Comunicații de date - coduri de linie

1.Tema proiect

Sa se proiecteze un sistem de comunicatii de date care sa permita transmisia informatiei binare folosind coduri de linie: NRZI/NRZL/CMI/MANCHESTER/AMI/HDB3.

Implementarea se va baza pe un circuit Arduino la care se vor adauga pini dedicati pentru vizualizarea cu osciloscopul a semnalelor de date,de CLK si respectiv a semnalelor codate.

Se poate implementa si partea de decodare a codurilor. Se va afisa pe ecranul LCD tipul de cod generat si alte informatii specifice.

4

2.Notiuni teoretice

Codarea de linie se realizează în sistemele de transmisie în banda de bază, având distanța de operare mai mare de câțiva zeci de metri. Motive principale impun utilizarea codurilor de linie chiar înainte de a transmite semnalul de date în linia de comunicație:

-eliminarea compoentei continue dun semnal

-utilizarea eficienta a benzii de frecventa

Codari alese:

Codul NRZL (non-return to zero level - cod fără întoarcere la nivelul de zero) - este cea mai răspândită metodă de reprezentare a datelor și cea mai simplă de altfel.

Pentru acest tip de cod se utilizează următoarele reguli:

- unu logic se reprezintă prin nivel ridicat al semnalului;

- zero logic se reprezintă printr-un nivel scăzut al semnalului;

- codul NRZL se poate utiliza atât pentru reprezentarea unipolară cât și bipolară a datelor.

Reprezentarea datelor folosind: a) codul fără întoarcere la nivelul de zero (NRZL - varianta unipolar b) codul inverse fără întoarcere la nivelul de zero, (NRZI - variant unipolar).

Ca mod de operare, în cazul NRZL se asociază de exemplu lui 0 logic, zero volți iar lui 1 logic un nivel pozitiv de tensiune. Pe intervalul de bit, nivelul de tensiune ales se păstrează constant. În practică, în majoritatea interfețelor de date, 1 logic este asociat unui nivel de tensiune negativă iar 0 cu un nivel de tensiune pozitivă.

Codul NRZI (non-return to zero level inverted - cod fără întoarcere la nivelul de zero, cu inversare pentru simbolurile 1 logic) - pentru generarea acestui tip de cod se utilizează următoarele reguli:

- zero logic se reprezintă fără tranziție la începutul perioadei de bit. Aceasta înseamnă că nivelul tensiunii rămâne la fel cu cel al elementului (bitului) precedent;

- unu logic se reprezintă cu tranziție la începutul perioadei de bit;

Este evident faptul că în cazul utilizării NRZI vor apare tranziții ale semnalului numai pentru biții de valoare 1 iar la transmisia biților cu valoare 0 logic nu vor exista tranziții.

Tranziții puține ale semnalului codat înseamnă de fapt dificultăți în sincronizarea receptorului

5

de date. Acesta este un dezavantaj important al acestui cod de linie deoarece receptorul de date trebuie să își mențină foarte exact sincronismul tactului local pentru a putea fi capabil să interpreteze corect biții sosiți.

NRZI reprezintă un exemplu de codare diferențială. Decodarea semnalului NRZI se realizează pe baza comparației între elemente adiacente de semnal, nu pe baza determinării valorii absolute a elementelor de semnal. Avantajele datorate faptului ca NRZI este un cod diferențial sunt următoarele: - în prezența zgomotelor există o eficiență mai bună de detecție la recepție a tranzițiilor semnalului de date în comparație cu situația în care detecția s-ar realiza pe baza valorii absolute, prin comparația semnalului cu un nivel de referință;

- codarea diferențială specifică NRZI asigură protecție împotriva interpretării eronate a valorilor semnalului în cazul conectării greșite (inversate) a cablurilor între echipamentele de comunicații de date;

Alte codari:

Codul RZ (return to zero - cu întoarcere la nivelul de zero) - pentru acest tip de cod se utilizează următoarele reguli:

- fiecare bit sau simbol de date este reprezentat folosind trei elemente distincte de semnal. Cele trei elemente de semnal disponibile sunt: 0V, o tensiune pozitivă V+ și respectiv o tensiune negativă V-;

- orice simbol ce trebuie transmis începe și se termină cu 0V, din acest motiv apărând și denumirea de RZ (întoarcere la zero);

- simbolurile binare cu valoare unu logic sunt transmise cu elementul V+ poziționat în mijlocul perioadei alocate simbolului;

- simbolurile binare cu valoare zero logic sunt transmise cu elementul V- poziționat în mijlocul perioadei alocate simbolului;