Codificación de Datos

En la Transmisión de Datos, se pueden utilizar codificadores y moduladores para la conversión de señales analógicas a digitales y viceversa.

Debido a esto, la codificación de datos se puede dar de cuatro maneras:

1. Codificar datos digitales en señales digitales.
2. Codificar datos digitales en señales analógicas.
3. Codificar datos analógicos en señales digitales.
4. Codificar datos analógicos en señales analógicas.

Datos Digitales en Señales Digitales

La señal puede ser:

• Polar: tiene un valor positivo y otro valor negativo.
• Unipolar: tiene un mismo signo algebraico para el valor de tensión.

La razón de modulación es la velocidad con la que cambia el nivel de señal, medida en baudios. Un baudio equivale a un elemento o pulso de señal por segundo.

El esquema de codificación es la correspondencia entre los bits de los datos y los elementos (pulsos) de señal. El pulso suele ocupar la mitad del intervalo significativo $\tau$. Cuando el pulso ocupa todo $\tau$, la señal será NRZ (sin retorno a cero).

Algunas técnicas o formatos de codificación con señal digital:

1. NRZ-L: No return to zero. Son fáciles y eficaces, pero sin sincronización.
2. NRZI: no return to zero, invert on ones.
3. Bipolar-AMI: multinivel alternante, lo que permite sincronizar y detectar errores.
4. Manchester: es bifase, tiene una transición en mitad del intervalo de duración del bit.
5. Manchester diferencial.

Se busca evitar secuencias largas y poder detectar errores sin reducir la velocidad de datos.

Datos Digitales en Señales Analógicas

Se logra con dispositivos módem (modulador-demodulador). Parámetros y técnicas de modulación:

1. ASK: Amplitude-Shift Keying. Una amplitud representa el cero y la otra representa el uno. Esto es sensible a cambios repentinos en la ganancia.
2. FSK: Frequency-Shift Keying. Dos frecuencias distintas, equidistantes a la portadora. Sirve para transmisión full duplex.
3. PSK: Phase-Shift Keying. Se desplaza la fase de la portadora para representar un cambio de bit. Si desplazo 90° la fase, puedo representar un 0 o un 1. Si la desplazo cada 45°, puedo representar 00, 01, 10, o 11. Esto vuelve más compleja la electrónica, pero permite transmitir mayor volumen de información.

La señal resultante siempre ocupa un ancho de banda centrado en la frecuencia de la portadora.

Datos Analógicos en Señales Digitales

Al envío de datos digitales en señales digitales se le agrega un digitalizador previo para digitalizar los datos analógicos, y un modulador posterior para poder recuperarlos.

La modulación puede ser:

1. PCM: Por Codificación de Impulsos. Se basa en el teorema de muestreo (la Frecuencia de Nyquist que propone muestrear a una frecuencia $f<2f_{\text{max}}$).
2. PAM: Por Amplitud de Impulsos. Representa muestras como pulsos cortos con amplitud proporcional al valor original. Es susceptible al error de cuantización.
3. DM: Modulación Delta. Se aproxima la entrada analógica con una función escalera, que en cada muestreo sube o baja un nivel de cuantificación, proporcionalmente al signo de la derivada de la señal. El problema es que producen errores si la señal entrante varía abruptamente.

Datos Analógicos en Señales Analógicas

Este último caso sirve para transmitir datos en frecuencias mayores. La modulación combina una señal de entrada con una portadora a frecuencia $f_c$ para producir una señal con ancho de banda centrado en $f_c$.

Se puede modular en amplitud, frecuencia, y/o fase. Modulación en amplitud: