+ All Categories
Home > Documents > 2_Bazele comunicatiei digitale

2_Bazele comunicatiei digitale

Date post: 30-Jul-2015
Category:
Upload: marian-bobohalma
View: 102 times
Download: 2 times
Share this document with a friend
50
Cap.2. Bazele comunicaţiilor digitale TDM (Time Division Multiplexing) Moduri de transfer pentru semnale digitale - STM (Synchronous Transfer Mode) - ATM (Asynchronous Transfer Mode)
Transcript
Page 1: 2_Bazele comunicatiei digitale

Cap.2. Bazele comunicaţiilor digitale

TDM (Time Division Multiplexing)

Moduri de transfer pentru semnale digitale

- STM (Synchronous Transfer Mode)

- ATM (Asynchronous Transfer Mode)

Page 2: 2_Bazele comunicatiei digitale

TDM (Time Division Multiplexing).

Multiplexarea cu diviziune în timp :

• Informaţiile vocale sunt transmise prin intermediul unor coduri numerice

asociate eşantioanelor de semnal cu frecvenţa de 8 KHz (perioada T=125 μs).

• O perioadă este divizată în subdiviziuni numite canale temporale (CT).

• Un canal temporal poate fi asociat unui canal de comunicaţii,

• Se poate realiza multiplexarea unui număr de canale de comunicaţii egal cu

numărul de subdiviziuni de timp dintr-o perioadă de 125 s.

• Transmisia este sincronă

Page 3: 2_Bazele comunicatiei digitale

Tipuri de semnale electrice

a) analogic; b) digital

• Un semnal electric este digital dacă este compus dintr-o succesiune de simboluri, fiecare simbol putând lua o valoare dintr-un număr finit de valori posibile

Page 4: 2_Bazele comunicatiei digitale

Semnale electrice digitale

Fiecare simbol al unui semnal digital poartă în el o cantitate de informaţie q, care depinde de numărul m de valori posibile ale simbolului:

q = log 2 m [baud]

• Cantitatea de informaţie q pentru m=2 corespunde unui simbol binar. Unitatea de măsură pentru semnale binare poartă numele de bit.• Viteza de transmisie (rata de transfer) reprezintă numărul de simboluri binare transmise într-o secundă şi se exprimă în biţi/s (bps).

Page 5: 2_Bazele comunicatiei digitale

Avantajele utilizării semnalelor digitale

• rezistente la perturbaţii.

• utilizarea acestor semnale este favorizată de progresele

deosebite înregistrate de tehnologia componentelor

digitale cu integrare foarte largă, care permite obţinerea

de echipamente performante şi economice.

Page 6: 2_Bazele comunicatiei digitale

Transmisia vocii în reţeaua de telecomunicaţii digitală.

• Semnalul vocal (video) este semnal analogic

• Reţeaua de telecomunicaţii digitală realizează transmsia vocii în format digital.

• La transmisia semnalului vocal în reţea se impune conversia analog – digitală a semnalului vocal

• în circuitul de linie al sistemului de comutaţie, care este interfaţa acestuia cu linia abonatului

• în terminalul abonatului, dacă acesta este un echipament digital

Page 7: 2_Bazele comunicatiei digitale

Transmisia vocii în reţeaua de telecomunicaţii digitală.

• La recepţia semnalului vocal din reţea se impune conversia digital - analogică a semnalului vocal

• în circuitul de linie al sistemului de comutaţie

• în terminalul abonatului, dacă acesta este un echipament digital

• Pentru asigurarea calităţii semnalului vocal la recepţie, după reconstituirea semnalului analogic este necesar ca reţeaua de telecomunicaţii să asigure un raport SNR (Signal/Noise Rate) suficient de mare (20 log(SNR) > 13 dB)

Page 8: 2_Bazele comunicatiei digitale

Conversia analog - digitală.

