UNIDAD 1: INTRODUCCION A LOS SISTEMAS M.I.C.

 

1.- ANTECEDENTES HISTORICOS

Los sistemas de transmisión basados en la Modulación por Impulsos Codificados (o sistemas M.I.C.), son de concepción reciente.

En 1.936 ya se conocian los principios básicos de la modulación por impulsos codificados y de la transmisión numérica. Pero es en 1.937 cuando A. H. REEVES, que en esa fecha trabajaba en París para la ITT concibió la idea de la MIC en asociación con la transmisión numérica, patentando su invento en 1.938. Sin embargo, debido al estado de la tecnología en esas fechas, no se pudo llevar inmediatamente la MIC a la práctica de una forma rentable.

Más adelante, con la invención del transistor, cambió la situación y desde 1.956 se comenzo el desarrollo de los sistemas MIC, que culminó con su introducción en la red americana en 1.962.

A partir de esta fecha, muchos países han estudiado el uso de sistemas MIC y los han introducido en sus redes telefónicas.

 

2.- SEÑALES ANALOGICAS Y NUMERICAS

En los aparatos telefónicos habituales, las ondas sonoras procedentes de la voz humana se transforman en una corriente eléctrica cuyas fluctuaciones siguen fielmente las fluctuaciones de la voz transmitida.

Esta señal eléctrica por ser análoga a la onda sonora original, se denomina señal analógica y es una funcion continua en el tiempo, tal como se ve en la fig. 1.

La información telefónica original es, pues, de naturaleza analógica.

 

FIG. 1 SEÑAL ANALOGICA

A diferencia de la señal analógica, la señal numérica solo puede tomar ciertos valores discretos, por ejemplo, el valor "1" y el valor "0". A este tipo de señal numérica, que solo puede tomar dos valores, se le llama señal numérica binaria y es la que utilizan los sistemas MIC.

La señal numérica no es, por tanto, una función continua del tiempo, tal como se ve en la fig. 2.

 

FIG. 2 SEÑAL NUMERICA BINARIA (01101)

Los símbolos "1" y "0" se llaman bitios (en inglés bits) y representan la existencia o no de un impulso.

Una sucesión contínua de "1's" y "0's" se llama secuencia. En la fig. 3 se aclaran estos conceptos.

 

FIG. 3 SECUENCIA DE DIGITOS

 

3.- LA MODULACION POR IMPULSOS CODIFICADOS (M.I.C.)

Como la información telefónica original ya hemos visto que es de naturaleza analógica y los sistemas MIC transmiten las señales en forma numérica, ha de existir un procedimiento que permita convertir las señales analágicas en numéricas antes de enviarlas al terminal distante, y una vez allí convertir las señales numéricas en analógicas para recuperar la información transmitida.

La mudulación por impulsos codificados (en inglés P.C.M. - Pulse Code Modulation), es un procedimiento que permite convertir una señal analágica en señal numérica, y viceversa.

Esta conversión se basa en tres grandes principios: MUESTREO, CUANTIFICACION y CODIFICACION.

Aunque estos principios se estudiarán más ampliamente en la UNIDAD 2, vamos a ver ahora, brevemente, en que consiste.

MUESTREO

Muestreo es el proceso mediante el cual se transforma una señal analágica en una serie de impulsos de distinta amplitud, llamadas muestras.

De acuerdo con la teória de la información, si queremos una enviar una señal de frecuencia f de un punto a otro, no es necesario transmitir la señal completa. Es suficiente transmitir muestras (trozos) de la señal tomadas, por lo menos, a una velocidad doble (2f) de la frecuencia de la señal. Esto es lo que se conoce con el nombre de teorema del muestreo.

Así, por ejemplo, para transmitir una frecuencia de 4 kHz, es suficiente con tomar muestras a una velocidad de 8 kHz, o más elevada.

En estas condiciones, en el terminal distante se puede reconstruir, con suficiente aproximación, la señal original a partir de las muestras.

El principio del muestreo se ilustra graficamente en la fig. 4.

 

FIG. 4 MUESTREO

La rapidez, o frecuencia, con que se toman las muestras, se llama frecuencia de muestreo (fm).

En el caso considerado en la fig.4, la frecuencia de muestreo es fm = 7f.

CUANTIFICACION

Las muestras obtenidas a partir de la señal original no se envían directamente a la línea, como podría pensarse en principio a la vista de la fig. 4, ya que poseen muy poca inmunidad al ruido.

Estas muestras tienen un rango de amplitudes que varia de forma contínua. Como no podemos pensar en transmitir las infinitas amplitudes distintas que se pueden presentar, lo que se hace es dividir este rango contínuo de amplitudes, en un número limitado de intervalos, llamados intervalos de cuantificación, de forma que a todas las muestras cuya amplitud cae dentro de un mismo intervalo, se le asigna el mismo valor.

Este proceso se conoce con el nombre de cuantificación y se ilustra en la fig.5.

 

FIG. 5 CUANTIFICACION

En la cuantificación se introduce un error en la amplitud de las muestras ya que se sustituye su amplitud real por una aproximada. A este error se le llama error de cuantificación.

CODIFICACION

Una vez cuantificadas las muestras, se codifican según un código determinado. El código utilizado en los sistemas MIC es el código binario simétrico. Mediante este código se representa la amplitud de cada muestra cuantificada mediante un número binario, en el que el primer bitio indica el signo de la muestra. Si la muestra es positiva, el primer bitio es un "1" y si la muestra es negativa, el primer bitio es un "0". El resto de los bitios binarios nos dan el valor absoluto de la amplitud de la muestra.

Logicamente, cuando la señal númerica llega al terminal distante, ha de ser sometida a los procesos inversos a los efectuados en el lado emisor. Estos procesos son: decodificación, reconstrucción de las muestras y obtención de la señal analógica a partir de estas últimas.

 

4.- RAZONES PARA LA UTILIZACION DE LA M.I.C.

Las razones por las cuales se prefiere la utilizción de los sistemas MIC, en determinados casos, frente a los istemas de transmisión convencionales (sistemas de BF y MDF), están basadas, entre otras, en las siguientes consideraciones técnicas y económicas.

4.1- CALIDAD DE TRANSMISON

La calidad de transmisón de los sistemas MIC es casi independiente de la distancia, al contrario de lo que ocurre con los sistemas MDF.

Esto es debido a que una de las características de las señales númericas es su elevada inmunidad a los ruidos. En efecto, en los sistemas MIC la señal que se trasmite a línea es una

sucesión de "1's" y "0's" con lo cual los repetidores intermedios solo tiene que reconocer y decidir si hay impulso ("1") o no ("0"), cosa que se puede hacer facilmente aunque los impulsos se hayan deformado.

Después de tormar la decisión, el repetidor envía a línea una secuencia nueva, idéntica a la transmitida por el terminal. Por eso a estos repetidores se les llama repetidores regenerativos o regeneradores, ya que, "regeneran" totalmente la señal deformada que reciben.

Por el contrario, en el caso de las señales analógicas, los repetidores intermedios, además de introducir ruido propio, no solo amplifican la señal que reciben sino también el ruido, con lo cual para distancias muy largas, la relación S/R puede llegar a ser tan baja que haga irreconocible la señal útil.

En la fig. 6, se puede ver la diferencia entre ambos tipos de sistemas de transmisión en lo que se refiere a la relación S/R.

 

FIG. 6 RELACION S/R EN SISTEMAS MIC Y MDF

4.2- COMPARACION CON BAJA FRECUENCIA (B.F.)

Antes de la introducción de los sistemas MIC, los enlaces entre centrales se cubrían únicamente con circuitos de BF a 2H (dos hilos), ya que el coste de los terminales MDF es muy elevado, y no resultan rentables en rutas cortas.

Una gran ventaja de los sistemas MIC, es que sus terminales son mucho más baratos que los MDF con lo cual pueden competir con la transmisión de BF en cable, para rutas cortas.

Otro factor a considerar, es que los pares de enlace son un medio muy pobre para la transmisión de las señales de banda ancha de los sistemas MDF, debido a la existencia de gran número de perturbaciones en dichos pares (ruidos, diafonias, etc.). Sin embargo las señales numéricas, procedentes de los sistemas MIC resisten mucho mejor estas perturbaciones gracias a la existencia de los repetidores regenerativos.

Así pues, los sistemas MIC pueden competir con la BF en rutas cortas.

Muchas administraciones y compañías de explotación han comprobado que para distancias superiores a los 8 o 10 km, aproximadamente, los sistemas MIC son más económicos que los circuitos de BF.

Esta economía resulta muy evidente en el caso de rutas urbanas, cuando la capacidad del cable está a punto de agotarse y es necesaria la instalación de un nuevo cable, o incluso de nuevos conductos. En este caso los sistemas MIC permiten un mayor aprovechamiento de los pares disponibles, con un costo mucho menor.

4.3- COMPARACION CON M.D.F.

La comparación entre sistemas MIC y MDF ha de hacerse teniendo en cuenta el coste de los equipos terminales y de los equipos de línea.

Debido al precio más bajo de los circuitos lógicos, con relación a los circuitos analógicos, los equipos terminales MIC son bastante más económicos que los terminales MDF.

Por el contrario, las líneas de transmisión numéricas son generalmente más caras que las líneas analógicas, para capacidades elevadas (gran número de canales) y grandes distancias.

Así pues, la técnica numérica es más ventajosa, económicamente, para las pequeñas y medias distancias y para pequeñas y medias capacidades. Por el contrario, la técnica analógica es más económica para grandes distancias y elevada capacidad.

En la fig. 7 se indica gráficamente la relación aproximada entre el coste relativo de circuitos de BF, MDF y MIC en función de la distancia.

 

FIG. 7 COSTE RELATIVO ENTRE B.F. M.D.F. Y M.I.C.

4.4- RED NUMERICA INTEGRADA

El interés de la técnica numérica se va a reforzar en el futuro con la introducción de nuevos servicios en la red telefónica. En efecto, la técnica numérica es ideal para el tratamiento de las señales que, como los datos, ya están en forma numérica y que, por lo tanto, no necesitan sufrir ningún proceso de conversión analógico-numérico.

Además algunas señales, como las de vídeo, no se podrán generalizar mas que utilizando señales numéricas.

Si al mismo tiempo se utiliza en las centrales la conmutación temporal, se llega al concepto ideal de red numérica integrada en la cual todas las señales circulan en forma numérica, tanto en los equipos de conmutación como en los de transmisión, lo que entraña una considerable reducción de espacio y costo, sobre todo en los equipos de conmutación.

 

5.- OTROS METODOS DE MODULACION POR IMPULSOS

Además de la modulación por impulsos codificados, existen otros métodos de modulación por impulsos, entre los que destacan por su importancia, la MIC diferencial (MICD) y la modulación delta (MD).

5.1- LA M.I.C. DIFERENCIAL

En las señales de frecuencia vocal, predominan generalmente las bajas frecuencias, por ello las amplitudes de des muestras consecutivas difieren generalmente en una cantidad muy pequeña. Aprovechando esta circunstancia, se ha ideado la MICD.

En la MICD, en lugar de tratar cada muestra separadamente, se cuantifica y codifica la diferencia entre una muestra y la que te precede. Como el número de intervalos de cuantificación necesarios para cuantificar la diferencia entre dos muestras consecutivas es lógicamente inferior al necesario tara cuantificar una - muestra aislada, la MICD permite una reducción sensible de la frecuencia de transmisión en línea, ya que esta es proporcional al numero de intervalos de cuantificación

En la fig. 8 se representa el diagrama de bloques de un terminal MICD.

En el instante k, la muestra Ak se compara con una aproximación a la muestra precedente A'k-

1 en el comparador C. La diferencia resultante se cuantifica y codifica como en la MIC. La señal codificada se envía a línea, pero también se decodifica localmente y se añade en el integrador I el valor A'k-1 que estaba almacenado en I.

En el instante siguiente, I envía a C una aproximación A'k de la muestra Ak para compararla con la nueva muestra que se tome Ak+l.

Este proceso continua indefinidamente.

 

FIG. 8 DIAGRAMA DE BLOQUES DE UN TERMINAL MICD

5.2- LA MODULACION DELTA

Si en un sistema MICD varios aumentando la frecuencia de muestreo, llega un momento en que dos muestras consecutivas tienen una amplitud tan próxima, que no se necesita más que un solo intervalo de cuantificación para cuantificar la diferencia.

En este caso solo se necesitaría un bitio por muestra, y la velocidad de transmisión en línea sería igual a la velocidad de muestreo. Este tipo de modulación se conoce con el nombre de modulación delta (MD)

En la fig. 9 se representa el diagrama señales obtenidas en un terminal da MD.

 

FIG. 9 DIAGRAMA DE BLOQUES Y SEÑALES EN UN TERMINAL DE M.D.

En este tipo de modulación, se determina en el comparador C el signo (no la magnitud) de la diferencia entre la muestra Ak y la aproximación de la muestra precedente A'k-l. La

codificación es muy sencilla: se transmite cuando Ak es mayor que A'k-1 y se transmite un "0" en caso contrario. En el primer caso, el integrador incrementa su salida en un escalón unidad positivo y en el segundo caso reduce su salida en un escalón unidad negativo.

El resultado es una curva escalonada que se aproxima a la señal de entrada. La curva escalonada se obtiene comparando la amplitud real de la señal de entrada, en un instante determinado, con la amplitud del escalón precedente

La modulación delta descrita, se denomina modulación delta lineal (MDL) porque la magnitud de la variación producida a la salida del integrador I es fija. Existen otros tipos de modulación delta mas sofisticados, en los cuales dicha variación no es fija sino que depende de las variaciones de la señal de entrada.

