07_Tehnici de comutatie.doc
-
Upload
stefan-bujor -
Category
Documents
-
view
213 -
download
0
Transcript of 07_Tehnici de comutatie.doc
-
7/30/2019 07_Tehnici de comutatie.doc
1/117
nvmntul profesional i tehnic n domeniul TIC
Proiect cofinanat din Fondul Social European n cadrul POS DRU 2007-2013
Beneficiar Centrul Naional de Dezvoltare a nvmntului Profesional i Tehnic
str. Spiru Haret nr. 10-12, sector 1, Bucureti-010176, tel. 021-3111162, fax. 021-3125498, vet@ tvet.ro
Tehnici de comutaie i de transmisiuni
Material de nvare
Domeniul: Electronic automatizri
Calificarea: Tehnician de telecomunicaiiNivel 3
2009
mailto:[email protected]:[email protected]:[email protected] -
7/30/2019 07_Tehnici de comutatie.doc
2/117
AUTOR:
ANGELA DOINA ROCA Profesor grad didactic I
COORDONATOR:
MIRELA LIE Profesor grad didactic I
CONSULTAN:
IOANA CRSTEA expert CNDIPT
GABRIELA CIOBANU expert CNDIPT
ANGELA POPESCU expert CNDIPT
DANA STROIE expert CNDIPT
Acest material a fost elaborat n cadrul proiectului nvmntul profesional i tehnic ndomeniul TIC, proiect cofinanat din Fondul Social European n cadrul POS DRU 2007-2013
-
7/30/2019 07_Tehnici de comutatie.doc
3/117
CuprinsI. Introducere....................................................................................................................................5II. Resurse......................................................................................................................................10Tema 1: Structura general a unui sistem de comutaie i de transmisiuni...................................11
Fia de documentare 1.1. Definirea unui sistem de comutaie.................................................11Activitatea de nvare 1: Transmiterea informaiilor ...........................................................13Activitatea de nvare 2: Tipuri de apeluri deservite de un sistem de comutaie.................14Activitatea de nvare 3: Definirea unui sistem de comutaie.............................................15
Tema 1: Structura general a unui sistem de comutaie i de transmisiuni...................................16Fia de documentare 1.2. Blocurile funcionale ale unui sistem de comutaie..........................16
Activitatea de nvare 1: Schema bloc a unui sistem de comutaie......................................18Activitatea de nvare 2: Blocurile funcionale ale unui sistem de comutaie......................19Activitatea de nvare 3: Conexiuni realizate de un sistem de comutaie............................20
Tema 1: Structura general a unui sistem de comutaie i de transmisiuni...................................21Fia de documentare 1.3. Etapele de tratare a apelurilor ..........................................................21
Activitatea de nvare 1: Etapele de tratare a apelurilor.......................................................25Activitatea de nvare 2: Definirea fazelor de tratare a apelurilor........................................26Activitatea de nvare 3: Fazele de tratare a unui apel de ieire...........................................27Activitatea de nvare 4: Fazele de tratare a unui apel de intrare.........................................28
Tema 2: Tehnici de comutaie i de transmisiuni .........................................................................29Fia de documentare 2.1. Comutaia de circuite i comutaia de pachete................................29
Activitatea de nvare 1: Definirea tehnicilor de comutaie.................................................32Activitatea de nvare 2: Comutaia asincron.....................................................................33Activitatea de nvare 3: Tehnica de dirijare a pachetelor n reea.......................................34Activitatea de nvare 4: Mecanismul de baz n comutaia temporal asincron...............35
Tema 2: Tehnici de comutaie i de transmisiuni .........................................................................36Fia de documentare 2.2. Comutatoare utilizate n reeaua de comutaie digital. Comutatortemporal (T)...............................................................................................................................36
Activitatea de nvare 1: Elementele unui comutator temporal............................................39Activitatea de nvare 2: Principiul unui comutator temporal..............................................40Activitatea de nvare 3: Stabilirea conexiunilor printr-un comutator temporal..................41
Tema 2: Tehnici de comutaie i de transmisiuni .........................................................................42Fia de documentare 2.3. Comutatoare utilizate n reeaua de comutaie digital. Comutatorspaial (S)...................................................................................................................................42