(A) Transmiţător Receptor (A)

(D) Transmisie digitală (D)

Eşantionare

Cuantizare

Codare

Reconstrucţie

Expansiune

Decodare

Etape ale prelucrării semnalului vocal analogic pentru transmisie în reţeaua telefonică sub formă de semnal

digital pentru codare standard G.711 ITU-T

(A) = semnal vocal analogic (D) = semnal vocal digital

Page 9: 2_Bazele comunicatiei digitale

Conversia analog - digitală.

1. Esantionarea

• Eşantionarea este procesul prin care un semnal electric continuu în timp este înlocuit prin impulsuri echidistante în timp a căror amplitudine este egală sau proporţională cu amplitudinea semnalului continuu detectat la momentele respective. Numim aceste impulsuri eşantioane, iar intervalul de timp T dintre eşantioane va fi numit perioadă de eşantionare.

Frecvenţa de eşantionare se notează cu fe şi este

egală cu 1/T.

Page 10: 2_Bazele comunicatiei digitale

Conversia analog - digitală.

1.

1. Esantionarea

Page 11: 2_Bazele comunicatiei digitale

Conversia analog - digitală.

1. Esantionarea

• Conform teoremei de eşantionare, frecvenţa de eşantionare trebuie să îndeplinească condiţia:

fe 2 fmax

• Pentru semnalul vocal fmax = 3400 Hz ( banda de

frecvenţă folosită în telefonie este 300 – 3400 Hz)

• Prin standard internaţional s-a ales fe = 8 kHz

Page 12: 2_Bazele comunicatiei digitale

Conversia analog - digitală.

1. Esantionarea

Dacă se respectă teorema eşantionării, este totdeauna posibil ca din succesiunea de eşantioane să refacem corect semnalul analogic în receptorul de semnal. Spectrul semnalului eşantionat păstrează o componentă de joasă frecvenţă identică (dar atenuată) cu a semnalului transmis, care poate fi uşor separată printr-o filtrare cu filtru trece jos

Pentru separarea corectă a semnalului util este necesar ca:

fe - fM > fM

fe > 2 fM

Page 13: 2_Bazele comunicatiei digitale

Conversia analog - digitală.2. Cuantizarea• Cuantizarea= procesul prin care se realizează asocierea amplitudinilor posibile ale eşantioanelor la un număr finit de valori discrete.

• Întregul domeniu de valori posibile pentru amplitudinea semnalelor este divizat într-un număr finit de intervale de cuantizare.

• Toate amplitudinile cuprinse între două nivele de decizie primesc valoarea nivelului de reconstrucţie respectiv.

• Între cele două nivele de decizie se află un nivel de reconstrucţie, situat la egală distanţă de cele două nivele de decizie asociate.

• Rezultă că prin acest proces se înregistrează introducerea unei erori în procesul de reconstrucţie a semnalului sursei, care are caracterul unui zgomot, numit zgomot de cuantizare.

Page 14: 2_Bazele comunicatiei digitale

Conversia analog - digitală.2. Cuantizarea

Reducerea distorsiunea de cuantizare:

• este mărit numărul de intervale de cuantizare pentru

realizarea unei cuantizări fine.

• limite impuse de realizarea economică a echipamentului

care realizează cuantizarea.

Un compromis acceptabil între costul şi calitatea comunicaţiei

se obţine dacă se realizează cuantizarea cu 256 nivele de

cuantizare, dintre care

• 128 sunt nivele pozitive

• 128 sunt nivele negative

Page 15: 2_Bazele comunicatiei digitale

Conversia analog - digitală.

1.

2. Cuantizarea uniforma.

• Valori discrete pentru eşantioane.

• Număr finit de intervale de cuantizare (N).

• Valoarea nivelului de reconstrucţie

• Erori în procesul de reconstrucţie →

zgomot de cuantizare.

• S/P dependent de valoarea semnalului

Page 16: 2_Bazele comunicatiei digitale

Conversia analog - digitală.2. Cuantizarea uniforma.

• Se constată că raportul semnal/eroare de cuantizare este variabil, dacă se foloseşte o cuantizare uniformă, defavorizate fiind semnalele de amplitudini mici pentru care eroarea este foarte mare în comparaţie cu valoarea semnalului util.

