MULTIPLAZIONE PCM MULTIPLAZIONE PCM 2

Transcript

1 MULTIPLAZIONE PCM Discrete Pulse Modulation La discretizzazione dell asse temporale è effettuata mediante una serie di impulsi equispaziati nel tempo L ampiezza, la posizione o la durata degli impulsi viene variata in funzione dell informazione che deve essere trasmessa: PAM (Pulse Amplitude Modulation) PPM (Pulse Position Modulation) PDM (Pulse Duration Modulation) Se il tempo T s >Nτ MAX si possono multiplare N flussi discreti MULTIPLAZIONE PCM 2 1

2 Multiplazione a divisione di tempo di canali telefonici PAM MULTIPLAZIONE PCM 3 Multiplazione a divisione di tempo di canali telefonici PCM La trasmissione di impulsi modulati e codificati prende il nome di Pulse Code Modulation (PCM) I segnali telefonici vengono campionati alla frequenza f c =8kHz La codifica utilizzata per la trasmissione dei campioni sulla rete fissa è la logpcm con legge A in Europa e legge µ negli Stati Uniti (G.711) Ogni campione viene quindi rappresentato con un codice a 256 livelli discreti Per la multiplazione TDM di diversi flussi si suddivide l intervallo di tempo fra due campioni successivi, T c =125µs, in n sottointervalli (time-slot) In ogni time-slot si trasmette il campione relativo alla corrispondente linea d ingresso Le linee di ingresso vengono servite ciclicamente Ogni linea invierà l informazione relativa a un campione ogni 125µs MULTIPLAZIONE PCM 4 2

3 Multiplazione PCM di 1 1 livello Il segnale in linea deve essere strutturato in modo che al terminale ricevente possa essere decodificato e demultiplato correttamente Riconoscere i diversi bit di ogni parola Distinguere le parole dei diversi canali In corrispondenza di ogni ciclo di campionamento dei singoli canali viene trasmesso un segnale di allineamento che indica l inizio di un nuovo ciclo L informazione che viene trasmessa in corrispondenza di un ciclo viene detta trama Oltre al segnale di allineamento e ai segnali di ingresso multiplati la trama viene utilizzata normalmente anche per la trasmissione delle informazioni di segnalazione MULTIPLAZIONE PCM 5 Standard di multiplazione PCM di 1 1 livello Standard europeo 30 canali telefonici Flussi a 64kbps codificati con legge logpcm A (8 bit ogni 125µs) 1 parola di allineamento di 8 bit 1 parola di segnalazione associata al canale di 8 bit Rate complessivo R = = = Standard americano 24 canali telefonici Flussi a 64kbps codificati con legge logpcm µ (8 bit ogni 125µs) 1 bit di allineamento Rate complessivo R = = = 1.544Mbps MULTIPLAZIONE PCM 6 Mbps 3

4 Funzioni del Multiplex PCM di 1 1 livello L apparato che esegue la multiplazione/demultiplazione del flusso PCM di 1 livello viene chiamato multiplex L ingresso del multiplex in trasmissione e l uscita del multiplex in ricezione sono costituite dalle connessioni analogiche terminali d utente Il multiplex assolve quindi alle seguenti funzioni In trasmissione Codifica dei segnali analogici in segnali numerici attraverso lo standard G.711 Creazione della trama Multiplazione dei canali Inserimento dell informazione di allineamento ed, eventualmente, della segnalazione a canale comune Essendo gli ingressi analogici campionati utilizzando lo stesso clock non si hanno problemi di sincronizzazione In ricezione Recupero dell allineamento ed estrazione della sincronizzazione Estrazione dell eventuale informazione di segnalazione a canale comune Demultiplazione dei canali Decodifica dei segnali numerici G.711 e conversione nei rispettivi segnali analogici MULTIPLAZIONE PCM 7 Multiplex PCM di 1 1 livello europeo MULTIPLAZIONE PCM 8 4