La modulación delta se puede aplicar en telefonía lo mismo que la MIC, para conseguir sistemas de transmisión multicanales.

UNIDAD 2: PRINCIPIOS BASICOS DE LOS SISTEMAS M.I.C.

 

1.- INTRODUCCION

Los sistemas MIC son el resultado de la asociación de tres técnicas fundamentales:

- La modulación por impulsos codificados (MIC)- El multiplaje por distribución en el tiempo (M.D.T.)- La transmisión numérica

Estas técnicas realizan, básicamente, las siguientes funciones.

La MIC convierte las señales analógicas de frecuencia vocal en señales numéricas, mediante los procesos de muestreo cuantificación y codificación, y en el terminal distante efectúa los procesos inversos.

El MDT permite aprovechar el espacio entre dos muestras consecutivas de un mismo canal, para intercalar muestras de otros canales. De esta forma se pueden transmitir y recibir varios canales prácticamente de un modo simultáneo.

La transmisión numérica permite el envío de la secuencia de "1's" y "0's", generada en los dos procesos anteriores, a través de una línea formada por pares de cable, sobre la que van situados a intervalos regulares tos repetidores regenerativos o regeneradores.

 

2.- LA MODULACION POR IMPULSOS CODIFICADOS (M.I.C.)

2.1- MUESTREO

El proceso de muestreo consiste en tomar valores instantáneos de una señal analógica, a intervalos de tiempo iguales. A los valores instantáneos obtenidos se les llama muestras.

Este proceso se ilustra en la fig.1 y se conoce con el nombre de muestreo ideal, por considerarse muestras instantáneas de anchura nula.

El muestreo ideal no es fisicamente realizable. En la práctica, una muestra es una medida del valor instantáneo de una señal, pero tomada durante un tiempo que es muy corto comparado con el tiempo entre dos muestras consecutivas. A este tipo de muestreo se le llama muestreo real y se representa en la fig. 2.

 

FIG. 1 MUESTREO IDEAL

Después del muestreo, la señal obtenida es un tren de impulsos, cada uno de los cuales tiene una amplitud igual al valor que tenía la señal en el instante del muestreo.

 

FIG. 2 MUESTREO REAL

El muestreo se puede considerar también como un proceso da modulación en amplitud, de un tren de impulsos (ver fig. 3). Por eso, a la señal muestreada se la llama algunas veces señal M.I.A. (Modulación de Impulsos en Amplitud. En ingles P.A.M Pulse Amplitude Modulation).

 

FIG. 3 EL MUESTREO COMO MODULACION DE IMPULSOS EN AMPLITUD

El muestreo se efectúa siempre a un ritmo uniforme, que viene dado por la frecuencia de muestreo fm.

La condición que debe cumplir fm viene dada por el teorema del muestreo que, para el caso de una señal que como la señal vocal contiene distintas frecuencias, se puede enunciar de la siguiente forma.

"Si una señal contiene únicamente frecuencias inferiores a f, queda completamente determinada por muestras tomadas a una velocidad igual o superior a 2f."

En la fig. 4 se representa el espectro de la señal obtenida después de muestrear una banda de frecuencias comprendidas desde 0 a f Hz.

Análogamente a la traslación de frecuencias en MDF, el muestreo produce bandas laterales en la frecuencia de muestreo y en las frecuencias múltiplos de fm (ver fig. 4).

Si la frecuencia máxima de la señal original es f, la primera frecuencia del espectro traspuesto es f m - f. Para impedir que la banda de la señal original (0 a f Hz) se superponga a la banda lateral inferior (fm - f), la diferencia fm - f ha de ser superior o igual a f, siendo esta precisamente la condición impuesta por el teorema del muestreo.

Si fm - f >= f      resulta fm >= 2f

 

FIG. 4 SEÑAL ANALOGICA Y SEÑAL OBTENIDA POR MUESTREO, CON SUS ESPECTROS

De acuerdo con el teorema del muestreo, las señales telefónicas de frecuencia vocal (que ocupan la Banda de 300 a - 3.400 Hz), se han de muestrear a una frecuencia igual o superior a 6.800 Hz (2 x 3.400).

En la practica, sin embargo, se toma una frecuencia de muestreo fm = 8.000 Hz. Es decir, se toman 8.000 muestras por segundo que corresponden a una separación entre muestras de:

1

T=------------- = 0,000125 seg. = 125 µs

8.000

Por lo tanto, dos muestras consecutivas de una misma señal están separadas 125 µs que es el periodo de muestreo.

2.2- CUANTIFICACION

La cuantificación es el proceso mediante el cual se asignan valores discretos, a las amplitudes de las muestras obtenidas en el proceso de muestreo.

2.2.1 Cuantificación uniforme

Ya hemos visto que las muestras obtenidas en un muestreo real tienen una duración o anchura finita, pero su amplitud puede tomar infinitos valores comprendidos entre el valor 0 y el valor más alto de la señal a muestrear.

Sin embargo, se puede utilizar un número finito de valores discretos para representar en forma aproximada la amplitud de las muestras. Para ello, toda la gama de amplitudes que pueden tomar las muestras, o gama de funcionamiento se divide en intervalos iguales y a todas las muestras cuya amplitud cae dentro de un intervalo, se les da el misto valor.

Este proceso se denomina cuantificación, y a cada intervalo en que se ha dividido la gama de funcionamiento se le llama intervalo de cuantificación.

Dentro de una determinada gama de funcionamiento, cada intervalo de cuantificación esta limitado por dos valores de decisión. Los valores de decisión situados en los extremos de la gama de funcionamiento se llaman valores virtuales de decisión, y limitan la máxima amplitud de señal que se puede transmitir sin recorte de crestas. Al nivel que posee esta señal se le denomina nivel de sobrecarga.

En la fig. 5 se aclaran todos estos conceptos.

 

FIG. 5 CUANTIFICACION

El proceso de cuantificación introduce necesariamente un error, ya que se sustituye la amplitud real de la muestra, por un valor aproximado. A este error se le llama error de cuantificación.

Como es lógico, el error de cuantificación solo existe en presencia de señal ya que únicamente es entonces cuando hay cuantificación.

El error de cuantificación se puede reducir aumentando el número de intervalos de cuantificación, pero existen limitaciones de tipo práctico que obligan a que el número de intervalos no sobrepase un determinado valor.

Una cuantificación de este tipo, en la que todos los intervalos tienen la misma amplitud, se llama cuantificación uniforme.

En la fig. 6 se representa la relación entre la amplitud de las muestras a la entrada de un cuantificador uniforme, y la amplitud asignada a la salida del mismo. La tensión de salida V s solo cambia cuando la tensión de entrada Ve pasa de un intervalo de cuantificación al intervalo adyacente.

La diferencia Vs - Ve es el error de cuantificación.

 

FIG. 6 RELACION ENTRADA-SALIDA EN UN CUANTIFICADOR UNIFORME

En la fig. 7 se muestra el efecto de la cuantificación para el caso de una señal analógica. Para mayor claridad, el número de intervalos de cuantificación se ha limitado a ocho.

La señal original es la de trazo continuo, las muestras reconstruidas en el terminal distante, se representan por puntos y la señal reconstruida es la línea de trazos.

El error de cuantificación introducido en cada muestra, da lugar a una deformación o distorsión de la señal reconstruida que se denomina distorsión o ruido de cuantificación.

En la fíg. 7 la distorsión de cuantificación se representa por línea de trazos y puntos.

El efecto de la distorsión de cuantificación es similar al de un ruido aleatorio superpuesto a la señal. Por tanto, la relación entre el nivel de la señal Ns y el nivel de la distorsión de cuantificación Nc ha de ser tal, que dicha distorsión resulte despreciable para el oído humano.

 

FIG. 7 CUANTIFICACION Y RECONSTRUCCION DE UNA SEÑAL ANALOGICA

Se demuestra que la relación Ns / Nc (señal/ruido de cuantificación), viene dada por la expresión:

Ns

------- = 10,8 + 6.n (dB)

Nc

donde n representa el número de dígitos binarios empleado para representar o codificar los niveles de cuantificación.

De la expresión anterior vemos que por cada bitio que se añada, la relación señal/ruido se mejora en 6 dB.

2.2.2- Cuantificación no uniforme. Compresión

En una cuantificación uniforme como la descrita en el punto anterior, la distorsión o ruido de cuantificación es la misma cualquiera que sea la amplitud de la muestra. Con lo cual la relación señal/ruido va empeorando al disminuir el nivel de la señal de entrada. La situación se hace ya inadmisible para señales cuya amplitud es analógica a la de un intervalo de cuantificación.

En la fig. 8 se puede ver que para señales de amplitud muy pequeñas, el error es casi tan grande como la señal.

Si con este tipo de cuantificación uniforme queremos mantener una relación señal/ruido aceptable para las señales de nivel bajo, es necesario dividir la gama de funcionamiento de las señales vocales en 4.096 intervalos de cuantificación, lo cual daría lugar a una relación señal/ruido innecesariamente buena para las señales de nivel alto.

Además, como cada intervalo de cuantificación lo vamos a representar mediante un número binario, para representar los 4.096 intervalos se necesitarían números binarios de 12 bitios por intervalo (pues 212 = 4.096), lo que daría lugar a un excesivo ancho de banda en línea, ya que el ancho de

banda depende directamente del número de bitios empleados para representar cada intervalo y, por consiguiente, del numero de intervalos.

 

FIG.8 ERROR EN LA CUANTIFICACtON UNIFORME

Por lo tanto, hemos de buscar un procedimiento en el cual la relación señal/ruido sea aceptable y se mantenga prácticamente constante para toda la gama de niveles de señal que existe normalmente en telefonía.

El problema se resuelva utilizando una cuantificación no uniforme, en la cual se toma un número determinado de intervalos y se distribuyen de forma no uniforme aproximándolos en los niveles bajos de señal, y separándolos en los niveles altos.

De esta forma, para las señales débiles es como si se utilizase un número muy elevado de niveles de cuantificación, con lo que se produce un disminución de la distorsión de cuantificación, con la consiguiente mejora de la relación señal/ruido. Sin embargo para las señales fuertes se tendrá una situación menos favorable que la correspondiente a una cuantificación uniforme, pero todavía suficientemente buena.

Para la cuantificación no uniforme de señales vocales, el C.C.I.T.T. (Comité Consultivo Internacional Telegráfico y Telefónico) ha recomendado la utilización de 256 intervalos de cuantificación.

En la fig. 9 se muestra la relación entre la amplitud de las muestras a la entrada y a la salida de un cuantificador no uniforme. La tensión de salida Vs solo cambia cuando la tensión de entrada Ve pasa de un intervalo de cuantificación al intervalo adyacente.

La diferencia Vs - Ve es el error de cuantificación.

 

FIG. 9 RELACION ENTRADA-SALIDA EN UN CUANTIFICADOR NO UNIFORME

Para realizar una cuantificación no uniforme, se pueden seguir dos procedimientos.

Uno de ellos consiste en construir un dispositivo que realice directamente la ley de cuantificación deseada.

El otro (ver fig. 10) consiste en hacer pasar previamente las muestras por un compresor instantáneo, que amplifica las señales débiles y atenúa las fuertes, y hacer después una cuantificación uniforme. Lógicamente, en el extremo receptor ha de haber otro dispositivo que corrija el efecto del compresor y asigne a las muestras su valor original. Tal dispositivo se llama expansor y su característica se ha de complementar con la del compresor para reducir al mínimo la distorsión de la señal. Por eso este segundo procedimiento se llama también de compresión y expansión.

 

FIG. 10 CUANTIFICACION MEDIANTE COMPRESION Y EXPANSION

Tanto en un caso como en el otro, el proceso de cuantificación no uniforme responde a una característica determinada que se denomina característica de cuantificación, o también ley de Codificación o de compresión.

Hay dos tipos de leyes de codificación: las continuas y las de segmentos.

En las primeras, los intervalos de cuantificación son todos de amplitud distinta, creciendo ordenadamente desde valores muy pequeños, correspondientes a las señales de nivel bajo, a valores grandes, correspondientes a las señales de nivel alto.

En las segundas, la gama de funcionamiento se divide en un número determinado de grupos y dentro de cada grupo los intervalos de cuantificación tienen la misma amplitud, siendo distinta de unos grupos a otros.

Actualmente, solo hay dos leyes de compresión recomendadas por el CCITT, y las dos son de segmentos. Estas leyes son la ley A utilizada por los sistemas MIC europeos, y la ley µ utilizada por los sistemas MIC americanos.

La ley A esta formada por 13 segmentos de recta (en realidad son 16 segmentos, pero como los tres segmentos centrales están alineados, se reducen a 13). Cada uno de los 16 segmentos, esta dividido en 16 intervalos iguales entre si, pero distintos de unos segmentos a otros.

En la fig. 11 se representa la ley A que es una aproximación de la ley logarítmica dada por la expresión:

A x 1

y = ----------- para 0 =< x =< -----

1 + L A A

1 + L A x 1

y = ----------- para ----- =< x =< 1

1 + L A A

siendo L logaritmo neperiano.

En el parámetro A toma el valor de 87,6 representando x e y las señales de entrada y salida al compresor.

Se define como mejora de compresión de una ley de compresión, a la expresión

|

dy |

------ |

dx |

| x = 0

que nos da la pendiente de la curva en el origen.

 

FIG. 11 LEY "A"

En el caso particular de la ley A resulta:

dy | d A x A

------ | = ---- ( --------- ) = --------- =

dx | x = 0 dx 1 + L A x = 0 1 + L A

87,6

= --------------- = 16

1 + L 87,6

que expresada en dB queda

20 log 19 = 24 dB

Esto quiere decir que, mediante la compresión, hemos aumentado en 24 dB el nivel de las muestras más pequeñas, con lo cual hemos mejorado su relación señal/ruido en 24 dB y como cada 6 dB implica el ahorro de un bitio en la representación del nivel de una muestra (ver punto 2.2.1); los 24 dB corresponden a un ahorro de 4 bitios.