Activitatea de nvare 1: Definirea unui comutator spaial.................................................45Activitatea de nvare 2: Principiul unui comutator spaial..................................................46
Activitatea de nvare 3: Stabilirea conexiunilor printr-un comutator spaial......................47Tema 2: Tehnici de comutaie i de transmisiuni .........................................................................48Fia de documentare 2.4. Comutatoare utilizate n reeaua de comutaie digital. Comutatordigital spaio-temporal (D)......................................................................................................48
Activitatea de nvare 1: Blocuri componente ale unui comutator digital...........................50Activitatea de nvare 2: Principiul unui comutator digital..................................................51Activitatea de nvare 3: Stabilirea conexiunilor printr-un comutator digital......................52
Fia de documentare 2.5. Tehnici de transmisiuni digitale i domenii de aplicabilitate.Modulaia de amplitudine..........................................................................................................54
Activitatea de nvare 1: Semnale analogice i digitale.......................................................57Activitatea de nvare 2: Tehnici de modulaie i multiplexarea semnalelor.......................58
Activitatea de nvare 3: Modulaia de amplitudine (MA)...................................................59Activitatea de nvare 4: Modulaia de amplitudine (MA)- fi de lucru.............................61Tema 2: Tehnici de comutaie i de transmisiuni..........................................................................62
-
7/30/2019 07_Tehnici de comutatie.doc
4/117
Fia de documentare 2.6. Tehnici de transmisiuni digitale i domenii de aplicabilitate. MetodaPCM (Pulse Code Modulation) ................................................................................................62
Activitatea de nvare 1: Metoda PCM (Pulse Code Modulation) ......................................65Activitatea de nvare 2: Codarea eantioanelor..................................................................66Activitatea de nvare 3: Caracteristicile semnalului digital binar rezultat prin modulaiaimpulsurilor n cod.................................................................................................................67
Tema 2: Tehnici de comutaie i de transmisiuni .........................................................................69Fia de documentare 2.7. Tehnici de transmisiuni digitale i domenii de aplicabilitate. MetodaDCPM (Differential Pulse Code Modulation) i DTM (Discrete Multitone)............................69
Activitatea de nvare 1: Metoda DCPM (Differential Pulse Code Modulation) i DTM(Discrete Multitone)...............................................................................................................71
Tema 2: Tehnici de comutaie i de transmisiuni .........................................................................72Fia de documentare 2.8. Tehnici de transmisiuni digitale i domenii de aplicabilitate.Modulaia digital......................................................................................................................72
Activitatea de nvare 1: Modulaii digitale i domenii de aplicabilitate ............................76Tema 2: Tehnici de comutaie i de transmisiuni .........................................................................77
Fia de documentare 2.9. Principii generale de realizare a sistemelor de transmisiuni digitale
...................................................................................................................................................77...................................................................................................................................77
Activitatea de nvare 1: Sisteme de transmisiuni digitale...................................................82Tema 2: Tehnici de comutaie i de transmisiuni .........................................................................83
Fia de documentare 2.10. Coduri de linie utilizate n transmisiunile digitale..........................83Activitatea de nvare 1: Coduri de linie utilizate n transmisiunile digitale.......................87Activitatea de nvare 2: Transformarea semnalului digital binar ntr-un cod delinie........................................................................................................................................88
Tema 2: Tehnici de comutaie i de transmisiuni .........................................................................90Fia de documentare 2.11. Transmisia digital pentru telefonia celular..................................90Caracteristicile reelei celulare...................................................................................................90
