ARGUMENTTelecomunicaiile sunt un domeniu al civilizaiei i mai ales al economiei moderne. Datorit tehnologiei avansate se poate comunica de la orice distan, din orice punct al globului. Lumea modern se bazeaz foarte mult pe telecomunicaii, deci ele sunt un element component al societii contemporane.Tema aleas, Tehnici de Transmisiuni Digitale, are ca scop atingerea standardelor curriculare solicitate de specializarea pe care am fcut-o n liceu contribuind astfel la o bun formare profesional n domeniu.Un semnal electric este numit analogic cnd este proporional cu mrimea fizic pe care o reprezint semnalul electric (ex.: curentul general de microfon este un semnal analogic, care este permanent proporional cu presiunea acustic exercitat asupra membranei microfonului).Un semnal electric este digital dac este compus dintr-o succesiune de simboluri, fiecare simbol putnd lua o valoare dintr-un numr finit de valori posibile (ex. un semnal telegrafic poate fi compus dintr-o succesiune de simboluri binare, care pot avea una din dou valori posibile: prezent sau absent de semnal).n fiecare zi se descoper ceva nou Mai ales ntr-un domeniu att de vast ca al telecomunicaiilor. Ele sunt vitale pentru omul din societatea de astzi. Toat lumea are telefon mobil- acest lucru spune multe despre nevoia de comunicare a oamenilor. n anii ce urmeaz, putem fi siguri c telecomunicaiile se vor dezvolta substanial de mult, deoarece tehnologia avanseaz.- 1 -

Tehnici de transmisiuni digitaleTEHNICI DE TRANSMISIUNI DIGITALE. SEMNALE ANALOGICE SI DIGITALE.Un semnal electric este numit analogic cnd este proporional cu mrimea fizic pe care o reprezint semnalul electric (ex.: curentul general de microfon este un semnal analogic, care este permanent proporional cu presiunea acustic exercitat asupra membranei microfonului).Un semnal electric este digital dac este compus dintr-o succesiune de simboluri, fiecare simbol putnd lua o valoare dintr-un numr finit de valori posibile (ex. un semnal telegrafic poate fi compus dintr-o succesiune de simboluri binare, care pot avea una din dou valori posibile: prezent sau absent de semnal).

Fiecare simbol al unui semnal digital poate fi el o cantitate de care depinde de numrul m devalori posibile ale simbolului:- 2 -

Tehnici de transmisiuni digitaleq = log 2 m [baud]Cantitatea de informaie q pentru m=2 corespunde unui simbol binar. Unitatea de msur pentru semnale binare poart numele de bit.Viteza de transmisie (rata de transfer) reprezint numrul de simboluri binare transmise ntr-osecund i se exprim n biti/s (bps).Semnalele digitale au fa de semnalele analogice avantajul de a fi simple i rezistente la perturbaii. De asemenea utilizarea acestor semnale este favorizat de progresele deosebite nregistrate de tehnologia componentelor digitale cu integrare foarte larg, care permite obinerea de echipamente performane i economice.n prezent se utilizeaz la scar larg transmiterea n reeaua de telecomunicaii a semnalelor digitale, astfel ca dac semnalul sursei este de tip analogic, este necesar conversia lui n semnal digital, conversie realizat fie direct n terminalul abonatului, fie n circuitul de interfa cu linia analogic a abonatului. La destinaie se va realiza conversia digital-analogic pentru reconstituirea semnalului analogic al sursei.I. TEHNICI DE MODULAIE 1 MULTIPLEXAREA SEMNALELORModulaia este un proces n care un parametru care caracterizeaz un semnal purttor (amplitudine, frecven, faz) este modificat de un semnal de modulaie, astfel nct parametrul modulat urmrete fidel forma semnalului de modulaie, rezultnd modulaie de amplitudine, de frecven sau de faz ( MA, MF, M0 ).O reea telefonic eficient economic va realiza transmisia unui numr ct mai mare de canale de comunicaie pe acelai suport fizic ( cablu, fibr optic ).Se pot folosi n acest scop mai multe metode de multiplexare: multiplexarea cu diviziune n frecven ( FDM ) sau multiplexarea cu diviziune n timp ( TDM ), multiplexare combinat FDM iTDM, CDMA ( Code Division Multiple Access ), DMT ( Discrete MultiTone ).- 3 -

Tehnici de transmisiuni digitaleI. 1. FDM (Frequency Division Multiplexing)Pentru multiplexarea n frecven se realizeaz o divizare a unei benzi de frecven larg n benzi de frecven de 4 KHz fiecare, necesare transmiterii de semnale vocale.