Entonces, si en una cuantificación uniforme necesitarnos números binarios de 12 bitios para representar cada uno de los 4.096 intervalos de cuantificación, en una cuantificación no uniforme que utilice la ley A serían suficientes 8 bitios para conseguir la misma re1ación señal/ruido en las señales de nivel bajo.

Como la pendiente en el origen de la ley A es 16, el segmento que la aproxima en el origen tiene la misma pendiente. La pendiente de los demás segmentos se va reduciendo a la mitad a medida que se alejan del punto central de la característica.

En la tabla que sigue, se da la pendiente de todos los segmentos.

Segmento nº pendiente

7 16

6 y 8 8

5 y 9 4

4 y 10 2

3 y 11 1

2 y 12 ½

1 y 13 ¼

De acuerdo con la fig. 11, los sistemas MIC europeos utilizan como ley de compresión la ley A y como escala de cuantificación 256 intervalos (128 para señales negativas y 128 para señales positivas).

2.3- CODIFICACION

La codificación es el proceso mediante el cual se representa una muestra cuantificada, mediante una sucesión de "1's" y "0's", es decir, mediante un número binario.

En el punto anterior va hemos indicado que cada muestra cuantificada se representa, o codifica mediante un numero binario. Como en telefonía se utilizan 256 intervalos de cuantificación para representar todas las posibles muestras, se necesitaran números binarios de 8 bitios para representar a todos los intervalos (pues 28 = 256)

Un grupo de ocho bitios de este tipo, constituye una palabra MIC.

 

(P) define la polaridad de la muestra

(A) define el segmento de recta dentro del cual cae la amplitud de la muestra a codificar.

(B) define el intervalo que representa a la muestra, en el segmento de recta ya localizado

Como (P) comprende un solo bitio, únicamente son posibles 21 = 2 estados distintos ("1" y "0"); la polaridad de las muestras positivas se representa por un "1", y la de las muestras negativas por un "0".

(A) comprende tres bitios, mediante los cuales se pueden localizar 23 = 8 segmentos de recta para cada polaridad, es decir, un total de 16 segmentos que son los que tiene la ley A.

Estos 16 segmentos tienen la siguiente codificación (ver también la fig.11)

Segmento Segmento

positivo nº Código negativo Código

13 (16) 1111 7 (8) 0000

12 (15) 1110 7 (7) 0001

11 (14) 1101 6 0010

10 (13) 1100 5 0011

9 (12) 1011 4 0100

8 (11) 1010 3 0101

7 (10) 1001 2 0110

7 (9) 1000 1 0111

El número entre paréntesis indica el número que tendría cada segmento, si no hubiésemos agrupado los cuatro segmentos centrales con el número 7.

(B) comprende cuatro bitios, que permiten determinar + 24= 16 intervalos posibles en cada segmento de recta.

Los 16 intervalos posibles dentro de cada segmento, tienen la siguiente codificación:

Intarvalo nº Código

1 0000

2 0001

3 0010

4 0011

5 0100

6 0101

7 0110

8 0111

9 1000

10 1001

11 1010

12 1011

13 1100

14 1101

15 1110

16 1111

Como hay 16 segmentos, habrá un total de 16 x 16 = 256 intervalos de cuantificación, que son los recomendados por el CCITT.

Veamos algún ejemplo práctico de codificación:

La palabra MIC 01011101 representa la codificación de una muestra negativa (pues el bitio de polaridad es un "0"), localizada en el segmento 3 y representada por el intervalo 14 del segmento 3.

La palabra MIC 11001010 representa la codificación de una muestra positiva localizada en el segmento 10 (13) y representada por el intervalo 11 del segmento 10 (13).

En la mayoría de las aplicaciones practicas las funciones de cuantificación y codificación se realizan simultáneamente en un mismo circuito.

El dispositivo que realiza la cuantificación y la codificación se llama codificador.

Si la cuantificación que se realiza es uniforme, el codificador se llama lineal, y si la cuantificación es no uniforme, el codificador se llama no lineal.

Independientemente del tipo de cuantificación empleado, los codificadores pueden seguir distintos métodos para obtener los 8 bitios de codificación de una muestra. De todos los métodos existentes, el más común en aplicaciones practicas para señales de frecuencia vocal es el método iterativo, o de aproximaciones sucesivas. Mediante este método, se obtiene un bitio en cada secuencia de funcionamiento del codificador.

Una vez efectuada la codificación, en la palabra MIC obtenida se invierten los bitios pares, es decir, los bitios 2, 4, 6 y 8 con el fin de evitar la existencia de un elevado número de ceros en la señal de salida, lo que es un gran inconveniente, como ya veremos, para que los regeneradores se sincronicen en frecuencia.

2.4 DECODIFICACION

La decodificación es el proceso mediante el cual se reconstruyen las muestras, a partir de la señal numérica procedente de línea.

Este proceso se realiza en un dispositivo denominado decodificador.

Al conjunto de un codificador y de un decodificador en un mismo equipo, se le llama codec.

Con el fin de que el error entre las muestras transmitidas y las reconstruidas sea mínimo, las muestras se reconstruyen con una amplitud igual al valor central del intervalo de cuantificación dentro del que caen. En la fig. 12 podemos ver esta reconstrucción.

 

FIG. 12 DECODIFICACION

Mediante este procedimiento, el máximo error cometido al reconstruir una muestra es igual a la mitad de un intervalo de cuantificación.

UNIDAD 3: EL MULTIPLAJE POR DISTRIBUCION EN EL TIEMPO (M.D.T.)

 

1.- INTRODUCCION

Hasta ahora hemos estudiado todos los procesos que permiten la conversión de una señal analógica en numérica.

La utilización de la MIC para transmitir una sola señal de frecuencia vocal es concebible, por ejemplo, en las futuras líneas de abonado numéricas conectadas a las centrales de conmutación temporal (es decir en una red con conmutación y transmisión integradas).

Sin embargo la aplicación más importante de la MIC, tanto en la actualidad como en el futuro, es la utilización común de una misma línea de transmisión.

Por ello, de la misma forma que los sistemas analógicos utilizan la técnica de multiplaje por distribución de frecuencia (MDF) para transmitir simultáneamente varios canales por la misma línea de transmisión, los sistemas numéricos utilizan la técnica de multiplaje por distribución en el tiempo (MDT) para conseguir el mismo fin.

La técnica MDT consiste en aprovechar el espacio entre dos muestras consecutivas de un mismo canal, para intercalar en él muestras de otros canales. Esta técnica se describe gráficamente en la fig. 1 donde se representa, en forma simplificada, un sistema múltiplex MIC de tres canales.

 

FIG. 1 MULTIPLAJE POR DISTRIBUCION EN EL TIEMPO

En esta figura se ve como en el terminal de transmisión se toman periódicamente muestras de los tres canales que, una vez codificados, se envían a línea.

El dispositivo de muestreo se representa mediante un conmutador rotatorio que gira a la velocidad de muestreo.

En el terminal de recepción, las muestras se han de - distribuir a sus canales respectivos, por lo que es necesario un perfecto entendimiento entre ambos terminales. Este entendimiento se

consigue mediante un proceso de sincronismo o de alineación entre ambos extremos, que permite asignar cada muestra a su canal correspondiente.

El período de tiempo comprendido entre dos muestras - consecutivas de un mismo canal, se llama tiempo de trama.

El periodo de tiempo ocupado por una muestra de canal, se llama intervalo de tiempo. En el ejemplo de la fig. 1 cada trama tiene tres intervalos de tiempo.

Para el caso de las señales telefónicas de frecuencia vocal, la trama tiene una duración de 125 µs mientras que la duración de los intervalos de tiempo depende del número de canales que se quieran multiplar.

El CCITT ha recomendado dos sistemas MIC distintos. Uno de ellos sugerido por la C.E.P.T. y otro por la A.T.T.

El sistema MIC de la CEPT multipla 30 canales vocales y se utiliza en Europa, mientras que el sistema MIC de la ATT multipla 24 canales y se utiliza en Estados Unidos, Canadá y Japón.

De acuerdo con todo esto, el sistema MIC de la CEPT debería tener 30 intervalos de tiempo; sin embargo tiene 32, empleando 30 de ellos para los canales vocales, uno para señalización y otro para alineación. Por eso, a este sistema se le suele designar con el nombre de sistema MIC de 30 + 2 circuitos.

El sistema MIC americano utiliza únicamente 24 intervalos de tiempo que corresponden a 24 canales vocales, ya que la señalización y la alineación la hace de forma distinta al sistema europeo.

La velocidad de transmisión de bitios en línea para los sistemas MIC, se determina teniendo en cuenta que de cada canal se toman 8.000 muestras/seg y que cada muestra se codifica según un número binario de 8 bitios. Entonces, la velocidad binaria por canal es de:

muestras bitios bitios 8.000 ---------- x 8 -------- = 64.000 -------- seg. muestra seg.

como en el sistema MIC europeo hay 32 intervalos de tiempo, resulta una velocidad total de:

bitios bitios 32 x 64.000 -------- = 2.048.000 -------- seg. seg.

es decir en un segundo se envían 2.048.000 bitios ("1's" y "0's") a línea. Esta velocidad se suele expresar como 2.048 kb/s (kilobitios)

La señal numérica obtenida a la salida de un múltiplex MIC se denomina señal MIC.

Como resumen, podemos decir que el sistema MIC europeo está formado por tramas de 125 µs de duración, que se reparten en 32 intervalos de tiempo de 3,9 µs de duración cada uno. Cada intervalo de tiempo está dividido a su vez en 8 bitios de duración 488 ns.

En la fig. 2 se ve esta estructura de trama junto con los tiempos correspondientes.

 

FIG. 2 ESTRUCTURA DE TRAMA

 

2.- LA TRANSMISION NUMERICA

La señal numérica binaria a la salida del codificador, formada por impulsos unipolares, no es todavía adecuada para ser transmitida a línea. Para facilitar esta transmisión, se convierten los impulsos unipolares en bipolares.

Las razones para efectuar esta conversión son las siguientes:

- Un tren de impulsos unipolares tiene una componente continua que no puede atravesar los transformadores existentes en la línea, mientras que un tren de impulsos bipolares carece de Componente continua.

- La frecuencia fundamental de un tren de impulsos bipolares, es la mitad que la de un tren de impulsos unipolares, como se ve en la fig. 3.

 

FIG. 3 FRECUENCIA DE IMPULSOS UNIPOLARES Y BIPOLARES

Por lo tanto, como el sistema MIC de 30 canales posee - una velocidad de transmisión de bitios de 2.048 kb/s, al convertir estos impulsos unipolares en bipolares, la frecuencia fundamental de bitios en línea es la mitad, es decir, 1.024 kHz.

Hay que tener cuidado en no confundir la velocidad de transmisión de bitios (2.048 kb/s para el sistema de 30 canales), con la frecuencia fundamental de bitios en línea (que puede ser de 2.048 kHz ó 1.024 kHz) según que los impulsos estén en forma unipolar o bipolar.

Los impulsos que, como los representados en la fig. 3 ocupan todo el espacio destinado a los mismos, se llaman impulsos de no retorno a cero N.R.Z. (del inglés "Non-Return to Zero").

Los impulsos que ocupan la mitad del espacio destinado a los mismos, se llaman impulsos de retorno a cero R.Z.

2.1- CODIGOS DE LINEA

Acabamos de ver que la señal unipolar que sale del Codificador se convierte en señal bipolar para facilitar su transmisión por la línea. Pero esta conversión unipolar-bipolar se puede hacer de distintas formas, dando lugar a distintos códigos de línea.

Los códigos más comunes son el código A.M.I. y el código H.D.B.3.

2.1.1 Código A.M.I.

El código AMI (del inglés Alternate Mark Inversión) se obtiene invirtiendo alternadamente los "1's" de la señal binaria mientras que los "0's" no sufren ningún cambio, tal como se ve en la fig. 4.

Este código elimina el inconveniente de la componente continua existente en la señal binaria, pero como no limita la presencia de un elevado número de ceros en la señal transmitida puede dar lugar a una mala sincronización de los regeneradores de línea.

Este problema se puede evitar en parte, como ya se ha - mencionado, invirtiendo los bitios pares a la salida del codificador.

 

FIG. 4 SEÑAL EN CODIGO A.M.I. - N.R.Z. Y A.M.I. - R.Z.

2.1.2- Código H.D.B.3

El código HDB3 (del inglés High Density Bipolar) limita a 3 el máximo número de ceros existentes en la señal transmitida.

En la codificación HDB3 los impulsos son invertidos alternadamente como en el código AMI, pero cuando aparecen más de tres ceros consecutivos, se dividen éstos en grupos de 4, y se sustituyen por los bitios BOOV ó 000V

B indica un impulso con distinto signo que el impulso de información anterior (por impulso de información se entienden todos los impulsos existentes en la señal binaria). Por tanto, B mantiene la ley de alternancia de impulsos, o ley de bipolaridad, con el resto de los impulsos de información.

V indica un impulso del mismo signo que el impulso que le precede, violando por tanto la ley de bipolaridad.

El grupo 0000 se sustituye por BOOV cuando el número de impulsos de información entre la violación V anterior y la que se va a introducir, es par.

El grupo 0000 se sustituye por 000V cuando el número de impulsos de información entre la violación V anterior y la que se va a introducir, es impar.