• Dacă intervalul de cuantizare este fix (Δu) se constantă ca pentru

• semnale mici -> S/P este mic

• semnale mari -> S/P este mare

• Cerinţele impuse pentru asigurarea calităţii serviciului telefonic privind SNR nu pot fi îndeplinite pentru semnalele mici

Page 17: 2_Bazele comunicatiei digitale

Conversia analog - digitală.

1.

Cuantizare neuniforma• S/P independent de valoarea semnalului,

• cuantizarea neuniformă, care asigură: - intervale de cuantizare mici pentru semnale de amplitudini mici, - intervale de cuantizare mari pentru semnale de amplitudini mari.

• Cuantizarea neuniformă - Rec.G.711 ITU-T :• Legea A cuantizare - caracteristica cu 13 segmente de cuantizare pentru PCM 30/ Europa)• Legea µ de cunatizare - caracteristica cu 15 segmente (legea de cuantizare pentru PCM24/ SUA, Japonia).

Page 18: 2_Bazele comunicatiei digitale

Conversia analog - digitală.

Cuantizare neuniforma

• Compandare = operaţia care permite realizarea cuantizării neuniformă .

• Expandare = operaţia inversă compandării.

• Prin eşantionare, compresie şi cuantizare se transformă semnalul analogic într-o succesiune de eşantioane, fiecare eşantion având o valoare dintr-un total de 256 valori posibile.

• Numarul de intervale de eşantionare (256) a fost ales ca un compromis între

• calitate – reconstituirea corectă a semnalului cu o eroare de cuantizare redusă• cost - determinat de cantitatea de informaţie transmisă în reţea

Page 19: 2_Bazele comunicatiei digitale

Conversia analog - digitală.

CODAREA

• Semnalul cu modulaţia impulsurilor în cod se obţine prin codarea valorilor asociate eşantioanelor de semnal.

• Codul este format din 8 simboluri binare (biţi), din care primul bit indică semnul ("1" pentru valori pozitive), iar ceilalţi 7 exprimă în cod binar valoarea absolută a numărului întreg cuprins între 0 şi 127.

• Rezultă că fiecare eşantion poate fi reprezentat printr-un cuvânt binar de 8 biţi (octet sau byte).

• Prin modulaţia impulsurilor în cod se obţine transformarea semnalului telefonic analogic într-un semnal digital binar cu viteza de transmisie de 64 Kbit/s (8 KHz x 8 biţi = 64 Kbit/s)

Page 20: 2_Bazele comunicatiei digitale

Conversia analog - digitală.

1.

Exemplu de CODARE pentru o cuantizare realizată cu 16 nivele (24)

Page 21: 2_Bazele comunicatiei digitale

Conversia analog - digitală.CODAREA

• Semnalul cu modulaţia impulsurilor în cod se obţine prin codarea valorilor asociate eşantioanelor de semnal, reprezentate prin octeti (8 biţi-eşantion):

• primul bit indică semnul ("1" pentru valori pozitive), • ceilalţi 7 exprimă în cod binar valoarea absolută a numărului întreg cuprins între 0 şi 127.

Page 22: 2_Bazele comunicatiei digitale

Conversia digital - analogică.

1.

Regenerarea şi demultiplexarea.

La recepţie sunt necesare urmatoarele operatii:• regenerarea semnalului digital, • separarea semnalelor recepţionate în CT diferite • dirijarea acestora spre ieşiri diferite

Page 23: 2_Bazele comunicatiei digitale

Conversia digital - analogă.

Decodarea şi expandarea

• Receptorul de semnal trebuie să aloce fiecărui cuvânt binar MIC recepţionat un semnal cu amplitudinea corespunzătoare nivelului de decizie asociat eşantionului la emisie. Se obţine în acest fel decodarea semnalului binar în semnal MIA.