- 4 -

Tehnici de transmisiuni digitale

Semnalul vocal al unei ci telefonice este translatat ntr-o band de frecven de 4 KHz, prin folosirea modulaiei n amplitudine i filtrarea unei benzi laterale. Fiecare cale telefonic are asociat o sub band de 4 KHz n banda de frecven folosit pentru transmisie. n figur este prezentat un exemplu de multiplexare a 3 ci telefonice n banda de frecven 250 Hz. La recepie este necesar translaia benzii de frecven, asociat benzii telefonice, n banda 0-4 KHz i filtrarea semnalului pentru reconstruirea semnalului vocal.I.2. TOM (Time Division Multiplexing)Multiplexarea cu diviziune n timp poate fi realizat n transmisiile sincrone prin realizarea unei multiplexor n timp a canalelor de comunicaii. Informaiile vocale sunt transmise prin intermediul unor coduri numerice asocate eantioanelor de semnal cu frecvena de 8 KHz ( perioada T=125 s ).O perioad este divizat n subdiviziuni numite canale temporale ( CT ). Un canal temporal poate fi asociat unui canal de comunicatii, astfel ca se poate realiza multiplexarea unui numr de canale de comunicaii egal cu numrul de subdiviziuni de timp dintr-o perioad de 125 s. n figureste prezentat principiul de realizare a multiplexrii n timp pentru 32 canale temporale.- 5 -

Tehnici de transmisiuni digitale

Echipamentele de telecomunicaii pot folosi multiplexarea cu diviziune n timp de tip MIC ( modulaia impulsurilor n cod ) sau PCM ( Pulse Code Modulation ).Poate fi folosit de asemenea o multiplexare combinat n timp i n secven.II. MODULAIA IMPULSURILOR N COD ( PCM = PULSE CODE MODULATION )Sistemele digitale de telecomunicaii realizeaz conversia semnalelor analogice n semnale digitale la transmisie i conversia semnalelor digitale n semnale analogice la recepie.Principiul realizrii acestor conversii este reprezentat n figur

- 6 -

Tehnici de transmisiuni digitaleII.1. Conversia analog digitalPentru a transforma un semnal analogic n semnal digital, folosind MIC ( PCM ), este necesar s efectum eantionarea semnalului analogic, cuantizarea i codarea eantioanelor de semnal.Soluiile care fac conversia semnal optic - tensiune (Light-to-Voltage Converter LTV) marca TAOS combin o fotodiod i un amplificator de transimpedan ntr-un singur circuit integrat monolitic. Gama de dispozitive LTV asigur o tensiune de ieire analogic liniar proporional cu intensitatea luminoas care este apoi furnizat unui CAN pentru procesare digital. Aceast ieire poate fi conectat direct la un CAN pentru procesare digital, la un comparator cu histerezis sau ctre altecircuite analogice pentrufiltraresau procesare suplimentar. Senzorii LTV convertesc intensitatea luminii ntr-un format digital pentru o interfaare direct la un microcontroler sau un procesor de semnal digital (DSP).Aplicaii uzuale constau n detecia de schimbri brute ale intensitii imaginilor, detecia de nivel lichid, recunoaterea caracterelor optice, msurarea obiectelor i spectroscopie n aplicaii precum: copiatoare, scanere de documente, automobile i echipamente medicale.II.1.1. EantionareaEantionarea este procesul prin care un semnal electric continuu n timp este nlocuit prin impulsuri echidistante n timp a cror amplitudine este egal sau proportional cu amplitudinea semnalului continuu detectat la momentele respective. Numim aceste impulsuri eantioane, iar intervalul de timp T dintre eantioane va fi numit perioada de eantionare.Frecvena de eantionare se noteaz cu fT i este egal cu 1/T.Teorema eantionrii arat c un semnal continuu, cu spectrul de frecven limitat la o frecven maxim fM, este complet definit de eantioanele lui dac frecvena de eantionare este mai mare sau cel puin egal cu dublul frecvenei fM .Dac se respect teorema eantionrii, este totdeauna posibil ca din succesiunea de eantioane- 7 -

Tehnici de transmisiuni digitales refacem semnalul analogic n receptorul de semnal. Spectrul semnalului eantionat pstreaz o component de joas frecven identic (dar atenuat) cu a semnalului transmis, care poate fi uorseparat printr-o filtrare cu filtru trece jos (figura.).

