Multiplazione di tempo numerica

Le moderne reti telefoniche sono completamente numeriche^4.27, e trasportano i segnali vocali sotto forma di campioni, reppresentati ognuno da un gruppo di M bit. Uno stesso collegamento è utilizzato per trasportare contemporaneamente N segnali vocali, alternando nel tempo i rispettivi campioni, realizzando così una multiplazione temporale in forma numerica.

Trama PCM

In figura sono rappresentati tre tributari, campionati a turno alla stessa frequenza di 8 KHz, quantizzati ad 8 bit per campione, e trasmessi (8 bit alla volta^4.28) a turno su di un unico collegamento. Il segnale binario risultante prende il nome di PCM (PULSE CODE MODULATION^4.29). In figura è evidenziato inoltre un blocco di sincronismo necessario a ricostruire la corretta sequenza ricevuta, in modo da redistribuire correttamente i campioni ai filtri di restituzione.

0.550000

La struttura temporale ripetitiva che ospita i campioni dei singoli tributari prende il nome di trama (FRAME^4.30), ed è composta 32 intervalli detti time-slot. Trenta di questi, ospitano a turno i bit di un campione proveniente da un numero massimo di 30 tributari^4.31, mentre i rimanenti due convogliano le informazioni di segnalazione^4.32, che indicano lo stato dei singoli collegamenti (il 16^o intervallo) e forniscono il sincronismo relativo all'inizio della trama stessa (il primo). La velocità binaria complessiva risulta quindi di 32 intervalli * 8 bit/intervallo * 8000 campioni/secondo = 2048000 bit per secondo; per questo motivo, all'insieme ci si riferisce come alla trama PCM a 2 Mbit. La durata della trama deve essere invece la stessa del periodo di campionamento, ossia 1/8000 = 125 $\mu$sec.

Il primo time-slot della trama contiene una configurazione di bit sempre uguale, chiamata FLAG (bandiera), che ha lo scopo di indicare ai circuiti di sincronismo l'inizio della trama stessa. I dati di segnalazione contenuti nel 16^o intervallo devono essere diluiti su più trame, per poter rappresentare tutti i 30 tributari^4.33. Si è stabilito che occorra prelevare il 16^o intervallo di 16 trame successive, per ricostruire una stuttura detta supertrama (di 16*8 = 128 bit) che rappresenta le informazioni di tutti i tributari (disponendo così di 4 bit/canale/supertrama), e che si ripete ogni 16*125 = 2000 $\mu$sec.

In effetti nel 16^o time-slot della trama sono presenti a turno, oltre ai bit di segnalazione relativi allo stato dei tributari, anche bit necessari alla sincronizzazione della supertrama (ossia un flag), mentre le informazioni di segnalazione sono ripetute più volte nella stessa supertrama, per proteggersi da eventuali errori di ricezione, che danneggiando l'informazione sullo stato dei canali potrebbero causare la ``caduta della linea''.

CAS e CCS

La particolarità di inserire le informazioni di segnalazione assieme a quelle informative prende il nome di Segnalazione Associata al Canale (CAS, CHANNEL ASSOCIATED SIGNALLING), ed ha origine dalla sostituzione dei precedenti collegamenti analogici con quelli numerici, conservandone alcune particolarità strutturali.

Attualmente, la rete telefonica evolve invece verso una Segnalazione a Canale Comune (CCS, COMMON CHANNEL SIGNALLING), che non prevede time-slot riservati per il controllo, ma distribuisce queste informazioni tramite una rete parallela a quella di comunicazione tra utenti. In questo caso, esiste anche un organo di controllo centrale della rete che riceve, elabora ed invia tutte le informazioni di segnalazione, rendendo così possibile la disponibilità di servizi come il trasferimento di chiamata, la conversazione a tre, l'avviso di chiamata....

Sincronizzazione di centrale

 

0.400000

In figura sono mostrati i diversi stati attraverso cui deve evolvere il dispositivo di sincronizzazione prima di entrare nello stato di LOCK (aggancia) ed iniziare a poter leggere e smistare i contenuti dei diversi time-slot. Occorre, nell'ordine, acquisire prima il sincronissmo sul bit, quindi quello sulla trama, ed infine quello relativo alla supertrama. In ogni stato poi, esiste la possibilità (fortunatamente remota) di perdere il sincronismo ed ``indietreggiare'' (linee tratteggiate) nel diagramma di stato, perdendo le comunicazioni in corso.