Para que serve a Codificação?
É fundamental transmitir a informação sem erros, por isso a Codificação tem como principal objectivo preservar o sincronismo do relógio entre o emissor e o receptor. Quando transmitimos informação, independentement do canal utilizado, esta está sujeita a atrasos, ruído e erros introduzidos pelo canal ou pelos equipamentos de rede por onde passa. Os códigos de linha foram criados para ajudar a manter a integridade dos dados ao longo do seu percurso. Em geral, os códigos de linha devem ter em conta certos aspectos, como a largura de banda que utilizam, a imunidade a erros e ruídos, o tempo de bit (Duty Cicle) a possibilidade de recuperação do relógio de sincronismo (CLK) e a existência de componente contínua nula (transformadores ao longo do canal que bloqueiam o sinal contínuo não nulo). Existem vários tipos de códigos de linha, como será possível verificar de seguida, cada um apresentando vantagens e desvantagens relativamente aos diferentes sistemas de comunicação onde são aplicados.
Técnicas de Codificação
-NRZ
O código de linha do tipo Non Return Zero indica que o sinal não necessita obrigatoriamente de ir a zero entre transições de bit. Tem Duty Cycle a 100% ( o impulso prolonga-se durante todo o bit). Existem três tipos de codificação NRZ.
NRZ Unipolar
Este tipo de codificação é a mais simples (a sua única vantagem).
Apresenta alguns problemas, como por exemplo, a componente DC não nula e as longas sequências de 0's ou 1's determinam que facilmente perca sincronismo. Os limites da onda estão sempre entre 0 e 1 e tomam valor 1 quando o bit a codificar é 1 ou 0 quando o bit a codificar é 0. É utilizado para gravação digital em suportes magnéticos.
NRZ Polar
Este tipo de codificação apresenta as mesmas vantagens e desvantagens do anterior. Os limites da onda neste tipo de codificação estão entre -1 e 1. A onda codificada toma o valor 1 quando o bit a codificar é 1 e toma o valor -1 quando o bit a codificar é 0. Também é usado para gravação digital em suportes magnéticos.
NRZ Bipolar(AMI)
Este tipo de codificação resolve o problema relativo à componente DC mas sofre igualmente de perda de sincronismo com facilidade. Os limites da onda neste tipo de codificação estão entre -1,0 e 1. Toma o valor 0 quando o bit a codificar é 0 e toma o valor 1 e -1 alternadamente quando o bit a codificar é 1. É utilizado nas interfaces RDIS.
Exemplo:
-RZ
O código de linha do tipo Return Zero indica que, em cada transição, metade do bit o sinal vai a zero. Diz-se por isso que tem um Duty Cycle de 50% e utiliza o dobro da largura de banda em relação aos códigos NRZ. Existem três tipos de codificações RZ.
-Unipolar
Este tipo de codificação apresenta as mesmas vantagens e desvantagens do NRZ unipolar com a agravante de que utiliza, como já foi referido, o dobro da largura de banda. Os limites da onda estão sempre entre 0 e 1 e tomam o valor 1 quando o bit a codificar é 1 e tomam o valor 0 quando o bit a codificar é 0. No entanto, só permanecem nesses valores metade do tempo do bit ( Duty Cycle = 50%). Na outra metade, tomam sempre o valor 0. É usado nas mesmas aplicações que NRZ unipolar.
-Polar
Este tipo de codificação apresenta as mesmas vantagens e desvantagens do NRZ polar (e o dobro da largura de banda). Os limites da onda neste tipo de codificação estão entre -1 e 1. A onda toma o valor 1 quando o bit a codificar é 1 e toma o valor -1 quando o bit a codificar é 0. No entanto, mais uma vez, só permanecem nesses valores metade do tempo do bit (Duty Cycle = 50%). Na outra metade tomam sempre o valor 0. É usado nas mesmas aplicações que NRZ polar.
-Bipolar
Este tipo de codificação apresenta as mesmas vantagens e desvantagens do NRZ Bipolar (e o dobro da largura de banda). Os limites da onda neste tipo de codificação estão entre -1, 0 e 1. Toma o valor 0 quando o bit a codificar é 0 e toma o valor -1 e 1 alternadamente quando o bit a codificar é 1. Contudo, só permanecem nesses valores metade do tempo do bit (Duty Cycle = 50%). Na outra metade tomam sempre o valor 0. É usado nas mesmas aplicações que NRZ bipolar.
-Manchester
Este código de linha, à semelhança do RZ, também apresenta um Duty Cycle de 50%. Logo necessita do dobro da largura de banda em relação ao código NRZ. No entanto, exibe vantagens em relação aos anteriores como, nunca apresentar componente nula, nunca perder o sincronismo de relógio entre o emissor e o receptor e ter a capacidade de detecção de erros. Existem 2 tipos de codificações Manchester.
Manchester Normal
Os limites da onda neste tipo de codificação estão entre 1 e -1. Neste código de linhas, as decisões são sempre tomadas a meio de cada bit. Assim, as transições entre 0>1 e 1>0 ocupam a largura de um bit desde o meio do bit até ao meio do bit seguinte. As restantes transições, 0>0 e 1>1, ocupam apenas meio bit. é usado em Ethernet.
Manchester Diferencial
Os limites da onda neste tipo de codificação estão entre -1 e 1. À semelhança do anterior, as decisões são sempre tomadas a meio de cada bit. A diferença aqui reside apenas, nas transições entre bits serem codificadas de forma diferente da anterior. Assim, as transições entre 0>1 e 1>1 ocupam a largura de um bit até ao meio do bit anterior até ao meio do bit seguinte. As restantes transições, 0>0 e 1>0, ocupam apenas meio bit. É utilizado em Token Ring.
Exemplo de diferença entre Manchester Normal e Diferencial:
Basicamente, as diferenças resumem-se todas nesta imagem:
