Explicacion detallada de la trama E1 en sistema pdh

1. TRANSMISION POR HILO
Actividad
Conferencia : Sistema Multiplex E1 (Recomendación G- 732 ).
Sumario.
o Introducción.
o Sistema multiplex E1.
o Estructura de trama.
o Estructura de multitrama.
o Señales de alineación.
o Señales de señalización.
o Conclusiones. Ventajas del uso de MIC- MDT. Análisis de ancho de banda de transmisión.
Bibliografía.
o Hernando Rábanos: ‘Transmisión en Línea’.
o Monografía Sistemas PDh y SDH. Senia Abad Rodríguez.
I.- Introducción.
Existen dos sistemas MIC –MDT primarios normalizados por la UIT:
1. El sistema E1, normalizado por la recomendación G- 732, que es el estándar europeo, y el que
sigue nuestro país, y que define la agrupación de 30 canales de voz + 2 canales de señalización,
para un total de 32 canales que forman la trama E1.
2. El sistema DS1, estándar americano, normalizado por la Recomendación g-733, y que define la
agrupación de 24 canales de voz y un bit de señalización que conforman la trama T1.
Estudiaremos en detalles lo que define la Recomendación G- 732.
II.- Sistema multiplex E1.
Como ya se mencionó en esta recomendación se define la agrupación de 32 intervalos de tiempo
correspondientes a 30 canales de voz y 2 canales de señalización.
La frecuencia de muestreo para los canales de voz (fs) es de 8 kHz por lo que el período de muestreo
(1/fs) es de 125 µs.
En este equipo MIC – MDT la estructura de multiplex utilizada es la de entrelazado de caracteres y cada
carácter es denominado intervalo de tiempo, canal o ranura y tuene un tamaño de 8 bits (correspondiente
a la codificación MIC).
• Estructura de trama.

2. Se define como trama E1(todas los conceptos utilizadas en los sistemas de transmisión digital, se define
en la Recomendación G- 701 de la UIT denominada: Aspectos generales de los sistemas de transmisión
digital. Vocabulario de términos relativos a la transmisión y multiplexación digitales y a la modulación
por impulsos codificados), a la estructura conformada por la agrupación de los 32 intervalos de tiempo y
que posee la siguiente estructura:
Figura 1: Estructura de la Trama E1.
Se destacan las siguientes características:
• Duración de la trama: 125 µ seg, correspondientes al período de muestreo, se muestrea una vez
por canal.
• Duración de cada canal: Ts/# de canales = 125 µs/32 = 3,906 25 µs ≈ 3,91 µs, es decir, en un
tiempo de 3,91 µs, se envían los 8 bits correspondientes a cada canal.
• Duración de bits: Tiempo de canal/ # de bits = 3,91 µs/8 bits = 488 nseg, corespondiente al
tiempo asignado para cada bit.
Esto equivale a una velocidad de bits de:
Mbits/s048,2
s252814880,
bits10
μs252810,488
bit1 6
==
que no es más que la velocidad binaria de un Sistema MIC primario E1.
Esta velocidad se obtiene también de otra forma:
• La velocidad de una señal MIC de 8 bits es de 64 kbit/seg (8 bits por muestra * 8 Khhz de
frecuencia de muestreo )
• La velocidad de una señal E1 sería 32 veces esta velocidad, pues son 32 canales de 8 bits cada
uno, es decir: 64 kbps * 32 = 2048 kbps = 2.048 Mbps .
• O lo que es lo mismo 32 canales de 8 bits = 256 bits cada 8 KHz que es 256 bits * 8 Khz =
2.048Mbps
Como ya ha sido dicho, la transmisión de la información de los diferentes canales es realizada por turno;
es decir, es enviada primero la información correspondiente a un canal durante un intervalo de tiempo
determinado; luego, la de otro canal durante un intervalo de tiempo igual al anterior; y así sucesivamente,

3. hasta completar el envío de las informaciones correspondientes a todos los canales, y se regresa de nuevo,
transcurridos 125 µs a transmitir la nueva información del primer canal.
La siguiente figura muestra, en forma descriptiva, la forma en que se realiza un multiplex de este tipo.
Figura 2: Realización de un MDT-MIC.
En la misma, el conmutador de canal, S, muestrea, en primer lugar, el intervalo de tiempo de canal 1;
después, el 2; luego, uno tras otro, hasta el último (n); y vuelve a regresar a muestrear el primero; es
decir, el conmutador efectúa una revolución completa en (1/fs) µs. Cuando han transcurrido 125 µs; es
decir, cuando han sido muestreados los 30 canales de voz y dos canales extras utilizados para otros
propósitos, se ha transmitido una trama
Para que el conmutador en el lado de la recepción reconozca cuando está llegando la información de un
canal determinado, es necesario que existan señales de alineación de trama con el propósito de lograr la
alineación del sistema. En la práctica, no todos los intervalos de tiempo llevarán información, sino que
uno o dos intervalos de tiempo de canal se dedican a gestión del sistema, en este caso dos. Por estas
razones y por otras que veremos a continuación, realmente la señal MIC –MDT se transmite en otro
formato que es el formato de multitrama.
• Estructura de Multitrama.
Se define multitrama como el conjunto de 16 tramas numeradas de la trama 0 a la trama 15.
esquemáticamente sería:

4. Figura 3: Estructura de trama y multitrama.
• Duración de multitrama: 125 µs * 16 tramas = 2 mseg, lo que equivale a una frecuencia de
repetición de 500 Hz.
Una vez vistas las estructuras de trama y multitrama, pasemos a analizar las señales de control y veremos
la respuesta a la necesidad de un formato de multitrama.
III.- Señales de alineación.
Estas señales se establecen con el objetivo de que en el lado de recepción se pueda reconocer cuando está
llegando la información de un canal determinado y poder lograr lo que se denomina alineación del
sistema o sincronización.
• Alineación de trama:
Siguiendo este principio, el comienzo de cada trama debe marcarse de modo que se pueda identificar
correctamente las ranuras correspondientes a cada canal.
La señal de alineación o sincronismos de trama se inserta en la ranura 0 de cada trama.
Realmente no es necesario transmitir en cada trama esta señal de alineación, sino que basta con
transmitirla cada 2 tramas, se transmitirá en las tramas impares, no así en las pares donde se podrán
transmitir otras señales de control como por ejemplo señales de supervisión.
Veamos la estructura de trama con su señal de sincronización:

5. Figura 4: Señal de alineación de trama .
Donde:
• y: bits reservado para uso internacional se puede transmitir un 0 o un 1, según convenga.
• x: bits reservado para uso nacional (cada país decide que poner).
• Z: bit de alarma de trama, normalmente en “0”, cuando existe problemas de sincronismo de
trama, este bit se pone en “1” , para que el receptor tome las medidas correspondientes.
Para considerar como perdida la alineación de trama, la UIT-T estipula que deben haberse recibido con
error tres o cuatro señales consecutivas de alineación de trama.
En la Recomendación G- 704 (Estructuras de trama síncrona utilizadas en los niveles jerárquicos 1544,
6312, 2048, 8448 y 44 736 kbit/s) se explica en detalles la asignación de los bits en la ranura 0 de cada
trama, sus valores y posibles usos.
• Alineación de multitrama:
Por razones similares al uso de la alineación de trama, es necesaria la alineación de multitrama, es decir,
para la identificación. Es necesario poder establecer el inicio de cada multitrama para poder identificar el
comienzo de cada trama dentro de la multitrama.
La señal de alineación de multitrama se coloca en la ranura 16 de la trama 0 de la multitrama y tiene la
siguiente estructura:

6. Figura 5: Señal de alineación de multitrama.
Donde:
• x: bits reservado para uso nacional, se ponen en “1” si no se utilizan.
• Z: bit de alarma de multitrama, normalmente en “0”, cuando existe problemas de sincronismo de
multitrama, este bit se pone en “1” , para que el receptor tome las medidas correspondientes.
IV.- Señalización.
Como se mencionó anteriormente la señalización será información de control que no es información de
conversación y que se transmite para cada uno de los canales.
Existen dos formas básicas de transmitir señalización correspondiente a cada canal:
1. Señalización por canal asociado (CAS).
2. Señalización por canal común (CCS).
1. Señalización por canal asociado (CAS).
En este tipo de señalización, se utiliza un canal de señalización asociado a cada canal de información.
En el caso que estamos analizando se hace uso de la ranura 16 de las tramas de la 1 a l 15, es decir 15
intervalos 16, cada uno de 8 bits, que se agruparán como 30 intervalos 16 de 4 bits cada uno, para
señalizar los 30 canales de voz, es decir, la capacidad de 64 kbits/s se submultiplexa para formar canales
de menor velocidad de señalización, utilizándose como referencia la señal de alineación de multitrama.
Obsérvese que cada canal telefónico dispone de 4 bits para la señalización, por tanto cada ranura 16 de
cada una de las tramas de la multitrama puede transmitir señalización relativa a dos canales de voz. Para
completar la señalización de los 30 canales de voz son necesarias 15 tramas sucesivas, y si exceptuamos
la trama 0 cuyo intervalo 16 transmite la señal de alineación de multitrama, se explica el por qué la
multitrama está formada por 16 tramas.