Spectre de frecventa pentru semnalul vocal A i semnalul eantionat Ae. Pentru separarea corect a semnalului util este ns necesar ca:astfel nct componenta spectral de joas frecven i prima band lateral inferioar s nu sentreptrund.Cunoscnd c banda de frecven vocal este 0,3 - 3,4 KHz, s-a ales prin norme internaionale o frecven de eantionare pentru telefonie de 8 KHz, deci o perioada de eantionare de 125 sec.Deoarece durata eantioanelor este mult mai mic dect perioada de eantionare, rezult c timpul rmas disponibil ntre eantioanele unui semnal poate fi folosit pentru transmiterea de eantioane pentru alte canale telefonice, obinndu-se n acest fel o multiplexare cu diviziune n limp asemnalelor cu modulatia impulsurilor n amplitudine ( MIA sau RAM /Pulse Amplitude Modulation ).- 8 -

Tehnici de transmisiuni digitale

II.1.2. CuantizareaPrin cuantizare se nelege procesul prin care se realizeaz asocierea amplitudinilor posibile ale eantioanelor la un numr finit de valori discrete.ntregul domeniu de valori posibile pentru amplitudinea semnalelor este divizat ntr-un numr finit de intervale de cuantizare. Toate amplitudinile cuprinse ntre dou nivele de decizie primesc valoarea nivelului de reconstrucie respectiv. ntre cele dou nivele de decizie se afl un nivel de reconstrucie, situat la egal distan de cele dou nivele de decizie asociate. Rezult c prin acest proces se nregistreaz introducerea unei erori n procesul de reconstrucie a semnalului sursei, care are caracterul unui zgomot, numit zgomot de cuantizare.Zgomotul de cuantizare este inevitabil, dar el trebuie meninut la nivele ct mai mici posibile, pentru a fi practic insesizabil de participanii la convorbire.Distorsiunea de cuantizare se poate reduce dac este mrit numrul de intervale de cuantizare pentru realizarea unei cuantizri fine, n acest sens exist anumite limite impuse de realizarea economic a echipamentului care realizeaz cuantizarea. Un compromis acceptabil ntre costul i calitatea comunicaiei se obine dac se realizeaz cuantizarea cu 256 nivele de cuantizare, dintre care128 sunt nivele pozitive i 128 sunt nivele negative.- 9 -

Tehnici de transmisiuni digitaleSe constat c raportul semnal/eroare de cuantizare este variabil, dac se folosete o cuantizare uniform, defavorizate fiind semnalele de amplitudini mici pentru care eroarea este foarte mare n comparaie cu valoarea semnalului util.

Pentru a asigura un raport semnal/eroare de cuantizare independent de valoarea semnalului, poate fi folosit cuantizarea neuniform, care asigur:intervale de cuantizare mici pentru semnale de amplitudini mici;intervale de cuantizare mari pentru semnale de amplitudini mari.Cuantizarea neuniform este specificat fn Rec.G.711 ITU-T sub form de caracteristici, care pot fi:o caracteristica cu 13 segmente ( legea A de cuantizare pentru sistemele PCM 30, utilizate n Europa );o caracteristica cu 15 segmente ( legea n de cuantizare pentru sistemele PCM24, utilizate n SUA i Japonia ).Legea A de cuantizare, utilizat n Europa, definete 7 segmente n domeniul valorilor pozitive- 10 -

Tehnici de transmisiuni digitalei 7 segmente n domeniul valorilor negative. Segmentele asociate originii sunt combinate ntr-un singur segment liniar.

Operaia care permite realizarea cuantizrii neuniform se numete compandare. La recepie este necesar s se efectueze operaia inverse numit expandare.Prin eantionare, compresie i cuantizare se transform semnalul analogic ntr-o succesiune de eantioane, fiecare eantion avnd o valoare dintr-un total de 256 valori posibile.- 11 -

Tehnici de transmisiuni digitaleII.1.3. CodareaSemnalul cu modulaia impulsurilor n cod se obine prin codarea valorilor asociate eantioanelor de semnal.Codul este format din 8 simboluri binare ( bii ), din care primul bit indic semnul ( "1" pentru valori pozitive ), iar ceilali 7 exprim n cod binar valoarea absolut a numrului ntreg cuprins ntre 0i 127.Rezult c fiecare eantion poate fi reprezentat printr-un cuvnt binar de 8 bii ( octet sau byte). Prin modulaia impulsurilor n cod se obine transformarea semnalului telefonic analogic ntr-un semnal digital binar cu viteza de transmisie de 64 Kbit/s ( 8 KHz x 8 biti = 64 Kbit/s ).

