07_UNIDAD 7 DETECCION Y SINCRONIZACIÓN.pdf

Comunicaciones Digitales

Gustavo Dinamarca P. Gustavo Dinamarca P. - [email protected]

Unidad 7: Tcnicas de Recepcin, deteccin de smbolos y sincronizacin.

Tcnicas de Sincronizacin

Fluctuaciones del Sincronismo (Jitter)

Memorias Elsticas

Entramado Sincrnico

Trama E1

Multiplexin Asincrnica

Multiplexin en Jerarquas

Sincronizacin de Redes

Gustavo Dinamarca P. - [email protected]

Aplicacin de la Multiplexacin: El sistema Telefnico

La Multiplexacin ha sido una herramienta esencial de la industria telefnica durante mucho tiempo.

Estudiar los fundamentos de las compaas telefnicas nos puede ayudar a comprender la aplicacin de la FDM y TDM.

Dependiendo la parte del mundo, usan sistemas distintos.

El sistema telefnico incluye muchas compaas de telecomunicaciones, denominadas carriers, que ofrecen servicios pblicos locales y de larga distancia a los abonados.

Para efectos prcticos de la clase, pensaremos en los distintos portadores como una nica entidad denominada red telefnica y en la lnea que conecta un abonado a esta red como la lnea de servicio.



abonado

abonado

abonado

abonado

abonado abonado

abonado

Carriers


Sistema Analgico Conmutado

Es el tpico servicio de marcado que se encuentra frecuentemente cuando es usa un telfono de casa.

Usa un cable de par trenzado de dos (o cuatro) hilos para conectar el terminal del abonado a la red a traves de un intercambiador

Esta conexin es la que se denomina bucle local .

La red a la cual se conecta se denomina a veces red de telefona conmutada pblica (RTCP).

La seal del bucle local es analgica y el ancho de banda es habitualmente 0- 4000Hz.

Cuando se marca, la llamada se enva al conmutador(s) en el intercambiador, y este se encarga de enlazar las lineas.



Servicio Analgico Conmutado


Sistema Analgico Dedicado

Un servicio analgico dedicado ofrece a los clientes la oportunidad de alquilar una lnea, llamada a veces lnea dedicada, que est permanentemente conectada con otro cliente.

Aunque la conexin sigue pasando a travs de los conmutadores de la red telefnica, los abonados piensan que tienen una nica lnea por que el conmutador esta siempre cerrado; no hace falta marcar.



Servicio Analgico Dedicado


Sistema Analgico Dedicado: Lneas Condicionadas

Las compaas telefnicas tambin ofrecen un servicio denominado acondicionado.

Acondicionamiento significa mejorar la calidad de la lnea reduciendo la atenuacin, la distorsin de la seal o la distorsin del retraso.

Las lneas acondicionadas son analgicas, pero su calidad hace que se puedan usar para la comunicacin de datos digitales si estn conectadas a mdems.


Jerarqua Analgica

Para maximizar la eficiencia de su infraestructura, las compaas telefnicas tradicionalmente han multiplexado las seales de lineas con ancho de banda pequeas sobre lneas de ancho de bandas ms grandes. En el caso de las lneas analgicas se usa FDM.

A modo de ejemplo uno de los sistemas jerrquicos , usados por la AT&T, esta formado por grupos, sper grupos, grupos maestros y grupos jumbo.


Jerarqua Analgica

Se multiplexan 12 canales de voz en una linea de mayor ancho de banda para crear un grupo.

Un grupo tiene un ancho de banda de 48KHz y soporta 12 canales de voz.

En el siguiente nivel se pueden multiplexar hasta 5 grupos para crear un supergrupo.

Un supergrupos tiene un ancho de banda de 240Khz y soporta hasta 60 canales de voz.

Los supergrupos pueden estar formados por cinco grupos o 60 canales de voz independientes.

En el siguiente nivel se multiplican 10 supergrupos para crear un grupo maestro.


Jerarqua Analgica Un grupo maestro debe tener 2,40 MHz de ancho de banda,

pero la necesidad de bandas de guarda entre los canales incrementa el ancho de banda necesario hasta 2,52 Mhz.

Los grupos maestros soportan hasta 600 canales de voz.

Finalmente, 6 grupos maestros se pueden combinar en un grupo jumbo.

Un grupo jumbo tiene debe tener hasta 15,12Mhz (6x2,52MHz) pero este anchode banda se aumenta hasta 16,984 Mhz para permitir que haya bandas de guarda entre los grupos maestros.


Jerarqua Analgica


Jerarqua Analgica

Hay muchas variaciones de esta jerarqua en la industria de las telecomunicaciones (en Europa se utiliza un sistema distinto). Sin embargo debido a que la jerarqua analgica va ser reemplazada por los servicios digitales, se limitara la discusin solamente al sistema anterior.


Servicios Digitales Hace unos aos las compaas telefnicas han empezado a

ofrecer servicios digitales a sus abonados.

Una ventaja es que los servicios digitales son menos sencibles al ruido y a otras formas de interferencias en comparacin a los servicios analgicos.

Una lnea telefnica se comporta como una antena y recoge el ruido tanto durante la transmisin digital como analgica.

En las transmisiones analogicas, tanto la seal como el ruido son analogicos y dificiles de separar.

Por el contrario, en la transmisin digital, la seal es digital pero la interferencia sigue siendo analogica. En este caso la seal puede distinguirse y separarse fcilmente.

Otra ventaja de la transmisin digital es su bajo costo.


Servicios Digitales Otra ventaja de la transmisin digital es su bajo costo. Debido

a que solo tiene que diferenciar entre 2 o 3 niveles de voltaje en lugar de un rango continuo de valores

La electrnica de lo digital es ms econmica que la electrnica de lo digital.


