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 del medio de almacenamiento restringe el repertorio de señales que se pueden utilizar de forma fiable. [2]
Las codificaciones de línea comunes son unipolar , polar , bipolar y código Manchester .
Después de la codificación de línea, la señal se envía 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 binarios más comunes incluyen:
Cada código de línea tiene ventajas y desventajas. Los códigos de línea se eligen para cumplir con 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 de CC también se denomina disparidad , polarización o coeficiente de CC . La disparidad de un patrón de bits es la diferencia entre el número de bits uno y el número de bits cero. La disparidad corriente es el total corriente de la disparidad de todos los bits transmitidos previamente. [5] El código de línea más simple posible, unipolar , da demasiados errores en dichos sistemas, porque tiene un componente de CC ilimitado.
La mayoría de los códigos de línea eliminan el componente de CC; estos códigos se denominan CC equilibrada , CC cero o CC libre. Hay tres formas de eliminar el componente de CC:
Los códigos de línea bipolares tienen dos polaridades, generalmente se implementan como RZ y tienen un radio 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 por un transformador o una línea de transmisión larga.
Desafortunadamente, varios canales de comunicación de larga distancia tienen ambigüedad de polaridad. Los códigos de línea insensibles a la polaridad compensan en estos canales. [6] [7] [8] [9] Hay tres formas de proporcionar una recepción inequívoca de bits 0 y 1 en dichos canales:
Para una recuperación fiable del reloj en el receptor, se puede imponer una limitación de longitud de ejecución en la secuencia de canal generada, es decir, el número máximo de unos o ceros consecutivos se limita 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 garantiza transiciones suficientes para asegurar la calidad de la recuperación del reloj.
Los códigos RLL se definen mediante cuatro parámetros principales: m , n , d y k . Los dos primeros, m / n , hacen referencia 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 telecomunicaciones como en sistemas de almacenamiento que mueven un medio más allá de un cabezal de grabación fijo . [10]
En concreto, RLL limita la longitud de los tramos (recorridos) de bits repetidos durante los cuales la señal no cambia. Si los tramos son demasiado largos, la recuperación del reloj es difícil; si son demasiado cortos, las frecuencias altas pueden verse atenuadas por el canal de comunicaciones. Al modular los datos , RLL reduce la incertidumbre temporal en la decodificación de los datos almacenados, lo que llevaría a la posible inserción o eliminación errónea de bits al volver a leer los datos. Este mecanismo garantiza que los límites entre los bits siempre se puedan encontrar con precisión (evitando el deslizamiento de bits ), al mismo tiempo que se utilizan de manera eficiente los medios para almacenar de manera confiable la cantidad máxima de datos en un espacio determinado.
Las primeras unidades de disco utilizaban esquemas de codificación muy simples, como el código RLL (0,1) FM, seguido del código RLL (1,3) MFM, que se utilizaron ampliamente en unidades de disco duro hasta mediados de la década de 1980 y todavía se utilizan en discos ópticos digitales 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 los discos duros a principios de la década de 1990. [ cita requerida ]
La codificación de línea debe permitir que el receptor se sincronice con la fase de la señal recibida. Si la recuperación del reloj no es ideal, la señal a decodificar no se muestreará en los momentos óptimos, lo que 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 reflejará normalmente los requisitos técnicos del medio de transmisión, como la fibra óptica o el par trenzado blindado . Estos requisitos son únicos para cada medio, porque cada uno tiene un comportamiento diferente en relación con la interferencia, la distorsión, la capacitancia y la atenuación. [12]
Códigos de línea... facilita la transmisión de datos a través de redes de telecomunicaciones y computadoras y su almacenamiento en sistemas multimedia.
una ambigüedad en la polaridad de los símbolos del canal recibido. Este problema se puede resolver de dos maneras. En primer lugar, mediante un código transparente .
beneficio de la codificación diferencial es su insensibilidad a la polaridad de la señal. ... Si los cables de un par trenzado se invierten accidentalmente...
Se proporciona una descripción detallada de las propiedades limitantes de las secuencias limitadas por longitud de ejecución.
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 ).