Presentación MDT “Time Division Multiplexing” Realizada: ASM© PAG.: 1
Evolución de La Red Telefónica
(MDT) Multiplexación por división en el tiempo Introducción Multiplexación por división en frecuencia (FDM) Multiplexación por división en el tiempo (TDM) Sistemas de Modulación por Impulsos Codificados (MIC) de 30 canales
Introducción Consiste en enviar por un mismo medio de transmisión varias comunicaciones simultaneas. Tendremos que mezclarlas para enviarlas unidas. Para separarlas o distribuirlas existen dos metodos: Distribución en frecuencia Distribución en el tiempo
FDM FDM: “Frecuency Division Multiplexing”. Se basa en modular LAS SEÑALES que deseamos multiplezar de manera que ocupen bandas de frecuencia diferentes, para poder transmitirlas por el mismo medio. En el receptor se separan , por medio de filtros y se demodulan para poder volver a la frecuencia original.
FDM (II) AB de la señal compuesta > Suma de los AB de los canales de entrada Jerarquías FDM (ATT/ITUT): las señales multiplexadas vuelven a multiplexarse en niveles jerárquicos superiores.
(MDT) Introducción (I) Multiplexación: Consiste en la transmisión de múltiples señales a través de un único enlace de datos. Conceptos clave: Camino = Enlace Canal = Porción del camino
(MDT) Introducción (II) Multiplexación: • Objetivo: compartir la capacidad de transmisión de datos sobre un mismo enlace para aumentar la eficiencia. El multiplexor (MUX) combina los n canales de entrada en un único flujo y el demultiplexor (DEMUX) separa el flujo en los canales que lo componen.
TDM TDM: “Time Division Multiplexing”. • Asigna intervalos (slots) de tiempo a cada canal, de forma que el camino se usa alternativamente por los canales multiplexados.
TDM (II) • Existen dos tipos: 1.Multiplexación Síncrona • El multiplexor asigna el mismo intervalo de tiempo (IT) a cada dispositivo • Se pueden ajustar distintas velocidades asignando varios slots al mismo dispositivo. 2. Multiplexación Asíncrona • El multiplexor asigna los intervalos de tiempo en función de la demanda (más flexible).
TDM (III) Multiplexación Síncrona • Entrelazado: proceso de concatenar los IT de los distintos dispositivos. • Trama: ciclo completo de intervalos de tiempo trama en trama, dedicados a una fuente (slot)
TDM (IV) Múltiplexación y acceso múltiple
TDM (V) 2. Multiplexación Asíncrona Más flexible que la síncrona • Número de dispositivos > Número de intervalos • Cálculo estadístico del número de IT mayor eficiencia • Mayor coste análisis estadístico información adicional (identificar IT)
TDM (V) TDM asíncrona sólo es útil con IT de muchos bits • Otra posibilidad: asignar IT de longitud variable, mayores para los dispositivos más rápidos.
MULTIPLEX MIC 30 CANALES Son el resultado de la asociación de tres técnicas: Modulación por impulsos codificados (MIC) Conversión de la señal analogica a digital mediante los proceso de muestreo (fm= 8 Khz), cuantificación y codificación. Múltiplexación por División en el Tiempo (TDM)
MULTIPLEX MIC 30 CANALES I Razones para la utilización de la MIC: 1. Elevada inmunidad al ruido de las señales digitales Repetidor regenerativo permite “reconstruir” la señal => cubrir mayores distancias. 2. Terminales MIC más económicos que los FDM. 3. Para distancias superiores a los 8 ó10 km, los sistemas MIC son más económicos que los circuitos de BF. más evidente en rutas urbanas Relación aproximada de coste de los circuitos
MULTIPLEX MIC 30 CANALES II Sistemas MIC: Características • Conceptos: Señal MIC: señal digital obtenida a la salida del multiplexor MIC Tiempo de trama: período comprendido entre dos muestras consecutivas del mismo canal (125 µs). 1/8000 Intervalo de tiempo: período de tiempo ocupado por una muestra de canal. La duración del intervalo de tiempo depende del número de canales a multiplexar. 125/32 = 3,9 µs Tiempo de bit: duración de cada bit 3,9/8 = 488 nseg MIC europeo: 30 canales (Europa), 30+2 IT ITUT ITUT MIC americano: 24 canales (EEUU, Canadáy Japón), 24 IT
MULTIPLEX MIC 30 CANALES III Ley de Compresión A x : Señal de entrada al compresor y : Señal de salida del compresor Mejora de compresión 20 log10 (16 )≈24 dB
Estructura de la trama Características (II) Características generales del sistema MIC 30+2: Multiplexa 30 canales vocales (300 ~ 3400 Hz) Un canal de alineación de trama Un canal de señalización Frecuencia de muestreo: 8000 Hz Cuantificación no uniforme: 256 intervalos de cuantificación (8 bits) Ley de compresiónexpansión: Ley A Velocidad de transmisión en línea Un IT => 8000 muestras/seg x 8 bits/muestra = 64000 bps 32 IT => 64000 bps x 32 = 2048000 bps Estructura de la trama
Alineación de trama Recibe el flujo de bits constante. Permite que el demultiplexor pueda enviar a cada canal vocal los bits del I.T. que le corresponden. En el IT 0 de cada dos tramas se envía la palabra de alineación de trama: En el IT 0 de la trama que no contiene la señal de alineación de trama Bit 1- Reservado para uso internacional. Bit 2- Fijado a 1 para evitar simulaciones de señal de alineación de trama. Bit 4,5,6,7,8- Reservado para uso nacional.
