Estructura del sistema telefónico PSTN (Public Switched Telephone Network) Objetivo: Transmitir la voz humana en una forma más o menos reconocible. El sistema telefónico tradicional se encuentra organizado en una jerarquía multinivel altamente redundante Componentes: Local loops (pares trenzados, señalización analógica) Troncales (fibra óptica o microondas, digital) Oficinas de conmutación
Red telefónica
Troncales y multiplexión Debido a consideraciones económicas, las compañías telefónicas han desarrollado políticas elaboradas para multiplexar varias conversaciones sobre un único troncal físico. FDM (Frequency Division Multiplexing) El espectro de frecuencias es dividido entre canales lógicos: cada usuario tiene posesión exclusiva de alguna banda de frecuencia TDM (Time Division Multiplexing) Los usuarios toman turnos (en round robin), obteniendo periódicamente cada uno el ancho de banda completo por un pequeño período de tiempo
FDM vs. TDM Ejemplo: difusión de radio AM Espectro reservado ~ 1 Mhz (500-1500 kHz) Diferentes frecuencias reservadas a diferentes canales lógicos (emisoras). Cada una opera en una porción del espectro => FDM Cada estación tiene dos subcanales lógicos: música y avisos comerciales. Los dos alternan en la misma frecuencia, primero una ráfaga de música y luego una ráfaga de avisos y así siguiendo => TDM
FDM
TDM Aunque FDM se utiliza todavía sobre cables de cobre o canales de microondas, requiere circuitería analógica. En contraste TDM puede ser manejado enteramente por electrónica digital, y se ha vuelto de más amplio uso en años recientes. TDM solo puede ser utilizado para datos digitales Como el local loop produce señales analógicas, es necesario realizar una conversión analógico/digital en la end office, donde todos los local loops individuales se combinan sobre los troncales Cómo múltiples señales de voz analógicas se digitalizan y combinan sobre un único troncal digital ?
Señales Analógicas “transportando” analógicas y digital
Señales digitales “transportando” analógicas y digital
Teorema de Nyquist H. Nyquist (1924) probó que si una señal arbitraria ha sido pasada a través de un filtro pasabajo de ancho de banda BW, la señal puede ser completamente reconstruida tomando solamente 2BW muestras por segundo Frecuencia Muestreo= 2*BW
PCM (Pulse Code Modulation) Las señales analógicas son digitalizadas por un dispositivo llamado codec (coder-decoder), produciendo un número de 7 u 8 bits por muestra. El codec toma 8000 muestras por segundo (125 µseg/muestra) debido a que el teorema de Nyquist establece que esto es suficiente para capturar toda la información de un canal telefónico de 4 KHz de ancho de banda “”Ancho de banda”” de cada canal de voz = 64 Kbps. Como consecuencia, virtualmente todos los intervalos de tiempo en el sistema telefónico son múltiplos de 125 µseg.
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