Post on 18-Nov-2014
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TED21
• Profesor: Nestor Fierro Morineaud
Pulse Code Modulation
Consiste en representar las muestras instantaneas de una señal analógica mediante palabras digitales en un tren de impulsos en serie
10011000110101
Elementos del PCM
Filtrado Muestreo Cuantificación Codificación
Decodificación Filtrado
Transmisor
Receptor
Medio10110001110011100
Rango de voz
0 800 1200 3400 3600 Frecuencia
Hombre ( )
Mujer (
(Hz)
Intensidad
Teorema de Muestreo
Cualquier señal analógica limitada en banda puede ser representada por muestras, siempre y cuando las muestras sean tomadas a una frecuencia 2 veces la frecuencia máxima de la señal.
Teorema de NyquistTeorema de Nyquist
Muestreo f(t)
t 0
F(w)
0+w- w
P(w)
-wo-2wo wo 2wo
P(t)
tT 2T
Fs(w)
2wowo-wo-2wo
fs(t)
tT 2T
Modulación
Proceso mediante el cual se varía una propiedad o parámetro de una señal en proporción a una segunda señal.
Espacio Entre Muestrasf (t)1
1 / Fs = 1/8000 Hz = 125 s
CuantizaciónSeñal original Máximo
15
14
13
12
11
10
9
8
7
6
5
4
3
2
1
0
Minimo
Error de Cuantización
Valor de la Muestra Valor Predeterminado
Error
9.8 10 2%
0.8 1 20%
Ley de CuantizaciónPASO DE CUANTIZACIÓN
VALOR DE LA MUESTRA
112
7
6
5
4
14
116
321
1641128
18
12
14
18
-1
7
6
5
4
3
2
1
CodificaciónCÓDIGO ASIGNADO
1000XXXX
VALOR DE LA MUESTRA
1111XXXX
1110XXXX
1101XXXX
1100XXXX
-1 1 1
1011XXXX
1010XXXX
1001XXXX1
2 4 32
116 8 4 21 1 1 1
1641128
0100XXXX
0101XXXX
0110XXXX
0111XXXX
Velocidad del canal
Finalmente si se tienen 8000 muestras por segundo y 8 bits por muestra tenemos
Velocidad del Canal = 8000 muestra/seg x 8 Bits/muestra =
64,000Bits/seg.
Finalmente si se tienen 8000 muestras por segundo y 8 bits por muestra tenemos
Velocidad del Canal = 8000 muestra/seg x 8 Bits/muestra =
64,000Bits/seg.
¿Qué es TDM?
Multiplexaje de señales
t
Señal 1
Señal 2
Señal 3
¿cuántas señales?
Norma Americana 24 señales
Norma Europea 30 señales + 2 de control =32 x 64,000 bps = 2.048 MbpsCapacidad conocida como E1
Norma Americana 24 señales
Norma Europea 30 señales + 2 de control =32 x 64,000 bps = 2.048 MbpsCapacidad conocida como E1
00 11 1515 1616 1717 3030 3131
Estructura de Trama
8 Bits 8 Bits 8 Bits 8 Bits 8 Bits 8 Bits 8 Bits
CANALCANAL - - - -
- - - -
Sincroníay control
Información Señalización Información
00 11 1515 1616 1717 3030 3131
MultitramaTRAMA
0 FAS I nfo I nfo . . . . . MFAS/ NMFAS I nfo . . . . . I nfo I nfo
1 NFAS I nfo I nfo . . . . . 1 abcd/ abcd 17 I nfo . . . . . I nfo I nfo
2 FAS I nfo I nfo . . . . . 2 abcd/ abcd 18 I nfo . . . . . I nfo I nfo
3 NFAS I nfo I nfo . . . . . 3 abcd/ abcd 19 I nfo . . . . . I nfo I nfo
4 FAS I nfo I nfo . . . . . 4 abcd/ abcd 20 I nfo . . . . . I nfo I nfo
" " " " " " " "
" " " " " " " "
15 NFAS I nfo I nfo . . . . . 15 abcd/ abcd 31 I nfo . . . . . I nfo I nfo
CANAL 0 1 2 16 17 30 31
Estructura PDH de 2Mbits/seg.
