Capitulo 10 - Señales Digitales - TDM

5/8/2018 Capitulo 10 - Señales Digitales - TDM - slidepdf.com

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Sistemas DigitalesSistemas Digitales

• Tecnología que comenzó a utilizarse en la

década de los '60.

Ventajas:Ventajas:

• La circuitería electrónica en muchos casos

resulta más barata que su contraparte ana-

lógica. Es fácil construirla sobre chips LSI.• Sirven para transmisión de toda clase de

señales sobre un mismo canal.




• Recolección de ruido.

• Alinealidad en los amplificadores de lasrepetidoras.

• No es cómodo almacenarlas para transmi-tirlas y se degradan con el tiempo y uso del

medio de almacenamiento.

Problemas con la transmisión de SeñalesProblemas con la transmisión de Señales

Analógicas:Analógicas:




• Las señales digitales también se degradan

en las líneas de transmisión, pero comorepresentan unos y ceros es fácil regene-

rarlas en las repetidoras y en el receptor

siempre que no se llegue a un nivel dedegradación que resulten irreconocibles.

• La distancia entre repetidoras depende de

la calidad del cable, ancho de banda, ruido

de base y velocidad de transmisión.




• Originalmente las repetidoras se ubicaban

a 2 km entre si, actualmente con fibraóptica se encuentran entre 80 y 110 km.

• Para obtener señales digitales a partir del

mundo real (analógico) se necesita con-

vertirlas mediante procesos llamados de

digitalización.

• Los primeros procesos de digitalización

fueron desarrollados en los laboratorios

Bell de los Estados Unidos.



Método PCMMétodo PCM

• PCM significa Pulse Code Modulation, fue

desarrollado en 1939 en Bell Labs.

• En un sistema digital tenemos dos

extremos cuyas funciones son:Convertir Señales analógicas en

digitales y viceversa.

Convertir las señales digitales en unacorriente TDM (Time Division Multi-

plexing).



División de una Señal AnalógicaDivisión de una Señal Analógica



PCMPCM

--

Conversión de SeñalesConversión de Señales

• La conversión de señales se realiza por

dispositivos llamados codec, que son lacontracción de codificador/decodificador.

•

Los codecs cumplen funciones inversas alos modems. Si bien ambos se dedican a

conversiones A/D, D/A; los módems par-

ten y terminan en señales digitales, por elcontrario los codecs parten y terminan en

señales analógicas.



PCMPCM

– –

DigitalizaciónDigitalización

dede

la Vozla Voz

• El ITU (International Telecomunication

Union) antes CCITT, ha estandarizado los

procesos PCM bajo el nombre de reco-

mendaciones.

•

Para el caso de la voz humana la Reco-mendación es la G.711 (Pulse Code Mo-

dulation of Voice Frequencies).

• La norma G.711 tiene dos variantes: A-lawy mu-law.

•

En transmisiones internacionales se usala variante A-law.



Son:Son:

•• MUESTREOMUESTREO

•• CUANTIFICACIONCUANTIFICACION

•• CODIFICACIONCODIFICACION

Procesos Básicos PCMProcesos Básicos PCM



MuestreoMuestreo en PCMen PCM

• El teorema del muestreo de Nyquist dice

que si una señal analógica es muestreadacon una frecuencia al menos el doble que

su armónica mayor, la muestra digital con-

tiene suficiente información para recons-

truir nuevamente la señal analógica.

•La velocidad de muestreo aceptada en laindustria para señales telefónicas es de

8000 muestras por segundo, lo que repro-

duce con fidelidad un canal de 4 khz.



CuantificaciónCuantificación en PCMen PCM

• Cuantificar significa asignarle un valor

numérico a cada amplitud de pulso.• ¿Cuántos niveles serán necesarios para

representar las amplitudes de los pulsos?

• Normalmente se utilizan 128 o 256 niveles,

lo que significa 7 u 8 bits.

•Una señal digital de 7 bits muestreada a8000 mps requiere un canal de 56 kbps

para ser transmitida, para 8 bits se requie-

re un canal de 64 kpbs.



CodificaciónCodificación en PCMen PCM

• Una vez que el pulso PAM es identificado

con uno de los 128 ó 256 niveles se gene-

ra mediante circuitos electrónicos el nú-

mero que corresponde a la muestra obte-

nida, esto es la codificación.• ¿Cuántos niveles serán necesarios para

representar las amplitudes de los pulsos?

• Estos números, que están contenidos enun byte, son los que se transmiten a desti-

no, mediante un proceso denominado

TDM (Time Division Multiplexing).



