UNI2-Conf8: DM, ADM, Multiplexión Digital y Jerarquías

Universidad Nacional de Ingeniería
Comunicaciones II
Conferencia 8: Formateo de Señales DM y ADM. Multiplexión
Digital y Jerarquías Digitales
UNIDAD II: CODIFICACIÓN FUENTE Y FORMATEO DE SEÑALES.
Instructor: Israel M. Zamora, P.E., MS Telecommunications Management
Profesor Titular, Departamento de Sistemas Digitales y Telecomunicaciones.
Universidad Nacional de Ingeniería
COM II - I. Zamora U n i 2 - Conf8: Cod. Fte. y F1ormat Señales.

Guía
• Modulación Delta (DM)
• Ruido de cuantización en DM
• Ilustración DM
• Función de transferencia DM
• Modulación Delta Adaptiva (ADM)
• Comentarios
• Multiplexión Digital
• Jerarquía Digital
– Norteamericana
– UIT

Modulación Delta (DM)
• La forma más sencilla de codificar digitalmente información en forma
diferencial es mediante un sistema que codifica cada muestra tomada
mediante 1 bit.
• Un codificador DM básico es el de la figura.
Fuente Comparator Integrator Destino
Channel
Quantizer
+
- å ò
d
2
ò
Integrator/
accumulator
-d Función de transferencia
del cuantizador DM (L=2)
2
LPF Sampler/Hold
Reloj de sincronismo
Audio

Sistema DM

• Similar a DPCM, en DM la señal analógica fuente se sobremuestrea muy por
encima de la frecuencia de Nyquist para aumentar la correlación de las muestras
adyacentes de la señal.
• Se permite el uso de la estrategia de cuantización simple a dos niveles con lo
cual DM proporciona una aproximación de escalera mostrada en la figura de la
diapositiva 6. La diferencia entre la entrada y la aproximación se cuantiza (con
L=2) en ±d, correspondiente a diferencias positivas o negativas.
• A diferencia de PCM, en DM se transmiten pulsos que identifican el sentido que
indica la tendencia en la pendiente de cada dos muestras consecutiva de la
analógica original:
– Si la pendiente es creciente (la aproximación cae por debajo de la señal), la última
muestra se codifica como un 1´ el cual se transmite enviando un pulso positivo
– Si la pendiente es decreciente (la aproximación se ubica por encima de la señal), la
última muestra se codifica como un 0´el cual se transmite enviando un pulso negativo
• Siempre y cuando la señal no cambie demasiado rápido de muestra a muestra,
encontramos que la aproximación de escalera se mantiene dentro de ±d de la
señal de entrada.

Ilustración DM
D

• Siendo x(t) la señal de entrada y xQ(t) su aproximación de escalera tenemos que
m[n]=m(nTS), para n=0, ±1, ±2, ... Con TS el periodo de muestreo y m(nTS) una muestra
de la señal m(t) tomada en el instante de tiempo t= nTS.
• Los principios básicos de la modulación delta se estipulan por el siguiente conjunto de
relaciones en tiempo discreto:
( )
ˆ' ; ˆ sgn
n X n Y
Y = X - Y Y = d
×
Y
- y ˆ ' ˆ' ˆ
n n n 1
n n
Y = Y +
Y
n n -
1
n
n Xˆ n Yˆ
Yˆ = Xˆ -
Xˆ
n n n
n
Xˆ Yˆ
å=
-
=
n i
i
0
1
DIAGRAMA GENERAL DE UN SISTEMA DM
S Cuantizador
T=1 S
+
-
n Yˆ
n Yˆ' n-1 Yˆ'
S
T=1
n-1 Xˆ
TRANSMISOR
RECEPTOR
X
d
d
X
e = ±1 n

