125 ms, dando como resultado una tasa de bits bruta de 8000 x 32 x 8 = 2.048 Mbps. Esta secuencia se conoce como una secuencia de velocidad primaria o un sistema de ITU-T E1.

La etapa final en el proceso de producción de una secuencia de múltiplexacion por división de tiempo que puede ser transportado a una distancia razonable en cables de cobre coaxiales es la codificación de línea. La Codificación de Linea tiene los siguientes propósitos: crear unos componentes de baja frecuencia, crear componentes con frecuencia diferente de cero, codificar la información de temporización y, finalmente, proporcionar un medio de seguimiento de los errores causados por la pérdida o ruido en la línea de transmisión.

La técnica de codificación vista aquí se llama bipolar de alta densidad 3 (HDB3), que es una especificación ITU-T utilizado en E1 2,048 Mbps líneas de transmisión (véase UIT-T G.703 para más información). Este esquema de codificación asegura que no hay largas secuencia de ceros o unos presentes en la línea de transmisión. Esto se logra por las siguientes reglas: unos binarios son transmiten alternativamente, ya sea como un voltaje positivo o un voltaje negativo (una marca) un cero binario se transmite como un voltaje cero. Esto es esencialmente lo que se llama inversión de marcas alternadas (AMI). Un número de otros esquemas de codificación existe para cumplir con el mismo propósito (no retorno a cero (NRZ),(AMI), la codificación Manchester, Supresion de código cero (ZCS), sustitución bipolar de 8 ceros (B8ZS) y intercambio de tiempo de espacio de cero bytes (ZBTSI), por nombrar algunos. B8ZS es ampliamente utilizado en los sistemas de transmisión de América del Norte mientras HDB3 se utiliza fuera de América del Norte.

Para la codificación HDB3, en cualquier secuencia de cuatro ceros consecutivos, el cero finales sustituido en la línea de transmisión con una marca de la misma polaridad (+ve o -ve) como la marca anterior (esto se llama una violación bipolar).Si una larga secuencia de ceros estaba presentes entonces es claro que cada cuarto ceroSería sustituido por una marca en la línea de transmisión, Sin embargo, la violación de las marcas sucesivas de esta naturaleza son de polaridad opuesta. ¿Por qué, ya que aplicando la regla anterior cada violación bipolar es de la misma polaridad que la marca anterior? Esto es porque las violaciones sucesivas serían de la misma polaridad, una marca de equilibrio se inserta configurando el primer dígito de una secuencia de cuatro ceros para ser una marca de la polaridad opuesta de la marca anterior.

Estas marcas de violación y marcas de balance también sirven de propósito de incorporar una marca de sincronización en la transmisión. Esto se logra a través de las transiciones frecuentes de la señal.

Timing (Sincronizacion) se mencionó anteriormente en la sección sobre cambio en donde se señalo que la importancia de sincronización era asegurar conversaciones entre dos personas que podrían estar juntos conectados con precisión. En el argumento sobre HDB3 nosotros vimos que la sincronización es codificada en la señal de línea asegurando una adecuada densidad de pulso. La codificación también sirve como un mecanismo de detección de error,

cualquier error de bits creados por interferencia puede ser detectado y en algunas instancia rectificado en el receptor.La pieza final de este rompecabezas para asegurar los canales de conversación que se desea conectar son los correctos es en el uso de tramas.Cada colección de 32 ranuras de tiempo de la ITU-T E1 multiplexacion por división de tiempo (TDM) (24 en un T1 en norte america) tren de pulsos en serie se llama trama. Esta trama es combinada en multi tramas. De hecho 16 tramas en total conforman una multi trama. (Figure 2.4).

Los 32 ranuras de tiempo son divididos en ranuras de temporización, portadores de voz y portadores de señalización. Sincronización está incorporada en la estructura de la trama mediante la colocación de secuencias especiales de bits(patrones de bits) en la ranura de tiempo 0 en las tramas impares y pares consecutivas y un especial patrón de alineación multi trama en la ranura de tiempo 16 de trama 0.Todas las demás ranuras de tiempo: 1 hasta 15, 17 hasta 31 llevan los canales de voz y la ranura 16 en todas las otras tramas distintas de 0 lleva la información de señalización. De este modo se consigue la sincronización de los canales de voz.

En el sistema 1 de secuencia digital norteamericano, se usa un esquema diferente para llevar 24 canales de voz en una trama la señalización se realiza en este esquema pidiendo prestado un bit de cada uno de los intervalos de tiempo de 6 y 12, respectivamente (en oposicion a un intervalo de tiempo dedicado), este esquema es comúnmente conocido como el robo de bits.

Para finalmente terminar el tema de sincronización en una red TDM, el tipo de sincronizacion se expresa en tres palabras: síncrono, plesiochronous asíncrono, plesiocrono. Claramente, podemos descartar asincrónico, ya que todo el tema hasta ahora se ha concentrado en la sincronización de los canales de voz. Síncrono puede ser descartada ya que esto implica que todos los relojes en todos los intercambios están en completa sincronia, que no es el caso, porque una sola fuente de reloj conectado directamente a todos los intercambios tendría que estar presente. Plesiocrono por otra parte significa 'casi' sincrónia y eso es justo lo que una red de voz TDM es. De hecho una jerarquía de sincronización está presente en una red de voz TDM. Con la fuente principal siendo generalmente un reloj de cesio, esta fuente de reloj se ondulada bajo los intercambios internacionales de tránsito / intercambio de tramas y finalmente intercambio locales, utilizando los mecanismos de sincronización incorporados en los flujos de bits que transportan voz y señalización discutido anteriormente (ver UIT-T G.810, G.811 y G.812, si usted está interesado). Todo esto está en su lugar para garantizar que una vez que se establece una conexión entre un extremo y otro, permanecera conectado con poco o ningún cambio en el retardo (variedad en el retardo se conoce comúnmente como Jitter) y no hay pérdida de la claridad, a través de la pérdida de muestras de voz. Veremos más adelante cuando hablemos de las comunicaciones de voz basadas en paquetes lo que es un legado en esto.