Activitatea de nvare 1: Caracteristicile reelei celulare.....................................................93Activitatea de nvare 2: Subsistemele GSM.......................................................................94
Tema 2: Tehnici de comutaie i de transmisiuni .........................................................................96Fia de documentare 2.12. Transmisia digital pentru telefonia celular..................................96
Activitatea de nvare 1: Tehnici de acces pe canal radio....................................................98Tema 3: Semnalizri n telecomunicaii........................................................................................99
Fia de documentare 3.1. Tipuri de semnalizri .......................................................................99Activitatea de nvare 1: Tipuri de semnalizri..................................................................101Activitatea de nvare 2: Semnalizri ntre terminalul abonatului i centrala telefonic...102
Tema 3: Semnalizri n telecomunicaii......................................................................................104
Fia de documentare 3.2. Semnalizri ntre centralele telefonice............................................104Activitatea de nvare 1: Semnalizri de linie....................................................................108Activitatea de nvare 2: Codul multifrecven..................................................................109
Tema 3: Semnalizri n telecomunicaii......................................................................................110Fia de documentare 3.3. Semnalizri transmise prin canal semafor (comun) Nr.7 ITU....110
Activitatea de nvare 1: Tipuri de semnalizri ntre centralele telefonice........................113Activitatea de nvare 2: Sistemul de semnalizare Nr.7 CCITT/ITU.................................114
III. Glosar.....................................................................................................................................115IV. Bibliografie............................................................................................................................117
-
7/30/2019 07_Tehnici de comutatie.doc
5/117
I. IntroducereMaterialul de invare are rolul de a conduce elevul la dobndirea competenelortehnice specializate Caracterizarea tehnicilor i sistemelor de comutaie i detransmisiuni agregate cu competenele din unitile de competene cheieComunicare i Procesarea datelor numerice.
Domeniul: Electronic automatizriCalificarea: Tehnician de telecomunicaiiNivelul de calificare: 3Materialul cuprinde:
- fie de documentare- activiti de nvare- glosar
Prezentul material de invatare se adreseaz elevilor din cadrul liceelor tehnologicedomeniul Electronic automatizri, calificarea Tehnician de telecomunicaii.
Competena /Rezultatulnvrii
Teme Elemente componente
1. Identificstructurageneral a unuisistem de
comutaie i detransmisiuni
Tema 1: Structurageneral a unui sistemde comutaie i detransmisiuni
Fia de documentare 1.1. Definireaunui sistem de comutaie
Activitatea de nvare1.Transmiterea informaiilor
Activitatea de nvare 2. Tipuri deapeluri deservite de un sistem decomutaie
Activitatea de nvare 3. Definireaunui sistem de comutaie
Fia de documentare 1.2.Blocurile funcionale ale unui sistemde comutaie Activitatea de nvare 1. Schema
bloc a unui sistem de comutaie
Activitatea de nvare 2 Blocurilefuncionale ale unui sistem decomutaie
Activitatea de nvare 3. Conexiunirealizate de un sistem de comutaie
Fia de documentare 1.3.Etapele de tratare a apelurilor
Activitatea de nvare 1. Etapele detratare a apelurilor
Activitatea de nvare 2. Definireafazelor de tratare a apelurilor
-
7/30/2019 07_Tehnici de comutatie.doc
6/117
Competena /Rezultatulnvrii
Teme Elemente componente
1. Identificstructurageneral a unuisistem decomutaie i detransmisiuni
Tema 1: Structurageneral a unui sistemde comutaie i detransmisiuni
Activitatea de nvare 3. Fazele detratare a unui apel de ieire
Activitatea de nvare 4. Fazele detratare a unui apel de intrare
Tema 2: Tehnici decomutaie i detransmisiuni
Fia de documentare 2.9.Principii generale de realizare asistemelor de transmisiuni Activitatea de nvare 1. Sisteme de
transmisiuni digitale
2.Descrie
tehnicile decomutaie i detransmisiuni
Tema 2: Tehnici decomutaie i detransmisiuni
Fia de documentare 2.1. Comutaiade circuite i comutaia de pachete
Activitatea de nvare 1. Definireatehnicilor de comutaie
Activitatea de nvare 2. Comutaiaasincron
Activitatea de nvare 3. Tehnica dedirijare a pachetelor n reea
Activitatea de nvare 4.Mecanismul de baz n comutaiatemporal asincron
Fia de documentare 2.2.
