1. Codificación binaria:
* In-Off-Off (OOK): El método más simple. Un pulso de luz representa un '1', y la ausencia de un pulso representa un '0'. Fácil de implementar pero susceptible a las fluctuaciones de ruido y potencia. A menudo se usa en aplicaciones de corto alcance.
* regresa a cero (rz): Un pulso representa un '1', y un retorno al nivel cero (sin luz) representa un '0'. El pulso tiene una duración más corta que el período de bits. Inmunidad de ruido mejorada en comparación con OOK, ya que el estado '0' se define explícitamente.
* no return-to-cero (nrz): Similar a RZ, pero la luz permanece encendida durante todo el período de bits para un '1'. Es más simple de implementar que RZ, pero potencialmente sufre problemas de ruido de baja frecuencia (sesgo de CC). NRZ-L (nivel) y NRZ-I (invertido) son variaciones.
2. Codificación de niveles múltiples:
Estas técnicas utilizan más de dos niveles de intensidad de luz o polarización para representar múltiples bits por símbolo, aumentando la eficiencia del ancho de banda.
* Modulación de amplitud de pulso de nivel múltiple (PAM): Diferentes niveles de intensidad de luz representan múltiples bits. Por ejemplo, 4-PAM podría representar dos bits por símbolo (00, 01, 10, 11). PAM de orden superior (como 8-PAM o 16-PAM) puede lograr una eficiencia de ancho de banda aún mayor, pero es más sensible al ruido.
* Modulación de posición de pulso de nivel múltiple (ppm): La posición de un pulso de luz dentro de una ranura de tiempo representa diferentes bits. Similar a PAM en términos de eficiencia de ancho de banda, pero ofrece diferentes características de ruido.
3. Codificación diferencial:
Estos métodos codifican información en función del cambio entre bits consecutivos, en lugar del nivel absoluto de la luz. Esto es robusto contra las variaciones lentas en el poder óptico.
* Modulación del código de pulso diferencial (DPCM): Solo se transmite la diferencia entre bits sucesivos. Esto puede mejorar la eficiencia del ancho de banda y reducir la sensibilidad a las variaciones lentas en la potencia óptica recibida.
* Clave de cambio de fase diferencial (DPSK): La fase del portador de luz se desplaza para codificar información. Un cambio de fase representa un '1', y ningún cambio de fase representa un '0'. Robusto contra el ruido y las fluctuaciones lentas de potencia.
4. Multiplexación de división de longitud de onda (WDM):
Este no es estrictamente un método de codificación, sino una forma de aumentar significativamente la capacidad al transmitir múltiples señales simultáneamente en diferentes longitudes de onda de luz dentro de una sola fibra. Cada longitud de onda lleva una señal codificada utilizando uno de los métodos mencionados anteriormente.
5. Multiplexación de división de polarización (PDM):
Similar a WDM, pero usa dos polarizaciones ortogonales de luz para transmitir dos señales simultáneamente en la misma longitud de onda. Esto duplica la capacidad sin requerir longitudes de onda adicionales.
Elegir un método de codificación:
La selección depende de muchos factores. Por ejemplo:
* Distancia: OOK podría ser suficiente para distancias cortas, mientras que se necesitan métodos más sofisticados como DPSK para la transmisión de larga distancia.
* Tasa de bits: Las tasas de bits más altas a menudo requieren esquemas de codificación más complejos como PAM o formatos de modulación sofisticados.
* Costo: Los métodos más simples como OOK son más baratos de implementar.
* Inmunidad de ruido: Métodos como DPSK y RZ ofrecen una mejor inmunidad de ruido que OOK.
* Eficiencia de ancho de banda: Las técnicas de codificación de varios niveles ofrecen una mayor eficiencia de ancho de banda.
Muchos sistemas modernos de fibra óptica utilizan combinaciones sofisticadas de estos métodos, junto con la corrección de errores hacia adelante (FEC) para mejorar la confiabilidad y lograr tasas de datos extremadamente altas a largas distancias.