Modulația impulsurilor în cod. ierarhia digitală plesiocrona - PDH

Modulaţia impulsurilor în cod. Ierarhia digitală plesiocronă – PDH

1. Introducere

Tehnica PCM (Pulse Code Modulation): se bazeaza pe codificarea digitala logaritmica a semnalului audio, tinand cont de faptul ca perceptia sunetelor de catre urechea umana se face tot printr-o relatie logaritmica. Transformarea permite ca cei 8 biti/esantion obtinuti la iesire sa acopere un domeniu dinamic echivalent cu 14 biti/esantion in cazul unei codificari liniare a sunetului. Codificarea se face prin implementarea asa-numitelor "legea miu" - in Statele Unite si Japonia, si "legea A" - in Europa.

In practica acest lucru se face in doua etape:

1). compresie domeniu printr-o tranformare neliniara dupa legea “A” sau “miu”;

2). Cuantizare liniara dupa tehnica PCM, fiecare eşantion fiind pus în corespodenţă cu un cuvânt de simboluri binare de lungime n.

Semnalul analog este proportional cu marimea fizica pe care o reprezinta semnalul electric (semnalul de vorbire este permanent proportional cu presiunea acustica exercitata asupra membranei microfonului).

Un semnal electric digital este compus dintr-o succesiune de simboluri, fiecare simbol putand avea un numar finit de valori posibile (semnalul telegrafic, poate fi compus dintr-o succesiune de simboluri binare care pot avea una din doua valori posibile: prezenta sau absenta de semnal).

Fiecare simbol al unui semnal digital poarta o cantitate de informatie q, care depinde de numarul m de valori posibile ale simbolului: q = log2m [biti].

Cantitatea de informatie se masoara in biti (binary digit) iar un bit corespunde unui simbol binar. Semnalele digitale au fata de semnalele analogice avantajul de a fi stabile la perturbatii. Decizia la receptie se ia in cazul semnalului analogic pe o baza cantitativa, iar in cazul semnalului numeric pe o baza calitativa.

Avantajele sistemului numeric:

-semnalele numerice pot fi regenerate in puncte intermediare ale liniei de transmisie si in consecinta se obtine o calitate ridicata a transmisiei, care nu depinde de lungimea liniei si de numarul de statii intermediare;

-introducerea si extragerea de cai, comutarea canalelor in statiile intermediare se realizeaza in forma numerica, fara pierderi de informatie;

-parametrii canalelor numerice au o mare stabilitate, pe aceste canale nu se produc supraincarcari si deci se realizeaza calitate ridicata a transmisiei pe canalele comutabile;

-transmisia informatiei numerice se realizeaza pe canale numerice cu o eficienta mult mai mare fata de transmisia pe canale analogice.

Dezavantajele sistemului numeric, in comparatie cu cel analogic sunt: necesitatea conversiei semnalelor analogice in forma numerica ceea ce implica echipamente suplimentare si cresterea benzii de frecventa ocupata de semnal in canalul de transmisie.

In retelele de comunicatii se utilizeaza transmiterea semnalelor digitale, chiar daca semnalul terminalului este de tip analog, in consecinta, este necesara conversia analog /numerica fie direct in terminale, fie in circuitul de interfata cu linia analogica a abonatului.

La receptor se va realiza conversia digital-analogica pentru reconstruirea semnalului sursei.

Dintre metodele de conversie A/D a semnalului, cea mai folosita este modulatia impulsurilor in cod MIC sau PCM (Pulse Code Modulation).

2. Esantionarea semnalelor telefonice, teorema esantionarii

Esantionarea este procesul prin care semnalul electric continuu in timp este inlocuit prin impulsuri echidistante in timp a caror amplitudine este egala sau proportionala cu amplitudinea semnalului continuu la momentele respective. Aceste impulsuri se numesc esantioane, iar intervalul de timp dintre esantioane va fi numit perioada de esantionare.

Frecventa de esantionare se noteaza cu f si este egala cu 1/TA.

Figura 1 Esantionarea periodica a semnalului continuu.

Teorema esantionarii arata ca un semnal continuu, cu spectrul de frecventa limitat la o frecventa maxima fM este complet definit de esantioanele lui daca frecventa de esantionare este mai mare sau cel putin egala cu dublul frecventei maxime fM sau

Pentru un semnal telefonic cu spectrul cuprins intre 300-3400 Hz esantionarea trebuie facuta de cel putin 6800 ori pe secunda. Pentru a exista si unele rezerve, frecventa de esantionare maxima, acceptata international, este de 8000 Hz.