Ruido de cuantización en DM
• Cuando se diseña un sistema DM ha de tenerse en cuenta 2 parámetros:
– El ruido granular. Este ruido será proporcional al tamaño del escalón con que se
alimenta el integrador δ.
– El ruido por sobrecarga de pendiente. Este ruido es proporcional a la razón de δ/Ts,
el período de muestreo y la máxima pendiente esperada.
• Ruido Granular
– Este es el ruido comparable al ruido de cuantización estudiado en PCM y DPCM.
– Para tener un parámetro significativo del ruido granular, es necesario evaluar la
relación señal a ruido en el extremo receptor.
– Para calcular la potencia de ruido granular se sigue el mismo procedimiento que
se empleó en la evaluación de la potencia del ruido de cuantización en PCM. Se
supone que el ruido granular se distribuye uniformemente.
• Ruido de Sobrecarga de Pendiente
– El sistema DM con valores constante d permite seguir rápidos cambios en la
señal de entrada cuando el tamaño de paso o escalón es grande. Sin embargo, con
señales de entrada lentas que abruptamente cambian rápidamente en el tiempo se
produce un ruido de cuantificación excesivo denominado Ruido por Sobrecarga
de Pendiente.

Ruido de cuantización en DM
x(t)
xQ(t)
d

Ilustración DM: Ruido Granular y sobrecarga de pendiente
COM II - I. Zamora U n i 2 - Conf8: Cod. Fte. y F1o0rmat Señales.

Estimación del ruido granular en DM
• Para tener un parámetro significativo del ruido granular, es necesario evaluar la
relación señal a ruido en el extremo receptor.
• Para calcular la potencia de ruido granular se sigue el mismo procedimiento que
se empleó en la evaluación de la potencia del ruido de cuantización en PCM. Se
supone que el ruido granular se distribuye uniformemente.
• Si se supone distribución uniforme del ruido granular entonces es válida la
siguiente relación:
[ ] ò ò- -
( ) 1 d
d
d
= = = = / 2
/ 2 2
/ 2
s E x x f x dx x dx Q
/ 2
2
2 2 2
d
12
d
d
• El razonamiento que sigue a continuación supone que se requiere de un ancho de
banda de fs = 1/Ts para transmitir los pulsos. Se supondrá que a la entrada del
demodulador se tendrá un ruido con densidad espectral constante en esa banda.
• A la salida del demodulador se tiene un filtro pasabajos limitado a B = fm, la máxima
frecuencia de la señal de voz.

Estimación de la SNR de ruido granular en DM
2
s = d = = = s
f
f
f
ò ò - -
Qi n f s S ( f )df Kdf 2Kf
s
s
s
12
d2 = =
S ( f ) K
2 2
df B
f
s2 = ò S ( f )df
=ò d = d - -
2
s
n f
24
s
B
B
s
B
Qo B n f
24 12
S ( f ) n
LPF
Codificador DM
-fs fs 0
2
Qi s
PSD equivalente
del Ruido granular
Potencia media
del Ruido granular
S ( f ) n
LPF
Decodificador DM
-B 0 B
2
Qo s
PSD equivalente
del Ruido granular
Potencia media
del Ruido granular

Estimación de la SNR de ruido granular en DM
• Si se supone que la potencia de la señal, al igual que en PCM se puede
expresar por la relación siguiente:
s 2 = kV 2
Ver diapositiva 11 en
x p conferencia 6.
• Entonces la relación señal a ruido se expresa como:
f kV
2
2 12
s
= ÷ø
S s p
B
δ f k
£ × 12
s V
( S/N ) B
p
Q
o
ö N
çè
x
2
Qo
Qo
2
d
=
s
æ
• El tamaño de paso o resolución se relaciona
como se muestra:
Se aprecia entonces que para lograr una relación señal a ruido de 30 dB, teniendo una
determinada amplitud máxima (sea por ejemplo Vp=1, k = 0,5) y frecuencia de corte de
voz (B = 3,4kHz y fs = 34 kHz), el escalón debe ser de tamaño, δ < 0,24, es decir,
aproximadamente un cuarto del rango máximo.