II.1.4. Multiplexarea semnalelor MICn transmisiile sincrone, o perioad asociat unui ciclu cu durata de 125 usec ( frecvena 8KHz) este divizat n canale temporale ( CT ) n care se pot transmite succesiv semnalele MICaparinnd diferitelor ci telefonice.Multiplexarea canalelor temporale se realizeaz electronic, prin utilizarea de multiplexoare, care conecteaz succesiv intrrile spre suportul fizic de transmisie comun.Considernd c ntr-o perioad de 125 usec (8 KHz) numrul de canale temporale ( CT ) este egal cu 32, rezult c pe suportul fizic se transmite un semnal digital cu rata binar de 2048 Kbit/s:32 CT x 8 KHz x 8 biti/CT = 2048 Kbit/s.- 12 -

Tehnici de transmisiuni digitaleII.2. Conversia digital - analogicII.2.1. Regenerarea i demultiplexareaLa recepie este necesar regenerarea semnalului digital, separarea semnalelor recepionate n CT diferite i dirijarea acestora spre ieiri diferite, operaie realizat prin utilizarea unui demultiplexer electronic, care este sincronizat cu multiplexorul de la emisie, pentru a asigura separarea corect a octeilor canalelor temporale.

Pentru obinerea sistemelor digitale cu diviziune n timp, este necesar utilizarea la emisie a unui multiplexor (MX), iar la recepie a unui demultiplexer (DMX).II.2.2. Decodarea i expandareaReceptorul de semnal trebuie s aloce fiecrui cuvnt binar MIC recepionat un semnal cu amplitudinea corespunztoare nivelului de decizie asociat eantionului la emisie. Se obine n acest fel decodarea semnalului binar n semnal MIA.Avnd n vedere c la emisie s-a realizat o compresie a semnalului analogic, rezult c la recepie este necesar o expandare.Datorit unui filtru capacitiv la ieirea decoderului, semnalul obinut prin decodare este un semnal treapt, valoarea unui eantion de semnal fiind remorat pn la regenerarea urmtoruluieantion de semnal.- 13 -

Tehnici de transmisiuni digitaleII.2.3. Reconstrucia semnalului analogic

Reproducerea semnalului analogic transmis de sursa de semnal, se obine prin fillrarea cu un filtru trece jos a semnalului treapt obinut prin memoria capacitiv asociat decoderului.III. Organizarea multiplexului digital de ordinul 1 ( primar )Avnd n vedere c reeaua modern de telecomunicaii este o reea digital, va fi prezentat structura multiplexului de ordinul I numit multiplex primar de 2048 kbps, bazat pe MIC /modulaia impulsurilor n cod/ (PCM /Pulse Code Modulation/).ntr-un multiplex primar PCM 30, un cadru de 125//S conine 32 canale temporale (CT).Fiecare canal temporal conine un cuvnt de 8 bii. Debitul binar al multiplexului primar este 8 kHz *32 CT * 8 bii/CT = 2048 Kbps. Debitul binar pe fiecare cale a multiplexului primar este de 8 kHz * 8 bii/CT = 64 Kbps.Canalele temporale sunt numerotate de la 0 la 31.Canalul temporal 0 este destinat sincronizrii 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 depesc 64 kbps.- 14 -

Tehnici de transmisiuni digitaleCanalul temporal 0 este folosit pentru controlul sincronizrii cadrelor MIC i are continutul prezentat n tabelul de mai jos.

Tabel. Coninutul canalului temporal 0Notaiile folosite n tabel au urmtoarele semnificaii:- RJA = 1 n caz de alarm distant (Remote Jonction Alarm)- S4 -s-SS = bii rezervai pentru utilizri naionale (1 dac nu sunt folosii)- X = bit CRC (Cyclic Redundancy Check)- Y = semnal CRC pentru multicadru

- 15 -

Tehnici de transmisiuni digitaleMultiplexarea mesajelor de semnalizare pe canal individual, se realizeaz prin utilizarea unui multi-cadru format din 16 cadre primare, astfel c durata unui multicadru este de 125//S x 16=2ms. Frecvena de transmitere a multicadrelor este de 500 Hz (1 / [2 x 10 "3 ]).Semnalizrile n afara benzii vocale asociate unei ci de comunicatie ( semnalizare pe canal asociat ) se transmit prin CT16 al celor 16 cadre primare din multicadru, care au rezervate pentru fiecare cale de comunicaie cte 4 bii de semnalizare, transmii cu perioada de 16 x 125 A/sec = 2 msec ( 500 Hz ) (rata de transmisie este de 4 bii/canal de semnalizare x 500 Hz = 2000 bps).Sincronizarea multicadrului este realizat prin cuvntul de 8 bii coninut n din cadrul 0 al multicadrului (0 0 0 0 R A R R), unde A este bit de alarm de ieire din sincronism al multicadrului n unitatea distant, iar R este bit de rezerv pentru utilizare naional. Cadrul 1 al multicadrului, conine n octetul din C cuvintele de semnalizare formate din 4 bii (a,b,c,d) pentru cile de comunicaie care au asociate CT i CTiy. n mod similar, CT-6 din celelalte cadre ale multicadrului conin cuvintele de semnalizare de 4 bii (a b c d) asociate celorlalte canale de comunicaie, aa cum rezult din figur.IV. DPCM ( DIFFERENTIAL PULSE CODE MODULATION )Datorit dezvoltrii circuitelor VLSI, a fost posibil dezvoltarea unor noi tehnici de codare a vocii, care au permis reducerea debitului binar pe cale oral de la 64 kbit/s la 32, 16 sau 8 kbit/s.Aceste tehnici au permis o mrire de transmisie a vocii.