De esta forma se consigue mantener la ley de bipolaridad de los impulsos de información y de los impulsos B por una parte, y la de los impulsos V por otra.

En la fig. 5 se representa un ejemplo de codificación de una señal binaria, en código HDB3.

 

FIG. 5 CODIFICACION H.D.B.3

2.2- REGENERACION

La señal bipolar transmitida a línea desde el terminal, se va atenuando y deformando a lo largo de la misma de tal manera que si el terminal distante está lo suficientemente alejado, los impulsos llegarían al mismo totalmente irreconocibles.

Por ello, es necesario restaurar la forma de los impulsos cuando han alcanzado un cierto grado de deformación. Esta restauración o regeneración de la señal deformada, se lleva a cabo en los repetidores regenerativos o regeneradores.

El regenerador efectúa cuatro funciones básicas, que se representan en el diagrama de bloques de la fig. 6:

- Igualación y amplificación de la señal de entrada.

- Extracción de la frecuencia fundamental de 2.048 kc/s.

- Detección de la presencia o ausencia de impulsos.

- Regeneración y transmisión de impulsos a línea.

 

FIG. 6 REGENERADOR

La igualación de la señal de entrada se efectúa mediante un dispositivo (igualador) cuya respuesta atenuación-frecuencia, es inversa a la respuesta del trozo de línea que precede al regenerador, según se ve en la fig. 7. En los regeneradores actuales, la igualación se hace de forma automática mediante un control automático de ganancia (C.A.G).

 

FIG. 7 IGUALACION

Después de la igualación, la señal pasa a un amplificador que da a su salida una amplitud de pico fija.

La salida del amplificador se conecta a dos circuitos distintos (ver fig. 6). Uno de ellos es el circuito extractor de la frecuencia fundamental de 2.048 kHz, y el otro es el circuito detector de la presencia o ausencia de impulsos.

Como la señal bipolar es enviada a línea a una velocidad de 2.048 kb/s (siendo su frecuencia fundamental de 1.024 kHz), en el regenerador es necesario disponer de una frecuencia de tiempos para poder enviar los impulsos regenerados a la misma velocidad. Esta referencia de tiempos se conoce con el nombre de señal de temporización o de reloj y se obtiene mediante el circuito extractor de la frecuencia de 2.048 kHz (ver fig. 6). Este circuito recibe la señal bipolar de línea, una vez igualada y amplificada, la rectifica y mediante un circuito resonante L-C (circuito tanque) sintonizado a la frecuencia de 2.048 kHz, da a su salida una onda sinusoidal a esa frecuencia.

Como la señal de reloj se extrae de la señal bipolar que llega al regenerador, es necesario que en dicha señal no existan largas secuencias de ceros ya que entonces el circuito tanque dejaría de oscilar. Las secuencias cortas de ceros se compensan mediante el circuito L-C que continúa oscilando, durante un cierto tiempo, debido a la energía almacenada en él durante la llegada de impulsos.

A partir de la onda sinusoidal, se obtiene una señal cuadrada, a la misma frecuencia, que luego se diferencia para obtener la señal de temporización utilizada en el regenerador.

El circuito detector de la presencia o ausencia de impulsos decide si hay impulsos o no, comparando la señal de salida del amplificador, con un nivel umbral de tensión fijado normalmente a mitad de altura de la señal amplificada (ver fig. 8).

 

FIG. 8 UMBRAL DE COMPARACION

La comparación de la señal amplificada con el umbral de tensión se efectúa en instantes definidos por la señal de reloj.

Los impulsos de salida se obtienen mediante dos circuitos, una para impulsos positivos y otro para impulsos negativos, controlados por los circuitos de decisión y el de temporización. Los impulsos unipolares producidos por cada circuito de salida son convertidos en bipolares mediante un transformador, y enviados a línea (ver fig. 6).

En la fig. 9 se representan las formas de onda existentes en los puntos más significativos de un regenerador.

2.2.1- Calidad de funcionamiento de los regeneradores

En los regeneradores reales, debido a la presencia de perturbaciones exteriores y a limitaciones de tipo técnico, la regeneración de los impulsos no es perfecta, por lo que hay que valorar de alguna forma el comportamiento global del regenerador.

 

FIG. 9 FORMAS DE ONDA EN EL REGENERADOR

Esta valoración se suele hacer en función de la tasa de error y de la fluctuación de fase de la temporización (en inglés "jitter") existentes a su salida.

La tasa de error e se define como la relación existente entre el número de bitios erróneos a la salida del regenerador, y el número de bitios transmitidos en un periodo de tiempo determinado. Por ejemplo, si hemos detectado 10 bitios erróneos durante la transmisión de 107 bitios, la tasa de error será:

10 ß = ------- = 10-6

107

La tasa de error se acumula a lo largo de le cadena de regeneradores. Debido a esto, al final de una línea formada por N regeneradores, la tasa de error acumulada es N veces el valor de ß en cada regenerador

La fluctuación de fase es una variación de los frentes (anteriores y posteriores) de los impulsos, con relación a las posiciones que teóricamente debieran ocupar en el tiempo.

En la fig. 10 se representa gráficamente la forma osciloscópica de una señal con "jitter".

La fluctuación de fase es, al igual que los errores, un factor predominante en las líneas de transmisión numéricas de gran longitud, ya que se acumula a lo largo de la misma. La fluctuación de fase puede ser de dos tipos:

La fluctuación aleatoria Þa' originada por ruidos, diafonías, etc., que se acumula proporcionalmente a N½.

La fluctuación sistemática Þs' que depende de la secuencia transmitida, y se acumula proporcionalmente a N.

Por lo tanto, el segundo tipo de fluctuación de fase es el más peligroso.

 

FIG. 10 IMPULSO CON "JITTER"

UNIDAD 4: CARACTERISTICAS GENERALES DE LOS SISTEMAS MIC DE 30 CANALES

 

1.- INTRODUCCION

En la UNIDAD 2 y 3 hemos estudiado todos los procesos que sufre una señal analógica, como la señal vocal, para ser transformada en señal numérica. También hemos visto que mediante la técnica MDT podemos transmitir simultáneamente varios canales por la misma línea de transmisión.

En esta UNIDAD 4 estudiaremos las características generales de los sistemas MIC que se emplean realmente en la práctica, limitando nuestro estudio al sistema MIC de 30 canales que es el que se emplea en Europa y, por tanto, en C.T.N.E.

 

2.- EQUIPOS MULTIPLEX

Según el tipo de señales que queremos multiplar, existen dos tipos de equipos múltiplex.

El equipo múltiplex MIC que permite obtener mediante las técnicas MIC y MDT, una señal numérica a partir de un cierto número de canales analógicos, y que realiza también la función inversa. Este equipo tiene, pues, varias entradas analógicas y una salida numérica.

El equipo múltiplex numérico que permite obtener, mediante la técnica MDT, una señal numérica a partir de un cierto número de señales numéricas de velocidad inferior, y que realiza también la función inversa. Este equipo tiene, pues, varias entradas y una salida, siendo todas ellas numéricas.

En esta UNIDAD 4 nos limitaremos al estudio de las características generales del equipo múltiplex MIC primario, que se conoce más comúnmente como sistema MIC de 30 canales. En la UNIDAD 5 estudiaremos los múltiplex numéricos recomendados hasta la fecha, por el CCITT.

 

3.- CARACTERISTICAS GENERALES DE LOS EQUIPOS MULTIPLEX MIC PRIMARIOS QUE FUNCIONAN A 2.048 kb/s

Los equipos múltiplex MIC primarios de 30 canales (o sistemas MIC), poseen una serie de características generales recomendadas por la CEPT y el CCITT, que relacionamos a continuación.

- El número de canales vocales a multiplar es de 30, con un ancho de banda por canal de 300 a 3.400 Hz.

- La frecuencia de muestreo es de 8.000 Hz con una tolerancia de ±50 x 10-6.

- El nivel de sobrecarga es de + 3,14 dBmO.

- La ley de compresión-expansión es la ley A de 13 segmentos, con una mejora de compresión de 24 dB.

- El código utilizado para codificar las muestras, es el código binario simétrico en el cual el primer bitio indica el signo de la muestra.

- La velocidad de transmisión de bitios en línea es de 2.048 kb/s, con una tolerancia de ±50 x 10-6, que equivale a 102,4 Hz.

 

4. ESTRUCTURA DE TRAMA

Ya hemos visto en la UNIDAD 2 y 3, que la trama ocupa el intervalo de tiempo comprendido entre dos muestras consecutivas de un mismo canal. Como la frecuencia de muestreo es de 8.000 Hz, la separación entre dos muestras consecutivas del mismo canal, es

1 T = ------- = 125 µs 8.000

con lo cual, la duración de la trama es de 125 µs.

También hemos visto que cada trama está dividida en 32 intervalos de tiempo (ver fig. 1), con una duración por intervalo de tiempo de

125 µs -------- = 3,9 µs 32

Los 32 intervalos de tiempo están numerados de O a 31. Los 30 canales vocales, numerados del 1 al 30, ocupan los intervalos de tiempo 1 a 15 y 17 a 31, mientras que el intervalo de tiempo 0 se destina a alineación, y el 16 a señalización.

Como cada intervalo de tiempo comprende 8 bitios, la duración de cada bitio es de

3,9 µs -------- = 0,488 µs = 488 ns 8

Puesto que hay 32 intervalos de tiempo por trama, con 8 bitios por intervalo de tiempo, el número total de bitios por trama es de pre> 32 x 8 = 256

 

FIG. 1 ESTRUCTURA DE TRAMA

 

5. ALINEACION DE TRAMA

En los sistemas MIC, las tramas se envían a línea una a continuación de otra deforma ininterrumpida, por lo que en el terminal receptor se recibe un flujo continuo de bitios.

La misión del terminal receptor no consiste solamente en recibir los bitios entrantes en forma correcta, sino también en asignar a cada bitio la posición correcta en un intervalo de tiempo, y en enviar a cada canal vocal los bitios del intervalo de tiempo que le corresponden.

Esta recepción adecuada se consigue mediante la alineación de trama.

La alineación de trama se controla mediante el envío de la palabra x0011011 en el intervalo de tiempo 0 de cada dos tramas. El primer bitio, indicado con una x, no forma parte de la señal de alineación de trama y está reservado para cualquier uso internacional que se le asigne en el futuro.

Los ocho bitios del intervalo de tiempo O de la trama que no lleve señal de alineación de trama, tienen la siguiente aplicación:

Bitio 1: Reservado para uso internacional

Bitio 2: Fijado a 1 para evitar simulaciones de la señal de alineación de trama

Bitio 3: Destinado para transmisión de alarma

Bitios 4,5,6,7 y 8: Reservados para uso nacional

Cuando el terminal receptor recibe la señal de alineación de trama de forma correcta, distribuye la información de cada intervalo de tiempo a su canal respectivo.

Si el terminal receptor recibe una señal de alineación de trama errónea, el sistema se pone fuera de servicio, y se inicia la búsqueda de la alineación correcta. P>Para comprender mejor la finalidad de la alineación de trama, vamos a recurrir a una imagen muy utilizada para describir este proceso.

Supongamos que la trama del sistema MIC está formado por la esfera de un reloj, de forma que cada intervalo de tiempo abarca 5 minutos y que cada bitio equivale a 1 minuto (ver fig.

2). En este caso, la trama tendrá 12 intervalos de tiempo, y cada intervalo de tiempo tendrá 5 bitios.

 

FIG. 2 PRINCIPIO DE LA ALINEACION

Está claro que, para que el sistema MIC funcione correctamente, se ha de pensar en dos relojes, uno en transmisión y otro en recepción, y las agujas de ambos relojes han de señalar siempre la misma hora. Para conseguir esto, no basta con que la velocidad de rotación de las agujas sea la misma, sino que es necesario también que tengan siempre la misma posición en la esfera.

En principio puede pensarse que esto se puede conseguir colocando los relojes en la misma posición de una vez para siempre. Sin embargo no es así, ya que la presencia de perturbaciones en la línea de transmisión puede alterar la velocidad de rotación de las agujas del reloj de recepción y los bitios no se asignarán a sus intervalos de tiempo correspondientes. En este caso, el sistema habrá perdido la alineación y no podrá funcionar correctamente si no se recupera ésta previamente.

Volviendo a la imagen del reloj, se puede reservar uno de los 12 intervalos de tiempo, por ejemplo el 1, para controlar la alineación. Los 5 bitios de ese intervalo de tiempo llevarán la señal de alineación de trama que estará formada por una combinación fija de "1's" y "0's". Si el reloj de recepción reconoce, en el intervalo de tiempo 1, que la señal de alineación de trama es correcta, deja que el reloj continúe su marcha.

Pero si la señal de alineación de trama no es correcta, la alineación se considera perdida desde ese instante se inician las operaciones para recuperar la alineación. Estas Operaciones de recuperación siguen las secuencias siguientes:

- Una vez detectada la pérdida de alineación, el reloj de recepción se cierra y el circuito de control de la alineación examina todos los bitios procedentes del extremo emisor.

- Cuando este circuito reconoce una secuencia de bitios que corresponde a la señal de alineación de trama, el reloj se pone en marcha.

Sin embargo no es seguro todavía que la secuencia de bitios reconocida como señal de alineación de trama, lo sea realmente, pues se puede tratar de una simulación. Por esta razón, se dice que la alineación conseguida es provisional. Por lo tanto, si después de un giro completo no se encuentra la señal de alineación de trama, el reloj se vuelve a cerrar iniciándose una nueva operación de búsqueda.

5.1 PERDIDA Y RECUPERACION DE LA 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 CTNE se considera que la alineación se ha perdido, cuando se reciben con error tres señales consecutivas de alineación de trama.