Ruido por sobrecarga de pendiente en DM
• Ruido por sobrecarga de pendiente:
– Este ruido es proporcional a la razón de δ/Ts, el período de muestreo y la
máxima pendiente esperada. La condición necesaria para reducir o
eliminar la sobrecarga de pendiente se establece como:
d x t
d ³ max ( )
dt
TS
 Si para una señal se identifica su componente espectral de frecuencia
máxima xf,máx(t)=Vf,máxsen(2pfmt+ y), donde Vf,máx es la amplitud de la
componente espectral de frecuencia más alta, entonces se tiene que
cumplir que: δ ³ ( fmáx 2 ) = m 2
m fmáx
S
d
V sen( πf t) πf V
dt
T
B
V
p
2 p
2
f máx f
fmáx
V
=
³
s m
d
f
d
f = 1
s
s T

• Ruido por sobrecarga de pendiente:
– Considerando valores como los de antes (Vp=Vf,máx=1, B = 3,4 kHz, δ =
0,12) tendremos fs = 178 kHz.
– Sin embargo, por lo general, en voz al menos, Vp = Vfmáx/5, lo que implica que fs
= 35,6 kHz, un valor cercano al que se usa: 32 kHz.
– Si se introduce el valor de fs en la ecuación de (S/N)o se obtiene:
2 12 2
24
V kV
p
f kV
S
æ s p p f
máx
=
2 3
s
= ÷ø
x
2
d
d
=
s
ö çè
o
Qo
Q
B
N

• En la figura adjunta se observa la
relación S/N de la modulación
delta (DM) en función del escalón
normalizado kFs= d fs4sB, para
una señal análoga cuya amplitud
se distribuye de acuerdo a una
gausseana y cuyo ancho de
banda absoluto es B, s es el
valor rms de la señal y Fs=fs/B.
• Se observa que existe un valor
óptimo para d, ya que d pequeño
disminuye el ruido granular pero
aumenta el ruido por sobrecarga
de pendiente.

• Si se compara PCM con
cuantización uniforme con
modulación delta (DM) para
una señal con distribución de
amplitud gaussiana y ancho
de banda absoluto B, se
observa que para ciertos
valores de Fs = fs/B los
comportamientos son
similares.
• La señal de TV tiene un
espectro pasabajos con B=4
f3dB. La otra señal codificada
DM tiene espectro plano
hasta B.

DM para señales de Voz
• Para señales de voz Jager demostró en 1952 que la sobrecarga de pendiente
no es un factor importante si se dimensiona el tamaño del escalón de
acuerdo a la siguiente relación:
f Hz
m
f,máx
s
m
f
πV
f
δ
800
2
=
³
• Eso es debido al hecho de que las componentes de frecuencia alrededor de
800 Hz dominan en el espectro de voz.
• También es posible mejorar la relación S/N de un sistema DM usando doble
integración en vez de la integración simple considerada en este desarrollo.

Posible codificador DM

Posible decodificador DM

Modulador DM Adaptativo o ADM
• El modulador Delta adaptativo (ADM) es similar al analizado previamente,
con la diferencia de que en este caso el modulador incrementa el tamaño del
escalón cuando ocurren se transmiten pulsos de igual polaridad en
sucesión. Con esto se trata de evitar el ruido por sobrecarga de pendiente.
Comparator
+
-
Sequence
detector
n δ
Step
generator
Variable X
Gain
Integrator
ò
å
ò
LPF Sampler/Hold
Fuente
Reloj de sincronismo
Channel
Quantizer
Variable
Gain
X
n δ
Integrator/ Destino
accumulator
Audio
Sequence
detector
Step
generator