- 16 -

Tehnici de transmisiuni digitale

DPCM ( Differential PCM ) folosete observaia ca eantioanele adiacente au un grad mare de corelare, astfel ca diferena ntre amplitudinile a dou eantioane succesive este relativ mic.Informaia digital este obinut prin aflarea diferenei ntre amplitudinile a dou eantioane succesive n locul sodrii valorii absolute a eantioanelor de semnal. Aceasta permite reducerea ruitelor de codare asociate eantioanelor de la 8 bii la 4 bii.ADPCM (Adaptive Differential Pulse Code Modulation), standardizat jrr Rec. ITU-T G.726, permite transmiterea vocii cu o minim descretere a artatii, folosind o rat de transfer de 16, 24, 32 sau 46 kbit/s pe cale vocal.V. Codare videoTransmisia imaginilor mobile este un serviciu isocron sensibil la variaiile de ntrziere. Pentru comunicaiile TV de nalt calitate, variaia maxim admis ntrzierii poate fi maxim cteva milisecunde, iar pentru comunicaiile video intertactive aceste variaii ale ntrzierii nu trebuie s depeasc 150 msec.Cantitatea de informaie de transmis este foarte mare, ceea ce nseamn un timp mare de transmitere a acesteia. Se impune deci o compresie i o codare a informaiilor video nainte detransmiterea lor prin reteaua de tecomunicaii.- 17 -

Tehnici de transmisiuni digitale

VI. MODULAIA N CUADRATUR( QAM = QUADRATURE AMPLITUDE MODULATION )VI.1. Modulaia n amplitudineUn proces de modulaie n amplitudine se bazeaz pe relaia:banda de baz.

unde p este frecvena purttoare i x(t) esle semnalul n- 18 -

Tehnici de transmisiuni digitale

n urma procesului de modulaie rezult cu un spectru dublu fa de spectrul semnalului modulator s1, situat de o parte i de alta a frecvenei purttoare.VI.2. QAM = Quadrature Amplitude ModulationRedundana modulaiei cu dubla band lateral poate fi eliminat prin modularea a dou purttoare ortogonale ( defazate cu 90 ) cu dou semnale independentE. Acestea sunt derivate din semnalul de date, printr-o conversie serie - paralel avnd ca rezultat reducerea la jumtate a vitezei fiecrui semnal. Cele dou semnale sunt transmise independent cu o vitez V/2, iar la origine sunt recompuse pentru a reconstitui semnalul de la emisie. Lrgimea semnalelor modulate este jumtate dincea ocupat prin procesul ecuaie cu purttoare unic. la recepie se obine:

- 19 -

Tehnici de transmisiuni digitaleVI.3. Modulaia ortogonal cu purttori multipli (OQAM)FDM este o tehnic care utilizeaz un numr de subcanale de band ngust cu repartiie n frecven.

Semnalele de modulaie sunt derivate din semnalul digital serie, printr-o conversie serie- paralel. Fiecare semnal paralel de vitez mic moduleaz cte o purttoare, dup care semnalul modulat este nsumat cu celelalle N-1 semnale similare ntr-un semnal unic FDM.Avantajele oferite de tehnica FDM sunt urmtoarele:- deoarece canalele sunt de band ngust, efectele distorsiunilor de atenuare i timp de propagare de grup sunt neglijabile;- influena zgomotelor este mic dac acestea nu sunt zgomote de band ngust.Fiecare canal este constituit din dou subcanale cu viteza b/2, modulate n cuadratur, adic nmulite cu sin p1t , respectiv cos p1t, i apoi nsumate, rezultnd o vitez pe fiecare canal. ntre canalele celor dou subpurttoare se introduce o ntrziere T/2 ( T durata unui element de semnal ), dup urmtoarea regul:

- pe canalele impare, ntrzierea se introduce pe canalul modulat cu sin copit,- 20 -