PERDIDA DE ALINEACION DE TRAMA. El CCITT ha dado el siguiente criterio para la pérdida de la alineación de trama. en los sistemas MIC de 30 canales. Deberá considerarse que la alineación de trama se ha perdido cuando se hayan recibido con error tres o cuatro señales consecutivas de alineación de trama. En los sistemas MIC de Telefónica se considera que la alineación de trama se ha perdido, cuando se reciben con error tres señales consecutivas de alineación de trama.
RECUPERACION DE ALINEACION DE TRAMA. Se considerará recuperada la alineación de trama cuando se detecto la siguiente secuencia: - Por primera vez. la presencia de la señal de alineación de trama correcta. - La ausencia de la señal de alineación de trama en la trama siguiente, detectada con objeto de verificar que el bíts 2 del intervalo de tiempo 0 tiene el valor 1 (por eso se denomina palabra de supervisión de trama al intervalo 0 de las tramas que no llevan alineamiento de trama). - Por segunda vez. la presencia de la señal de alineación de trama correcta en la trama siguiente.
RECUPERACION DE ALINEACION DE TRAMA. I Cada uno de los estados representados en la figura 3.4 tiene el significa siguiente* A0 : estado de alineación correcta A1 : estado de prealarma 1 (se ha recibido la primera señal de alineación Incorrecto) A2 : estado de prealarma 2 (se ha recibido la segunda señal de alineación Incorrecta) B0 : estado de pérdida de alineación (se ha recibido la tercera señal de alineación incorrecta) B1 : estado provisional de recuperación de alineación (ha aparecido, la primera señal de alineación correcta) B2 : estado provisional de recuperación de alineación (se comprueba que el bit2 del intervalo 0 de la siguiente trama es "1") A0 : estado de alineación correcta (ha aparecido la segunda señal de alineación correcta.)
SEÑALIZACIÓN Con el término señalización entendemos toda la información necesaria para el establecimiento, control y supervisión de la comunicación en entre dos abonados cualesquiera. La señalización telefónica puede ser de dos tipos: - Señalización de abonado - Señalización entre centrales La señalización de abonado comprende todo el intercambio de información entre abonado y central y entre central y abonado. La señalización entre centrales puede ser, a su vez, de dos tipos: señalización entre registradores y señalización de línea.
SEÑALIZACION POR CANAL COMUN La señalización por canal común en la cual se utiliza un canal de señalización común a varios canales telefónicos, para transmitir la información correspondiente a cualquiera de ellos. La señalización por canal común se caracteriza pues, por no existir una asignación fija de canal de señalización a canal vocal. Sin embargo, en este caso, debe existir una identificación de correspondencia entre el mensaje de señalización y cada uno de los canales vocales.
SEÑALIZACION POR CANAL ASOCIADO La señalización por canal asociado en la cual la información de señalización correspondiente a un determinado canal telefónico se transmite por ese canal, o por un canal de señalización asignado al canal vocal correspondiente. La señalización por canal asociado se caracteriza pues, por existir una asignación fija de canal de señalización a canal vocal. El sistema MIC de 30 canales emplea la señalización por canal asociado, disponiendo de los 8 bitios del intervalo de tiempo 16 para transmitir la información de señalización correspondiente a dos canales vocales. Es decir, se dispone de 4 bitios para la señalización de cada canal. Por lo tanto, si en el intervalo de tiempo 16 de una trama enviarnos la señalización de dos canales, necesitaremos al menos 15 tramas para poder enviar la señalización de los 30 canales vocales. Esto da lugar a otra estructura, de orden superior a la trama, que vamos a ver a continuación, y que se conoce con el nombre de multitrama
ESTRUCTURA Y ALINEACION DE MULTITRAMA Cuando la señalización se transmite por canal asociado la señalización de cada canal se transmite empleando 4 bits del Intervalo de tiempo 16 de la trama. En cada trama se puede señalizar, por tanto, dos canales por lo que serán el menos necesarias 15 tramas para señalizar la totalidad de los canales. Se necesita una señal de alineación para poder asignar correctamente las Informaciones de señalización, a sus canales respectivos. Esta señal de alineación para la información de señalización, se llama señal de alineación de multitrama y se inserta en el intervalo de tiempo 16 de una trama adicional.