7. ¿ Cómo se realiza la distribución de la señalización para cada uno de los canales de voz dentro de la
multitrama y las tramas?
• Canales del 1 al 15: pasan su señalización por los 4 primeros bits de la ranura 16 de la trama
correspondiente al # de canal.
Así por ejemplo, el canal 10 pasa su señalización de canal en los primeros 4 bits de la ranura 16 de la
trama #10.
• Canales del 16 al 30: pasan su señalización por los 4 segundos bits de la ranura 16 de la trama
correspondiente a [# de canal - 15].
Así por ejemplo, el canal 25 pasa su señalización de canal por los segundos 4 bits de la ranura 16 de la
trama # [25 – 15 ] = 10, es decir, de la trama 10.
El esquema general sería:
Figura 6: Señalización por canal asociado .
La estructura general de trama y multitrama para los ejemplos sería:

8. Información del
Canal 10
Alineación de
Multitrama 10 2 3 4 5 6 7
100 16 26 31
Trama 0 Trama10 Trama15
Multitrama
100 16 26 31
Información de
Supervisión
(Trama par)
Información de
Supervisión
(Trama par)
Información del
Canal 10
Información del
Canal 25
Información del
Canal 25
Señalización
Canal 10
Señalización
Canal25
Como se puede apreciar, en el esquema de señalización por canal asociado, cada canal de señalización
(ranuras 16 de las tramas de la 1 a la 15), pertenece a un canal de voz, y si éste está inactivo o estando
activo no requiere señalización, este canal de señalización no puede ser utilizado por otro canal de voz
para señalizar, ni puede ser utilizado para enviar por él otro tipo de información. Por esta razón surge la
señalización por canal común.
2. Señalización por canal común (CCS).
Sin entrar mucho en detalles, pues este tipo de señalización se estudiará profundamente en la asignatura
de Telefonía, la esencia de este tipo de señalización es utilizar un solo canal de señalización de 64 kbits/s
para transmitir por esa única vía o canal común, la información se señalización relativa a todos los
canales activos.
La idea es que el canal activo que desea enviar la señalización “capture” el canal de señalización y lo
utilice. Este esquema se basa en que la información de señalización de los canales no cambia tan rápido,
y en un tiempo de 2 mseg, tiempo que dura una multitrama, sobra tiempo para que un canal de voz vuelva
a tener acceso a este canal común sin que se pierda alguna condición de señalización.
Este tipo de señalización es un sistema de señalización muy potente, ya que permite 28
= 256 condiciones
diferentes de señalización en cada trama, realmente es un sistema de señalización por mensajes y no por
señales. En el intervalo de tiempo de canal 16, soporte del canal común, un mensaje se presenta como un
conjunto de octetos situados en varias tramas consecutivas. Un número de estas tramas consecutivas
constituyen para el canal común una multitrama, cuyo alineamiento se efectúa en el interior del propio
canal 16. El canal común debe permanecer independiente de los otros canales, lo que permite conmutarlo
como si fuera un canal de voz normal, esto permite crear una red de señalización completamente
independiente de la que cursa tráfico útil de los abonados a los que le da servicio dicha red telefónica.
Como dato interesante, se puede mencionar que por las potencialidades que presenta este sistema, hace
ya algunos años, a nuestro país le estaba prohibido su uso, de acuerdo con las leyes del Bloqueo de los
Estados Unidos de Norteamérica.
V.- Conclusiones.
A modo de resumen de la conferencia se presentan en la siguiente tabla las principales características del
sistema Multiplex E1:

9. Característica Sistema E1 de 32 canales
Frecuencia de muestreo 8 KHz
Número de muestras por segundo 8000 muestras
Número de bits por muestra de canal 8 bit
Velocidad de bit en el canal 8 KHz * 8 bit = 64 Kbit/seg.
Número de canales por tramas 32 canales
Número de bits por trama 256 bits (32 * 8 bits)
Velocidad de bit en la trama 256 bits * 8 KHz = 2,048 Mbit/seg.
Duración de una trama 125 µseg.
Duración de un canal 3,91 µseg.
Duración de un bit 488 nseg.
Número de tramas en una Multitrama 16 tramas
Duración de una multitrama 2 mseg
Para finalizar resumamos las principales ventajas de orden práctico de la utilización de los sistemas MIC
– MDT en los sistemas de transmisión:
• La longitud de la trayectoria de transmisión y el número de estaciones repetidoras tienen un
pequeño efecto en la calidad de la señal recibida. El único ruido que se nota es el de
cuantificación. La fidelidad de la transmisión de señales analógicas, después de la
codificación y decodificación, no es, por lo tanto, virtualmente afectada por la trayectoria
de transmisión.
• Es más adecuada para la transmisión de señales que ya son digitales desde su origen,
por ejemplo: datos, facsímil, video, señales de computadoras, etcétera.
• No son necesarias tantas exigencias por parte de los cables utilizados para la transmisión.
• Permite que el principio de Multiplex por División en Tiempo sea aplicado en una forma
muy simple y económica a los enlaces de transmisión telefónica y a los dispositivos de
conmutación para gran cantidad de canales telefónicos. Además, los equipos de multiplex
digitales son más baratos y simples que los necesarios en los sistemas de multiplex
analógicos.
• Forman la base de las jerarquía superiores de transmisión, PDH y SDH.
• El costo por canal telefónico se abarata y multiplica la utilización de las líneas dentro de las
ciudades.
• Permite la utilización de repetidores regenerativos, con las ventajas que esto trae aparejado.
El patrón de pulsos digitales puede ser regenerado tanto en las estaciones repetidoras como
en las estaciones terminales. Si el espaciamiento entre estas estaciones es tal que el patrón
de pulsos recibido pueda ser regenerado antes de que, a causa de la atenuación y de otras
señales interferentes, la señal haya llegado a ser tan atenuada y distorsionada que se haga

10. imposible la identificación correcta del patrón de pulsos transmitidos, el patrón de pulsos
recibido será reconformado y transmitido en forma idéntica al original.
• Permite la combinación de diferentes tipos de señales en un solo multiplex, tales como: voz,
música, datos, fax, televisión, etcétera.
• El ruido que se le adiciona a esta señal en la trayectoria de transmisión puede introducir
cierto error; sin embargo, con un cuidadoso diseño del enlace, la probabilidad de error
puede ser mantenida en valores muy bajos, en valores menores que 10-6
. Por consiguiente,
procurando que el nivel de señal sea lo suficientemente alto, los pulsos serán transmitidos
con un despreciable número de errores.
Sin embargo, como sucede en la vida real, siempre hay que pagar un costo; o sea, aquí también se debe
hablar de que existe un costo / beneficio. El costo que hay que pagar es que aumenta el ancho de banda
de transmisión, además de la presencia del ruido o distorsión de cuantificación (la cuantificación es un
proceso irreversible) y que requiere de una excelente sincronización. Analicemos a continuación el tema
del ancho de banda:
Comencemos el análisis por la señal MIC de 8 bits:
Del Criterio de Nyquist se tiene que
fs ≥ 2B (muestras por segundo)
donde
fs es la frecuencia de muestreo, y
B es el ancho de banda de la señal analógica de entrada (aproximadamente igual a la
máxima frecuencia de importancia en la señal).
Pero, debido a la codificación, cada muestra está representada por α pulsos, por lo que ahora habrán αfs
pulsos por segundos.
Por lo tanto, se tiene que el tiempo de duración de un pulso cualquiera es:
Tp = 1/αfs = Ts/α
Teniendo en cuenta que para una identificación o reconocimiento apropiado de los pulsos a la salida del
sistema, basta con transmitir la mitad del lóbulo central del espectro, y para ello es necesario que se
cumpla que
p
t
T
B
1
2
1
=
donde
Tp es la duración de los pulsos a la salida del sistema, y
Bt es el ancho de banda de transmisión necesario.

11. Entonces, tendremos que mediante las expresiones anteriores se llega a que, para la señal MIC, el ancho
de banda de transmisión para un canal viene dado por
Bf
f
B s
s
t 2
2
1
2
1
1/
1
2
1
αα
α
=== , realmente Bt ≥ α B
y como
α = logn M
donde n : # de códigos para representar las muestras
M: Número de niveles de cuantificación
se obtiene
Bt ≥ B logn M
Para el caso que interesa; o sea, la MIC binaria con α = 8:
Bt ≥ 8B
Por lo que, considerando la igualdad y mediante un simple cálculo matemático, se llega a que el mínimo
ancho de banda de transmisión de un canal de voz (con un ancho de banda de 4 kHz) es
Bt = 8(4 kHz)
Bt = 32 kHz
Como se puede ver, el ancho de banda necesario para transmitir un canal telefónico ha aumentado de
aproximadamente 4 kHz a 32 kHz, esto es precisamente lo que se paga por convertir un canal analógico
de voz a digital, a cambio, claro está, de las múltiples ventajas que proporciona la transmisión digital.
Es muy sencillo demostrar, que para el Sistema E1, donde existen en total 32 intervalos de tiempo de
canal, el ancho de banda de transmisión necesario está dado por una expresión similar a la anterior , solo
que multiplicada ahora por el número de canales; es decir,
Bt = αB * # de canales
Bt = 8(4 kHz)32 = 1 024 kHz.