La trama básica es de 2.048 Mbits/seg.Esta conformada de 32 time slots.Cada time slots tiene 8 bits.La gestión se transmite en el time slot 0.La señalización se transmite en time slot 16.
ts16ts0
256 bits en 125 micro-segundos
Estructura PDH de 2Mbits/seg.
El ts0 es el único overhead de la trama de 2.048 Mbits/seg. y se transmite de la siguiente forma:En las tramas pares se transmite las señales de alineamiento
de trama (FAS).En las tramas impares se transmite las señales de palabra de
alarma (NFAS).
Estructura PDH de 2Mbits/seg.Los bits 1 y 2 son fijos.El bit 3 sirve para
transmitir una señal FERF.El bit 4 sirve para
transmitir alarmas no urgentes.
Los bits 5 al 8 son para uso nacional.
1 0 0 1 11
1 U
01
1 MU X X X X
1
0
0
1
XXXX
Tramas pares
Tramas imparesSin alarma
Con alarma
Sin alarma
Con alarma
Alarma urgente
Alarma no urgente
Estructura PDH de 2Mbits/seg.El ts16 se utiliza para
transmitir la señalización.En la trama 0 el BIT 5
transmite una señal de alarma.
En la trama 1 se transmite la señalización de los canales 1 y 16.
0 1 0 1 100 10
b ad dcc ba
a b
a
adc dcb
b c d
0 1 1
dcba
b
1
c dd
0
aa b c
0 00
Trama 0
Trama 2
Trama 1
Trama 0
Trama 1
Sincronismo de Multitrama
BIT 5 alarma de sincronismo
Canal 1 Canal 16
Canal 2 Canal 17
Canal 15 Canal 30
Estructura PDH de 8Mbits/seg.La trama generada por el
multiplexor tiene 1056 bits en 132 time slots.
La velocidad de línea es de 8448 Bits/seg.
Transporta 120 canales para señalización asociada al canal.
ts 0 - 4 ts 5 - 32
ts 34 - 65
ts 66 - 70 ts 71 - 98
ts 99 ts 100 - 131
ts 33
ts0 y ts66 son para alineación de trama y canal de servicio.ts67 a 70 son para señalización.ts1 a 4 y ts33 son para uso nacional.
Estructura PDH de 8Mbits/seg.
Transporta 127 canales para señalización en canal común.
ts 0 - 1 ts 2 - 32
ts 34 - 65
ts 66 ts 67 - 98
ts 99 ts 100 - 131
ts 33
ts0 y ts66 son para alineación de trama y canal de servicio.ts67 a 70 son para señalización.
Estructura PDH de 34Mbits/seg.
FAS
C
C
C S
12 bits 372 bits
376 bits4bits
4bits
FAS: Alineamiento de trama.C: Control de justificación S: Oportunidad de justificación.
Estructura PDH de 140Mbits/seg.
FAS
C
C
C
C
C S
8 bits
16 bits 472 bits
480 bits
FAS: Alineamiento de trama.C: Control de justificación S: Oportunidad de justificación.
PDH (Jerarquía Digital Plesincrona)Orden Velocidad Compuesta por Orden Velocidad Compuesta por
Orden 0 64 Kbps 1 canal Orden 3 32 Mbps 5 x 6 Mbps
Orden 1 1.5 Mbps 24 x 64Kbps Orden 4 98 Mbps 3 x 32 Mbps
Orden 2 6 Mbps 4 x 1.5 Mbps Orden 5 397 Mbps 4 x 98 Mbps
Norma Japonesa Orden Velocidad Compuesta por Denominación
Orden 0 64 Kbps 1 canal de voz (datos) DS-0
Orden 1 1.5 Mbps 24 x 64 Kbps T-1, DS-1
Orden 2 6 Mbps 4 x 1.5 Mbps T-2, DS-2
Orden 3 45 Mbps 7 x 6 Mbps T-3, DS-3
Norma Americana
Orden Velocidad Compuesta por Denominación
Orden 0 64 Kbps 1 canal de voz (datos) E0
Orden 1 2.048 Mbps 32 x 64 Kbps E1
Orden 2 8.448 Mbps 4 x 2.048 Mbps E2
Orden 3 34.368 Mbps 4 x 8.448 Mbps E3
Orden 4 139.264 Mbps 4 x 34.368 Mbps E4
Norma Europea
PDH (cont.)
