En telecomunicaciones , un código de línea sin retorno a cero ( NRZ ) es un código binario en el que los unos están representados por una condición significativa , generalmente un voltaje positivo, mientras que los ceros están representados por alguna otra condición significativa, generalmente un voltaje negativo. sin ninguna otra condición neutra o de reposo.
Para una determinada tasa de señalización de datos , es decir, tasa de bits , el código NRZ requiere solo la mitad del ancho de banda de banda base requerido por el código Manchester (el ancho de banda de paso es el mismo). Los pulsos en NRZ tienen más energía que un código de retorno a cero (RZ), que también tiene un estado de reposo adicional además de las condiciones para unos y ceros.
Cuando se utiliza para representar datos en un esquema de comunicación asíncrono , la ausencia de un estado neutral requiere otros mecanismos para la sincronización de bits cuando no se dispone de una señal de reloj separada. Dado que NRZ no es inherentemente una señal de reloj automático , se debe utilizar alguna técnica de sincronización adicional para evitar deslizamientos de bits ; ejemplos de tales técnicas son una restricción de longitud de ejecución limitada y una señal de sincronización paralela.
Variantes
NRZ puede hacer referencia a cualquiera de los siguientes códigos de línea de serializador :
Nombre clave | Nombre alternativo | Nombre completo | Descripción |
---|---|---|---|
NRZ (L) | NRZL | Nivel de no retorno a cero | Aparece como bits binarios sin formato sin codificación. Normalmente, el 1 binario se asigna al nivel lógico alto y el 0 binario se asigna al nivel lógico bajo. El mapeo de lógica inversa también es un tipo de código NRZ (L). |
NRZ (I) | NRZI | Sin retorno a cero invertido | Se refiere a un código NRZ (M) o NRZ (S). |
NRZ (M) | NRZM | Marca de no retorno a cero | Asignación de serializador {0: constante, 1: alternar}. |
NRZ (S) | NRZS | Espacio sin retorno a cero | Asignación de serializador {0: alternar, 1: constante}. |
NRZ (C) | NRZC | Cambio sin retorno a cero |
El código NRZ también se puede clasificar como polar o no polar , donde polar se refiere a un mapeo de voltajes de + V y −V, y no polar se refiere a un mapeo de voltaje de + V y 0, para los valores binarios correspondientes. de 0 y 1.
Nivel unipolar de no retorno a cero
"Uno" está representado por un sesgo de CC en la línea de transmisión (convencionalmente positivo), mientras que "cero" está representado por la ausencia de sesgo: la línea a 0 voltios o conectada a tierra. Por esta razón también se conoce como "codificación on-off". En el lenguaje de reloj, un "uno" cambia o permanece en un nivel de polarización en el borde de reloj de cola del bit anterior, mientras que "cero" cambia o permanece sin polarización en el borde de reloj de cola del bit anterior. Entre las desventajas del NRZ unipolar está que permite series largas sin cambios, lo que dificulta la sincronización, aunque esto no es exclusivo del caso unipolar. Una solución es no enviar bytes sin transiciones. Más críticamente, y exclusivos de NRZ unipolar, son los problemas relacionados con la presencia de un nivel de CC transmitido: el espectro de potencia de la señal transmitida no se acerca a cero a frecuencia cero. Esto conduce a dos problemas importantes: primero, la potencia de CC transmitida conduce a pérdidas de potencia más altas que otras codificaciones, y segundo, la presencia de un componente de señal de CC requiere que la línea de transmisión esté acoplada a CC.
Nivel bipolar de no retorno a cero
"Uno" está representado por un nivel físico (generalmente un voltaje positivo), mientras que "cero" está representado por otro nivel (generalmente un voltaje negativo). En el lenguaje de reloj, en el nivel bipolar NRZ, el voltaje "oscila" de positivo a negativo en el borde posterior del ciclo de reloj de bits anterior.
Un ejemplo de esto es RS-232 , donde "uno" es de -12 V a -5 V y "cero" es de +5 V a +12 V.
Espacio sin retorno a cero
"Uno" está representado por ningún cambio en el nivel físico, mientras que "cero" está representado por un cambio en el nivel físico. En el lenguaje de reloj, el nivel cambia en el borde de reloj de cola del bit anterior para representar un "cero".
Este "cambio a cero" es utilizado por el control de enlace de datos de alto nivel y USB . Ambos evitan períodos prolongados sin transiciones (incluso cuando los datos contienen secuencias largas de 1 bit) mediante la inserción de bits cero . Los transmisores HDLC insertan un bit 0 después de 5 bits 1 contiguos (excepto cuando se transmite el delimitador de trama "01111110"). Los transmisores USB insertan un bit 0 después de 6 bits 1 consecutivos. El receptor del extremo lejano utiliza todas las transiciones, tanto de 0 bits en los datos como de estos 0 bits adicionales que no son de datos, para mantener la sincronización del reloj. De lo contrario, el receptor ignora estos 0 bits que no son datos.
