Técnicas MIC y RDSI: Digitalización y Transmisión de Señales

Técnicas MIC: Digitalización de Señales Analógicas

Las técnicas MIC (Modulación por Impulsos Codificados) permiten convertir una señal analógica a formato digital con el fin de aprovechar las ventajas de la transmisión digital. Se basan en tres operaciones fundamentales: Muestreo, Cuantificación y Codificación. Los dos últimos bloques, Cuantificación y Codificación, forman un convertidor Analógico/Digital (A/D). Una vez transmitida la señal digital, para recuperar la señal analógica original es preciso realizar las operaciones inversas: decodificación, recuperación de las muestras y filtrado.

Muestreo

Es el proceso mediante el cual se transforma una señal analógica en una serie de impulsos de distinta amplitud, llamada tren de muestras o señal en PAM (Pulse Amplitude Modulation), o en castellano MIA (Modulación de Impulsos en Amplitud). Se llama frecuencia de muestreo a la frecuencia con que se toman las muestras, la cual debe ser constante. El muestreo realizado es el real, que supone muestras con cierta duración, aunque esa duración es pequeña comparada con el tiempo entre dos muestras consecutivas.

Teorema de Muestreo (o Criterio de Nyquist): Es posible recuperar una señal analógica a partir de sus muestras, siempre que estas hayan sido tomadas con una frecuencia de muestreo mayor que el doble de la frecuencia máxima de la señal analógica original (F_muestreo >= 2 * f_max). Se suele emplear una frecuencia de 8 KHz = 8.000 pulsos o muestras por segundo.

Cuantificación

Es el proceso mediante el cual se sustituyen los infinitos valores que pueden adquirir las muestras por un número discreto de valores. Para ello, se divide la gama de funcionamiento en un conjunto de intervalos de cuantificación que se encuentran limitados por los valores de decisión.

Codificación

Es el proceso mediante el cual a cada muestra codificada se le hace corresponder una palabra MIC de 8 bits según un código binario simétrico. El primer bit corresponde al signo de la muestra, los tres siguientes al segmento y los cuatro siguientes al intervalo de cuantificación dentro del segmento. Después de la codificación se invierten los bits.

Con los tres procesos hemos convertido el canal vocal en un circuito de 8000 muestras/seg. x 8 bits/muestra = 64 Kbit/seg. (velocidad de transmisión), que se denomina canal MIC. Una vez transmitido el canal MIC, para recuperar la señal analógica será necesario decodificar las palabras MIC, haciéndoles corresponder a las muestras el valor medio del intervalo de cuantificación, tras lo cual son filtradas con un filtro de paso bajo adecuado. La señal recuperada está afectada por la distorsión de cuantificación, producida por los errores de cuantificación.

Multiplexación MIC

La multiplexación MIC combina las técnicas MIC con la Multiplexación por División en el Tiempo (MDT o TDM, Time Division Multiplexing). La Multiplexación por División en el Tiempo (TDM) consiste en mandar entre dos partes de una señal, partes de otras señales, que puedan compartir el mismo medio de transmisión. La Multiplexación TDM puede realizarse directamente con señales digitales, siendo necesaria la sincronización. En Europa se utiliza el Multiplex MIC de 30 canales, recomendado por la UIT, en la que se utiliza una trama compuesta por 32 intervalos de tiempo de 8 bits cada uno (30+2 canales).

Trama MIC

Es una palabra binaria compuesta por 32 intervalos X 8 bits/intervalo = 256 bits. Los intervalos de tiempo se numeran del 0 al 31. En la trama:

El Intervalo 0 se usa para alineación de trama.
El Intervalo 16 para señalización.
Los Intervalos del 1 al 15: canales vocales del 1 al 15.
Los Intervalos del 17 al 31: canales vocales del 17 al 31.

En la trama, el periodo (o tiempo de trama) es T_trama = 1/ f_m = 1 seg / 8000 = 125 μseg; el tiempo de intervalo es T_intervalo = 125 μseg / 32 = 3,9 μseg; la duración de cada bit es T_bit = 3,9 μseg / 8 bit = 488 nseg.

El flujo digital en un Multiplex MIC de 30 canales tiene una velocidad de transmisión de: 8000 tramas/seg. X 32 intervalos/trama X 8 bits/intervalo = 2.048 Kbit/seg = 2 Mbit/seg.

RDSI: Red Digital de Servicios Integrados

Agrupaciones Funcionales y Puntos de Referencia

TR1 (Terminación de Red 1): Constituye la frontera entre la red pública y la red privada, aislando al usuario del bucle de abonado del operador. Se instala en casa del cliente. Presenta una conexión RJ45 en la cual se puede conectar un bus pasivo.

TR2 (Terminación de Red 2): Realiza funciones como conmutación, encaminamiento o concentración. TR1 y TR2 se refieren al equipo de abonado que hace uso de la red RDSI.

AT (Adaptador de Terminal): Proporciona compatibilidad RDSI con equipos no RDSI.

Puntos de Referencia

R: Es la interfaz entre un equipo no RDSI y el AT o terminales con interfaz analógica a 2 hilos.
S: Define la comunicación entre un equipo RDSI ET1 y el TR2. Es una interfaz de 4 hilos, 2 para recepción y 2 para transmisión.
T: Tiene las mismas características que S y representa la separación entre las instalaciones del usuario y los equipos de tramitación en línea.
U: Adapta las señales para su enlace con el bucle local.
V: Representa la separación entre las funciones de transmisión y las de conmutación dentro de la central local RDSI.

Tipos de Bus Pasivo

Bus pasivo corto: Dispone de un cable de hasta 200m con hasta 10 rosetas en las que se pueden conectar hasta 8 terminales.
Bus pasivo extendido: Alcanza de 500 a 1000m, solo pueden conectarse 4 terminales en los últimos 50m.

Agrupaciones Funcionales (Descripción Detallada)

ET1 (Equipo Terminal 1): Diseñado específicamente para conectarse directamente a la RDSI sin necesidad de ningún equipo adicional. Un ejemplo de ET1 es un teléfono RDSI.
ET2 (Equipo Terminal 2): No se diseñó originalmente para ser utilizado en la RDSI y, por tanto, no se puede conectar directamente. Como ejemplo de ET2 podemos considerar un módem.
AT (Adaptador de Terminal): Posibilita la conexión de equipos del tipo ET2 a la RDSI. Ejemplos de adaptadores serían adaptadores de interfaz V.35.
TR2 (Terminación de Red 2): Es una agrupación funcional que realiza funciones de conmutación, concentración y control en el interior de las instalaciones del cliente.
TR1 (Terminación de Red 1): Es el elemento que permite la interconexión entre la instalación interior del usuario a 4 hilos, y la red exterior, a 2 hilos.
TL (Terminación de Línea): En la central local que proporciona el acceso se encuentra la TL, la cual, en cuanto a sus funciones, puede considerarse equivalente a la TR1.
TC (Terminación de Central): La TC, que está ubicada en la central local, realiza la conexión de los canales de información con las etapas de conmutación de la central.

El conjunto de puntos de referencia junto con las agrupaciones funcionales constituyen una configuración de referencia suficientemente genérica como para describir cualquier realización práctica de acceso de usuario a la RDSI sin perder la necesaria precisión.