Sistema DM Adaptativo ó ADM

DM Adaptativo ó ADM
DIAGRAMA GENERAL DE UN SISTEMA ADM
• El cuantificador es de únicamente dos niveles +1 y -1 (un bit) pero el tamaño
del paso varía conforme los cambios de la señal de entrada.
Lógica de
Control
para
tamaño
del
Paso D
( )
n X n Y
S Cuantizador
n Yˆ' n-1 Yˆ'
e = ±1 n
X
T=1 S
n d
n Yˆ
TRANSMISOR
ˆ' ; ˆ sgn
+
-
Y = X - Y Y = d
×
Y
- y ˆ ' ˆ' ˆ
n n n 1
n n n
Y = Y +
Y
n n -
1
n
n Xˆ n Yˆ
S
T=1
n-1 Xˆ
RECEPTOR
Yˆ = Xˆ -
Xˆ
n n n
n
Xˆ Yˆ
å=
1
-
=
n i
i
0
n d
X
Lógica de
Control
para
tamaño
del
Paso D

DM Adaptativo ó ADM
• En ADM con factor constante de un bit de memoria: Si dos salidas
sucesivas tienen el mismo signo se incrementa el tamaño del paso, si
son de signos opuestos se decrementa.
• En ejemplo del control lógico para el tamaño de paso es el siguiente:
d d a l l
× -
1
= × n n
n n
- 1
donde es la Salida del cuantizador antes de escalar n l
" a=1.5 es un valor típico para señales transmitidas a velocidadades
de 20 a 60 Kbps.
• Para transmisiones de voz, se mejora el desempeño entre 5 y 10
dB con respecto a DM.

DM de pendiente continuamente variable (CVSD)
• CVSD: Continuously Variable Slope Delta modulation - Modulación
Delta de pendiente continuamente variante
• En esta forma de modulación el escalón d , se ajusta en forma continua en
vez de hacerlo en pasos discretos como ocurre en la modulación delta
adaptiva.
• Un circuito que realiza esta función es el MC 3418 de Motorola. Éste
utiliza la información de los últimos 4 bits codificados para determinar
el incremento del escalón d , de acuerdo a la siguiente tabla:
Secuencia de datos #bits en secuencia tamaño escalón
X X 0 1 1 d
X 0 1 1 2 d
0 1 1 1 3 2d
1 1 1 1 4 4d
Si este circuito se usa a una tasa de transmisión de 38 kb/s la relación S/N = 30 dB

Codificación por DM, DPCM y ADM
1) DM lineal : Freq. Muestreo = 40 kHz.; 1 Integrador
Nivel de señal = 0 db.
2) igual pero con Nivel de señal = - 20 db.
3) igual que 2), pero con 2 Integradores.
4) DPCM : Freq. Muestreo = 40 kHz; 2 Integradores.
Nivel de señal = -20 db.
5) ADM : Freq. Muestreo = 60 kHz. ; 1 Integrador
6) igual que 5), pero con Freq. de Muestreo = 40 kHz.
7) igual que 5), pero con Freq. de Muestreo = 20 kHz.

Comentarios
• PCM, DPCM, DM y ADM no son las únicas alternativas
empleadas en sistemas de comunicación
• El esquema de modulación/codificación mas utilizada en
sistemas telefónicos y portadores es PCM
• Igualmente, en ciertos sistemas de control suele emplearse
sistemas de modulación/codificación DM Adaptativo o ADM.
• Hay otros sabores en estos temas como ADPCM y DM-Sigma.

Multiplexión Digital: Actividad de la voz
1.-Distribución de las amplitudes no uniforme.
2.-Correlación entre muestras consecutivas. (factor = 0.85)
3.-Factor de inactividad o intervalos de silencio.
4.-Periodicidad en los sonidos vocalizados.
5.-Pueden existir patrones de sonidos repetidos, que pueden ser regenerados artificialmente en el
receptor.
Comportamiento
estadístico de la voz
permite intercalar
pequeños tiempos de
conversación digitalizada
de distintas fuentes
(MULTIPLEXIÓN EN EL
TIEMPO)
Intervalos de silencio se aprovechan para intercalar paquetes de voz digitalizadas
voz 750ms voz 800ms
voz
350ms 320ms 370ms

