Definición correcta de transición en la codificación de línea.

1. Un -1 representa un 1 lógico y +1 representa un 0 lógico: lea la pregunta (en su pregunta) y piénselo un poco más.
2. sí, estás en lo correcto
3. La respuesta es decir que NRZ puede producir secuencias largas donde no hay transiciones. Eso no se aplica necesariamente a la imagen de su pregunta, pero todo depende de lo que sucedió antes y después.

.

Como referencia, aquí está la trama de la señal:

La polaridad se define como + para 0 y - para 1. Por lo tanto, este gráfico muestra la secuencia de bits 11110000. Tenga en cuenta que la polaridad es una de las opciones de diseño. podría haberse hecho de cualquier manera, pero este ejemplo dice claramente que el voltaje negativo representa 1 y el voltaje positivo 0. No hay nada de malo en eso.

Lo importante a notar es que durante una secuencia larga del mismo bit, la señal es plana. El diagrama de arriba muestra líneas que indican los límites de bits, pero esos no están realmente en la señal.

Piense en cómo un receptor tiene que decodificar esta señal. Cuando hay una transición, como en el medio del ejemplo anterior, sabe que está al principio de un poco. Sin embargo, la única forma de saber dónde están los bits subsiguientes sin más transiciones es mediante el tiempo. No importa cuán buenos sean los relojes del transmisor y el receptor, eventualmente se desincronizarán en más de ½ bit. Cuando eso sucede, el receptor en realidad está muestreando el nivel de línea para cada bit en un bit vecino.

Pongamos algunos números a esto. Digamos que tanto el transmisor como el receptor usan cristales para la sincronización que son buenos para 50 PPM. Eso es muy fácil de conseguir. Por lo tanto, el error total entre los dos puede ser de hasta 100 PPM. 100 PPM (partes por millón, 10 ^-6 ) es 1 parte en 10 ⁴ = 10 000.

½ bit de tiempo es el sesgo garantizado para fallar. Digamos que nunca desea que el sesgo exceda la mitad de eso, o ¼ de tiempo de bit. Con un error de tiempo de 1 bit en 10 000 bits, eso significa que puede enviar como máximo 2500 bits sin volver a sincronizar y seguir dentro de las especificaciones. Si está dispuesto a exigir que ambos lados usen cristales, entonces, en teoría, podría salirse con la suya.

Si desea que su enlace de comunicación funcione cuando ambos lados usan osciladores RC buenos hasta aproximadamente el 2%, entonces la discrepancia total puede ser del 4%, o 1 parte en 25. Entonces puede ocurrir un error de tiempo de ¼ de bit después de solo 6¼ bits sucesivos del misma polaridad. Dado que los bits vienen en trozos enteros en este protocolo, eso significa que no puede enviar más de 6 bits de la misma polaridad en sucesión. Para el bit 7, el receptor ya podría estar muestreando el bit equivocado.

Parece que este ejemplo estaba destinado a que te des cuenta de que la codificación NRZ estricta no funciona en el caso arbitrario.

La próxima lección podría ser sobre cómo ajustar NRZ para que sea útil en la práctica. No voy a escribir un libro aquí, así que les daré dos cosas para buscar:

1. Protocolo UART. Esto envía bits en fragmentos de (generalmente) 8. Permite la resincronización de cada fragmento al tener un bit de inicio antes del fragmento y luego un bit de parada después del fragmento. El bit de parada garantiza el estado de la línea de modo que el inicio del siguiente bit de inicio sea una transición.

2. Relleno de bits. Es un término común que estoy seguro de que encontrará mucho por ahí. Básicamente, nunca envía más de un número máximo de bits idénticos seguidos. Cuando alcanzas ese número, agregas artificialmente un bit opuesto a la transmisión. Eso fuerza una transición, lo que permite que el receptor vuelva a sincronizar su reloj. El receptor conoce el algoritmo de relleno, por lo que puede eliminar los bits adicionales después de la recepción.

Habrá mucho sobre estos dos ejemplos de NRZ modificados en uso real.