• Având în vedere că la emisie s-a realizat o compresie a semnalului analogic, rezultă că la recepţie este necesară o expandare.

• Datorită unui filtru capacitiv la ieşirea decoderului, semnalul obţinut prin decodare este un semnal treaptă, valoarea unui eşantion de semnal fiind memorată până la regenerarea următorului eşantion de semnal.

Page 24: 2_Bazele comunicatiei digitale

Conversia analog - digitală.

Decodarea şi expandarea.Receptorul de semnal realizeaza:

- Regenerarea si demultiplexareaRegenerare şi

demultiplexareExpandare şi decodare

Reconstrucţia semnalului

analogic(Filtru trece

jos)

a b

a

b

timp

timp

- Expandarea – operatia inversa expandarii- Decodarea – asocierea intre

- octetul MIC recepţionat si- un semnal cu amplitudinea corespun- zatoare nivelului de decizie asociat eşantionului la emisie.

- Filtrul capacitiv la ieşirea decoderului memoreaza valoarea esantionului până la regenerarea următorului eşantion de semnal

- Filtrul trece jos elimina armonicele pentru regenerarea semnalului vocal din semnalul treapta

Page 25: 2_Bazele comunicatiei digitale

Implemenare ADC si DACFE

FR

CODEC

SDSemnal analogic

Semnal digitalZe

Conversia analog-digitala (ADC) impune folosirea urmatoarelor dispozitive:

- SD (sistem diferential) pentru separarea transmisiei de receptie

- FE (filtru de emisie) pentru limitare benzii la 4 KHz, care acopera banda vocala

- CODEC care include circuitele de codare (conversie analog-digitala)

Conversia digital-analogica (DAC) impune folosirea urmatoarelor dispozitive:

-CODEC care include circuitele de decodarea (conversie digital-analogica)

- FR (filtru de receptie) pentru limitare benzii la 4 KHz, care pxtragerea semnalului vocal din banda vocala 300-3400 Hz

SD (sistem diferential) care asigura separarea receptiei de transmisiei

Page 26: 2_Bazele comunicatiei digitale

Organizarea cadrelor de 2 Mbit/s

• Într-un multiplex primar PCM 30, un cadru de 125 µs conţine 32 canale temporale (CT).

• Fiecare canal temporal conţine un cuvânt de 8 biţi. Debitul binar al multiplexului primar este 8 kHz * 32 CT * 8 biţi/CT = 2048 Kbps. Debitul binar pe fiecare cale a multiplexului primar este de 8 kHz * 8 biţi/CT = 64 Kbps.

• Canalele temporale sunt numerotate de la 0 la 31.

• Canalul temporal 0 este destinat sincronizării cadrului. Canalul temporal 16 este folosit pentru semnalizare. Celelalte canale temporale (CT1 CT15, CT17 CT31) pot fi folosite pentru transmiterea de semnale vocale codate MIC sau pentru transmiterea de date care nu depăşesc 64 kbps.

• Canalul temporal 0 este folosit pentru controlul sincronizării cadrelor MIC

Page 27: 2_Bazele comunicatiei digitale

Organizarea cadrelor de 2 Mbit/s

1.

CT1

CT2

CT15

CT17

CT18

CT31

Cadru

Impar

par

CT 0

CT 16

CT 31

CT

CT

Debit pe cale de comunicatie

8 biţi * 8 KHz = 64 Kbit/s

Debit pe cale de semnalizare(abcd)

4 biţi * [1/(2 *10 -3)] = 2 Kbit/s

Multiplexare în sisteme PDH, cadre primare ITU-T de tip E1 de 2048 kbps

Debitul unui cadru PCM:

32 CT * 8 biţi/CT * 8 KHz = 2048 kbit/s

Page 28: 2_Bazele comunicatiei digitale

Sincronizarea cadrelor de 2 Mbit/s

Canalul temporal CT 0

Notaţiile folosite au următoarele semnificaţii:- RJA = 1 în caz de alarmă distantă (Remote Jonction Alarm)- S4 S8 = biţi rezervaţi pentru utilizări naţionale (1 dacă nu sunt folosiţi)- X = bit CRC (Cyclic Redundancy Check) -Y = semnal CRC pentru multicadru

- Sincronizarea multicadrului este realizată prin cuvântul de 8 biţi conţinut în CT16 din cadrul 0 al multicadrului

(0 0 0 0 R A R R) A = bit de alarmă de ieşire din sincronism al multicadrului R = bit de rezervă pentru utilizare naţională.

