Non-return-to-zero

Non-return-to-zero, indicata anche con l'acronimo NRZ, è una codifica di linea utilizzata nella trasmissione digitale di dati, caratterizzata dall'utilizzo di due livelli di segnale per indicare i valori binari "0" e "1", la cui durata è pari a tutto il periodo di bit.^[1][2]

La codifica NRZ di base utilizza due livelli distinti di segnale, di cui il più elevato (tipicamente una tensione positivo) rappresenta la cifra binaria "1" e il meno elevato (tipicamente una tensione nulla o negativa) la cifra binaria "0". Il livello della codifica viene mantenuto per tutta la durata del tempo di bit ${\displaystyle T_{b}}$, per cui all'interno di tale periodo non vi sono transizioni del segnale verso il livello zero, da cui il nome.

Da un punto di vista formale, detti ${\displaystyle V_{0}}$ e ${\displaystyle V_{1}}$ i livelli associati rispettivamente al valore "0" e al valore "1", la descrizione di ogni singolo periodo di bit si può esprimere come:^[1]

${\displaystyle g(t)=A\,rect_{T_{b}}(t),\quad A\in \{V_{0},V_{1}\}}$

A questa funzione nel dominio del tempo corrisponde uno spettro ${\displaystyle G(f)}$ descritto da:

${\displaystyle G(f)={\frac {\sin fT_{b}}{fT_{b}}}=sinc(fT_{b})}$

che ha il primo zero in corrispondenza di ${\displaystyle f={\frac {1}{T_{b}}}}$ e gli altri zeri in corrispondenza dei relativi multipli e ammette una componente continua.^[1]

Dato che in presenza di lunghe sequenze di "0" o di "1" la codifica NRZ base non presenta transizioni, non è affidabile per poter estrarre un sincronismo e, non introducendo nessun tipo di ridondanza, non consente la correzione di eventuali errori di trasmissione.^[3]

Questa codifica è stata definita nel 1956 dall'IBM.^[4][5] Nella codifica NRZI i valori "0" e "1" sono codificati sotto forma di "nessuna transizione" e "presenza di una transizione" rispetto al bit precedente; sono determinati quindi alla fine del periodo di bit. Questa codifica consente di ricostruire il segnale in maniera non ambigua anche nel caso in cui le polarità non siano preservate. Esistono due sottovarianti di questa codifica:

• NRZ-mark o NRZ-M, in cui la presenza di transizione codifica il valore "1" e la sua assenza il valore "0". Questa codifica viene usata per esempio nei dispositivi di memoria magnetica
• NRZ-space o NRZ-S, in cui la presenza di transizione codifica il valore "0" e la sua assenza il valore "1". Questa codifica viene utilizzata per esempio dai protocolli HDLC^[6] e USB^[7]

Per quanto riguarda le lunghe sequenze di "0" e "1", nemmeno la variante NRZI consente di per sé di evitare l'assenza di transizioni. Questo problema viene in parte risolto a livello protocollare (per esempio, HDLC impone di inserire uno "0", ossia una transizione, dopo cinque "1" consecutivi; analogamente, USB impone l'inserzione dello "0" dopo sei "1" consecutivi).

• Codifica Manchester

• Wikimedia Commons contiene immagini o altri file su Non-return-to-zero

Portale Ingegneria

Portale Telematica