Codificación de bloques en electrónica digital

La conversión de datos digitales a señales digitales implica tres técnicas:

1. Codificación de línea
2. Codificación de bloques
3. Pelea

De los cuales siempre se necesita la codificación de línea, la codificación de bloques y la codificación pueden o no ser necesarias.

La codificación de bloques ayuda en la detección de errores y la retransmisión de la señal. Normalmente se denomina codificación mB/nB, ya que reemplaza cada grupo de datos de m bits con un grupo de datos de n bits (donde n>m). Por lo tanto, agrega bits adicionales (bits de redundancia) que ayudan en la sincronización en el extremo del receptor y del remitente y también brindan algún tipo de capacidad de detección de errores.

Normalmente implica tres pasos: división, sustitución y combinación. En el paso de división, una secuencia de bits se divide en grupos de m-bits. En el paso de sustitución, sustituimos un grupo de m bits por un grupo de n bits. Finalmente, los grupos de n bits se combinan para formar un flujo que tiene más bits que los bits originales.

Ejemplos de codificación mB/nB:

4B/5B (cuatro binarios/cinco binarios):
este esquema de codificación se utiliza en combinación con NRZ-I. El problema con NRZ-I es que tiene un problema de sincronización para largas secuencias de ceros. Entonces, para superarlo, sustituimos el flujo de bits del grupo de datos de 4 bits a 5 bits antes de codificarlo con NRZ-I . Para que no tenga un largo flujo de ceros. El flujo codificado en bloque no tiene más de tres ceros consecutivos (consulte la tabla de codificación).

En el receptor, la señal digital codificada con NRZ-I primero se decodifica en un flujo de bits y luego se decodifica nuevamente para eliminar los bits de redundancia.

Inconveniente: aunque la codificación 4B/5B resuelve el problema de la sincronización, aumenta la tasa de señal de NRZ-L. Además, no resuelve el problema del componente de CC de NRZ-L.

8B/10B (ocho binario/diez binario):
esta codificación es similar a la codificación 4B/5B excepto que un grupo de 8 bits de datos ahora se sustituye por un código de 10 bits y proporciona una mayor capacidad de detección de errores que 4B/5B.
En realidad, es una combinación de codificación 5B/6B y 3B/4B. Los cinco bits más significativos de un bloque de 10 bits se introducen en el codificador 5B/6B; los 3 bits significativos mínimos se introducen en un codificador 3B/4B. La división se realiza para simplificar la tabla de mapeo.

Un grupo de 8 bits puede tener 2^8 combinaciones diferentes mientras que un grupo de 10 bits puede tener 2^10 combinaciones diferentes. Esto significa que hay 2^10-2^8=768 grupos redundantes que no se usan para la codificación 8B/10B y se pueden usar para la detección de errores y la verificación de disparidades .

Por lo tanto, esta técnica es mejor que 4B/5B debido a una mejor capacidad de verificación de errores y una mejor sincronización.

Referencia:
comunicaciones de datos y redes por Behrouz A.Forouzan (libro)