Multiplexión Digital: Actividad de la voz

Multiplexión Digital: Espectro de voz

Multiplexión Digital: Ejemplo comunicación móvil GSM
1 trama = 4,625 mseg
0 1 2 3 4 5 6 7 0 1 2 3 4 5 6 7 0 1 2
Downlink (DL)
3 TS
0 1 2 3 4 5 6 7 0 1 2 3 4 5 6 7 5 6 7 ...
Uplink (UL)
Canal físico = Nº. radiocanal + Nº. TS (TimeSlot)
MS’s
...
BTS
8 canales de usuario multiplexados en una portadora de 200KHz

Multiplexión Digital: Conexión Telefónica Básica
Internal Plant External Plant
Central (Switching)
Office - CO
MDF
MDF
MDF: Main Distribution Frame
Local Loop
External Plant
Customer premises equipment Customer premises equipment
• En telefonía tradicional, los abonados se conectan a las centrales de conmutación
mediante pares telefónicos.
• Las centrales telefónicas se conectan entre sí usando pares telefónicos que se agrupan
en lo que se denomina multipares telefónicos para satisfacer las necesidades de
comunicación entre abonados conectados a diferentes centrales.
• Este sistema de interconexión se denomina planta externa.

Multiplexión Digital: Conexión Telefónica Troncal
Central Office Tandem Office
Central Office
Switching
Systems
Interoffice
Facilities/Trunks
Distribution
Facility/Local Loop
Distribution
Facility/Local Loop
ICX POP
LEC ICX
• Tradicionalmente, la planta externa representaba un 60 % de las inversiones que
tenía que realizar un proveedor de servicios telefónicos.
• Actualmente este % ha disminuido, debido a que las centrales de conmutación han
disminuido en tamaño y costo, con lo cual el lazo local o lazo de abonado se ha
acortado de unos 10 km a máximo 3 km.

Jerarquía de la Red Telefónica
Tandem Office T
Wire
Center
A
Wire
Center
C
Tandem Trunk
Groups (Final)
Wire
Center
B
Direct Trunk Groups
(High
Usage)

Jerarquía de la Red Telefónica

Multiplexión Analógica de Señales de Voz
• La creciente demanda por aumentar la capacidad de líneas troncales debida al aumento
del número de usuarios y de centrales incentivó el desarrollo de la multicanalización: el
poder utilizar el medio físico para transportar más de una conversación telefónica.
• Inicialmente esto se realizaba utilizando las técnicas FDM, lo cual dio lugar a sistemas
carrier analógicos.

Multiplexión Analógica de Señales de Voz
• La creciente demanda por aumentar la capacidad de líneas troncales debida al aumento del
número de usuarios y de centrales incentivó el desarrollo de la multicanalización: el poder
utilizar el medio físico para transportar más de una conversación telefónica.
• Inicialmente esto se realizaba utilizando las técnicas FDM, lo cual dio lugar a sistemas carrier
analógicos.
• El problema de los sistemas de carrier analógicos es que los canales ubicados en las
frecuencias más elevadas se veían más afectados por la atenuación que imponían los pares.
• Los sistemas de Tx digital ofrecen una ventaja comparativa: todos los canales de un sistema de
multicanalización se ven afectados idénticamente por la respuesta de frecuencia de los pares
telefónicos.
Atenuación
Frecuencia, Hz
768kHz
12 canales telefónicos TDM-PCM
Ejemplo