CodificaciónCodificación PCMPCM



ErroresErrores en las Señales Digitalesen las Señales Digitales

• Los procesos de muestreo y cuantifica-

ción producen errores que hacen que la

fidelidad no sea absoluta.

• Estos errores son cuantificables y conoci-

dos de antemano, adoptándose las previ-siones de cantidad de muestras y niveles

de cuantificación de manera tal que el re-

sultado sea el que esperamos.• Esto constituye TODO EL ERROR que

arrastra una señal digital desde el emisor

al receptor.



Enlaces DigitalesEnlaces Digitales

• Hay varios esquemas de transmisión de

señales digitales que no son compatiblesy no fueron estandarizados por CCITT. Se

usan conversores (cajas negras) para

convertir la telefonía de un país a otro.• Los métodos más utilizados son los de la

serie T de Bell (T1, T2, T3, T4) en uso en

los Estados Unidos y Japón y la serie E(E1, E2, E3, E4) utilizados en el resto del

mundo.



EnlaceEnlace T1T1

• En 1962 AT&T tenía una gran demanda de

líneas telefónicas, la que no podía satisfa-

cer porque no tenía más lugares por don-

de pasar cables.

•

Se debía buscar un método nuevo que noimplicara seguir incrementando el número

de cables, al menos en la conexión entre

centrales.• Como consecuencia de esto se desarro-

llan los enlaces T1 que transportan 24

canales de voz multiplexados.



- Velocidad de transmisión: 1,544 mbps

compuestos por:

( 24 * (7+1) + 1 ) * 8000 = 1544000

24 canales de voz

7 bits que representan niveles por

muestra1 bit de señalizacíón

1 bit de tramado

8000 tramas por segundo

Anatomía de un canalAnatomía de un canal T1T1

8

8

192

192



- Se transmiten 8000 tramas por segundo de

193 bits de extensión.

Método de TransmisiónMétodo de Transmisión TDMTDM

Canal Tele-fónico 1

Canal Tele-fónico 24

Bit de Seña-

lización.

Bit de Tramado



MultiplexaciónMultiplexación

16 / 64000 bps = 0,00025 seg [ / bit ] = 250 μseg



Tabla de Servicios T

Nivel Nombre #T1 #Canales Mbits/sDS-0 1 0,064

DS-1 T1 1 24 1,544DS-1C T1-C 2 48 3,152

DS-2 T2 4 96 6,132

DS-3 T3 28 672 44,736

DS-4 T4 168 4032 274,176

Servicios DigitalesServicios Digitales



Tabla de Servicios E

Nivel Nombre #Canales Mbits/s0 1 0,064

1 E1 30 2,0482 E2 120 8,848

3 E3 480 34,304

4 E4 1920 139,264

5 E5 7680 565,148

Servicios DigitalesServicios Digitales



EnlaceEnlace EE11



ISDN

Red Digital de

Servicios Integrados



ISDN (RDSI)ISDN (RDSI)

• ISDN Integrated Services Digital Network

•

RDSI Red Digital de Servicios IntegradosISDN constituye un estándar para reempla-

zar la telefonía actual, que tiene ya 100 años,

por una red digital de servicios integrados.

Esto significa que mediante una sola cone-

xión vamos a tener toda clase de servicios,gran parte de ellos ya están disponibles, pe-

ro en forma descoordinada. ISDN establece

una interfaz común.



ISDN (Continuación)ISDN (Continuación)

Servicios:Servicios:

•

Llamada instantánea, mediante un sólobotón a cualquier teléfono en el mundo.

• Cuando llama un teléfono ISDN muestra

número, nombre y dirección de quienestá llamando.

•

En versión avanzada el teléfono estáconectado a una base de datos en una

computadora para tener información que

concierne a quien está llamando.



ISDNISDN

Servicios:Servicios: (Continuacion)

• Transferencia de llamadas a cualquier

número en el mundo.

• Multiconferencias en ámbito mundial.

•

Mensajería electrónica (contestador au-tomático). Correo electrónico.

• Servicio de despertado automático cen-

tralizado (tanto en domicilios particula-res, como para pasajeros en hoteles).

•

Conexión de computadoras.• Mensajería a grupos (broadcasting).



ISDNISDN


• Existencia de grupos cerrados (intranet)

con manejo de seguridad.

• Servicios videotex y teletex.

•

Consulta de guía telefónica, se imprimirásólo a pedido.

• La consulta a páginas amarillas incluirá

la conexión con la compañía que publici-ta y la posibilidad de consultar listas de

precios, etc., llegando incluso a generar

pedidos.



ISDNISDN


• Fax y transmisión de imágenes simultá-

nea a la llamada por voz.