El tiempo que tarda el sistema en perder la alineación de trama depende del instante en que se inicie el mal funcionamiento del sistema. Sin embargo, se pueden determinar fácilmente los tiempos mínimo y máximo de detección de pérdida de alineación de trama (tdm y tdM respectivamente).

 

FIG. 3 DETERMINACION DEL tdm

El tdm corresponde al caso (ver fig. 3) en que el sistema falla inmediatamente antes de una palabra de alineación de trama.

En este caso, el sistema tarda en detectar la pérdida de alineación de trama, un tiempo de

tdm = 125 µs x 4 = 500 µs = 0,5 ms

El tdM corresponde al caso (ver fig. 4) en que el sistema falla inmediatamente después de una palabra de alineación de trama.

 

FIG. 4 DETERMINACION DEL tdM

En este caso, el sistema tarda en detectar la pérdida de alineación de trama un tiempo de

tdM = 125 µs x 6 = 750 µs = 0,75 ms

Con relación a la recuperación de la alineación de trama, el CCITT ha recomendado el procedimiento siguiente:

Se considerará recuperada la alineación de trama cuando se detecte 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 al bitio 2 del intervalo de tiempo O tiene el valor 1.

Por segunda vez, la presencia de la señal de alineación de trama correcta, en la trama siguiente.

Esta secuencia se representa en la fig. 5.

 

FIG. 5 RECUPERACION DE LA ALINEACION DE TRAMA

En los sistemas MIC de CTNE se sigue el criterio recomendado por el CCITT, con la salvedad de que en el segundo punto no se comprueba que el bitio 2 del intervalo de tiempo O, tiene el valor 1. Esta comprobación no se efectúa porque este criterio ha sido posterior al nacimiento de los sistemas MIC actuales.

Para contrarrestar las posibles simulaciones que pueda haber de la señal de alineación de trama, que darían lugar a un aumento del tiempo de recuperación de la misma, se establece el criterio siguiente:

Cuando se detecta por primera vez una señal de alineación de trama correcta en la trama x, pero ocurre que:

Vuelve a detectarse la señal de alineación de trama en la trama siguiente (trama x + 1)

 

No se detecta la señal de alineación de trama dos tramas después (trama x + 2)

 

Entonces el circuito de recuperación comienza una nueva búsqueda de la señal de alineación de trama, iniciándose el proceso dos tramas después (trama x + 2) de aquélla en la que se detectó por primera vez la señal de alineación de trama (trama x).

 

6. 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.

La señalización entre registradores suele hacerse con señales de multifrecuencia dentro de banda (para Pentaconta y A.R.F.), que son tratadas por el sistema MIC como si fueran señales vocales.

La señalización de línea nos da información sobre el estado de los enlaces, y se puede hacer de das formas:

- Con señalización E y M (envío de "tierra" y "no tierra")

- Con señalización de corriente continua (presentación de alta o baja impedancia, bucle abierto o cerrado, etc.)

Para transmitir la información de señalización de línea de un terminal a otro, se utilizan dos sistemas distintos.

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.

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.

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 trata 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.

 

7. ESTRUCTURA Y ALINEACION DE MULTITRAMA

De la misma forma que se necesita una señal de alineación de trama para poder enviar la información de un canal vocal al canal correspondiente en el extremo opuesto, también 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.

La señal de alineación de multitrama está formada por los bitios 0000. Los restantes cuatro bitios del intervalo de tiempo 16, tienen la siguiente aplicación:

Bitios 5, 7 y 8: Bitios de reserva fijados a 1 si no se utilizan

Bitios 6: Destinado para transmisión de alarma

Por tanto, para el funcionamiento correcto de los sistemas MIC es necesario emplear un mínimo de 16 tramas.

Al conjunto formado por las 16 tramas se le llama multitrama.

Las 16 tramas que componen una multitrama se numeran de O a 15.

En la fig. 6 se representa la estructura de multitrarna de los sistemas MIC de 30 canales.

 

FIG. 6 ESTRUCTURA DE MULTITRAMA

La asignación de los intervalos de tiempo 16 de cada una de las 16 tramas es la siguiente.

El intervalo de tiempo 16 de la trama O contiene la señal de alineación de multitrama. El intervalo de tiempo 16 de la trama 1 contiene la señalización de los canales 1 y 16 (los cuatro primeros bitios de dicho intervalo de tiempo corresponden al canal 1 v los otros cuatro al canal 16). El intervalo de tiempo 16 de la trama 2 contiene la señalización de los canales 2 y 17, y así sucesivamente hasta llegar al intervalo de tiempo 16 de la trama 15 que contiene la señalización de los canales 15 y 30.

En la asignación de bitios que acabamos de dar, están cuatro canales de señalización (con 1 bitios por canal), canal telefónico.

Actualmente, en los sistemas MIC de CTNE sólo se utiliza el primero de los 4 bitios disponibles, para la señalización de cada canal. Los otros tres bitios se fijan a 1,0 y 1 de acuerdo con las recomendaciones del CCITT.

Puesto que la multitrama está formada por 16 tramas, la duración de la multitrania es de

16 x 125 µs = 2.000 µs = 2 ms

y su frecuencia de repetición es de

1 ------ = 500 Hz 2 ms

Por lo tanto, cada bitio utilizado para señalización se repite también cada 2 ms, siendo su frecuencia de 500 Hz.

En la tabla que sigue se ve el estado de los bitios del intervalo de tiempo 16 de todas las tramas que componen la multitrama, indicándose con A el bitio de señalización de cada canal.

TRAMANº

BITIOS DEL I.T. Nº 16

1   2     3     4   5   6     7     8  

0 0 0 0 0 0 Ø 1 1

1 A1 1 0 1 A16 1 0 1

2 A2 1 0 1 A17 1 0 1

3 A3 1 0 1 A18 1 0 1

4 A4 1 0 1 A19 1 0 1

5 A5 1 0 1 A20 1 0 1

6 A6 1 0 1 A21 1 0 1

7 A7 1 0 1 A22 1 0 1

8 A8 1 0 1 A23 1 0 1

9 A9 1 0 1 A24 1 0 1

10 A10 1 0 1 A25 1 0 1

11 A11 1 0 1 A26 1 0 1

12 A12 1 0 1 A27 1 0 1

13 A13 1 0 1 A28 1 0 1

14 A14 1 0 1 A29 1 0 1

15 A15 1 0 1 A30 1 0 1

 

7.1 PERDIDA Y RECUPERACION DE LA ALINEACION DE MULTITRAMA

El CCITT ha dado el siguiente criterio para la perdida de la alineación de multitrama, 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.

Los tiempos mínimo y máximo de detección de la pérdida de alineación de multitrama, son

tdm = 2 ms tdM = 4 ms

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.

Para evitar una condición de falsa alineación, puede utilizarse el siguiente procedimiento, además del mencionado anteriormente:

- Se considerará que la alineación de multitrama se ha perdido cuando, durante un período de una o dos multitramas, todos los bitios en el intervalo de tiempo 16 están en el estado O.

- 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 bitio en el estado 1.

En los sistemas MIC de CTNE se considera que la alineación de multitrama se ha recuperado, cuando se detecte la primera señal de alineación correcta. Los restantes criterios no se comprueban puesto que se han recomendado con posterioridad al nacimiento de los sistemas MIC actuales.

UNIDAD 5: LOS SISTEMAS M.I.C. DE ORDEN SUPERIOR

 

1.- JERARQUIA NUMERICA

Analógamente a los sistemas MDF, también para los sistemas MDT las crecientes exigencias del tráfico telefónico imponen el estudio y la realización de sistemas de mayor capacidad. En efecto, a igualdad de otras condiciones, cuanto mayor sea el número de canales que comparten un mismo medio de transmisión, tanto más reducido resulta el costo de cada canal.

Por lo tanto, de la misma forma que hay un grupo básico para la jerarquía analógica constituido por 12 canales, hay también un grupo básico para la jerarquía numérica constituído (para Europa) por el múltiplex MIC de 30 canales.

Cada múltiplex numérico de orden superior, se obtiene multiplando en el tiempo las señales numéricas procedentes de 4 múltiplex del orden inmediatamente inferior, llamados afluentes.

Si queremos que la longitud de trama sea igual a la de cada uno de los afluentes, la duración de cada uno de los bitios en la trama de orden superior, ha de ser 1/4 de su duración en el afluente, por lo tanto, la frecuencia teórica resultante para el múltiplex de orden superior, será:

fM = 4 fa

siendo fM y fa las frecuencias del múltiplex de orden superior y de los afluentes, respectivamente.

Sin embargo, en la práctica se utiliza una frecuencia algo superior debido a que se añade información extra para llevar a cabo funciones propias del sistema de orden superior. La expresión práctica que resulta es

fM = 4 fa + fR

siendo fR la información extra añadida. En este caso la duración de los bitios procedentes de los afluentes se deberá reducir en una magnitud superior a 1/4.

Se llama redundancia a la expresión fR

R = ------ 4 fa

La jerarquía numérica recomendada, para Europa, por el CCITT es la indicada en la fig. 1.

 

FIG. 1 JERARQUIA NUMERICA

 

2. MULTIPLAJE POR DISTRIBUCION EN EL TIEMPO DE SEÑALES NUMERICAS

El multiplaje por distribución en el tiempo de n señales numéricas, consiste en transmitir n bitios en el tiempo reservado a 1 bitio de cada afluente. Por lo tanto, la frecuencia de transmisión resultante es, al menos, n veces superior a la de cada afluente.

Vamos a ver ahora los distintos tipos de multiplaje que se pueden utilizar para obtener múltiplex numéricos de segundo orden.

- Multiplaje bitio a bitio

- Multiplaje intervalo de tiempo a intervalo de tiempo

- Multiplaje trama a trama

- Multiplaje multitrama a multitrama

Los dos últimos tipos solo son aplicables a casos particulares como, por ejemplo, la transmisión por satélite.

En el multiplaje bitio a bitio, la trama del múltiplex numérico de segundo Orden se forma de la manera siguiente (ver fig. 2).

El primer bitio de la trama de segundo orden, pertenece al primer bitio del primer intervalo de tiempo del primer sistema afluente; el segundo bitio pertenece al primer bitio del primer intervalo de tiempo del segundo sistema afluente; el tercer bitio pertenece al primer bitio del primer intervalo de tipo del tercer sistema afluente; el cuarto bitio pertenece al primer bitio del primer intervalo de tiempo del cuarto sistema afluente.

Una vez recorridos los 4 sistemas afluentes el siguiente bitio de la trama de segundo orden, pertenece al segundo bitio del primer intervalo de tiempo del primer afluente; el siguiente bitio pertenece al segundo bitio del primer intervalo de tiempo del segundo sistema afluente, y así sucesivamente.

 

FIG. 2 MULTIPLAJE BITIO A BITIO

En el multiplaje intervalo de tiempo a intervalo de tiempo, la trama de segundo orden se forma de la manera siguiente (ver fig. 3).

Los ocho primeros bitios de la trama de segundo orden, pertenecen al primer intervalo de tiempo del primer sistema afluente; los siguientes ocho bitios pertenecen al primer intervalo de tiempo del segundo sistema afluente, y así sucesivamente para los demás afluentes. A continuación se reproducen de la misma forma los segundos intervalos de tiempo, después los terceros, etc.

El multiplaje intervalo de tiempo a intervalo de tiempo, tiene la ventaja de que se mantiene la unidad de los intervalos de tiempo de los afluentes en la trama de segundo orden, lo cual resulta ventajoso en la conmutación temporal.

Sin embargo, el tipo de multiplaje recomendado por el CCITT para la obtención de múltiplex numéricos de cualquier orden, es el de multiplaje bitio a bitio.

 

FIG. 3 MULTIPLAJE INTERVALO DE TIEMPO A INTERVALO DE TIEMPO

Cualquiera que sea el tipo de multiplaje empleado, en el terminal de recepción es necesario asignar cada bitio a su afluente correspondiente con el fin de recomponer las tramas respectivas. Esta asignación se hace sabiendo que a partir de un cierto instante, el primer

bitio de llegada pertenece al primer sistema afluente, el segundo bitio al segundo sistema afluente, y así sucesivamente. Pero para obtener esto, es necesario fijar el instante de comienzo, lo cual se consigue mediante una serie de bitios que forman una señal de alineación de trama.

Si en la recepción se recibe correctamente la señal de alineación de trama, se pueden distribuir cíclicamente los bitios de llegada, a los 4 sistemas afluentes. Cuando la señal de alineación de trama no se recibe correctamente, el receptor detiene la distribución de bitios y procede a la búsqueda de la alineación correcta.

Como es lógico, la señal de alineación de trama se repite periódicamente. De esta forma queda limitada una trama de orden superior, por el conjunto de bitios existentes entre dos señales de alineación de trama.

La duración de la trama de orden superior se elige con criterio independiente de la duración de la trama afluente. A igualdad de longitud de la señal de alineación de trama, cuanto más larga es la trama de orden superior, mayor es el tiempo de recuperación de la alineación.

Con relación al máximo tiempo permitido para la recuperación de la alineación, se sigue el criterio de que una perdida de alineación en la trama de orden superior no debe implicar una perdida de alineación en las tramas afluentes.

 

3. TECNICA DE MULTIPLAJE POR DISTRIBUCION EN EL TIEMPO

Según los valores relativos de frecuencia y fase, los distintos afluentes a multiplar pueden ser:

- Síncronos, cuando tienen la misma frecuencia y fase. En este caso, a la entrada del múltiplex numérico coinciden los instantes de comienzo y terminación de los bitios.

