مدولاسیون کد پالس (Pulse Code Modulation) و E1,T1

 برای انتقال اطلاعات دو روش داریم : آنالوگ و دیجیتال

در روش آنالوگ فرکانس سیگنال عامل موثری در سرعت است و در روش دیحیتال زمان عامل موثری بر سرعت  و به این نتیجه می رسیم که زمان و فرکانس عکس یکدیگر هستند .

در روش انتقال بصورت دیجیتال از نوع PCM یک کلمه هشت بیتی را در فاصله زمانی 125 میکروثانیه که هر بیت آن با فاصله زمانی 8/125 ثانیه منتقل می شود را انتقال میدهیم .

.

noise در هر دو روش انتقال وجود دارد با این تفاوت که در سیگنال آنالوگ در فاصله زیاد سیگنال در کانال از بین می رود و محو نویز می شود و در خروجی سکوت دریافت می کنیم . اما در انتقال دیجیتال نویز شاید بر چند بیت تاثیر منفی می گذارد و درهرصورت سیگنال به مقصد می رسد .

سیگنال دریافتی در انتقال دیجیتال شفاف تر است .

مسافتی که سیگنال دیجیتال می تواند طی کند قبل از افت سیگنال بیشتر است تا در انالوگ .

در هر دوی این روشها باید از repeater برای تقویت سیگنال استفاده کرد . منتهی در انتقال دیجیتال به تعداد repeater های کمتری در فاصله معینی نیازمندیم تا در انتقال آنالوگ چون سیگنال دیجیتال فاصله بیشتری نسبت به آنالوگ را طی میکند .

وظیفه repeater ان است که سیگنال دریافت شده را تقویت کند و دوباره در کانال بفرستد برای ادامه مسیر . در واقع Noise را از سیگنال میگیرد .

Multiplexing

برای آنکه در قالب پهنای باند 4 کیلوهرتز حجم و سرعت انتقال اطلاعات بالا رود . دو روش انتقال دیجیتال و آنالوگ را مالتی پلکس می کنند . تا حجم و سرعت انتقال اطلاعات بالا رود و تاخیر زمانی درانتقال کاهش یابد و در نتیحه بدون ایجاد تغییر فیزیکی در پهنای باند اطلاعات منتقل می شود .

مالتی پلکسینگ به انتقال اطلاعات همزمان چندین کانال اطلاعاتی از درون یک کانال مشترک را گویند . از انجایی که دو روش برای انتقال اطلاعات داریم دو روش برای مالتی پلکس نیز داریم :

FDM : Frequency Division Multiplexing

 انتقال مالتی پلکس آنالوگ فرکانس را بین اطلاعات تقسیم میکند .

TDM : Time Devision Multiplexing

انتقال مالتی پلکس دیجیتال :

زمان را بین اطلاعات کانالها تقسیم می کند . منظور از زمان همان 125 میکروثانیه است .

در روش آنالوگ انتقال اطلاعات فرکانسی بود در نتیجه مالتی پلکس تقسیم فرکانس میکند .

در روش دیجیتال انتقال اطلاعات زمانی بود و در نتیجه مالتی پلکس تقسیم زمان میکند .

FDM : میتوان فرستنده را طوری طراحی کرد که اطلاعات را از فرکانس خاصی شروع به ارسال کند و تا فرکانس خاصی خاتمه دهد . مثلا یک ایستگاه رادیویی روی فرکانس خاصی مثل 25.1 مگاهرتز تا 25.7 مگاهرتز اطلاعات را ارسال میکند . دریافت کننده بسته به اینکه در کدام موقعیت جغرافیایی قرار دارد می تواند اطلاعات را دریافت کند .

همگی این سیگنالها از یک ایستگاه ارسال می شود . که پهنای باند رادیو را در یک پهنای باند دیگر قرار میدهد . در شبکه ای که محیط انتقال اطلاعات انالوگ است اطلاعات به صورت انالوگ ارسال می شوند .

