NGN - Pulse Code Modulation
La aparicin de la alta velocidad de las comunicaciones de voz y de datos ha trado consigo la necesidad de un medio de transporte rpido esta informacin. Circuitos digitales o de los enlaces han evolucionado a partir de la necesidad de transmitir voz o datos en formato digital.
La conversin de analgico a digital sigue un proceso de cuatro etapas (ver Figura 1) y se detallan en las siguientes secciones.
Muestreo
Las frecuencias de voz adoptar la forma de una seal analgica ie onda sinusoidal (consulte la Figura 2). Esta seal ha de ser convertida en una forma binaria para que pueda llevarse ms de un medio digital. La primera etapa de esta conversin es la de convertir la seal de audio en una modulacin en amplitud de pulsos (PAM) seal. Este proceso es denominado genricamente el muestreo.
El proceso de muestreo debe reunir informacin suficiente de las frecuencias de voz para activar una copia de la seal original. Las frecuencias de voz normalmente en el rango de300Hz a 3400Hz, conocido como el lenguaje comercial banda.
Para obtener una muestra, una frecuencia de muestreo se aplica a la voz original. La frecuencia de muestreo se determina por el teorema de muestreo Nyquist, que determina que "la frecuencia de muestreo debe ser por lo menos dos veces el mayor componente de frecuencia".
Esto se asegura de que se toma una muestra un mnimo de una vez en cada medio ciclo, con lo que se elimina la posibilidad de la toma de muestras a cero puntos del ciclo, que no tiene amplitud. El resultado de la frecuencia de muestreo es un mnimo de 6,8 khz
La norma europea muestras una seal entrante a8KHZ, lo que garantiza una muestra se toma cada 125micro segundos o 1/8000th de segundo (vase la Figura 3).
Cuantificacin
La amplitud de cada una de las muestras, lo ideal sera que se le asigna un cdigo binario (1's o 0 's ), pero como no puede haber un nmero infinito de las amplitudes, tendra que haber un nmero infinito de cdigos binarios disponibles. Esto sera poco prctico, de modo que otro proceso ha de ser empleados. Este proceso se conoce como cuantificadores.
Cuantizando compara la seal PAM cuantificadores contra una escala, que tiene un nmero finito de niveles discretos. Los cuantificadores escala est dividida en 256 niveles cuantificadores, de las cuales 128 son niveles positivos y 128 negativos.
La cuantizacin etapa consiste en asignar un nico cdigo binario de 8 bits a la cuantizacin intervalo en el que la amplitud de la seal cae PAM (vase la Figura 4). Esta polaridad consta de 1 bits con los 7 bits restantes se utiliza para identificar el nivel de cuantizacin (ver Figura 4).
El primer bit como hemos visto es la polaridad bits, los prximos tres bits para el cdigo de segmento, con ocho cdigos de segmento, y los cuatro restantes bits para la cuantificacin, por lo que niveles diecisis cuantizacin.
Compansin
Los cuantificadores proceso s conduce a un fenmeno conocido como cuantizacin distorsin. Esto ocurre cuando la amplitud de la seal muestreada se encuentra entre los niveles cuantizacin. La seal siempre se redondea al entero ms prximo. Esta diferencia entre la muestra y la cuantizacin cuantizacin es distorsin.
La tasa de variacin de la amplitud de una seal vara en diferentes partes del ciclo. Esto sucede ms en las frecuencias altas como de la amplitud de la seal cambia ms rpido que en las frecuencias bajas. Para superar esto, el primer cdigo de segmento tiene la cuantizacin niveles cercanos entre s. El siguiente cdigo de segmento es doble de la altura de la anterior y as sucesivamente. Este proceso se conoce como compresin, ya que comprime las seales ms grandes seales y se expande ms pequeos.
En Europa se utiliza el derecho de compansin, en comparacin con Amrica del Norte y Japn, que utilice el ley.
Distorsin de cuantizacin es equivalente al ruido, la compansin mejora la relacin seal a ruido en seales de baja amplitud y produce una aceptable relacin seal a ruido en la gama completa de las amplitudes.
Codificacin
Con el fin de informacin binaria que se transmiten a travs de una ruta digital, la informacin ha de ser modificado en un cdigo de lnea. La tcnica de codificacin empleado en Europa se conoce como Alta Densidad 3 Bipolar (HDB3).
HDB3 se obtiene a partir de un cdigo de lnea llamado AMI o inversin de marca alternativa. Codificacin de IAM hay 3 valores utilizados: - no hay seal para representar un 0 binario, y una seal positiva o negativa que se utiliza alternativamente para representar un 1 binario. Un problema asociado con codificacin AMI se produce cuando una larga cadena de ceros se transmiten. Esto puede causar problemas bucle de bloqueo de fase en el lejano extremo receptor.
HDB3 funciona de manera similar a la AMI pero incorpora una codificacin adicional paso que reemplaza cualquier cadena de cuatro ceros por tres ceros seguidos de una "violacin". Esta violacin es de la misma polaridad de la anterior transicin (vase la Figura 6).
Como se puede ver en el ejemplo, 000V sustituye a la primera cadena de cuatro ceros. Sin embargo, el uso de este tipo de codificacin podra llevar a un nivel promedio D.C. que se introducen en la seal, como una larga cadena de ceros pueden estar presentes, todos se codifica de la misma manera. Para evitar esto la codificacin de cada uno de los sucesivos cuatro ceros es cambiado a B00V, mediante el uso de una "violacin bipolar" poco que alterna de polaridad.
De ello se puede suponer que con HDB3 codificacin, el nmero mximo de ceros sin una transicin es de tres. Esta tcnica de codificacin se refiere a menudo como el formato de modulacin.