Tehnici de transmisiuni digitale- pe canalele pare, ntrzierea se introduce pe canalul modulat cu cos topit.n acest fel se asigur ortogonalitatea ntre canalele adiacente, eliminndu-se diafonia dintre canalele adiacente.Ortogonalitatea face ca sistemul OQAM s fie, din punct de vedere spectral, cel mai eficient din clasa sistemelor cu diviziune n frecven.VII. TEHNICA DE MODULAIE DMT (DISCRETE MULTI-TONE)Modulaia DMT se bazeaz pe divizarea unei lrgimi de band ntr-un set de canale paralele independente. Fiecare subcanal este evaluat din punct de vedere cantitativ prin raportul semnal/zgomot, pentru a-i aloca numrul cel mai adecvat de bii. n acest fel, sistemul DMT realizeaz o optimizare a performanelor canalului utilizat, pe baza alocrii selective a biilor de informaie pentru fiecare canal.DMT transmite un spectru variabil n timp, optimizat n raport cu funcia de transfer i spectrul zgomotului pentru fiecare canal. Acest tip de modulaie (DMT) este folosit de modemul ADSL (Asynchronous Digital Subscriber Line) n reeaua de acces pe linia de abonat. Exist un modem ADSL n unitatea de transmisie distant (ATU-C ADSL Transmmision Unit- Remote) si o unitate de transmisie central (ATU-C = ADSL Transmmision Unit- Central Office)Conceptul de baz al DMT este ilustrat prin 3 exemple n figur.

n fiecare caz, se iniiaz prin ATU-C transmiterea de tonuri downstream. ATU-R msoar- 21 -

Tehnici de transmisiuni digitalecalitatea fiecruia din aceste tonuri i decide dac un ton are o calitate corespunztoare pentru transmitere i dac rspunsul este afirmativ se decide cte date se asociaz acestui ton. Aceast procedur asigur creterea performanei transmisiei si minimizarea probabilitii de erori de bit n transmisie.

n figur se prezint modul de utilizare a modulaiei DMT pe o linie telefonic realizat cu o pereche de cablu de cupru torsadat.

Transformatorul de cuplare elimin componenta continu, iar linia introduce o atenuare care crete cu frecvena. Mrimea atenurii depinde de lungimea liniei telefonice. Prin msuratori se decide distribuia optim a biilor, care este prezentat n diagrama din dreapta. La frecvene mai mari se vor asocia mai puini bii pe ton datorit atenurii mai mari la aceste frecvene.Distribuia biilor urmrete caracteristica de transmisie.n figur se detecteaz un semnal perturbator radio i se decide c frecvena respectiv definitn TMD s nu fie folosit pentru transmisie n acces ADSL.

La transmisie (figura), datele moduleaz purttoarele p0. pi. . . pn-i., unde n este numrul de subcanale independente. Semnalele modulate sunt nsumate i transmise pe canalul comun. La recepie, semnalul este demodulat cu ajutorul purttorilor p0. pi. . . pn-i-, pentru separarea semnalelor transmise prin canalele paralele independente.n figur se prezint raportul semnal/zgomot ( SNR ) n funcie de frecven msurat n sensul- 22 -

Tehnici de transmisiuni digitaleupstream i downstream.

Pentru cele 270 de tonuri cu frecvene de 4,3 + n x 4,3 kHz, unde n ia valori ntre 1 si 270, se prezint n figur numrul de bii care moduleaz fiecare ton, innd seama de caracteristica SNR msurat pe linia telefonic.La baza procesului de modulare i demodulare st transformat Fourier rapid invers ( IFFT = Inverse Fast Fourier Transform ), respectiv transformat Fourier rapid ( FFT = Fast Fourier Transform), ceea ce permite simplificarea substantial a complexitii implementrii funciilor de modulare-demodulare.

Avantajele oferite de tehnica DMT sunt urmtoarele:- o bun imunitate la zgomot,- adaptare permanent a debitului pe fiecare subcanal, n funcie de posibilele surse discrete de perturbaii existente n banda utilizat sau de alte imperfeciuni (creterea atenurii cu frecvena, prezena derivaiilor, diafonia, etc.)- complexitate redus de implementare.VIII. MODURI DE TRANSFER PENTRU SEMNALELE DIGITALESemnalele digitale pot fi tratate n sistemele de comutaie i de transmsie n mod sincron (STM= Synchronous Transfer Mode) sau n mod asincron ( ATM = Asynchronous Transfer Mode ).- 23 -