Servicios Digitales

Vamos a examinar algunos tipos distintos de servicios digitales


Servicios Digitales : Servicio Conmutado/56

El conmutado/56 es la versin digital de una lnea de conmutada analgica.

Es un servicio digital tasa de datos de hasta 56 Kbps

Para comunicarse ambos interlocutores deben estar abonados.

Un cliente con un servicio analgico no puede conectarse a un telfono o un computador con el sistema conmutado/56 incluso si este usa modem.

Por lo anterior, los servicios analgicos y digitales representan dos dominios completamente distintos para las compaas telefnicas.



Debido a que la lnea en el servicio conmutado/56 ya es digital, los abonados no necesitan modem. Sin embargo necesitan otro tipo de dispositivo denominado Unidad de Servicio Digital (DSU- Data Service Unit).

La DSU se incluye en el proceso de marcado.

La DSU cambia la tasa de datos digitales creados por el dispositivo del abonado a 56Kpbs y los codifica en el formato usado por el proveedor del servicio.

Ironicamente una DSU es ms cara que un modem. En este caso por qu deberia un abonado elegir pagar por el servicio conmutado y una DSU/56?

Por que la linea digital tiene ms velocidad, mejor calidad y menos suceptibilidad al ruido que la linea analogica equivalente.



Ancho de banda bajo demanda:

El servicio conmutado/56 proporciona ancho de banda bajo demanda, permitiendo a los abonados obtener velocidades ms altas usando ms de una lnea (recordar Multiplexacin inversa).

Esta accin permite soportar las video-conferencias, multimedia y transferencia de datos


Servicios Digitales : Servicio de Datos Digitales

El servicio de Datos Digitales (DDS, Data Digital Service)

Es la versin digital de una lnea analgica dedicada.

Es una lnea digital dedicada con un ancho de banda mximo de 64 Kbps.

Al igual que conmutado/56, el DDS necesita de una DSU. Sin embargo, la DSU para este servicio es ms econmica que la necesaria para el conmutado/56, esto debido a que no necesita dispositivo de marcado.

Las compaas se ven obligadas a ofrecer servicios digitales similares a los analgicos. Aqu nacen los servicios de seal Digital o mejor conocidos como (DS, Digital Service).

El DS (Digital Service) es una jerarqua de seales digitales. Gustavo Dinamarca P. -

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DS (Digital Service) Servicio Digital

El DS-0 recuerda al DDS (Servicio de datos digitales). Es un nico canal digital de 64Kbps.

El DS-1 es un servicio de 1,544 Mbps es 24 veces 64 Kpbs ms 8 Kpbs de sobrecarga. Se puede usar como un unico servicio para la transmisin de 1,544 Mpbs o se puede usar para multiplexar 24 canales DS-0. (DS-1 = 24 x DS-0)

El DS-2 es un servicio de 6,312 Mbps es 96 veces 64Kpbs ms 168 Kpbs de sobrecarga. Se puede usar para transmisiones de 6,312 Mbps o para multiplexar 4 canales DS-1 o 96 canales DS-0 o cualquier combinacin.

El DS-3 es un servicio de 44,376 Mbps es 672 veces 64Kpbs ms 1,368 Mpbs de sobrecarga. Se puede usar usa como unico servicio para la transmisin de 44,376 Mbps o multiplexar 7 canales DS-2, 28 canales DS-1 o 672 canales DS-0.

El DS-4 es un servicio de 274,176 Mbps es 4.032 veces 64Kpbs ms 16,128 Mpbs de sobrecarga. Se puede usar para multiplexar 6 canales DS-3, 42 canales DS-2, 168 DS-1, 4.032 DS-0 o cualquier combinacin de estos.


DS (Digital Service) Servicio Digital


DS (Digital Service) Lneas T

DS-0,DS-1,DS-2,DS-3,DS-4. Son los nombres de los servicios digitales.

Para implementar estos servicios, las compaas telefnicas usan Lneas T.

Las Lneas T tienen capacidades que coinciden precisamente con las tasas de datos de los servicios DS-1 a DS-4

El T1 se usa para implementar DS-1, el T2 se usa para implementar DS-2, as sucesivamente.


Lnea T1 para Multiplexar lneas telefnicas

Antes se hubiese necesitado 24 pares de cables trenzados desde la compaa hasta la central Ahora solo un cable.


TRAMA T-1

Como se ha dicho antes, el DS-1 (24 x DS-0) necesita una sobrecarga de 8 Kpbs.

Para comprender como se calcula la sobrecarga, es necesario examinar el formato de una trama de 24 canales.

La trama que se usa en una linea T-1 es de 193 bits en 24 ranuras de 8 bits cada una ms 1 bits de sincronizacin

1 trama T-1 : 193bits= 24x8bits +1bits

Cada ranura contiene 1 segmento de seal de cada canal

Los 24 segmentos se intercalan en una trama

Si una linea T-1 lleva 8.000 tramas, la tasa de datos es 8000X193 bits = 1,544 Mbps, es decir, esta seria la capacidad de la linea.


TRAMA T-1


Lneas T fraccionadas


Lneas E


Lneas



Actualmente, las compaas han presentado nuevos y potentes servicios que dependen de la Multiplexacin

Fluctuaciones de Sincronismo Jitter

El Jitter es una la variabilidad de la seal de sincronismo.

Tiene diferentes interpretaciones segn el area de estudio.

El jitter puede afectar a la amplitud, frecuencia y fase de una seal.

En telecomunicaciones provoca que los paquetes lleguen tarde o temprano al receptor.

Este efecto se puede solucionar con un buffer, lo que implica aumentar el tiempo de ejecucin.

Si el jitter supera lo permitido, no se puede asegurar la confiabilidad de un sistema.


Fluctuaciones de Sincronismo Jitter


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