MULTIPLEXACION POR DIVISION EN EL TIEMPO. Entender el PAM, muestreo y la multiplexación y demultiplexacion de canales

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1 FACULTAD NACIONAL DE INGENIERIA INGENIERIA ELECTRICA-ELECTRONICA LABORATORIO DE TELECOMUNICACIONES Materia: Telecomunicaciones I (ELT 3632) LABORATORIO 5 OBJETIVO MULTIPLEXACION POR DIVISION EN EL TIEMPO Entender el PAM, muestreo y la multiplexación y demultiplexacion de canales 1. RESUMEN TEORICO Al principio de la telefonía se usaban vías de enlace individuales, es decir, se conectaba un par de hilos para cada enlace telefónico. Debido a la gran cantidad de líneas tendidas adyacentemente, tal disposición se denominaba multiplex por distribución en el espacio (SDM =space división múltiplex) Como a la red de líneas le corresponde una parte muy considerable de las inversiones, desde un principio se intento aprovechar de forma múltiple, por lo menos las líneas de larga distancia. Con ello se llego a la técnica múltiplex por distribución de frecuencia (FDM=frequency división múltiplex) en la que una banda ancha de frecuencias se subdivide en bandas secundarias adyacentes mas estrechas. Como ejemplo se muestra en la figura 1 una banda de frecuencias de 48 KHz subdivididas en 12 bandas secundarias. Por modulación de diferentes ondas senoidales (portadoras) con las señales telefónicas, estas se convierten a las frecuencias de las bandas secundarias para ser transmitidas. Cada frecuencia portadora se modula con una señal telefónica razón por la cual este procedimiento se denomina también sistema de frecuencias u ondas portadoras. Una vez demoduladas estas frecuencias en le lado de recepción, quedan disponibles nuevamente las señales telefónicas en su frecuencia original. El sistema de frecuencias portadoras sigue siendo todavía una forma de transmisión corriente y económica. La técnica múltiplex por distribución de frecuencia es una de las muchas posibilidades para aprovechar las líneas en forma múltiple. Otra posibilidad es la técnica múltiplex por distribución en el tiempo (TDM= time división múltiplex), en la que las señales telefónicas se transmiten desplazadas en el tiempo. La figura 2 muestra como ejemplo un periodo con 32 intervalos de tiempo. Esta subdivisión se repite cada 125useg en periodos sucesivos. A cada señal telefónica se le asigna un i8ntervalo de tiempo determinado en cada uno de los sucesivos periodos. Fig1. Múltiplex por distribución de frecuencia

2 Fig. 2 múltiplex por distribución en el tiempo La idea básica de la técnica múltiplex por distribución en el tiempo es que para transmitir oscilaciones como por ejemplo señales telefónicas no se necesita la envolvente completa de la oscilación (teorema de muestreo) sino que basta con tomar muestras de la misma a determinados intervalos y transmitir estas únicamente. El muestreo proporciona una serie de breves impulsos cuyas amplitudes son proporcionales a cada una de las amplitudes instantaneas de la oscilación muestreada. Este procedimiento se llama modulación de impulsos por amplitud (PAM). Si se observa la envolvente de la señal PAM puede reconocerse la forma original de la curva Entre las distintas muestras se originan pausas relativamente grandes que pueden emplearse para transmitir otras señales PAM. Es decir, las muestras de varias señales telefónicas distintas pueden transmitirse sucesivamente en forma cíclica. Los impulsos de diferentes señales PAM así agrupados forman una señal múltiplex por distribución en el tiempo PAM Fig. 5. Si las muestras de una oscilación, es decir, los impulsos de amplitudes diferentes se transforman en señales de carácter binarias, se habla entonces de modulación por impulsos codificados (MIC o PCM).Las muestras de la señal se cuantifican y se codifican, generalmente, con 8 bits. Las señales múltiplex de tiempo PCM son muy apropiadas para el aprovechamiento múltiple de líneas y conmutadores electrónicos presentando además mucho menor sensibilidad a las perturbaciones que las señales analógicas (p.ej, las señales PAM). En este experimento se estudiara cuatro canales por multiplexación por división en el tiempo. Fig.3 Exploración periódica de la señal telefónica a.

3 Fig. 4 Señal PAM formada por las muestras de la señal telefónica analógica (a) Fig.5 Señal múltiplex por distribución en el tiempo PAM, formada por las muestras de tres señales telefónicas (a), (b) y (c), en sucesión cíclica Las frecuencias de muestreo son 1KHz, 2KHz, 4KHz, 8KHz. 16KHz, 32KHz y 64KHz que pueden ser seleccionados usando el interruptor de este modulo El ciclo útil del muestreo puede ser variado desde 10% con pasos de 10% hasta 90%. 2. MATERIAL NECESARIO 1 osciloscopio digital 1 multímetro digital 1 equipo XPO COM tarjeta (CM2), cables de conexión 3. PROCEDIMIENTO 1. Realizar la conexión de la figura 6, colocar SW3 en la posición baja SF(Select Freq) modo 2. Medir 10Mhz de frecuencia en TP9 3. Colocar en LED0 presionando el interruptor y medir la frecuenta en el socket 28 (TX CLK) usando SF es 62.5KHz 4. Observe 32 KHz en el terminal 27 y la línea EXT CLK I/P (DTFFG III) 5. Colocar SPDT S/W S2 en la posición baja modo TDM

4 6. Conectar 5Vpp 250Hz (CHO), 500Hz (CH1), 1KHz (CH2) y 2 KHz (CH3) sincronizado con la onda senoidal de DTFFGIII al terminal 1, 2,3 y 4 respectivamente. 7. Conectar TX O/P (terminal 5) a Rx i/p (Terminal 8) 8. Conectar TX CHO (terminal 29) a Rx CHO (Terminal 30) 9. Conectar TX CLK (terminal 28) a Rx CLK (Terminal 31) 10. Conectar Terminal 9,10,11, y 12 a la entrada de LPF 11. Observe la señal transmitida CHO, CH1, CH2, CH3 en 2P y 4P de LPF Figura 6

5 Comunicación de Voz A través de este trainer se puede comprender como se transmite la voz a través de multicanal TDM/PAM, con muestreo de un simple canal. Conexiones Mic o/p(dtffgiii)-1, 500Hz(DTFFGIII)-2, 1KHz(DTFFGIII)-3, 2KHz(DTFFGIII)-4, 32KHz (DTFFGIII)-27, 5-8, 29-30, 28-31, 9-I/P1 de LPF (NGLPF),10-I/P2de LPF (NGLPF), 11-I/P3 de LPF (NGLPF),12-I/P4 de LPF (NGLPF), 4P1(NGLPF)- i/p de L/S amplificador, O/P de L/S amplificador parlante (Trasmisor-receptor panel), aumente el volumen al máximo, coloque la ganancia en nivel elevado. CUESTIONARIO 1. Explique detalladamente la multiplexacion y la demultiplexacion 2. Explique los códigos de línea más utilizados en telefonía 3. Indique las jerarquías de orden superior a partir de PCM30 (E1) 4. Presente el diagrama de telefónico de COTEOR, indicando las diversas ramificaciones que presenta. (URAS, Servicio Rural etc.)