Tehnici de transmisiuni digitaleVIII.1. STM - mod de transfer sincron (Synchronous Transfer Mode)Sistemele cu mod de transfer sincron ( STM ) utilizeaz transmisii bazate pe ierarhii digitale plesiocrone ( PDH - Plesiochronous Digital Hierarchy ) sau ierarhii digitale sincrone ( SDH - Synchronous Digital Hierarchy ). Informaia transmis este organizat n cadre de semnal digital n PDH sau n cadre SDH.PDH utilizeaz semnale digitale care sunt organizate n cadre periodice cu period fix de 125 psec. n multiplexul de ordinul 1 (primar) fiecare cadru este divizat n 32 de canale temporale ( CT ) egale ca durat, fiecare CT permind transmiterea unui octet de informaie. Transmiterea cadrelor este sincron. Sincronizarea este asigurat prin CT0 care marcheaz de asemenea i nceputul cadrului. n interiorul cadrului, identificarea unui CT este realizat prin poziia acestuia n raport cu CT0.Pentru fiecare conexiune se realizeaz o alocare fix a unui CT ( canal temporal ), prin care se transmit periodic informaiile. Rutarea este implicit, fiecare linie depinde de numrul CT alocat n interiorul cadrului pentru conexiune. Poate asigura conectarea informaiei dintr-un CT al unei intrri n oricare dintre ieiri. Rezult c traseul de conexiune dintre dou este definit de succesiunea de CT ( ci temporale ) alocate n temporale ntre nodurile de comutaie care particip la conexiune. Aceast tehnic numit conexiune n mod circuit, asigur utilizatorului o cale de reea cu debit fix de 64 Kbit/s ( 8 biti / 125 sec ).

Pentru a facilita structurarea interconectrii reelelor, ITU-T a comandat o ierarhizare a multiplexurilor digitale sincrone n mai multe niveluri. Ierahiile digitale plesiocrone standardizateprin norme internaionale, se obin prin multiplexarea canalelor temporale de 64 Kbit/s (cuvinte de 8- 24 -

Tehnici de transmisiuni digitalebii ) transmise periodic cu perioada de 125 sec [frecventa de 8 KHz]).Pentru Europa a fost adoptat ca multiplex primar, multiplexul de 2048 kBits/s ( Rec.G.732ITU-T ). lerarhia digital plesiocron definite pentru Europa conine 4 nivele. Multiplexul de ordin Nse obine prin multiplexarea semnalelor are patru multiplexuri de ordin imediat inferior N-1. Pentru Europa, ierarhia digital plesiocron include urmtoarele patru nivele:- E1: 2.048 Kbit/s (32 x 64 Kbit/s), - E2: 8.448 Kbit/s (4xE1),- E3: 34.368 Kbit/s (4 x E2), - E4: 139.264 Kbit's (4 x E3). Pentru SUA, ierarhia digital plesiocron include urmtoarele nivele:- T1: 1544 Kbit/s (24 x 64 Kbit/s), - T2: 6.312 Kbit/s (4xT1)- T3: 44.736 Kbit/s ( 7 x T2)- T4: 139.264 kbit/s ( 3 x T3)Pentru Japonia sunt folosite patru nivele n ierarhia digital plesiocron:- D1: 1544 Kbit/s (24 x 64 Kbit/s), - D2: 6.312 Kbit/s (4xD1)- D3: 32.064 Kbit/s ( 5 x D2) - D4: 97.728 Kbit/s ( 3 x D3)lerarhia plesiocron de ordinul superior se obine prin utilizarea unei cascade de multiplexuri (2-8, 8-34, 34-140), fiecare schimbare de frecven necesitnd apel la funcii analogice de sincronizare. Pentru extragerea unui canal temporal sau a unui multiplex de ordin inferior din multiplexul de ordin superior este necesar demultiplexarea pn la nivelul 1 pentru un canal temporal sau pn la nivelulmultiplexului solicitat.

- 25 -

Tehnici de transmisiuni digitalePentru ierarhia SDH au fost standardizate urmtoarele niveluri:- STM-1: 155 Mbit/s - STM-4: 622 Mbit/s-STM-16:2,5Gbit/s - STM-64: 10Gbit/sVIII.2. ATM - mod de transfer asincron (Asynchronous Transfer Mode)Transmisia asincron este folosit n reelele cu comutaie de pachete (ex. reteaua IP) sau comutaie de celule de date (B-ISDN bazat pe ATM).Tehnologia ATM consider linkul ca un mediu prin care pachetele de date sau celulele cu informaii pot fi transmise asincron. Fiecare celul conine explicit informaia de rutare n headerul(antetul) asociat.

