ya sea un medio de transmisión o un medio de almacenamiento de datos . [3] [4] Los canales físicos más comunes son:
Algunos de los códigos de línea binaria más comunes incluyen:
Cada código de línea tiene ventajas y desventajas. Los códigos de línea se eligen para cumplir uno o más de los siguientes criterios:
La mayoría de los canales de comunicación de larga distancia no pueden transportar de manera confiable un componente de CC . El componente DC también se llama disparidad , sesgo o coeficiente DC . La disparidad de un patrón de bits es la diferencia entre el número de bits uno y el número de bits cero. La disparidad actual es el total acumulado de la disparidad de todos los bits transmitidos previamente. [5] El código de línea más simple posible, unipolar , genera demasiados errores en tales sistemas, porque tiene un componente DC ilimitado.
La mayoría de los códigos de línea eliminan el componente de CC; dichos códigos se denominan CC balanceados , CC cero o libres de CC. Hay tres formas de eliminar el componente DC:
Los códigos de línea bipolar tienen dos polaridades, generalmente se implementan como RZ y tienen una base de tres, ya que hay tres niveles de salida distintos (negativo, positivo y cero). Una de las principales ventajas de este tipo de código es que puede eliminar cualquier componente de CC. Esto es importante si la señal debe pasar a través de un transformador o una línea de transmisión larga.
Desafortunadamente, varios canales de comunicación de larga distancia tienen ambigüedad de polaridad. En estos canales se compensan códigos de línea insensibles a la polaridad. [6] [7] [8] [9] Hay tres formas de proporcionar una recepción inequívoca de 0 y 1 bits a través de dichos canales:
Para una recuperación confiable del reloj en el receptor, se puede imponer una limitación de longitud de ejecución en la secuencia de canales generada, es decir, el número máximo de unos o ceros consecutivos está limitado a un número razonable. Un período de reloj se recupera observando las transiciones en la secuencia recibida, de modo que una longitud de ejecución máxima garantice transiciones suficientes para asegurar la calidad de la recuperación del reloj.
Los códigos RLL están definidos por cuatro parámetros principales: m , n , d , k . Los dos primeros, m / n , se refieren a la velocidad del código, mientras que los dos restantes especifican el número mínimo d y máximo k de ceros entre unos consecutivos. Esto se utiliza tanto en sistemas de telecomunicaciones como de almacenamiento que mueven un medio más allá de un cabezal de grabación fijo . [10]
Específicamente, RLL limita la longitud de tramos (ejecuciones) de bits repetidos durante los cuales la señal no cambia. Si las carreras son demasiado largas, la recuperación del reloj es difícil; si son demasiado cortos, las altas frecuencias podrían verse atenuadas por el canal de comunicación. Al modular los datos , RLL reduce la incertidumbre temporal al decodificar los datos almacenados, lo que conduciría a la posible inserción o eliminación errónea de bits al volver a leer los datos. Este mecanismo garantiza que los límites entre bits siempre se puedan encontrar con precisión (evitando el deslizamiento de bits ), al tiempo que utiliza de manera eficiente los medios para almacenar de manera confiable la máxima cantidad de datos en un espacio determinado.
Las primeras unidades de disco usaban esquemas de codificación muy simples, como el código RLL (0,1) FM, seguido del código RLL (1,3) MFM, que se usaban ampliamente en unidades de disco duro hasta mediados de la década de 1980 y todavía se usan en óptica digital. discos como CD , DVD , MD , Hi-MD y Blu-ray utilizando códigos EFM y EFMPLus. [11] Los códigos RLL (2,7) y RLL (1,7) de mayor densidad se convirtieron en los estándares de facto para discos duros a principios de la década de 1990. [ cita necesaria ]
La codificación de línea debería permitir que el receptor se sincronice con la fase de la señal recibida. Si la recuperación del reloj no es ideal, entonces la señal a decodificar no se muestreará en los momentos óptimos. Esto aumentará la probabilidad de error en los datos recibidos.
Los códigos de línea bifásicos requieren al menos una transición por tiempo de bit. Esto facilita la sincronización de los transceptores y la detección de errores; sin embargo, la velocidad en baudios es mayor que la de los códigos NRZ.
Un código de línea normalmente reflejará los requisitos técnicos del medio de transmisión, como fibra óptica o par trenzado blindado . Estos requisitos son únicos para cada medio, porque cada uno tiene un comportamiento diferente relacionado con la interferencia, distorsión, capacitancia y atenuación. [12]
Códigos de línea... facilita la transmisión de datos a través de redes informáticas y de telecomunicaciones y su almacenamiento en sistemas multimedia.
Cuando se utiliza la modulación de datos PSK, existe la posibilidad de que se produzca una ambigüedad en la polaridad de los símbolos del canal recibido. Este problema se puede resolver de dos maneras. Primero... el llamado código transparente . ...
Otro beneficio de la codificación diferencial es su insensibilidad a la polaridad de la señal. ... Si los conductores de un par trenzado se invierten accidentalmente...
Se proporciona una descripción detallada de las propiedades limitantes de secuencias de longitud limitada.
Se describe una alternativa de alta densidad al EFM.
Este artículo incorpora material de dominio público de la Norma Federal 1037C. Administración de Servicios Generales . Archivado desde el original el 22 de enero de 2022. (en apoyo de MIL-STD-188 ).