- Plesiócronos, cuando tienen distinta frecuencia (dentro de unos límites especificados) y distinta fase. Estas diferencias se compensan en el momento del multiplaje.

Las técnicas utilizadas para el multiplaje de estos afluentes son.

- Técnica síncrona

- Técnica asíncrona

 

3.1 TECNICA SINCRONA

En esta técnica se utiliza el mismo reloj para los afluentes y para el múltiplex de orden superior. Por lo tanto, las señales afluentes son síncronas.

En la fig. 4 se indica, en forma simplificada, el proceso de formación de la trama de orden superior en el multiplaje bitio a bitio.

Cada afluente entra a una memoria donde se almacenan los bitios hasta que son extraídos por el múltiplex numérico. Estas memorias podrían tener, en teoría, una capacidad de dos bitios, pero en le practica se utilizan memorias con capacidad más elevada para tener en cuenta la inserción de bitios de servicio en la trama de orden superior.

 

FIG. 4 FORMACION DE TRAMA DE ORDEN SUPERIOR

Como los afluentes son síncronos, en el instante t = 0 comienzan a llegar simultáneamente los bitios de los cuatro afluentes a sus memorias respectivas.

El primer bitio de cada afluente carga la parte 1 de la memoria que le corresponde, finalizando la operación al cabo de un tiempo t = 488 ns (que es lo que dura un bitio).

Inmediatamente después se comienzan a cargar, con el segundo bitio de cada afluente, la parte 2 de las memorias. Esta operación se termina en el instante 2t = 976 ns. Al mismo tiempo, después de los primeros 488 ns, el conmutador electrónico m se conecta al punto A y en un tiempo t/4 lee la parte 1 de la primera memoria y la envía a línea. Una vez hecho esto, se borra lo que estaba escrito en la parte 1 de la primera memoria y el conmutador m se conecta a C. Con el conmutador en C se lee, durante un tiempo de t/4, la parte 1 de la segunda memoria y se envía a línea.

Continuando de esta forma, al cabo de un tiempo 2t = 976 ns, desde que se inició el proceso en t = 0, el conmutador m situado en G, habrá terminado de leer todo lo escrito en la parte 1 de las memorias. Es decir, se emplea un tiempo t en escribir las memorias, y otro tiempo t en leerlas.

A continuación, el conmutador se conecta a B y lee, una tras otra, las partes 2 de las memorias Esta operación se termina en el instante 3t habiéndose cargado de nuevo, en los

últimos t= 488 ns, la parte 1 de las memorias por lo que el conmutador podrá iniciar nuevamente la lectura. De esta forma se obtiene a la salida del múltiplex, la trama de orden superior. En la fig. 2 se indica la trama de segundo orden obtenida por este procedimiento.

En el caso del multiplaje intervalo de tiempo a intervalo de tiempo, la trama de segundo orden se forma de la misma manera que en el caso anterior. Sin embargo, ahora, las dos partes de cada memoria han de poder almacenar 8 bitios cada una, puesto que de cada vez se han de escribir los 8 bitios de un intervalo de tiempo.

 

3.2 TECNICA ASINCRONA

En esta técnica se utilizan relojes distintos para cada afluente y para el múltiplex numérico. Por lo tanto, las señales afluentes son plesiócronas (tienen distinta frecuencia y distinta fase).

Si con las señales plesiócronas tratamos de hacer un multiplaje síncrono, en la trama de orden superior resultante se pueden llegar a superponer parcialmente los bitios procedentes de los afluentes. En este caso, resultaría imposible distinguirlos en recepción y enviarlos a los afluentes respectivos.

Aclaremos esto con ayuda de la fig. 5. Sean A y B dos afluentes que tienen la misma frecuencia en línea. Si (a) y (b) son sus formas de onda respectivas, ambas señales se pueden multiplar fácilmente dando la estructura de trama indicada con (c).

 

FIG. 5 MULTIPLAJE DE SEÑALES PLESIOCRONAS

Supongamos ahora que los dos afluentes A y B no tienen la misma frecuencia en línea, y que la frecuencia de B es ligeramente superior a la de A.

Si en estas condiciones multiplamos las dos señales, el entrelazado de los bitios será el indicado en (d) , donde se ve una aproxirnaci6n progresiva entre los impulsos del primero y segundo afluente a medida que pasa el tiempo, hasta que se superponen. Esta superposición como es lógico, varía con el tiempo y habrá algunos instantes en los que será imposible distinguir los bitios de un afluente, de los del otro.

Por lo tanto, con señales plesiócronas hay que proceder de forma distinta. En este caso, las memorias se escriben a la frecuencia fa suministrada por los afluentes, y se leen a la

frecuencia fi suministrada por el múltiplex de arden superior. Debido a esta diferencia de frecuencias, se puede causar agotamiento o saturación de las memorias según sea f1 > fa o al revés.

Este inconveniente se evita mediante la técnica asíncrona, que utiliza para ello el procedimiento de justificación o de relleno mediante impulsos (en inglés "pulse stuffing")

Mediante este proceso de justificación, se compensan las diferencias de frecuencias existentes entre los afluentes y el múltiplex de orden superior.

El ajuste de estas diferencias puede ser de dos tipos:

- Mediante adición de impulsos, o justificación positiva.

- Mediante adición, no adición o supresión de impulsos, o justificación positiva - nula negativa

Ambos tipos de justificación están recomendados por el CCITT si bien el método de justificación positiva es el que se aplica en la mayoría de los casos.

 

3.2.1 Justificación positiva

En este caso, el valor nominal de la frecuencias f1 de lectura de la memoria es mayor que el valor nominal de la frecuencia de escritura fa. Verificándose además, que f1 - Af1 > fa + Afa, siendo Af1 y Afa las tolerancias máximas de las señales de lectura y escritura respectivamente.

Entonces, como la velocidad de lectura siempre es mayor que la de escritura, la memoria tiende a vaciarse.

Cuando, para uno de los afluentes, la memoria se encuentra en un determinado grado de agotamiento. se deja de leer la memoria durante un período de f1, y en su lugar se añade un impulso de justificación (bitio de valor 1). De esta forma se da tiempo a la memoria para aumentar la información contenida.

Naturalmente, en el extremos de recepción, los bitios de justificación se han de poder reconocer y cancelar con el fin de que no sean enviados a los sistemas afluentes. Además, es preciso saber a que afluente pertenece cada uno de los bitios recibidos.

A tal fin, es necesario establecer en la trama de orden superior la posición en que se encuentran los bitios de justificación. Para ello dicha trama está dividida (ver fig. 6) en grupos, y los bitios 5, 6, 7 y 8 del último grupo (uno por afluente) pueden ser de justificación. Esto significa que estos cuatro bitios pueden ser verdaderos (en el caso de memoria suficientemente llena) o de justificación (en el caso de memoria parcialmente vacía). Además, es necesario enviar al extremo de recepción una información que diga cuáles de estos cuatro bitios que pueden ser de justificación, lo son efectivamente.

 

FIG. 6 TRAMA DE ORDEN SUPERIOR

Como la justificación se hace mediante la adición de bitios de valor l, cuando se reciben "0's" en las posiciones de justificación ya se sabe que son bitios verdaderos que proceden de los afluentes.

Sin embargo cuando se reciben "1's", pueden ser bitios verdaderos o de justificación. En este caso es necesario enviar la informaci6n necesaria al terminal receptor para que pueda decidir si esos "1's" han de ser cancelados o enviados a los afluentes.

Para transmitir la información de control de justificación de cada uno de los afluentes, se utiliza una serie de bitios en la trama de orden superior (ver fig. 6), bajo un código determinado.

Estos bitios van agrupados de 4 en 4 y se transmiten en las posiciones 1, 2, 3 y 4 de cada uno de los grupos, con excepción del primer grupo que lleva la señal de alineación de trama. Los bitios de control de justificaci6n se distribuyen a lo largo de la trama de orden superior, con el fin de que resulte un código protegido contra posibles errores.

De acuerdo con todo esto, la informaci6n de control de justificación está formada por una serie de bloques de 4 bitios cada uno, y cada bloque contiene parte de esa información.

Una vez examinados los bitios de control de justificación de todos los bloques, el terminal receptor cancela o no los "1's" en las posiciones de justificación, según sea esa información.

El código utilizado por los bitios de control de justificación es el siguiente:

111...11 indica justificación 000...00 indica no justificación

Es decir, si todos los bitios de control de justificación de un determinado afluente tienen el valor 1, quiere decir que el bitio previsto para justificación, es realmente de justificación. Si todos los bitios de control de justificación tienen el valor O, quiere decir que el bitio previsto para justificación es de información.

Para prever posibles errores en los bitios de control de justificación, la decisión de si existe o no justificación se hace por decisión mayoritaria. De esta forma, si la mayoría de los bitios de control recibidos son "1's", se decide que hay justificación, y si la mayoría de los bitios de control recibidos son "0's", se decide que no hay justificación.

 

3.2.2 Justificación positiva- nula - negativa

En la justificación positiva - nula - negativa, la frecuencia de lectura de las memorias es nominalmente igual a la frecuencia de escritura de las mismas.

Las desviaciones sobre los valores nominales se corrigen de la forma siguiente:

- Si f1 > fa se añaden impulsos de justificación en la señal afluente, de la misma forma que en el caso de justificación positiva.

- Si f1 = fa no se necesita ningún tipo de corrección en las frecuencias de escritura y lectura.

- Si f1 < fa se quitan impulsos de información de la señal afluente, llamándose a este proceso justificación negativa. En este caso, al ser impulsos de información los que se eliminan es necesario enviar su valor por un canal aparte, con objeto de recuperarlos en la recepción, sin perdida de información.

En este tipo de justificación, es necesario enviar tres informaciones suplementarias por los bitios de control de justificación. Estas informaciones son las siguientes:

- Existencia de justificación positiva

- No justificación

- Existencia de justificación negativa

Actualmente el único múltiplex numérico que emplea este tipo de justificación, es un múltiplex de segundo orden. La trama de este múltiplex está constituida por 4 grupos de bitios tal como se ve en la fig. 7.

Los bitios de control de justificación son los 1, 2, 3 y 4 de los grupos II, III y IV.

 

FIG. 7 MULTIPLEX DE SEGUNDO ORDEN CON JUSTIFICACION POSITIVA-NULA-NEGATIVA

La justificación positiva se indica por la señal 111 transmitida en una de cada dos tramas consecutivas. La justificación negativa se indica por la señal 000 transmitida en línea de cada

dos tramas consecutivas, y la ausencia de justificación por la señal 111 en una trama, seguida de 000 en la trama siguiente.

Los bitios 5, 6, 7 y 8 del grupo IV se utilizan para justificación negativa de los afluentes y los bitios 9, 10, 11 y 12 para justificación positiva.

 

4. FRECUENCIAS EN LOS MULTIPLEX NUMERICOS CON JUSTIFICACION POSITIVA

Si el múltiplex numérico estuviese formado únicamente por los bitios de n afluentes, su frecuencia sería

fM = n fa

Sin embargo, se necesita un mayor número de bitios para tener en cuenta la información de alineación, servicios, etc. del múltiplex numérico, con lo cual su frecuencia será

fM > n fa

que se puede expresar de la forma

fM = n fa + fR

siendo fR la frecuencia debida a los bitios destinados a realizar funciones propias del múltiplex numérico, y que no corresponden a información de los afluentes.

Se llama redundancia a la expresión

fR

R = ------ n fa

siendo fR la frecuencia de redundancia.

Ahora bien, como las señales a multiplar son plesiócronas es necesario compensar la diferencia de frecuencias entre las señales de lectura, procedentes del múltiplex numérico, y las de escritura procedentes de los afluentes. Como la frecuencia de lectura es ligeramente superior a la de escritura, resulta una frecuencia total para el múltiples numérico, de

fM = n fa + (1 + Ø) + fR

siendo Ø un término que depende de la justificación introducida, y que se llama tasa de justificación.

Siendo fa la frecuencia de escritura de cada una de las la frecuencia de lectura viene dada por la expresión

fM - fR

fa (1 + Ø) = --------- n

Por tanto, si llamamos:

m = Número de bitios que contienen la información de los afluentes

q = Número de bitios destinados a realizar funciones propias del múltiplex numérico

N = m + q

fT = Frecuencia de trama del múltiplex numérico

podemos representar la estructura de trama en la forma indicada en la fig. 8.

 

FIG. 8 ESTRUCTURA DE TRAMA SUPERIOR

De acuerdo con esta estructura de trama, podemos expresar la redundancia R del múltiplex numérico en la forma siguiente:

fR

R = -------------- n fa (1 + Ø)

y como fR = fT y n fa (1 + Ø) = m fT queda

q fT q R = ------ = --- m fT m

Teniendo en cuenta esta nueva expresión de la redundancia, podemos escribir la frecuencia del múltiplex numérico como:

fM = N fT = (m + q) fT

y como

n fa (1 + Ø) fT = -------------- m

resulta

n fa (1 + Ø) m + q fM = (m + q) -------------- = n fa (1 + Ø) ------- m m

q = n fa (1 + Ø) (1 + ---) = n fa (1 + Ø) (1 + R) m

con lo cual queda

fM = n fa (1 + Ø) (1 + R)

Se llama frecuencia nominal de justificación fj a la frecuencia con que se insertan impulsos de justificación en la señal afluente, cuando la frecuencia del afluente y la del múltiplex numérico tienen sus valores nominales. Como es lógico, fj es la diferencia entre las frecuencias de lectura y de escritura.

fj = fa (1 + Ø) - fa = fa + fa Ø - fa = fa Ø

es decir

fj = fa Ø

de esta expresión resulta

fj

Ø = ---- fa

fM - fR

De la expresión fa (1 + Ø) = --------- - fa

n

resulta para la frecuencia nominal de justificación

fM - fR fM - fR

fa + fa Ø = --------- fa Ø = fj = --------- - fa

n n

Se llama frecuencia máxima de justificación fjM a la frecuencia con que se insertan impulsos de justificación, cuando todas las posiciones de bitios previstas para la justificación, se utilizan efectivamente para ello. Este parámetro viene dado por la expresión

fjM = r k fT

siendo:

r = Número de bitios, por afluente, previsto para la justificación en la trama de orden superior

k = Factor cuyo valor es 1, si todas las tramas contienen posiciones de bitios susceptibles de justificación, igual a 0,5 si son tramas alternadas, igual a 0,25 si es cada cuatro tramas, etc.