Sincronía: dos sistemas están sincronizados cuando utilizan la misma referencia de tiempo o reloj.
* Sistemas plesiócronos( Casi síncronos): se refiere a que dos sistemas utilizan referencias de tiempo distintas, pero entre ellos se establece un proceso de inicio de comunicación que hace al sistema casi síncrono.
Sincronía: dos sistemas están sincronizados cuando utilizan la misma referencia de tiempo o reloj.
* Sistemas plesiócronos( Casi síncronos): se refiere a que dos sistemas utilizan referencias de tiempo distintas, pero entre ellos se establece un proceso de inicio de comunicación que hace al sistema casi síncrono.
30 canales de 64 kbps + 2 canales de control
2.048 MbpsE1
E2
E38 Mbps
34 Mbps
(1)
(2)
(3)
(4)
(32)
(1)
(2)
(3)
(4)
(1)
(2)
(3)
(4)
E0
Ejemplo Complete la siguiente para el sistema PCM30 Frecuencia de muestreo Tasa binaria de un canal telefónico Periodo de una trama Numero de bits por trama Duración de un time slot Duración de un bit Velocidad binaria de un canal Ley de codificación Velocidad binaria de una señal múltiplex E1 Numero de canales telefónicos en una señal múltiplex E2. Código de lìnea
Codificación Digital - Digital
Tipos de codificación digital-digital
Codificación unipolar
Tipos de codificación polar
NRZ-L y NRZ-I
RZ
Manchester y Manchester diferencial
Tipos de codificación bipolar
Bipolar AMI
Bipolar con 8 Ceros de Sustitución Basado en AMI bipolar Si aparece un octeto con todo ceros y el último valor de
tensión anterior a dicho octeto fue positivo, se codifica dicho octeto como 000+-0-+
Si aparece un octeto con todo ceros y el último valor de tensión anterior a dicho octeto fue negativo, se codifica dicho octeto como 000-+0+-
Causa dos violaciones del código AMI Improbable que ocurra debido al ruido El receptor detecta e interpreta como octeto con todo ceros Adecuado para transmisión a altas velocidades
B8ZS (Norteamérica)
B8ZS
Ejemplo B8ZS
Alta Densidad Bipolar 3 Ceros Basado en AMI bipolar Si aparece un cuarteto con todo ceros y el último valor de
polaridad anterior a dicho cuarteto fue negativo, se codifica dicho cuarteto como 000- o bien +00+
Si aparece un cuarteto con todo ceros y el último valor de polaridad anterior a dicho cuarteto fue positivo, se codifica dicho cuarteto como 000+ o bien –00-
En las violaciones siguientes se alternan las polaridades de las violaciones para evitar la componente continua
Adecuado para transmisión a altas velocidades
HDB3 (Europa y Japón)
HDB3
Ejemplo HDB3
B8ZS y HDB3
Ejemplo Un canal simple de información lleva frecuencias de voz en
el intervalo de 50 a 3300 Hz. El canal se muestrea a una velocidad conveniente y los pulsos resultantes se transmiten ya sea por PAM o PCM.
Calcúlese el mínimo ancho de banda requerido por el sistema PAM
En el sistema PCM los pulsos muestreados se cuantizan en ocho niveles y se transmiten como dígitos binarios.
Encuéntrese el ancho de banda de transmisión en el sistema PCM y compárese con el obtenido en a)
Repítase la parte b) con 128 niveles de cuantización. Compárese la S/N en los dos casos.
Sincronización
OperaciónSíncrona
Operación Plesiócrona
Maestro-Esclavo Externa
Recomendación G703
Característica Norma Europea (E1) Norma Americana (T1)Velocidad binaria 2.048 Mbit/s + 50 ppm 1.544 Mbits/s + 30 ppmCódigo de línea HDB-3 B8ZSMascara del pulso Rec. G.703 Rec. G.703Impedancia 75 Ohms (BNC), 120 Ohms (Banana) 100 OhmsVoltaje pico 2.37 V 3VVoltaje pico no pulsos 0+ .237 V 0+ .3 VAncho de pulso 244 ns 324 ns