Ventajas de la multiplexión Digital frente a la analógica
• Todos los canales multiplexados son afectados de igual forma por las características del enlace.
• Facilidad de mantención: se evita la sintonización de filtros y frecuencias de demux de la parte
analógica.
• Monitoreo de la calidad del enlace durante operación.
• Facilidad de integración en gran escala de los circuitos digitales se traduce en una reducción de
costos de fabricación y mantención.
• Capacidad de regenerar la señal Tx.
• Transparencia en el transporte de información: pueden ser datos o voz, imagen o video
codificado.
• Estas consideraciones impulsaron el desarrollo de sistemas de multicanalización telefónica.
• Un factor importante en el desarrollo de los sistemas multicanalización digital fue el
espaciamiento entre repetidores/regeneradores de señal, debido a la atenuación por trayecto
[db/km] y la respuesta de frecuencia de los pares telefónicos utilizados en las líneas troncales.
• Las líneas troncales, por lo general, son subterráneas, por consideraciones de confiabilidad. Las
cámaras de inspección se ubican aproximadamente a cada 2 km de distancia entre sí.

Ventajas de la multiplexión Digital frente a la analógica
• El desafío de los diseñadores consistió entonces en desarrollar un sistema de
multicanalización digital que transportara el mayor número posible de canales telefónicos
codificados en PCM.
• Las restricciones eran:
• largo del enlace entre repetidores/regeneradores: 2km
• respuesta de frecuencias ~ 1/ √f
• Adicionalmente, se debían considerar otros aspectos: La señalización de canal.
•para que un canal telefónico entre las 2 centrales pudiera ser ocupado en una conversación era
necesario conocer si estaba libre o estaba siendo ocupado. Particularmente, esto era importante
si las tomas de un canal podían ser realizadas desde cualquier extremo. En consecuencia, se
debía tener la capacidad de señalar si el canal estaba ocioso, ocupado en conversación u
ocupado en transferir los dígitos de selección.
Atenuación
Frecuencia, Hz
Algo+nx64Kbps
n canales telefónicos TDM-PCM
Ejemplo

Multiplexión Digital
•Antes de 1960, las telecomunicaciones eran predominantemente transmisiones
analógicas, con FDM como la mayor forma de multiplexión.
•Desde entonces, multiplexión en tiempo PCM (Multiplexión Digital) ha dominado la
escena y se tornado el método preferido de transmisión en los circuitos troncales de la
red telefónica convencional (PSTN), esto es, múltiples llamadas se transportan al
mismo tiempo en forma digital, usando multiplexión por División de Tiempo (TDM) en
los circuitos que enlazan la centrales telefónicas.
•En TDM a cada una de
las señales digitales
procedentes de múltiples
fuentes e le asigna una
ranura de tiempo especifica
dentro de un enlace
agregado con mayor tasa
Multiplexión de 2 señales PCM
de bits. Es decir, las
señales provenientes de
distintas fuentes son
digitalizadas e intercaladas
en forma de una señal
PCM.
Trama TDM con 2 señales PCM transmitida

Multiplexión a Nivel PCM
Código PCM Se muestrea el Canal 1
Código PCM
Trama TDM
Se muestrea el Canal 2
Multiplexión de 2 señales 3-PCM. Observe que la multiplexión ocurre a nivel digital!!!

Multiplexión a Nivel PAM
Multiplexión de
tres señales
analógica. Note
que en este caso
la multiplexión
se realiza a nivel
de señales PAM
y no PCM!!!
Señal TDM-PAM

Multiplexión a nivel PAM
• Figura que ilustra nuevamente el concepto de TDM. Cuatro señales se muestrean y cuantifican
contiguamente por un convertidor ADC de 8 bits. La serie binaria de bits intercalados se
transmite en el canal de comunicación. Una de las muestras en el canal CH2’s y su valor digital
han sido extraidos para mostrar la señal binaria que realmente se transmite.

Multiplexión mixta a nivel PAM/PCM
Fuentes
Analógicas
Fuentes
Digitales

Sistema transmisor PCM Multiplexado
The Plesiochronous Digital Hierarchy (PDH) is a technology used in telecommunications networks to transport large quantities of data over digital transport
equipment such as fibre optic and microwave radio systems. The term plesiochronous is derived from Greek plesio, meaning near, and chronos, time, and
refers to the fact that PDH networks run in a state where different parts of the network are nearly, but not quite perfectly, synchronised. PDH is typically being
replaced by Synchronous Digital Hierarchy (SDH) or Synchronous optical networking (SONET) equipment in most telecommunications networks. PDH allows
transmission of data streams that are nominally running at the same rate, but allowing some variation on the speed around a nominal rate. By analogy, any
two watches are nominally running at the same rate, clocking up 60 seconds every minute. However, there is no link between watches to guarantee they run
at exactly the same rate, and it is highly likely that one is running slightly faster than the other.

