Tecnología CDR y sus efectos en la pérdida de integridad

La transferencia de datos de un punto a otro conlleva el riesgo inherente de pérdida de integridad; es la naturaleza de la bestia. Especialmente en el ámbito de las comunicaciones de alta velocidad, numerosos factores (ruido de la señal, picos de estática y más) pueden presentar obstáculos para la transmisión de datos. 

Uno de los desafíos más comunes es lograr que tanto el transmisor como el receptor estén en la misma página en términos de sincronización de la señal, lo que puede ser más complejo de lo que parece.

Para explicar mejor la dificultad, considere el 19^elTecnología de comunicación del siglo XIX del código Morse. Basado en una serie de pulsos eléctricos de encendido/apagado, el sistema de representación de caracteres de texto mediante guiones largos y puntos cortos no se diferencia de un sistema binario que emplea unos y ceros. El código Morse se diseñó para que la longitud de cada carácter sea aproximadamente inversa a la frecuencia con la que aparece en el idioma inglés: la letra más común, E, está representada por un solo punto; dos puntos representan la letra I; tres puntos representan la letra S; y así.

Siempre que tanto el transmisor como el receptor posean una comprensión compartida de la sincronización de la señal, el código se puede interpretar correctamente. Pero supongamos que el código se transmitiera a un ritmo diferente al que lo interpreta el receptor: lo que se entiende como dos Es podría malinterpretarse como una sola I, o lo que se entiende como una S podría malinterpretarse como tres Es.

Una forma en que las interfaces de comunicación modernas pueden resolver este problema es incluir un flujo de datos adicional en el extremo de transmisión para que sirva como un "reloj". El reloj es una señal alterna de encendido/apagado con temporización constante que sirve como referencia para la frecuencia de los datos que se transmiten. Instruye efectivamente al receptor para que interprete la señal a un ritmo específico.

El único problema es que muchos flujos de datos de alta velocidad se envían sin una señal de reloj que los acompañe, lo que les permite ser más rápidos, usar menos energía, estar sujetos a menos interferencias, etc. Por lo tanto, para interpretar de forma fiable los datos que se transmiten, el receptor debe regenerar el reloj. Para hacerlo, se usa una frecuencia aproximada para generar un reloj de referencia, que luego se puede alinear en fase con las transiciones en el flujo de datos entrante. Entonces se dice que el reloj está “recuperado”. Y una vez que se recupera el reloj, los datos también se pueden recuperar, generando un flujo de bits al muestrear el reloj junto con los datos entrantes.  

Esta combinación de reloj y recuperación de datos se conoce como CDR y es un componente clave de los sistemas de comunicación óptica.