Codificação

     Para estudarmos codificação, precisamos primeiramente conhecer o conceito de transmissão digital: Forma pela qual transmitimos informações a um meio no formato digital (binário).

       Os dados podem ser colocados no meio através de duas técnicas: Codificação em linha ou Codificação em blocos.

        A codificação em linha é o processo de converter dados binários em uma seqüência de bits (representada fisicamente no exemplo abaixo por pulsos)

        Chamamos de nível de sinal, a quantidade de níveis que podemos representar em um determinado esquema de codificação e chamados de nível de codificação de dados, a quantidade de valores podemos representar.

    O relógio de sincronismo(clock) é a componente responsável por definir o numero de pulsos por segundo. Em comunicação de dados, definimos um pulso como a quantidade de tempo mínima requerida para transmitir um símbolo. Como normalmente associamos apenas 1 bit por pulso, podemos interpretar a que o valor da freqüência do relógio é também a o valor da quantidade de bits transferidos por segundo.

    Para que os sinais oriundos do transmissor sejam interpretados de forma adequada pelo receptor, é primordial que clock de ambos sejam iguais, caso contrario os dados recebidos serão divergentes dos enviados. Por esse motivo é necessário possuir uma forma de controlar o sincronismo dos 2 aparatos. Normalmente inclui-se um sinal de auto-sincronização em conjunto com os dados enviados

       Dividimos os esquemas possíveis de codificação em três grupos: Unipolar, polar e bipolar.

Unipolar: Nesse método, existe apenas 1 nivel de tensão para representar um numero binário. Esse método também não elimina a componente DC do sinal, o que gera distorções e conseqüentemente erros na saída. Nesse esquema também é possível verificar a existência de problemas de sincronismo para cadeias longas

Polar: Nesse esquema, utiliza-se 2 níveis de tensão para representar os dados. Desse modo, elimina-se o problema de ruído da componente DC. Os principais esquemas de codificação polar são: NRZ, RZ, Manchester e Manchester Diferencial.

Bipolar: Nesse esquema, utiliza-se 3 niveis de tensão para representar dados. A tensão em 0, representa o 0 binário e atensão em +1 ou -1 representa o 1 binário. Um exemplo, é a codificação AMI.

    Codificação NRZ

    O valor do sinal sempre é positivo ou negativo, existem 2 formas de codificação NRZ, o esquema NRZ-L e o esquema NRZ-I.

NRZ-L: O nível de sinal depende do bit que ele transporta, normalmente uma tensão positiva para o bit 0 e uma tensão negativa para o bit 1. O problema desse esquema é que em sequencias muito longas, o receptor enxergará a tensão como se fosse continua no meio, o que gerará problemas de sincronismo.

NRZ-I: A representação do bit 1 é feita através de uma transição de estado. Uma cadeia de de 0´s ainda é complicada porque pode fazer com que o sincronismo se perca com o tempo

     Codificação RZ

      Nesse esquema são utilizados 3 valores de tensão (positivo, zero e negativo). Possui como caracteristica, as transições ocorrerem no meio do Bit. Bit 1 - transição positivo-zero; Bit 0 - Transição negativo-zero

     Codificação Manchester e Manchester Diferencial

     Diferente do RZ, essa codificação utiliza apenas 2 niveis de tensão, sendo que uma transição positiva (do nivel negativo para o nivel positivo, representa o bit 1) e uma transição negativa (do nivel positivo para o nivel negativo, representa 0). Outra caracteristica marcante, é que essa codificação utiliza um inverção no meio de cada pulso tanto para sincronizar quanto para representar um bit.
      De modo parecido, a codificação manchester diferencial, utiliza um inversão no meio de intervalo para sincronização e a ausencia dessa inversão é utilizada para identificar um bit. (Transição no inicio, representa 0 e a falta de transição representa 1).


     Codificação de Blocos


     Foi concebida para melhorar o desempenho da codificação em linha; inclui redundância e possibilidade de verificação de erros.
      1º A cadeia de bits é dividida em grupos de m bits de tamanho. Exemplo na codificação 4B/5B, a seqüência original é dividida em grupos de 4 bits
       2º Os grupos de m bits são substituídos por grupos de n bits
       3º Escolhe-se um esquema de codificação de linha para enviar o sinal.


Palavras chave: Codificação em linha, NRZ-L, NRZ-I, RZ, Manchester, Manchester diferencial, Codificação de blocos.

Bibliografia: Cisco Networking Academy, 2011. Acessado em 21/04/2014.