A2. Senyalització. Codificació. Modulació

torna M7 - Planificació i administració de xarxes

Transmissió de dades

Existeixen principalment 2 tècniques diferents per transmetre dades entre dos nodes:

• Banda base (Baseband): Una senyal ocupa tot l'ample de banda del canal. Només s'utilitza una freqüència i en aquesta les dades s'envien variant l'amplitud. Hi ha un nombre discret de possibles valors, per exemple 2 estats per 1 i 0 però també poden ser més (5 estats PAM-5). S'utilitza per la transmissió digital. Distàncies curtes, pateix atenuació. Bidireccional.
• Banda ample (Broadband): Es poden enviar múltiples senyals aprofitant diferents freqüències de l'ample de banda del canal. Hi ha una senyal portadora que sempre és analògica i permet un gran abast. S'utilitza per la transmissió analògica o digital aplicant tècniques de modulació sobre aquesta senyal portadora. Per exemple la ràdio AM i FM. Unidireccional.

Codificació i senyalització (Banda base)

Dues de les principals funcions de la capa Física són:

1. Codificació: Mecanisme que permet convertir seqüències de bits de les dades per transmetre en codis o grups predefinits de 1s i 0s

   p.e. 4b5b, 8b10b, 64b66b, 8B6T

2. Senyalització: Generar la senyal elèctrica, òptica o wireless que representa 1 o 0 al mitjà de transmissió corresponent.

   p.e. Manchester, NRZ, MLT-3, PAM-5

Codificació de la informació

4B/5B

Aquesta codificació afegeix redundància per a la informació.

• Cada 4 bits d’informació es codifiquen amb 5 bits.

S’escullen només les combinacions que asseguren transicions. No es transmeten més de tres 0’s seguits. Els 5 bits es codifiquen en NZR-I.

4-Bit 5-Bit	4-Bit 5-Bit
0000 11110	1000 10010
0001 01001	1001 10011
0010 10100	1010 10110
0011 10101	1011 10111
0100 01010	1100 11010
0101 01011	1101 11011
0110 01110	1110 11100
0111 01111	1111 11101

8B/6T

8 bits es codifiquen en 6 senyals diferents en un sistema de 3 nivells, p.e. MLT-3

8B/6T Table

Exemples senyalització

NRZ (Non Return to Zero)

És la manera més elemental de codificació.

• 1 es representa amb un estat alt de voltatge
• 0 es representa amb un estat baix de voltatge

No és un representació síncrona. La sincronització cal realitzar-la abans de la transmissió de les dades per exemple un patró al inici de cada trama 10101010.

NRZ-I (Non Return to Zero Inverted)

Una variació de l’anterior

• 1 es representa amb un canvi d’estat
• 0 es representa mantenint l’estat

Tampoc és síncrona però estalvia transicions, per tant té menys cost.

Manchester

La informació es representa amb transicions per a cada unitat d’informació (Estàndard IEEE 802.3).

• 1 es representa amb una pujada de nivell baix a nivell alt. Per tant es representa començant per un nivell baix i acaba a un nivell alt
• 0 es representa amb una baixada de nivell alt a nivell baix. Per tant es representa començant per un nivell alt i acaba a un nivell baix

Cal observar que aquesta codificació és síncrona, la pròpia codificació permet identificar cadascun dels bits. Cada transició representa un bit.

MLT-3

Fa servir 3 nivells de senyal diferenciats, aquests nivells es senyalitzen seqüencialment −1, 0, +1, 0, -1, 0, +1 ...

• 1 es representa amb un canvi al següent estat
• 0 es representa mantenint l’estat

Comparativa

Exemple de codificació : 0 0 1 1 0

Modulació

Wi-Fi. Modulació Bandabase

Wi-Fi aplica diferents mecanismes de modulació de fase i amplitud sobre transmissions en Bandabase (BPSK, QPSK, QAM)

MCS: modulationg and coding scheme

Cada modulació determina un o més coding rate (BPSK => 1/2) que representa la relació entre els bits de dades i el total de bits codificats en cada OFDM symbol en cada senyal que s'envia

Aquests símbols es representen com una graella de punts per representar els diferents estats que es poden representar en funció de la fase i l'amplitud

Per exemple 16-QAM es pot representar com una graella 4x4 (16 estats), i amb una línia des del centre a cada punt es poden obtenir els valors d'amplitud i fase de cada punt

[1]

Recursos

http://www.rhyshaden.com/encoding.htm

http://www.ee.unb.ca/cgi-bin/tervo/encoding.pl

https://sourceforge.net/projects/linecodingsimulator/