• Video de exploración lenta (una imagen

cada determinado número de segundos).• Servicios de alarma con conexión a Poli-

cía y Bomberos (identificación automá-

tica del origen de la llamada).• Telemedición de electricidad y cualquier

otro servicio que lo requiera.

• Llamadas médicas por un sólo botón.



ISDN (Continuación)ISDN (Continuación)

• El servicio principal seguirá siendo la

telefonía.

• El concepto básico es que ISDN es una ca-

dena de bits bidireccional, en la que viajan

señales digitales de diversos orígenes, so-portando canales múltiples independien-

tes mediante TDM. La especificación del

multiplexado es parte de la norma.• Se puede idealizar como un "tubo" por el

que viajan todas las señales que necesita-

mos.



ArquitecturaArquitectura de ISDNde ISDN

• El servicio es provisto por las compañías

telefónicas, con variantes de acuerdo a la

zona del mundo.• Se definieron dos estándares, que a su

vez representan dos clases de servicios:

-- ResidencialResidencial

--

ComercialComercial

El servicio comercial es una extensión más

poderosa de la celda básica que representa

el servicio residencial.



ArquitecturaArquitectura de ISDNde ISDN

CCIS: Common Channel Interoffice Signaling



ISDNISDN -- Canales Estándar Canales Estándar

AA -- Canal telefónico analógico de 4 khz

BB -- Canal digital PCM de 64 kbps para vozy datos.

CC -- Canal digital de 8 ó 16 kbps.DD -- Canal digital de 16 ó 64 kbps, para

señalización fuera de banda.

EE -- Canal digital de 64 kpbs para señaliza-

ción interna ISDN.

HH -- Canal digital de 384, 1536 ó 1920 kbps.



ISDNISDN -- Servicio ResidencialServicio Residencial

El servicio residencial consiste en:

2 B + 1 D2 B + 1 DEsto es: 2 canales B de 64 kbps y 1 canal D

de 16 kbps. Se denomina servicio BRI (Basic

Rate Interface).

Los canales B se usan para dividir su ancho

de banda en hasta 8 dispositivos diferentes.El canal D se usa para indicar a qué número

ISDN se llama, cuál canal B se usa, control de

cobro revertido, etc.




• NT1: Network Terminating Device.

•En Estados Unidos la caja NT1 la com-pra el cliente, en Europa la provee la

compañía telefónica.

• NT1 contiene electrónica para adminis-

tración de red, control local y remoto,

mantenimiento y monitoreo de perfor-mance, arbitra la competencia de acce-

so de los dispositivos.



ISDNISDN -- Servicio ComercialServicio Comercial

• El servicio comercial se denomina

PRI (Primary Rate Interface).• Debido a la diferencia en los canales

digitales normalizados para Europa y

Estados Unidos, existen dos clases

de servicios PRI.

• Japón sigue el estándar de EstadosUnidos.

•Argentina sigue el de Europa.




Estados Unidos y Japón:

23 B + 1 D23 B + 1 DEsto es: 23 canales B de 64 kbps y 1 canal

D de 64 kbps. (23+1)*64 kbps= 1536 kbps

Europa:

30 B + 1 D30 B + 1 D

Esto es: 30 canales B de 64 kbps y 1 canal

D de 64 kbps. (30+1)*64 kbps = 1984 kbps




• CCITT definió 4 puntos de referencia

llamados R, S, T y U.U es el enlace entre la caja NT1 y el

intercambiador ISDN en la compañía

telefónica, puede tener hasta 5,5 km,

actualmente es un par trenzado de

cables no blindados, en el futuro seráfibra óptica.




T es el punto de referencia que indi-

ca el conector que brinda la compa-ñía telefónica al cliente.

S es la interfaz entre la PBX del clien-

te y los dispositivos ISDN.

R es la conexión entre el TA (Termi-

nal Adapter) y todos los dispositivosno ISDN.



FuturoFuturo de ISDNde ISDN

• ISDN debe enfrentar problemas téc-

nicos, económicos y políticos.• La estandarización del equipamiento

abaratará sus costos, obteniendo un

servicio mucho mejor que el actual a

precio no demasiado diferente.

• Por el momento es una red digital sinel ancho de banda suficiente para

transmitir televisión (si audio con ca-lidad de CD)



FuturoFuturo de ISDN (Cont.)de ISDN (Cont.)

• Como debe ponerse de acuerdo mu-

cha gente, a veces cuando el acuer-do llega, la tecnología superó el tema

acordado, ej.: por codificación pre-

dictiva, que es una forma de compre-sión se necesita mucho menos an-

cho de banda para un canal de voz ycada vez se necesitará menos.

• ISDN también es influido por las des-

regulaciones en comunicaciones.

Capitulo 10 - Señales Digitales - TDM

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