Normalmente, como hay un bitio por trama superior susceptible de justificación, para cada afluente, resulta

fjM = fT

Se llama relación nominal de justificación g, al cociente

fj

g = ---- fjM

entre las frecuencias nominal y máxima de justificación.

 

5. MULTIPLEX NUMERICO DE SEGUNDO ORDEN A 8.448 kb/s

Actualmente, en el seno del CCITT hay recomendaciones sobre tres múltiplex numéricos de segundo orden a 8.448 kb/s, obtenidos por multiplaje en el tiempo de 4 sistemas afluentes a 2.048 kb/s. Estos tres múltiplex son.

- Múltiples numérico síncrono a 8.448 kb/s

- Múltiplex numérico a 8.448 kb/s con justificación positiva

- Múltiplex numérico a 8.448 kb/s con justificación positiva-nula-negativa

Debido a que el múltiplex numérico de segundo orden con justificaci6n positiva es el normalizado por CTNE, será el que estudiaremos a continuación.

De acuerdo con la fig. 9 y con el cuadro I, la estructura de trama de este sistema es la siguiente.

 

FIG. 9 TRAMA DE SEGUNDO ORDEN

Los 10 primeros bitios del grupo I constituyen la palabra de alineación de trama para conseguir el sincronismo entre transmisión y recepción. El bitio 11 se utiliza para la transmisión de alarmas al múltiplex distante, mientras que el bitio 12 está reservado para uso nacional. Los restantes 200 bitios de este grupo llevan la informaci6n de los afluentes, multiplada bitio a bitio.

Los grupos II y III llevan parte de los bitios de control de justificación que ocupan las cuatro primeras posiciones de bitio de cada grupo. Los restantes 208 bitios de cada grupo, llevan la información de los afluentes.

El grupo IV lleva otros cuatro bitios de control de justificación que ocupan las cuatro primeras posiciones de bitio. Las cuatro posiciones siguientes (5, 6, 7 y 8) son las que se pueden utilizar como posiciones fijas para insertar los bitios de justificación, cuando exista esta necesidad. Estas cuatro posiciones (cuando no exista justificación) y el resto de las posiciones de bitio del grupo, llevan la información de los afluentes.

La existencia de justificaci6n positiva se indica mediante la señal 111, y la ausencia de justificación mediante la señal 000.

CUADRO 1Velocidad binaria de los afluentes (kb/s) 2.048Número de afluentes 4   

Estructura de tramaPlan de numeración

de los bitios  Grupo ISeñal de alineación de trama (1111010000) 1 a 10Indicación de alarma destinada al equipo multiplex numérico distante 11Bitio resrvado para uso nacional 12Bitios de los afluentes 13 a 212     Grupo IIBitios Cj1 de control de justificación (véase la Observación) 1 a 4Bitios de los afluentes 5 a 212     Grupo IIIBitios Cj2 de control de justificación (véase la Observación) 1 a 4Bitios de los afluentes 5 a 212     Grupo IVBitios Cj3 de control de justificación (véase la Observación) 1 a 4Bitios justificables, provenientes de los afluentes 5 a 8Bitios de los afluentes 9 a 212   Longitud de trama 848 bitiosBitios por afluente 206 bitiosVelocidad máxima de justificación por afluente 10 kb/sRelacion nominal de justificación 0,424Observación.- Cjn designa el enésimo bitio de servicio de justificación del j-ésimo afluente

Teniendo en cuenta las expresiones del punto 4, vamos a determinar los parámetros fundamentales del múltiplex numérico de segundo orden.

Frecuencia de trama

fM 8.448fT = ---- = ------- = 9,96 N 848

Frecuencia de redundancia

8.448fR = q fT = 24 ------- = 239,09 848

Frecuencia nominal de justificación

fM - fR 8.448 - 239,09fj = --------- - fa = ---------------- - 2.048 = 4,22 n 4

Frecuencia máxima de justificación

fjM = r k fT = 1 x 1 x 9,96 = 9,96

Relación nominal de justificación

fj 4,22g = ----- = ----- = 0,424 fjM 9,96

 

6. MULTIPLEX NUMERICO DE TERCER ORDEN A 34.368 kb/s

El múltiplex numérico de tercer orden que funciona a 34.368 kb/s, se obtiene por multiplaje en el tiempo de las señales numéricas procedentes de 4 múltiplex de segundo orden a 8.448 kb/s.

El tipo de justificación que utiliza el múltiplex de tercer orden, es el de justificación positiva.

La estructura de trama de este múltiplex es la indicada en la fig. 10 y en el cuadro II.

 

FIG. 10 TRAMA DE TERCER ORDEN

De acuerdo con la fig. 10 y con el cuadro II, el número total de bitios por trama es de 1.536.

Los 10 primeros bitios del grupo I constituyen la palabra de alineación de trama para conseguir el sincronismo entre transmisión y recepción. El bitio 11 se utiliza para la transmisión de alarmas al múltiplex distante, mientras que el bitio 12 está reservado para uso nacional. Los restantes 372 bitios llevan la información de los afluentes, multiplada bitio a bitio.

Los grupos II y III llevan parte de los bitios de control de justificación que ocupan las cuatro primeras posiciones de bitio de cada grupo. Los restantes 380 bitios da cada grupo, llevan la información de los afluentes.

El grupo IV lleva otros cuatro bitios de control de justificación que ocupan las cuatro primeras posiciones de bitio. Las cuatro posiciones siguientes (5, 6, 7 y 3) son las que se pueden utilizar como posiciones fijas para insertar los bitios de justificación, cuando exista esta necesidad. Estas cuatro posiciones (cuando no exista justificación) y el resto de las posiciones de bitio del grupo, llevan la información de los afluentes.

La existencia de justificación positiva se indica mediante la señal 111, y la ausencia de justificación mediante la señal 000.

CUADRO IIVelocidad binaria de los afluentes (kb/s) 8.448Número de afluentes 4   

Estructura de tramaPlan de numeración

de los bitios  Grupo ISeñal de alineación de trama (1111010000) 1 a 10Indicación de alarma destinada al equipo multiplex numérico distante 11Bitio resrvado para uso nacional 12Bitios de los afluentes 13 a 384     Grupo IIBitios de servicio de justificación Cj1 (véase la Observación) 1 a 4Bitios de los afluentes 5 a 384     Grupo IIIBitios de servicio de justificación Cj2 (véase la Observación) 1 a 4Bitios de los afluentes 5 a 384     Grupo IVBitios de servicio de justificación Cj3 (véase la Observación) 1 a 4Bitios justificables, provenientes de los afluentes 5 a 8Bitios de los afluentes 9 a 384

   Longitud de trama 1.536 bitiosBitios por afluente 378 bitiosVelocidad máxima de justificación por afluente 22.375 bitios/sRelacion nominal de justificación 0,436Observación.- Cjn designa el enésimo bitio de servicio de justificación del j-ésimo afluente

Teniendo en cuenta las expresiones del punto 4, vamos a determinar los parámetros fundamentales del múltiplex numérico de tercer orden.

Frecuencia de trama

fM 34.368fT = ---- = -------- = 22,375 N 1.536

Frecuencia de redundancia

fR = q fT = 24 x 22,375 = 537

Frecuencia nominal de justificación

fM - fR 34.368 - 537fj = --------- - fa = -------------- - 8.448 = 9,75 n 4

Frecuencia máxima de justificación

fjM = r k fT = 1 x 1 x 22,375 = 22,375

Relación nominal de justificación

fj 9,75g = ----- = ------- = 0,436 fjM 22,375

 

7. MULTIPLEX NUMERICO DE CUARTO ORDEN A 139.264 kb/s

El múltiplex numérico de cuarto orden que funciona a 139.264 kb/s. Se obtiene por multiplaje en el tiempo de las señales numéricas procedentes de 4 múltiplex de tercer orden a 34.368 kb/s.

El tipo de justificación que utiliza el múltiplex de cuarto orden, es el de justificación positiva.

La estructura de trama de este múltiplex es la indicada en la fig. 11, y en el cuadro III.

De acuerdo con la fig. 11 y con el cuadro III, el número total de bitios por trama es de 2.928

 

FIG. 11 TRAMA DE CUARTO ORDEN

Los 12 primeros bitios del grupo I constituyen la palabra de alineación de trama para conseguir el sincronismo entre transmisión y recepción. El bitio 13 se utiliza para la transmisión de alarmas al múltiplex distante, mientras que los bitios 14, 15 y 16 están reservados para uso nacional. Los restantes 472 bitios llevan la información de los afluentes, multiplada bitio a bitio.

Los grupos II, III, IV, y V llevan parte de los bitios de control de justificación que ocupan las cuatro primeras posiciones de bitio de cada grupo. Los restantes 484 bitios de cada grupo, llevan la información de los afluentes.

El grupo VI lleva otros cuatro bitios de control de justificación que ocupan las cuatro primeras posiciones de bitio. Las cuatro posiciones siguientes (5, 6, 7 y 8) son las que se pueden utilizar como posiciones fijas para insertar los bitios de justificación, cuando exista esta necesidad. Estas cuatro posiciones (cuando no exista justificaci6n) y el resto de las posiciones de bitio del grupo, llevan la información de los afluentes.

La existencia de justificación positiva se indica mediante la señal 11111, y la ausencia de justificación mediante la señal 00000

CUADRO IIIVelocidad binaria de los afluentes (kb/s) 34.368Número de afluentes 4   

Estructura de tramaPlan de numeración

de los bitios  Grupo ISeñal de alineación de trama (111110100000) 1 a 12Indicación de alarma destinada al equipo multiplex numérico distante 13Bitio resrvado para uso nacional 14 a 16Bitios de los afluentes 17 a 488     Grupo II al VBitios de servicio de justificación Cjn (n = 1 a 4)(véase la Observación) 1 a 4Bitios de los afluentes 5 a 488     Grupo VI

Bitios de servicio de justificación Cj5 (véase la Observación) 1 a 4Bitios de los afluentes disponibles para la justificación 5 a 8Bitios de los afluentes 9 a 488   Longitud de trama 2.928 bitiosBitios por afluente 723 bitiosVelocidad máxima de justificación por afluente 47.500 bitios/sRelacion nominal de justificación 0,419Observación.- Cjn designa el enésimo bitio de servicio de justificación del j-ésimo afluente

Teniendo en cuenta las expresiones del punto 4, vamos a determinar los parámetros fundamentales del múltiplex numérico de cuarto orden.

Frecuencia de trama

fM 139.264fT = ---- = --------- = 47,56 N 2.928

Frecuencia de redundancia

fR = q fT = 36 x 47,56 = 1.712,16

Frecuencia nominal de justificación

fM - fR 139.264 - 1.712,16fj = --------- - fa = -------------------- - 34.368 = 19,96 n 4

Frecuencia máxima de justificación

fjM = r k fT = 1 x 1 x 47,56 = 47,56

Relación nominal de justificación

fj 19,96g = ----- = ------- = 0,419 fjM 47,56

UNIDAD 6: DICCIONARIO DE TERMINOS UTILIZADOS EN LA TECNICA M.I.C.

 

A. Afluente Cada uno de los 4 sistemas que, por multiplaje por distribución en el tiempo, dan lugar a un míltiplex numérico del orden inmediatamente superior.

Afluentes plesiócronosAfluentes que, por estar gobernados cada uno por un reloj distinto, tienen distinta frecuencia (dentro de unos límites especificados), y distinta fase.

Afluentes síncronosAfluentes que, por estar gobernados todos ellos por el mismo reloj, tiene la misma frecuencia y la misma fase.

Alineación de multitramaTécnica que permite asignar correctamente la información de señalización, procedente del terminal transmisor, a sus respectivos canales de señalización en el terminal receptor.

Alineación de tramaTécnica que permite asignar correctamente la información de canal vocal, procedente del terminal transmisor, a sus respectivos canales vocales en el terminal receptor.

A.T.T. Siglas correspondientes a la Compañia Americana de Telégrafos y Teléfonos (en inglés: American Telegraph and Telephone company).

B. Bitio Expresión abreviada de dígito binario.

C. Característica de cuantificación Respuesta del cuantificador-codificador, a las muestras presentadas a su entrada.La característica de cuantificación también se suele denominar ley de codificación o ley de compresión.

C.C.I.T.T.Siglas correspondientes al comité consultivo Internacional telegráfico y Telefónico (en inglés: International Telegraph and Telephone Consultative Commetee), que es un organismo internacional, a nivel mundial, cuya misión es realizar estudios y formular recomendaciones sobre cuestiones técnicas y de explotación relativas a la telegráfia y telefónia. Además, también se ocupa de todas las cuestiones relativas a las atarifas internacionales de los servicios de telecomunicacón.

C.E.P.T.Siglas correspondientes a la Conferencia Europea de Administraciones de Correos y Telecomunicaciones (en francés: Conférence Européenne des Administrations des Postes et de Telécommunications), que es un organismo internacional, a nivel europeo. La CEPT tiene como objetivos esenciales el estrechamineto de relaciones entre las Administraciones miembros, así como la armonización y mejora de sus servicios administrativos y técnicos.