Biţi 1 2 3 4 5 6 7 8

Cadru impar X 0 0 1 1 0 1 1

Cadru par Y 1 RJA S4 S5 S6 S7 S8

Page 29: 2_Bazele comunicatiei digitale

Multicadru – Semnalizare pe canal asociat

• Multiplexarea mesajelor de semnalizare pe canal individual, se realizează prin utilizarea unui multi-cadru format din 16 cadre primare, astfel că durata unui multicadru este de 125µs x 16=2ms. Frecvenţa de transmitere a multicadrelor este de 500 Hz (1 / [2 x 10 -3 ]).

• Semnalizările în afara benzii vocale asociate unei căi de comunicaţie (semnalizare pe canal asociat) se transmit prin CT16 al celor 16 cadre primare din multicadru, care au rezervate pentru fiecare cale de comunicaţie câte 4 biţi de semnalizare, transmişi cu perioada de 16 x 125 µsec = 2 msec (500 Hz) (rata de transmisie este de 4 biţi/canal de semnalizare x 500 Hz = 2000 bps).

• Sincronizarea multicadrului este realizată prin cuvântul de 8 biţi conţinut în - CT16 din cadrul 0 al multicadrului

(0 0 0 0 R A R R)- A = bit de alarmă de ieşire din sincronism al multicadrului - R = bit de rezervă pentru utilizare naţională.

Page 30: 2_Bazele comunicatiei digitale

Multicadru – Semnalizare pe canal asociat

• Transmiterea semnalizărilor prin cuvinte de semnalizare de 4 biţi (a b c d)

• Cadrul 1 al multicadrului, conţine în octetul din CT16 cuvintele de semnalizare formate din 4 biţi (a,b,c,d) pentru căile de comunicaţie care au asociate CT1 şi CT17.

• Cadrul 2 al multicadrului, conţine în octetul din CT16 cuvintele de semnalizare formate din 4 biţi (a,b,c,d) pentru căile de comunicaţie care au asociate CT2 şi CT18.

•. . . . • Cadrul 15 al multicadrului, conţine în octetul din CT16 cuvintele de semnalizare formate din 4 biţi (a,b,c,d) pentru căile de comunicaţie care au asociate CT15 şi CT31

Page 31: 2_Bazele comunicatiei digitale

Semnalizare pe canal comun

• Semnalizările se realizează în mod obişnuit prin canalul temporal 16.

• Semnalizările pentru cele 30 căi se comunicaţii pot fi realizate prin canal comun dacă folosim canalul de semnalizare 16 pentru transmiterea semnalizărilor sub formă de pachete de date de semnalizare, diferenţiate prin adresele sursei şi destinaţiei încluse în pachetul de date

Page 32: 2_Bazele comunicatiei digitale

Transmisia vocii prin interfaţa radio în GSM

• BSC (Base Station Control) - compresia vocii - reduce rata binară de la 64 kbps la 13 kbps.

MSCBSC

BTS

BTS

MS

Base Station

• Multiplexarea a patru canale comprimate pe un canal de 64 kbps spre BTS ( Base Transceiver Station).

• La fiecare canal vocal de 13 kbps se poate adăuga o informaţie de control adiţională (3 kbps) 4 x (13+3) = 4 x 16 = 64 kbps

• BTS asigură :• transmisia prin 2 canale temporale de 64 kbps a 2 x 4 = 8 căi vocale • semnalizările de control printr-un canal temporal de 64 kbps

Page 33: 2_Bazele comunicatiei digitale

Transmisia vocii prin reţea IP

• Vocea este transmisă prin reţeaua IP sub formă de pachete de date

• Pachetele de voce transmit mai mulţi octeţi de voce cu codare G.711, care sunt colectaţi într-un interval de timp numit Frame Size ( ex. 80 octeţi în 10 msec). Pachetul este format sub controlul protocolului RTP (Real Time Protocol).