La Jerarquía Digital Norteamericana PDH: Sistema T1
• Antes de su desmembramiento por orden del FCC , el Sistema Bell estableció uno
de los mas ampliamente utilizado sistema de multiplexión PCM en Norteamérica.
• Las empresas de EE.UU. determinaron que podían transmitir a una tasa máxima de
1,5 Mb/s por los pares telefónicos que tenían disponibles en sus líneas troncales.
• Esto motivó el desarrollo del carrier T1 de 24 canales telefónicos.
• Debido a que los conversores A/D proporcionan el carácter codificado una vez que
han finalizado el ciclo de conversión y además, para facilitar el intercambio de
información en las centrales se optó por una multiplexión al octeto (Byte) y no al bit.
• Además, es necesario identificar el comienzo de una trama mediante una bandera
(flag bit), para proveer la sincronización de trama.
Algo+nx64kbps
24 canales telefónicos TDM-PCM
Ejemplo

• Antes de su desmembramiento por orden del FCC , el Sistema Bell estableció uno
de los mas ampliamente utilizado sistema de multiplexión PCM en Norteamérica.
• Este sistema de transmisión Portador T1, desde casi su inicio también ha sido
adoptado por Japón. Este sistema portador T1 es la base fundamental de
construcción de la denominada “jerarquía digital TDM” en los países antes
indicados.
• El sistema portador T1 consiste de 24 canales de voz que son muestreados,
digitalizados y codificados en señales TDM PCM. Cada muestra es codificada en un
código de 8 bits (signo mas 7 bits da datos) que representan la amplitud de la voz al
momento de ser muestreada. Se considera que cada canal transmite una señal de
voz de 4KHz y muestreada a la tasa de Nyquist igual a 8KHz, con lo que se genera
8*8000=64000 bps por cada canal.
64Kbps
8 bits × 8000 muestras
=
segundo
muestra
• En cada barrido de la trama completa de 24 canales se deben transmitir 24*8=192
bits, y se inserta un bit para entramado y sincronización. Cada canal debe ser
muestreado cada 125ms (1/8000 Hz), y el sistema transmite 193 bits en este tiempo.
193 bits
trama
8 bits × = + 1 bit entramado
=
trama
92 bits
trama
24 canales
trama
canal

• Como resultado, la velocidad de transmisión en la línea en bps para el sistema
portador T1 es:
R (T1) = 193 bits × 8000 tramas
= 1.544Mbps
Note que f = f
b Trama Muestra segundo
trama
Formato de la
Trama del sistema
Portador T1

Bit de sincronización de trama
8 bits: MSB….LSB
193 bits en 125 ms ® 1.544Mbps
SF: supertrama: 6 tramas=750 ms
En la trama F0 se roba el bit
menos significativo (LSB) del
carácter de información para
transmitir información de
señalización.
La supertrama se señaliza
fijando el bit de sincronismo
de trama en 111000 en
F0,F1,...F5.

Jerarquía Digital Norteamericana PDH
• La Jerarquía digital norteamericana está basada en el sistema T1, y partir de allí ese
establecen un segundo nivel de multiplexión que grupa 4 T1’s. El servicio resultante
se denomina T2
• Luego un tercer nivel de multiplexión que agrupa 7 T2’s y sucesivamente como se
muestra en la gráfica de abajo.