در یک کانال FDM فرستنده به گونه ای طراحی میشود که فرکانس از یک نقطه شروع به انتفال اطلاعات میکند مثلا 60 کیلوهرتز و کوچکترین بخش FDM فرکانس پایان 108 کیلوهرتز است . یعنی از بین 60-180 کیلوهرتز سیگنال را دریافت می کنیم . بنابراین پهنای باند ما 48 کیلوهرتز خواهد بود .

مالتی پلکس دیجیتال TDM مالتی پلکس تقسیم همزمان :

دو نوع سیستم TDM داریم :

TDM32 یا PCM30

TDM24 یا PCM24

در ایران از سیستم TDM32 استفاده میشود که پایه ان از سیستم المانی هاست .

در هر کدام از فاصله ها (32/125 میکروثانیه) یک کلمه PCM قرار میگیرد . که معادل 8 بیت اطلاعات است .

در PCM تنها یک کلمه را در زمان 125 میکروثانیه منتقل می کنیم . در حالیکه در این روش در 32/125 میکروثانیه یک کلمه PCM منتقل میشود . سرعت هر کدام از یک کلمه ها(هشت بیتی) 64 KBps است .

چون 32 فاصله زمانی (کلمه PCM) درون یک قاب زمانی هستند که طول 125 میکروثانیه دارند یعنی 8000 بار در ثانیه تغییر میکند .در نتیجه سرعت هر کدام 64Kbps است که به هر کدام Time Slot (حفره زمانی) گوییم

در واقع 30 تایم اسلات برای انتقال واقعی اطلاعات داریم .

30*64KBps=1920 Kbps ~ 2 MBps   : E1

به این خطوط خطوط E1 گفته میشود .  E1 برای اروپاست و T1 استاندارد آمریکایی است

دو حفره زمانی 16 و 0 برای SERVICES رزرو شده اند .

کانال 1-15 و کانال 17-31 را کانال اطلاعات گویند .

حفره زمانی 16 : اطلاعات کنترل را در بر دارد .

حفره زمانی 0 : اطلاعات خاص سیگنال را در بر می گیرد . قاب صفر برای همزمانی شبکه ها با هم به کار میرود .

شبکه برای ارسال و دریافت اطلاعات باید همزمان باشند . اگر همزمان نباشند ممکن است یک قاب زودتر و یک قاب دیرتر برسد که این دیر یا زود شدن باعث حذف مقداری اطلاعات میشود .

این همزمانی از طریق ارسال اطلاعات انجام میشود . به این معنی که فرستنده برای ارسال قاب اطلاعاتی در شروع یک سری اطلاعات میفرستد که به ان اطلاعات ‍ اطلاعات همزمانی گویند که در پایان انرا تکرار میکند .

اطلاعات پایانی قاب مبین پایان قاب است و اگر اخرین قاب نباشد شروع قاب جدید را اعلام میدارد . برای فهمیدن انکه قابها از سمت فرستنده تمام شده اند فرستنده در انتهای اخرین قاب کدی برای فهماندن انکه ارسال قابها به پایان رسید میفرستد . ان کد 7E هگزادسیما است .

اطلاعات در ابتدا و انتهای قاب TDM32 قرار میگیرد که این اطلاعات را کانال صفر حمل میکند .

TDM24

 در این روش به جای انکه دو تایم اسلات صفر و شانزده برای اطلاعات کنترلی و همزمانی اشغال شوند . به جای ان این دو کانال نیز حمل کننده اطلاعات میشوند و تنها یک بیت اضافی در انتهای اطلاعات همان کار اسلاتهای 16 و صفر را انجام میدهد .

در نتیجه در این روش تمام حوزه های زمانی به انتقال اطلاعات میپردازد .

Code

24*8Bit+1=192+1=193 bit

24*64Kbps+1*8Kbps=1544 Kbps

24*64KBps=1536Kbps~1.5 Mbps      خط T1