• Pachetul este completat la fiecare nivel cu header (RTP, IP, Legătură de date) şi transmis prin reţeaua IP

• La recepţie se realizează extragerea din pachet şi memorarea octeţilor de voce într-un buffer de unde se va realiza transmiterea periodică a octeţilor de voce cu frecvenţa de 8 kHz

• Pentru reducerea traficului de voce în reţeaua IP se pot folosi alte metode de codare care realizează compresia vocii (ex. G.723.1, G.729)

Page 34: 2_Bazele comunicatiei digitale

Transmisia vocii prin reţea IP

Lărimea de bandă necesară pentru deverşi algoritmi de compresie Algoritm de compresie a

vocii

Rata de compresie

(Kbps)

Timpul pentru transmiterea unui pachet

Lungimea cadrului Ethernet

Lărgimea de bandă în Ethernet

Lărgimea de bandă în WAN

G.711 64 10 ms 78+80 octeţi 126 kbps 90,4 kbps

G.723.1 6,4 30 ms 78+24 octeţi 27,2 kbps 15,2 kbps

G729A 8 20 ms 78+20 octeţi 39,2 kbps 21,2 kbps

Structura unui pachet Ethernet care conţine voce codată cu algoritmul G.723.1 Preamble Eth.

Header IP Header

UDP header

RTP header

Payload (1 voice)

Eth. CRC

GAP

8 14 20 8 12 24 (G.723.1) 4 12

G.711 10 x 10-3

125 x 10-6= 80 octeţi transmişi în 10 msec printr-un pachet IP

G.723 30 x 10-3

125 x 10-6= 240 octeţi transmişi în 30 msec

Prin compresia grupului de 240 octeţi, se realizează o reducere la 24 de octeţi transmişi printr-un pachet IP

Page 35: 2_Bazele comunicatiei digitale

Recomandări ITU-T pentru codarea vocii şi video

Standard Descriere

G.711 PCM - codare voce 64 kbit/s

G.722, G.725

Codare audio 7 KHz cu 64 kbit/s

G.726 ADPCM (Adaptive Differential Pulse Code Modulation) 16/24/32/46 kbit/s

G.728 Codare voce cu 16 kbi/s cu predictie liniară

G.729 Codare voce cu 8 kbit/s

G.723 Codare voce pentru comunicaţii multimedia cu 5,3 şi 6,3 kbit/s

H.221 Canale de 64 - 1920 kbit/s pentru teleservicii audiovizuale

H.261 Codec video pentru teleservicii la p x 64 kbit/s

H.263 Codare video pentru comunicaţii cu rata binară redusă

MPEG1 Video în mişcare memorate la < 2 Mbit/s

MPEG2 Video în mişcare memorate la 5 - 60 Mbit/s

MPEG4 Codare cu rată binară redusă (< 64 kbit/s) a imaginilor în mişcare

MPEG = Moving Pictures Experts Group

Page 36: 2_Bazele comunicatiei digitale

2. Moduri de transfer pentru semnalele digitale

STM = Synchronous Transfer Mode

ATM = Asynchronous Transfer Mode

Page 37: 2_Bazele comunicatiei digitale

2. Moduri de transfer pentru semnalele digitale

STM = Synchronous Transfer Mode

• Sistemele cu mod de transfer sincron (STM) utilizează • PDH (Plesiochronous Digital Hierarchy) - transmisii bazate pe ierarhii digitale plesiocrone • SDH (Synchronous Digital Hierarchy) - ierarhii digitale sincrone

• Informaţia transmisă este organizată în cadre de semnal digital în PDH sau în cadre SDH.