CodecConjunto formado por un codificador y un decodoficador en el mismo equipo.

CodificaciónProceso mediante el cual se representa una muestra cuantificada, mediante una sucesión de "1's" y "0's", es decir, mediante un número binario.

CodificadorDispositivo que realiza simultáneamente la cuantificación y la codificación.

Codificador linealCodificador en el cual la cuantificación efectuada es uniforme.

Codificador no linealCodificador en el cual la cuantificación efectuada no es uniforme.

Código A.M.I.Código de impulsos que se obtiene invirtiendo alternadamente los "1's" de la señal binaria, mientras que los "0's" no sufren ningún cambio.

Código binario simétricoCódigo de impulsos, derivado del código binario natural, en la cual el signo de la muestra cuantificada se representa por un bitio ("1" para muestras positivas y "0" para muestras negativas), constituyendo los bitios restantes un número binario que representa la magnitud de la muestra.

Código H.D.B.3.Código de impulsos que se obtiene invirtiendo alternadamente los "1's" de la señal binaria, y que limita a tres el número de ceros consecutivos que puede haber en la señal trasmitida.

Compresor instantáneoDsipositivo que, formando parte del codificador, amplifica las muestras débiles y atenúa las fuertes.

Cuantificaciónproceso mediante el cual se asignan valores discretos, a las amplitudes de las muestras obtenidas en el proceso de muestreo.

Cuantificación no uniformeCuantificación en la cual el rango de funcionamiento se divide en intervalos de distinta amplitud, correspondiendo los más pequeños a los nivles bajos de señal y los más grandes a los niveles altos.

Cuantificación uniformeCuantificación en la cual todos los intervalos tiene la misma amplitud.

D. Decodificación Proceso mediante el cual se reconstruyen las muestras, en recepción, a partir de la señal numérica procedente de línea.

DecodificadorDispositivo mediante el cual se realiza la decodificación.

Dígito binarioUno cualquiera de los dos elementos que forman un conjunto binario.

Distorsión de cuantificaciónDeformación o distorsión de la señal reconstruida en recepción, debida al error de cuantificación introducida en cada muestra.A la distorsión de cuantificación se le suele designar también con el nombre de ruido de cuantificación.

E. Equipo múltiplex M.I.C. Equipo que permite obtener, mediante las técnicas MIC y MDT, una señal numérica a partir de un cierto número de canales analógicos, y que realiza también la función inversa.

Equipo múltiplex numéricoEquipo que permite obtener, mediante la técnica MDT, una señal numérica a partir de un cierto número de señales numéricas de velocidad inferior, y que realiza también la función inversa.

Error de cuantificaciónError cometido en el proceso de cuantificación, al sustituir la amplitud real de una muestra, por un valor aproximado.

ExpansorDsipositivo que, formando parte del decodificador, hace la función inversa a la del compresor, y asigna a las muestras su valor original.

F. Fluctuación de fase Variación de los frentes (anteriores y posteriores) de los impulsos, con relación a las posiciones que teóricamnte debieran ocupar en el tiempo.

Frecuencia de muestreo (fm)Rapidez o velocidad con que se toman las muestras, en el proceso de muestreo.

Frecuencia de redundancia (fR)Frecuencia debida a los bitios destinados a realizar funciones propias de un múltiplex numérico.

Frecuencia máxima de justificación (fjM)Es la frecuencia con que se insertan impulsos de justificación, cuando todas las posiciones de bitios previstas para la justificación, se utilizan efectivamente para ello.

Frecuencia nominal de justificación (fj)Es la frecuencia con que se insertan impulsos de justificación, cuando la frecuencia del afluente y la del múltiplex numérico tiene sus valores nominales.

G. Gama de funcionamiento Gama contínua de valores que puede tomar una señal analógica dentro de la cual puede funcionar el equipo múltiplex MIC.

H.   I. Intervalo de cuantificación

Intervalo entre dos valores de decisión adyacentes.

Intervalo de tiempo (I.T.)Cada uno de los períodos de tiempo ocupado por una muestra de canla, codificada según 8 bitios.

J. Jerarquia numérica Gradación de múltiplex numéricos según el orden de sus frecuencias, de modo que el multiplaje en un nivel combine un número determinado de señales numéricas del orden inmediato inferior.

JustificaciónProceso mediante el cual se compensan las diferencias de frecuencias existentes entre los afluentes y el múltiplex numérico obtenido a partir de aquéllos.

Justificación negativaProceso de justificación en el cual se suprimen, de forma controlada, impulsos de información de la señal afluente, por ser su frecuencia superior a la frecuencia de lectura del múltiplex numérico.

Justificación positivaProceso de justificación en el cual se añaden bitios de valos 1 a la señal afluente, por ser su frecuencia inferior a la frecuencia de lectura del múltiplex numérico.

Justificación positiva - nula - negativaProceso de justificación necesario en el caso en que la frecuencia de los afluentes es nominalmente igual a la frecuencia de lectura del múltiplex numérico. Devido a las tolerancias en los valores de las frecuencias, puede ser necesaria la justificación positiva, la no justificación (justificación nula) o la justificación negativa.

K.   L. Ley de bipolaridad

Ley mediante la cual se mantiene la alternancia en la polaridad de los impulsos consecutivos, de una señal bipolar.

Ley de codificaciónVer CARACTERISITICAS DE CUANTIFICACION

Ley de compresiónVer CARACTERISITICAS DE CUANTIFICACION

Ley de compresión contínuaLey de compresión en la cual los intervalos de cuantificación son todos de amplitud distinta, creciendo ordenadamente desde valores muy pequeños, correspondientes a las señales de nivel bajo, a valores grandes, correspondientes a las señales de nivel alto.

Ley de compresíón de segmentosLey de compresión en la cual la gama de funcionamiento se divide en un número determinado de grupos y dentro de cada grupo los intervalos de cuantificación tiene la misma amplitud, siendo distinta de unos grupos a otros.

M. Mejora de compresión Expresión que da la pendiente de la ley de compresión, en el origen.

Método iterativoMétodo de codificación mediante el cual se obtiene, por aproximaciones sucesivas, un bitio de cada secuencia de funcionamiento del codificador. Para obtener los 8 bitios de codificación de una muestra, son necesarias 8 aproximaciones.

M.I.C. diferencial (MICD)Método de modulación por impulsos en el que en lugar de tratar cad muestra por separado, se cuantifica y codifica la diferencia entre una muestra y la que le precede.

Modulación delta (MD)Método de modulación por impulsos en el que se determina el signo de la diferencia entre una muestra, y la aproximación de la muestra precendente. Se transmite un "1" cuando el signo de la diferencia es positivo, y se transmite un "0" cuando el signo es negativo.

Modulación delta lineal (MDL)Método de modulación delta en el que la magnitud de la variación producida como consecuencia de la transmisión de un "1" o un "0", es fija.

Modulación por impulsos codificados (MIC)Proceso por el cual se muestrea una señal, se cuantifican las muestras obtenidas y se convierten por codificación, en una señal numérica.

MuestraValor instantáneo de una señal analógica, obtenido en el proceso en el proceso de muestreo.

MuestreoProceso mediante el cual se toman valores instantáneos (muestras) de una señal analógica, a intervalos de tiempo iguales.

Muestreo idealProceso de muestreo en el que se considera que las muestras son instantáneas y de anchura nula.

Muestreo realProceso de muestreo, en el que se consideran que las muestras son una medida de valor instantáneo de una señal analógica, pero tomada durante un tiempo que es muy corto comparado con el tiempo entre dos muestras consecutivas.

Multiplaje por distribución en el tiempo (MDT)Técnica medainte la cual se aprovecha el intervalo de tiempo entre dos muestras consecutivas del mismo canal, para intercalar en él muestras de otros canales.

MultitramaEn el sistema MIC de 30 canales, conjunto formado por 16 tramas.

N. Nivel de sobrecarga (Tmáx)En MIC, nivel expresado en dBm0, de una señal sinusoidal cuyas crestas positivas y negativas coinciden con los valores virtuales de decisión superior e inferior.

No retorno a cero (N.R.Z.)Denominación que se da a una señal numérica binaria o bipolar, en la que los impulsos ocupan todo el período de tiempo destinados a los mismos.

O.   P. Palabra M.I.C.

Grupo de 8 bitios que corresponden a la codificación de una muestra cuantificada. Q.   R. Red numérica integrada

Red de telecomunicaciones en el cual todas las señales circulan en forma numérica, tanto en los equipos de conmutación como en los de transmisión.

Redundancia (R)Relación entre el número de btios (q) destinados a realizar funciones propias de un múltiples numérico, y el número de bitios (m) que contienen la información de los afluentes.También se puede definir por la relación entre la frecuencia de redundancia (fR) y la fecuencia de un afluente (fa) multiplicada por el numero de los mismos (n).

Estas relaciones son respectivamente:

q fR

R = --- R = ------ m n fa

RegeneradorDispositivo que restablece la forma de los impulsos, cuando han sufrido una cierta deformación a lo largo de la línea.El regenerador también se sule designar con el nombre de repetidor regenarativo.

Relación nominal de justificación (g)Relación entre la frecuencia nominal de justificación (fj), y la frecuencia máxima de justificación (fjM).

RelojDispositivo (oscilador) que genera una señal periódica que se utiliza para controlar la temporización de las operaciones.

Repetidor regenerativoVer REGENERADOR.

Retorno a cero (R.Z.)Denominación que se da a una señal numérica binaria o bipolar, en la que los impulsos ocupan el 50% del período de tiempo destinado a los mismos.

Ruido de cuantificaciónVer DISTORSION DE CUANTIFICACION.

S. Secuencia Sucesión contínua de "1's" y "0's".

Señal analógicaSeñal cuya amplitud varía de una forma contínua a lo largo del tiempo.

Señal de alineación de multitramaSeñal formada por los bitios 0000 que, ocupando las cuatro primeras posiciones de btio del intervalo de tiempo 16 de la trama 0, permite asegurar la alineación de multitrama.

Señal de alineación de tramaSeñal formada por los bitios 0011011 que ocupando las siete últimas posiciones de bitio del intervalo de tiempo 0 de cada dos tramas, permite asegurar la alineación de trama.

Señal de relojSeñal generada por el reloj (ver RELOJ)La señal de reloj se sule designar también con el nombre de señal de temporización.

Señal de temporizaciónVer SEÑAL DE RELOJ.

Señal M.I.C.Señal numérica bipolar existente a la salida de un míltiplex MIC.

Señal numéricaSeñal discontínua en el tiempo, que sólo puede tomar un cierto número de valores discretos.

Señal numérica binariaSeñal numérica que sólo puede tomar dos valores distintos, que se sulen designar con los símbolos "1" y "0".

SeñalizaciónConjunto formado por toda la información necesaria para el establecimiento, control y supervisión de una comunicación entre dos abonados cualesquiera.

Señalización de abonadoConjunto formado por todo el intercambio de información entre abonado y central y entre central y abonado.

Señalización de corriente contínuaSeñalización de línea que se efectua mediante la presencia de alta o baja impedancia, bucle abierto o cerrado, etc.

Señalización de líneaConjunto formado por todas las señales que dan información sobre el estado de los enlaces.

Señalización entre centralesConjunto formado por la señalización entre registradores y la señalización de línea.

Señalización entre registradoresConjunto formado por todas las señales utilizadas para el diálogo entre registradores.

Señalización E y MSeñalización de línea que se efectúa mediante el envío de "tierra" y "no tierra".

Señalización por canal asociadoProcedimiento en el 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.

Señalización por canal comúnProcedimiento en el cal se utiliza un canal de señalización común a varios canales telefónicos, para transmitir la información correspondiente a cualquiera de ellos.

SincronismoProceso mediante el cual se consigue un perfecto entendimineto entre los terminales transmisor y receptor, permitiendo asignar en recepción cada muestra a su canal correspondiente.

T. Tasa de error (E)Relación entre el número de bitios erróneos a la salida de un circuito, y el número de bitios transmitidos en un período de tiempo determinado.

Tasa de justificación (Ø)Relación entre la frecuencia nominal de justificación (fj), y la frecuencia de un afluente (fa).

Técnica asíncronaTécnica utilizada para multiplar en el teimpo varias señales plesiócronas.

Técnica síncronaTécnica utilizada para multiplar en el teimpo varias señales síncronas.

Teorema de muestreoTeorema cuyo enunciado es el siguiente: Si una señal contiene únicamente frecuencias inferiores a f, queda completamente determinada por muestras tomadas a una velocidad igual o superior a 2f.

Tiempo de tramaIntervalo de tiempo comprendido entre dos muestras consecutivas de un mismo canal.

Tiempo máximo de detección de perdida de alineación de trama (tdM)Máximo tiempo empleado en detectar una pérdida de alineación de trama (0,75 ms).

Tiempo mínimo de detección de perdida de alineación de trama (tdm)Mínimo tiempo empleado en detectar una pérdida de alineación de trama (0,5 ms).

TramaConjunto formado por todas las posiciones consecutivas de bitio, en el cual la posición de cada bitio se puede identificar con relación a la señal de alineación de trama.La alineación de trama no se presenta necesariamente en cada trama.

U.   V. Valores de decisión

Valor de referencia que define la frontera entre intervalos de cuantificación adyacentes.

Valores virtuales de decisiónValores de decisión hipotéticos situados en los extremos de la gama de funcionamiento, y obtenidos por extrapolación de los valores reales de decisión. Solamente hay dos valores virtuales: el valor virtual de decisión superior y el valor virtual de decisión inferior.