ESTRUCTURA Y ALINEACION DE MULTITRAMA I La señal de alineación de multitrama está formada por los bits 0000. Los restantes cuatro bits del intervalo de tiempo 16, tienen la siguiente aplicación: Bits 5,7 y 8 : Bits de reserva fijados a 1 si no se utilizan Bit 6 : Destinado para transmisión de alarma al múltiplex distante Por tanto, para el funcionamiento correcto de los sistemas MIC con señalización por canal asociado es necesario emplear un mínimo de 16 tramas. Al conjunto formado por las 16 tramas se lo dama multitrama. 16 x 125 µs = 2.000 µs = 2 ms y su frecuencia de repetición es de 1 ------ = 500 Hz 2 ms Actualmente en los múltiplex MIC de Telefónica sólo se emplean 1 o 2 bits de los 4 disponibles para cada canal. Cuando se emplean dos bits, los otros dos se fijan a 0 y 1. En este caso tendremos dos vías de señalización.
ESTRUCTURA Y ALINEACION DE MULTITRAMA II En la tabla que sigue se ve el estado de los bits del intervalo de tiempo 16 de todas las tramas que componen la multitrama indicándose con A y B los bits de señalización de cada canal. Cuando no se emplea la vía B de señalización se fijan los bits B a 1. TRAMA Nº BITIOS DEL I.T. Nº 16 1 2 3 4 5 6 7 8 Ø A1 B1 A16 B16 2 A2 B2 A17 B17 4 A4 B4 A19 B19 A5 B5 A20 B20 6 A6 B6 A21 B21 7 A7 B7 A22 B22 8 A8 B8 A23 B23 9 A9 B9 A24 B24 10 A10 B10 A25 B25 11 A11 B11 A26 B26 12 A12 B12 A27 B27 13 A13 B13 A28 B28 14 A14 B14 A29 B29 15 A15 B15 A30 B30
Alineación de Multitrama La alineación de multitrarna se basa en la utilización de la palabra 0000 en los cuatro primeros bits del Intervalo de tiempo 16 de la trama 0. El CCITT` ha dado el siguiente criterio para la pérdida de la alineación de multitrarna, en los sistemas MIC de 30 canales. Se considerará que se ha perdido la alineación de multitrama, cuando se hayan recibido con error dos señales consecutivas de alineación de multitrama. O lo que es lo mismo Se considerará que la alineación de multitrama se ha perdido cuando durante un periodo de una o dos multitrarnas todos los bits en el intervalo de tiempo 16 están en el estado 0.
Alineación de Multitrama El criterio de recuperación de la alineación de multitrama recomendado por el CCITT es el siguiente: Se considerará recuperada la alineación de multitrama inmediatamente después de que se detecte la primera señal de alineación de multitrama correcta. Se considerará recuperada la alineación de multitrama solamente cuando en el intervalo de tiempo 16 que precede a la primera señal de alineación de multitrama detectada hay por lo menos un bit en el estado .
Cada uno de los estados representados en la fig Cada uno de los estados representados en la fig. tiene el significado siguiente: A0 : estado de alineación correcta A1 : estado de prealarma 1 (se ha recibido la primera sena¡ de alineación incorrecta) B0 : estado de pérdida de alineación (se ha recibido la segunda señal de, alineación Incorrecta) A0: estado de alineación correcta (ha aparecido la primera señal de alineación correcta)
INTERFAZ DE 2 MEBITS/SEG En los múltiplex MIC se emplea el interfaz recomendado por el CCITT que se indica en el cuadro siguiente para los accesos de salida: Esta señal tiene que entrar en el equipo siguiente de la cadena de transmisión, que podrá ser o bien un equipo de línea o bien un múltiplex digital de orden superior. La unión de dos equipos se realiza por medio del Interfaz. El interfaz comprende tanto los dispositivos físicos utilizados como la especificación de las señales eléctricas que transitan a través de él. Velocidad de Transmisión : 2048 Kbits/seg Línea de Transmisión : Par coaxial Impedancia : 75 Ohmios resistivos Código Eléctrico : HDB3 ‑ RZ o AMI‑RZ. Siendo el HDB3‑RZ el utilizado preferentemente. Tensión nominal del pulso: 2,37 voltios
Presentación MDT “Time Division Multiplexing” FIN Realizada: ASM©