• PDH utilizează semnale digitale care sunt organizate în cadre periodice cu periodă fixă de 125 µsec. În multiplexul de ordinul 1 (primar) fiecare cadru este divizat în 32 de canale temporale (CT) egale ca durată, fiecare CT permiţând transmiterea unui octet de informaţie.

Page 38: 2_Bazele comunicatiei digitale

2. Moduri de transfer pentru semnalele digitale

STM = Synchronous Transfer Mode

• Transmiterea cadrelor este sincronă. Sincronizarea este asigurată prin CTo care marchează de asemenea şi începutul cadrului. În interiorul cadrului, identificarea unui CT este realizată prin poziţia acestuia în raport cu CT0.

• Pentru o conexiune se realizează o alocare fixă a unui CT (canal temporal), prin care se transmit periodic informaţiile.

• Rutarea este implicită, ea fiind definită de numărul CT alocat în interiorul cadrului pentru conexiune.

Page 39: 2_Bazele comunicatiei digitale

2. Moduri de transfer pentru semnalele digitale

STM = Synchronous Transfer Mode

• Comutatorul poate asigura conectarea informaţiei dintr-un CT al unei intrări la orice CT din oricare dintre ieşiri.

• Traseul de conexiune dintre două terminale este definit de succesiunea de CT (căi temporale) alocate în multiplexurile temporale între nodurile de comutaţie care participă la conexiune.

• Această tehnică numită conexiune în mod circuit, asigură utilizatorului o cale prin reţea cu debit fix de 64 Kbit/s (8 biţi / 125 µsec).

Page 40: 2_Bazele comunicatiei digitale

STM = Synchronous Transfer Mode

SDH (Synchronous Digital Hierarchy)

STM 1 - `155 Mbps STM 4 - 622 Mbps STM 16 – 2.5 Gbps STM 64 – 10 Gbps (STM 256 – 40 Gbps)

- PDH (Plesyochronous Digital Hierarchy )

(Ierarhia PDH pentru Europa) - E1 - 2 Mbps

- E2 - 8 Mbps- E3 - 34 Mbps- E4 – 140 Mbps

STM-64 10 Gbit/s STM-16 2,5 Gbit/s STM- 4 622 Mbit/s STM- 1 155 Mbit/s

140 Mbit/s

34 Mbit/s

8 Mbit/s

2 Mbit/s

45 Mbit/s

6 Mbit/s

1,5 Mbit/s

64 kbit/s

52 Mbit/s(STS-1)

Page 41: 2_Bazele comunicatiei digitale

ATM = Asynchronous Transfer Mode

• Transmisia asincronă este folosită în:

• reţelele cu comutaţie de pachete (ex. reţeaua IP)

• comutaţie de celule de date (B-ISDN bazat pe ATM).

• Tehnologia ATM consideră linkul ca un mediu prin care pachetele de date sau celulele cu informaţii pot fi transmise asincron. Fiecare celulă conţine explicit informaţia de rutare în headerul (antetul) asociat.

Page 42: 2_Bazele comunicatiei digitale

ATM = Asynchronous Transfer Mode

• Celulele, care provin de la canale diferite, conţin informaţii de rutare în header şi pot traversa linkul într-o ordine arbitrară, permiţând o multiplexare statistică a canalelor ATM.

• Celulele sau pachetele care aparţin aceleiaşi conexiuni pot fi transmise la intervale neregulate.

Page 43: 2_Bazele comunicatiei digitale

ATM = Asynchronous Transfer Mode

• Modul de transfer asincron (ATM /Asynchronous Transfer Mode/) constituie modul de transfer pentru comutaţia şi transportul informaţiei pentru reţeaua ISDN de bandă largă (B-ISDN = Broadband Integrated Service Digital Network).

• Indiferent de natura informaţiei transmise, aceasta este divizată în celule de lungime fixă (53 octeţi), care sunt transmise prin reţeaua de telecomunicaţii.