Sin retorno a cero invertido
Sin retorno a cero, invertido ( NRZI , también conocido como Nonreturn to Zero IBM , [1] Inhibit code [2] o IBM code [2] ) fue ideado por Bryon E. Phelps ( IBM ) en 1956. [2 ] [3] Es un método de mapear una señal binaria a una señal física para su transmisión a través de algún medio de transmisión. La señal NRZI de dos niveles distingue los bits de datos por la presencia o ausencia de una transición en un límite de reloj.
El valor de bit que corresponde a una transición varía en la práctica, y el nombre NRZI se usa para ambos. Los códigos de longitud de ejecución limitada (RLL) se describen generalmente usando la convención de que un 1 lógico se transmite como una transición y un 0 lógico se transmite como sin transición. Los protocolos HDLC y Universal Serial Bus utilizan la convención opuesta: un 0 lógico se transmite como una transición y un 1 lógico se transmite como sin transición.
Una serie larga de bits sin transición puede ser difícil para que un receptor cuente con precisión, por lo que generalmente se usan algunos medios para forzar una transición a intervalos razonables además del NRZI. Los dispositivos de almacenamiento en cinta y disco magnético generalmente usan códigos RLL de tasa fija, mientras que HDLC y USB usan relleno de bits : insertan un bit 0 adicional (forzando una transición) después de 5 o 6 (respectivamente) 1 bits consecutivos. Si bien el relleno de bits es eficiente, da como resultado una velocidad de datos variable porque lleva un poco más de tiempo enviar una cadena larga de 1 bits que enviar una cadena larga de 0 bits.
NRZI sincronizado ( NRZI-S , SNRZI ) y grabación codificada en grupo (GCR) son formas modificadas de NRZI. [4] En NRZI-S, cada grupo de 8 bits se amplía a 9 bits por un 1 para establecer una transición para la sincronización. [4]
No retorno a cero aleatorizado
Volver a cero describe un código de línea utilizado en señales de telecomunicaciones en el que la señal cae (vuelve) a cero entre cada pulso . Esto tiene lugar incluso si se producen varios 0 o 1 consecutivos en la señal. La señal se sincroniza automáticamente . Esto significa que no es necesario enviar un reloj separado junto con la señal, pero sufre el uso del doble de ancho de banda para lograr la misma velocidad de datos en comparación con el formato sin retorno a cero.
El "cero" entre cada bit es una condición neutra o de reposo, como una amplitud cero en la modulación de amplitud de pulso (PAM), cambio de fase cero en la modulación por cambio de fase (PSK) o frecuencia media en la modulación por desplazamiento de frecuencia ( FSK). Esa condición "cero" está típicamente a medio camino entre la condición significativa que representa un bit 1 y la otra condición significativa que representa un bit 0.
Aunque el retorno a cero contiene una provisión para la sincronización, todavía tiene un componente de CC que da como resultado una "fluctuación de línea de base" durante cadenas largas de 0 o 1 bits, al igual que el código de línea sin retorno a cero .
Ver también
- Codificación bipolar
- E-NRZ-L mejorado sin retorno a cero
- Regreso a cero
- Código de línea
- Receptor / transmisor asíncrono universal
- Código de Manchester
- Marca y espacio
Referencias
- ^ Unidades de cinta magnética IBM 729 II, IV, V, VI (PDF) (223-6988 ed.). 1962. p. 7 . Consultado el 12 de febrero de 2018 .
- ^ a b c Palmer, Dean (2005). "Sección 1: Sistemas de grabación, 1: Una breve historia de la grabación magnética". En Vasic, Bane ; Kurtas, Erozan M. (eds.). Codificación y procesamiento de señales para sistemas de grabación magnética (1ª ed.). CRC Press LLC . págs. I-6, I-15. ISBN 0-8493-1524-7.
- ^ US 2774646 , Phelps, Bryon E., "Método de grabación magnética", publicado el 18 de diciembre de 1956, asignado a IBM [1] (Consulte también: DE950858C)
- ^ a b Patel, Arvind Motibhai (1988). "5. Codificación de señales y control de errores". En Mee, C. Denis; Daniel, Eric D. (eds.). Grabación magnética . II: Almacenamiento de datos informáticos (1ª ed.). Compañía de libros McGraw-Hill . ISBN 0-07-041272-3.
Otras lecturas
- Brey, Barry (2006). Los microprocesadores Intel . Columbus: Pearson Prentice Hall . ISBN 0-13-119506-9.
- Savard, John JG (2018) [2006]. "Grabación en cinta magnética digital" . quadibloc . Archivado desde el original el 2 de julio de 2018 . Consultado el 16 de julio de 2018 .
enlaces externos
- CodSim 2.0: Simulador de código abierto para el Modelo de Comunicaciones de Datos Digitales de la Universidad de Málaga escrito en HTML
Este artículo incorpora material de dominio público del documento de la Administración de Servicios Generales : "Norma Federal 1037C" .(en apoyo de MIL-STD-188 )