Sin retorno a cero
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 positivo voltaje, mientras que los ceros están representados por alguna otra condición significativa, generalmente un voltaje negativo, sin otra condición neutral o de reposo.
Para una tasa de señalización de datos dada, 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 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 asincrónica, la ausencia de un estado neutral requiere otros mecanismos para la sincronización de bits cuando no se dispone de una señal de reloj independiente. Dado que NRZ no es inherentemente una señal de sincronización automática, se debe usar 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 del serializador:
| Código Nombre | Suplente Nombre | Nombre completo | Descripción |
|---|---|---|---|
| NRZ(L) | NRZL | Nivel no retornado a cero | Aparece como bits binarios crudos sin codificación. Típicamente binario 1 mapas a nivel lógico alto, y binario 0 mapas a nivel lógico bajo. El mapeo de lógica inversa es también un tipo de código NRZ(L). |
| NRZ(I) | NRZI | Invertidos sin retorno a cero | Se refiere a un código NRZ(M) o NRZ(S). |
| NRZ(M) | NRZM | Marca de no retorno a cero | Serializer mapping {0: constant, 1: toggle}. |
| NRZ(S) | NRZS | Espacio no retorno a cero | Serializer mapping {0: toggle, 1: constant}. |
| 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 sin retorno a cero
"Uno" está representado por una polarización de CC en la línea de transmisión (convencionalmente positiva), mientras que "cero" está representado por la ausencia de polarización: la línea a 0 voltios o conectada a tierra. Por este motivo, también se conoce como "tecleo on-off". En lenguaje de reloj, un "uno" pasa o permanece en un nivel sesgado en el borde de reloj posterior del bit anterior, mientras que "cero" hace transiciones o permanece sin sesgo en el borde de reloj posterior del bit anterior. Entre las desventajas de la 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 críticos, y exclusivos de la 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 aproxima a cero a una frecuencia cero. Esto conduce a dos problemas importantes: primero, la potencia de CC transmitida conduce a mayores pérdidas de potencia que otras codificaciones y, en segundo lugar, la presencia de un componente de señal de CC requiere que la línea de transmisión esté acoplada a CC.
Nivel bipolar sin 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 del reloj, en el nivel NRZ bipolar, 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 −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 lenguaje de reloj, el nivel cambia en el borde posterior del reloj del bit anterior para representar un 'cero'.
Este "cambio a cero" es utilizado por control de enlace de datos de alto nivel y USB. Ambos evitan largos períodos sin transiciones (incluso cuando los datos contienen secuencias largas de 1 bit) mediante la inserción de cero bits. Los transmisores HDLC insertan un bit 0 después de 5 bits 1 contiguos (excepto cuando se transmite el delimitador de cuadro "01111110"). Los transmisores USB insertan un bit 0 después de 6 bits 1 consecutivos. El receptor en el otro extremo usa cada transición, tanto desde 0 bits en los datos como estos 0 bits adicionales que no son de datos, para mantener la sincronización del reloj. De lo contrario, el receptor ignora estos bits 0 que no son de datos.
Invertida sin retorno a cero
(feminine)
Sin retorno a cero, invertido (NRZI, también conocido como Sin retorno a cero IBM, inhibir código, o código IBM) fue ideado por Bryon E. Phelps (IBM) en 1956. Es un método de mapeo de una señal binaria a una señal física para su transmisión a través de algún medio de transmisión. La señal NRZI de dos niveles distingue bits de datos por la presencia o ausencia de una transición en un límite de reloj.
Qué valor de bit corresponde a una transición varía en la práctica, y el nombre NRZI se usa para ambos. Los códigos de longitud de ejecución limitada (RLL) generalmente se describen utilizando 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 larga serie de bits sin transición puede ser difícil de contar con precisión para un receptor, por lo que generalmente se utilizan algunos medios para forzar una transición a intervalos razonables además de 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) bits 1 consecutivos. Si bien el relleno de bits es eficiente, da como resultado una tasa de datos variable porque lleva un poco más de tiempo enviar una cadena larga de 1 bit que enviar una cadena larga de 0 bits.
Sin retorno a cero sincronizado
NRZI sincronizado (NRZI-S, SNRZI) y grabación codificada por grupo (GCR ) son formas modificadas de NRZI. En NRZI-S, cada grupo de 8 bits se amplía a 9 bits con un 1 para establecer una transición para la sincronización.
Comparación con retorno a cero
Return-to-zero describe un código de línea utilizado en telecomunicaciones en el que la señal cae (regresa) a cero entre cada pulso. Esto tiene lugar incluso si se producen varios 0 o 1 consecutivos en la señal. La señal es automática. Esto significa que no es necesario enviar un reloj separado junto con la señal, pero sufre el uso del doble del 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), un cambio de fase cero en la modulación por cambio de fase (PSK) o -frecuencia en modulación por desplazamiento de frecuencia (FSK). Esa condición cero suele estar a mitad de 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 disposición para la sincronización, aún puede tener un componente DC que resulte en vagabundeo de línea de base durante cadenas largas de 0 o 1 bits, al igual que el código de línea sin retorno -a cero.
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