- 26 -

Tehnici de transmisiuni digitaleCelulele, care provin de la canale diferite, conin informaii de rutare n reader i pot traversa linkul ntr-o ordine arbitrar, permin o multiplexare satisfctoare a canalelor ATM. Celulele sau pachetele care aparin aceleiai conexiuni pot fi transmise la intervale neregulate.Modul de transfer asincron (ATM /Asynchronous Transfer Mode/) constituie modul de transfer pentru comutaia i transportul informaiei pentru reeaua ISDN de band larg (B-ISDN = Broadband Integrated Service Digital Network). Indiferent de natura informaiei transmise, aceasta este divizat n celule de lungime fix (53 octei), care sunt transmise prin reeaua de telecomunicaii.VIII.3. Structura celulei ATMO celul ATM are o lungime fix de 53 octei, din care 48 octei reprezint informaia util de transmis i 5 octei pentru antet ( header ). Alegerea unei structuri de lungime fix permite realizarea unei procesri rapide a celulei, operaie realizat hardware.Antetul ( headerul ) celulei ATM este structural n mai multe cmpuri.Funcia principal a antetului celulei este aceea de a identifica conexiunea i de a dirija celula de la punctul de origine la punctul de destinaie. Informaia de rutare este continut n identificatorul cii virtuale VPI ( Virtual Path Identity ) i n identificatorul canalului virtual VCI ( Virtual Channel Identity ). Aceste dou cmpuri identific o conexiune specific ATM. Toate celulele care aparin unei conexiuni au aceleai valori pentru VPI i VCI. Informaia antetului lui este protejat printr-o sum de verificare care este coninut n cmpul HEC ( Header Error Control ), astfel c pot fi detectate erorile care apar n transmiterea antetului. Valorile VPI i VCI au semnificaie local ( ntre dou puncte de comutaie ), astfel c valorile lor se pot schimba cnd celula este transmis prin reea. n consecin i HEC trebuie recalculat n fiecare punct de comutaie. HEC nu poate fi folosit pentru detecia de erori care pot apare n cmpul de informaie. Validarea integritii datelor utilizatorului este realizat ladestinaie.- 27 -

Tehnici de transmisiuni digitale

- 28 -

Tehnici de transmisiuni digitaleCUPRINSArgumentTEHNICI DE TRANSMISIUNI DIGITALE. ................................................................................................................ - 2 - SEMNALE ANALOGICE SI DIGITALE. ..................................................................................................................... - 2 -I. TEHNICI DE MODULAIE 1 MULTIPLEXAREA SEMNALELOR .....................................................................- 3 -I. 1. FDM (Frequency Division Multiplexing) ............................................................................................................ - 4 - I.2. TOM (Time Division Multiplexing)....................................................................................................................... - 5 -II. MODULAIA IMPULSURILOR N COD ( PCM = PULSE CODE MODULATION ) ............................................- 6 - II.1. CONVERSIA ANALOG DIGITAL ..............................................................................................................................- 7 -II.1.1. Eantionarea.................................................................................................................................................... - 7 - II.1.2. Cuantizarea ..................................................................................................................................................... - 9 - II.1.3. Codarea .......................................................................................................................................................... - 12 - II.1.4. Multiplexarea semnalelor MIC...................................................................................................................... - 12 -II.2. CONVERSIA DIGITAL - ANALOGIC .........................................................................................................................- 13 -II.2.1. Regenerarea i demultiplexarea ..................................................................................................................... - 13 - II.2.2. Decodarea i expandarea .............................................................................................................................. - 13 - II.2.3. Reconstrucia semnalului analogic................................................................................................................. - 14 -III. ORGANIZAREA MULTIPLEXULUI DIGITAL DE ORDINUL 1 ( PRIMAR ) ..........................................................................- 14 - IV. DPCM ( DIFFERENTIAL PULSE CODE MODULATION ) .................................................................................- 16 - V. CODARE VIDEO ...........................................................................................................................................................- 17 -VI. MODULAIA N CUADRATUR ........................................................................................................................- 18 - ( QAM = QUADRATURE AMPLITUDE MODULATION )........................................................................................- 18 -VI.1. Modulaia n amplitudine ................................................................................................................................. - 18 - VI.2. QAM = Quadrature Amplitude Modulation ..................................................................................................... - 19 - VI.3. Modulaia ortogonal cu purttori multipli (OQAM) ..................................................................................... - 20 -VII. TEHNICA DE MODULAIE DMT (DISCRETE MULTI-TONE) .......................................................................- 21 - VIII. MODURI DE TRANSFER PENTRU SEMNALELE DIGITALE ........................................................................- 23 -VIII.1. STM - mod de transfer sincron (Synchronous Transfer Mode)...................................................................... - 24 - VIII.2. ATM - mod de transfer asincron (Asynchronous Transfer Mode) ................................................................. - 26 - VIII.3. Structura celulei ATM.................................................................................................................................... - 27 -CuprinsBibliografie- 29 -

Tehnici de transmisiuni digitaleBIBLIOGRAFIE1. Rdulescu, T. Reele de telecomunicaiiEditura Thalia, 20052. www.eed.usv.ro3. www.ro.wikipedia.org4. www.el.el.obs.utcluj.ro5. www.radioamator.ro/articole6. www.vegaunitbv.ro- 30 -

Tehnici de transmisiuni digitale