Por lo tanto, así es como se coloca una agrupación de 30 canales de voz en una línea de transmisión en serie. Lo que no queremos hacer es poner un montón de enlaces individuales E1

o T1 en el suelo. Está claro que no sería económico. Por lo tanto, necesitamos un medio por el cual podemos combinar los E1s en una agrupación de E1 para una transmisión económica. Ahí es donde la PDH, SDH, ATM, DTM y DWDM ingresan (cada una de estas siglas se explicará a su vez en las siguientes secciones).

Jerarquia digital Plesiocrona

En el capítulo anterior, hemos cubierto cómo individualmente muestras de voz codificadas digitalmente son combinadas en 32 intervalos de tiempo de 30 canales de voz E1 o 24 canales de voz T1. Para llevar económicamente un montón de estos portadores de voz a través del mundo, y mantener la creación de la sincronización de la red conmutada jerárquica digital plesiocrona (PDH). En todo el mundo existen tres sistemas de PDH , uno en América del Norte ( donde fue inventado por primera vez por Bell Labs , ahora parte de Lucent ) , uno en Europa y uno en Japón. Las tres variantes comparten una cosa en común, todos se especifican en cinco niveles de multiplexación.

En pocas palabras la red PDH es una agregación de portadoras E1 / T1 en los sistemas de tasa de bits más altos de la multiplexación del orden inferior E1s / T1 juntos. El ITU-T especifica los siguientes portadores de orden superior : E2 ( 8.448 Mbps ) , E3 ( 34,368 Mbps ) , E4 ( 139.264 Mbps ) y E5 ( 565.148 Mbps ).

El sistema norteamericano se refiere a cada nivel como secuencias digitales (DS). DS0 es la parte inferior y representa un único canal de 64 kbps, DS1 es el sistema de 24 canales (también referido en otra parte en el libro como T1. T1 es el término coloquial usado que era en realidad una referencia al sistema de transmisión de cuatro hilos) . DS1C es dos DS1, DS2 y dos DS1cs, DS3 (también coloquialmente se refiere como T3, aunque estrictamente hablando no existe tal cosa como un T3) es siete DS2s.

El lector inteligente detectara que las velocidades de bits en la PDH Europea no son múltiplos exactos de 2.048 Mbps, ¿por qué es eso? De la misma manera el E1 combina información enmarcada con la voz y la señalización, tenemos que hacer lo mismo con los portadores de orden superior. Estas señales adicionales se deben a que cada uno de las secuencias TDM todos tienen una fuente de sincronización ligeramente diferente. Esto significa que tenemos que compensar esto. Esto se consigue sincronizando a una velocidad binaria ligeramente superior a la suma de los portadores de orden inferior (llamados tributarios y a veces se denomina coloquialmente como tribulación por los ingenieros). Cualquier bits no utilizados se llenan con lo que se denominan bits de justificación y las señales de alarma para indicar fallas como la pérdida de sincronización. Esto resulta en una agrupación de secuencia de bits casi síncronos, por lo tanto, plesiócronas.

Este tipo de infraestructura de red todavía existe hoy, pero poco a poco está siendo reemplazado por nuestra próxima tecnología de jerarquía digital síncrona (SDH). Mas sobre eso en un momento, la pregunta obvia es ¿por qué sustituirlo? La corta pero obvia respuesta (tal

vez) es el costo. Considere las agrupaciones de E1s todos agregados a las secuencias cada vez más altos de velocidad de bits, todos desplazados ligeramente dentro de las secuencias de orden superior por cantidades variables de bits de justificación. Esto hace que sea imposible determinar (sin la multiplexación) donde cada individual E1 empieza y termina.

¿Por qué tener una jerarquía de multiplexores es un problema? ¿Recuerdas cuando hablamos de cambio , cada etapa de conmutación tiene tramas perfifericas, todos estos terminan en E1 o T1. Entonces la etapa de conmutación intercambia intervalos de tiempo sobre estos portadores para conectar canales de voz juntos.

La red telefónica pública conmutada (PSTN) es una red de nodos de conmutación conectados entre sí por la infraestructura de transmisión. En el caso de PDH es una agrupación de portadores E5 entre las principales ciudades (centrales telefónicas interurbanas). Cada vez que se requiere una conexión telefónica entre ciudades, la agrupación de multiplexacion de E1 tendrá que estar des-multiplexado para acceder al canal de voz. En cada edificio hay una gran inversión en equipos de multiplexación. Esto también se extiende todo el camino hasta el borde de la red en lo que se denominan puntos de presencia (POP), que el operador de red utiliza para llevar las conexiones de los clientes en la red. La figura 2.5 muestra la situación.

Para aliviar el problema de las grandes jerarquías de multiplexor y aumentar las tasas de multiplexación, SDH fue creado, para capitalizar la base significativa de cobre de par trenzado instalada, cables coaxiales y cables de fibra óptica que se dejó como legado de 30 años de PDH (sistema de transporte de primera generación). Eso fue más bien un viaje relámpago de la PDH, pero explica los conceptos básicos de la infraestructura que se crió con conmutación digital en los últimos 30 años. Si desea saber más, entonces le recomiendo que consulte las especificaciones de UIT -T G.702, G.703, G.704 y G.706.