Page 44: 2_Bazele comunicatiei digitale

ATM = Asynchronous Transfer Mode

Payload Header

VPI

VPI VCI

VCI

VCI PTI CLP

HEC

GFC VPI

VPI VCI

VCI

VCI PTI CLP

HEC

48 octeţi 5 octeţi

GFC = Generic Flow Control VPI = Virtual Path dentifier VCI = Virtual Circuit Identifier PTI = Payload Type Identifier CLP = Cell Loss Priority HEC = Header Error Control NNI = Network Node Interface UNI = User Network Interface

Antetul celulei NNI Antetul celulei UNI

Page 45: 2_Bazele comunicatiei digitale

ATM = Asynchronous Transfer Mode

• Antetul (headerul) celulei ATM este structurat în mai multe câmpuri.

• Funcţia principală a antetului celulei este aceea de a identifica conexiunea şi de a dirija celula de la punctul de origine la punctul de destinaţie.

• Informaţia de rutare este conţinută în identificatorul căii virtuale VPI (Virtual Path Identity) şi în identificatorul canalului virtual VCI (Virtual Channel Identity).

• Aceste două câmpuri identifică o conexiune specifică ATM.

• Toate celulele care aparţin unei conexiuni au aceleaşi valori pentru VPI şi VCI.

Page 46: 2_Bazele comunicatiei digitale

ATM = Asynchronous Transfer Mode

• Informaţia antetului lui este protejată printr-o sumă de verificare care este conţinută în câmpul HEC (Header Error Control), astfel că pot fi detectate erorile care apar în transmiterea antetului.

• Valorile VPI şi VCI au semnificaţie locală (între două puncte de comutaţie), astfel că valorile lor se pot schimba când celula este transmisă prin reţea.

• HEC trebuie recalculat în fiecare punct de comutaţie.

HEC nu poate fi folosit pentru detecţia de erori care pot apare în câmpul de informaţie. Validarea integrităţii datelor utilizatorului este realizată la destinaţie.

Page 47: 2_Bazele comunicatiei digitale

ATM = Asynchronous Transfer Mode

1.

Informaţiile, indiferent de tipul lor, sunt transmise prin intermediul celulelor ATM(53 octeţi).

ATM poate fi folosit pentru orice tip de comunicaţie: - voce, - video, - date, - multimedia.

ATM este folosit în reţelele de bandă largă B-ISDN.

ATM asigură controlul QoS

Page 48: 2_Bazele comunicatiei digitale

CSN şi PSN.

k x z Vo ic e

CSN = Circuit Switching Network

Vocea este transmisă în PSTN sub formă digitală prin multiplex TDM.

PSN = Packet Switching Network

In reţeaua IP vocea este transmisă sub formă de pachete de date

Server

IBM compatible

Page 49: 2_Bazele comunicatiei digitale

Cap.2 Bazele transmisiei digitale

Intrebări

1. Cum se realizează conversia analog-digitală a semnalului vocal

2. Cum se realizează conversia digital-analog a semnalului vocal

3. Care este rolul eşantionării

4. Ce este cuantizarea neuniformă.

5. Care este debitul binar necesar transmisiei semnalului vocal pentru o codare G.711

6. Care este numărul de canale telefonice transmise prin cadre primare E1 de 2048 kbps

7. Care este debitul asociat unui canal telefonic în GSM

8. Care este debitul semnalului vocal pentru o codare G.723.1

Page 50: 2_Bazele comunicatiei digitale

Cap.2 Bazele transmisiei digitale

Intrebări

9. Dece este necesara compresia semnalului vocal in GSM?

10. Dece este necesara compresia semnalului vocal in VoIP?

11. Care este efectul compresiei asupra QoS?

12. Definiti modul de transfer sincron

13. Care sunt ierarhiile PDH si SDH?

14. Definiti modul de transfer asincron.

15. Care este structura pachetelor transmise prin reteaua ATM?

16. Definiti reteaua cu comutatie de circuite (CSN).

17. Definiti reteaua cu comutatie de pachete (PSN).


Recommended