La Jerarquía Digital Norteamericana PDH
Las jerarquías norteamericanas no siguen un orden lógico digital (“ 2n ”).
Nótese que 4 · 1544 kb/s = 6176 kb/s < 6312 kb/s ( margen de overhead + bit stuffing).
Las jerarquías norteamericanas no siguen un orden lógico digital (“ 2n ”).
Nótese que 4 · 1544 kb/s = 6176 kb/s < 6312 kb/s ( margen de overhead + bit stuffing).

• Jerarquía Digital Norteamericana mostrando tipo de línea, no. de señal digital y
velocidad de transmisión y el medio.

La Jerarquía Digital PDH de UIT
• Las empresas de Europa determinaron que podían transmitir a una tasa máxima de
2 Mb/s por los pares telefónicos que tenían disponibles en sus líneas troncales.
• Esto motivó el desarrollo del carrier E1 de 30 canales telefónicos. Debido a que los
conversores A/D proporcionan el carácter codificado una vez que han finalizado el
ciclo de conversión y además, para facilitar el intercambio de información en las
centrales se optó por una multiplexión al octeto (Byte) y no al bit.
2048kbps
32 (+2) canales telefónicos TDM-PCM
Ejemplo

• La Unión Internacional de Telecomunicaciones (UIT), es un órgano recomendador
circunscrito a las Naciones Unidas en materia de telecomunicaciones.
• La UIT ha establecido un estándar que ha sido adoptado por los países europeos y
gran parte de países latinoamericanos, incluyendo Nicaragua.
• El estándar establece el sistema de transmisión portador denominado E1 que define
un total de 30 canales de voz, un canal de entramado y de alarma, y un canal de
señalización común, para un total de 32 canales, cada uno de 64Kbps.
• Como cada canal transmite 8 bits por muestra (trama del canal) entonces la trama de
E1 posee 256 bits, los cuales deben transmitirse en el en los 125ms (1/8000muestras)
lo que da una velocidad de transmisión de 2.048Mbps.
256 bits
trama
8 bits × 32 canales
=
trama
canal
2.048Mbps
R (E1) = 256 bits × 8000 tramas
=
b segundo
trama

• Formato de trama de UIT (antes CCITT)
• Canales comunes de señalización

Jerarquía Digital PDH de UIT
• La Jerarquía Digital de UIT está basada en el sistema E1, y partir de allí ese
establecen un segundo nivel de multiplexión que grupa 4 E1’s. El servicio resultante
se denomina E2.
• Luego, en cada uno de los niveles siguientes se agrupan en conjunto de 4 líneas de
capacidades multiplexados y sucesivamente como se muestra en la gráfica de
abajo.
Las jerarquías CCITT siguen un orden lógico digital (“ 2n ”).
Nótese que 4 · 2048 Kbps = 8192 Kbps < 8448 Kbps (margen de overhead + bit stuffing).
Las jerarquías CCITT siguen un orden lógico digital (“ 2n ”).
Nótese que 4 · 2048 Kbps = 8192 Kbps < 8448 Kbps (margen de overhead + bit stuffing).

Jerarquía Digital PDH de UIT
• La Jerarquía Digital de UIT está basada en el sistema E1, y partir de allí ese
establecen un segundo nivel de multiplexión que grupa 4 E1’s. El servicio resultante
se denomina E2.
• Luego, en cada uno de los niveles siguientes se agrupan en conjunto de 4 líneas de
capacidades multiplexados y sucesivamente como se muestra en la gráfica de
abajo.

Capacidades de las jerarquías Digitales PDH de Norteamericana y de UIT

Jerarquías Digitales Pliesócronas en el mundo

Relación de capacidades con las redes SONET y SDH
BONIFICACIÓN 3:
INVESTIGUE Y HAGA UN RESUMEN DE LAS REDES DE TRANSMISIÓN:
SONET
SDH
SE ENTREGA EN UNA SEMANA.

Jerarquía de multiplexión TDM Norteamericana y de UIT

UNI2-Conf8: DM, ADM, Multiplexión Digital y Jerarquías

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