5 Struttura della trama di 1 1 livello europeo DS1E La trama è organizzata in 32 time-slot ciascuno di 8 bit I time slot (TSi) vengono numerati da 0 a 31 TS0: contiene la parola A di allineamento C nelle trame pari C per il controllo di errore CRC-4 relativo alle 8 trame precedenti B di servizio E1AS 4 S 5 S 6 S 7 S 8 nelle trame dispari E per la segnalazione d errore sul flusso nella direzione inversa S 4 canale dati fra le due stazioni S 5 S 6 S 7 S 8 riservati per uso nazionale TS1-TS15: 15 canali telefonici TS16: segnalazione associata al canale o un ulteriore canale telefonico TS17:TS31: 15 canali telefonici MULTIPLAZIONE PCM 9 Nei sistemi PCM di 1 livello europeo la segnalazione viene inserita associata al canale (CAS) Si utilizza il time-slot 16 Dato che il numero di bit a disposizione (8) è inferiore al numero di canali (30) l informazione viene suddivisa su più trame successive L informazione di segnalazione viene quindi campionata con una frequenza che è sottomultipla di quella relativa alla fonia La segnalazione viene distribuita su 16 trame contigue (2ms) che costituiscono la multitrama di segnalazione Segnalazione DS1E MULTIPLAZIONE PCM 10 5

6 Multitrama di segnalazione DS1E La multitrama conterrà 8x16=128bit 8 per l allineamento di multitrama Parola 0000XAXX 30 bit non utilizzati e posti identicamente a 1 60 bit per 30 canali di segnalazione veloce per ogni canale fonico Ad ogni canale sono assegnati 2 bit Il rate sarà 2 Rsv = = 1kbps bit per 30 canali di segnalazione lenta per ogni canale fonico Ad ogni canale è assegnato 1 bit Il rate sarà 1 Rsl = = 0.5kbps MULTIPLAZIONE PCM 11 Multitrama di segnalazione DS1E MULTIPLAZIONE PCM 12 6

7 Struttura della trama di 1 1 livello americano T1 La trama è organizzata in 193 bit Il primo bit (F) è utilizzato per la segnalazione di allineamento Viene trasmesso alternativamente 0 e 1 nelle trame dispari I rimanenti 192 bit sono suddivisi in 24 intervalli di 8 bit La segnalazione viene inserita rubando periodicamente 1 bit alla codifica MULTIPLAZIONE PCM 13 Multitrama di Segnalazione T1 Struttura di supertrama a 12 trame T 1 -T 12 Nelle trame T 1 -T 5 e T 7 -T 11 la codifica viene effettuata con 8 bit Nelle trame T 6 e T 12 la codifica viene effettuata con 7 bit, 1 bit viene riservato per la segnalazione (capacità 1.33kbps) L allineamento di supertrama è effettuato attraverso il bit F nelle trame pari trasmettendo la configurazione MULTIPLAZIONE PCM 14 7

8 Multitrama estesa di Segnalazione T1 Struttura di supertrama estesa a 24 trame T 1 -T 24 Nelle trame T 1 -T 5, T 7 -T 11,T 13 -T 17, T 19 -T 23 la codifica viene effettuata con 8 bit Nelle trame T 6, T 12, T 18, T 24 la codifica viene effettuata con 7 bit, 1 bit viene riservato per la segnalazione (capacità 1.33kbps) L allineamento di supertrama è effettuato attraverso il bit F nelle trame T 4, T 8, T 12, T 16,T 20, T 24, trasmettendo la configurazione Le trame dispari del bit F costituiscono un canale a 4kbps Le rimanenti trame del bit F sono utilizzate per trasmettere i coefficienti per un meccanismo di controllo d errore CRC-6 V: bit di codifica vocale ABCD: bit di segnalazione MULTIPLAZIONE PCM 15 Allineamento PCM di 1 1 livello europeo Il multiplex di ricezione verifica l alternarsi delle parole di allineamento A e B nelle prefissate posizioni Nel caso di perdita di allineamento si esaminano tutte le configurazioni di bit in tutte le possibili posizioni della trama per ritrovare una parola A L allineamento è gestito da una macchina a 3 stati Allineamento Falso Allineamento Ricerca allineamento Allineamento Provvisorio Normalmente si pone α=3 δ=1 MULTIPLAZIONE PCM 16 8