Comutatoare utilizate n reeaua decomutaie digital. Comutatortemporal (T) Activitatea de nvare 1. Elementele
unui comutator temporal Activitatea de nvare 2. Principiul
unui comutator temporal Activitatea de nvare 3. Stabilirea
conexiunilor printr-un comutatortemporal
Fia de documentare 2.3.Comutatoare utilizate n reeaua decomutaie digital. Comutator spaial(S) Activitatea de nvare 1.Definirea
unui comutator spaial Activitatea de nvare 2. Principiul
unui comutator spaial Activitatea de nvare 3. Stabilirea
conexiunilor printr-un comutator
spaial
-
7/30/2019 07_Tehnici de comutatie.doc
7/117
Competena /Rezultatulnvrii
Teme Elemente componente
2.Descrietehnicile decomutaie i detransmisiuni
Tema 2: Tehnici decomutaie i detransmisiuni
Fia de documentare 2.4.Comutatoare utilizate n reeaua de
comutaie digital. Comutator digital spaio-temporal (D)
Activitatea de nvare 1. Blocuricomponente ale unui comutatordigital
Activitatea de nvare 2. Principiulunui comutator digital
Activitatea de nvare 3. Stabilireaconexiunilor printr-un comutator
digitalFia de documentare 2.5.Tehnici de transmisiuni digitale idomenii de aplicabilitate. Modulaiade amplitudine
Activitatea de nvare 1. Semnaleanalogice i digitale
Activitatea de nvare 2. Tehnici demodulaie i multiplexarea
semnalelor Activitatea de nvare 3. Modulaiade amplitudine
Activitatea de nvare 4. Modulaiade amplitudine fi de lucru
Fia de documentare 2.6.Tehnici de transmisiuni digitale idomenii de aplicabilitate. MetodaPCM (Pulse Code Modulation)
Activitatea de nvare 1. Metoda
PCM (Pulse Code Modulation) Activitatea de nvare 2. Codarea
eantioanelor Activitatea de nvare 3.
Caracteristicile semnalului digitalbinar rezultat prin modulaiaimpulsurilor n cod
Fia de documentare 2.7.Tehnici de transmisiuni digitale idomenii de aplicabilitate. Metoda
DCPM (Differential Pulse CodeModulation) i DTM (DiscreteMultitone)
-
7/30/2019 07_Tehnici de comutatie.doc
8/117
Competena /Rezultatulnvrii
Teme Elemente componente
2.Descrietehnicile decomutaie i detransmisiuni
Tema 2: Tehnici decomutaie i detransmisiuni
Activitatea de nvare 1. MetodaDCPM (Differential Pulse CodeModulation) i DTM (Discrete Multitone)Fia de documentare 2.8.Tehnici de transmisiuni digitale idomenii de aplicabilitate. Modulaiadigital
Activitatea de nvare 1. Tehnici detransmisiuni digitale i domenii deaplicabilitate. Modulaia digital
Fia de documentare 2.10.Coduri de linie utilizate ntransmisiunile digitale
Activitatea de nvare 1. Coduri delinie utilizate n transmisiunile digitale
Activitatea de nvare 2.Transformarea semnalului digitalbinar ntr-un cod de linie
Fia de documentare 2.11.Transmisia digital pentru telefoniacelular. Caracteristicile reeleicelulare
Activitatea de nvare 1.Caracteristicile reelei celulare
Activitatea de nvare 2.Subsistemele GSM
Fia de documentare 2.12.
Transmisia digital pentru telefoniacelular.Tehnici de acces pe canalradio
Activitatea de nvare 1. Tehnici deacces pe canal radio
-
7/30/2019 07_Tehnici de comutatie.doc
9/117
Competena /Rezultatulnvrii
Teme Elemente componente
3. Precizeazsemnalizrilefolosite ntelecomunicaii
Tema3: Semnalizri ntelecomunicaii
Fia de documentare 3.1.Tipuri de semnalizri
Activitatea de nvare 1.Tipuri desemnalizri
Activitatea de nvare 2. Semnalizrintre terminalul de abonat i centralatelefonic
Fia de documentare 3.2. Semnalizrintre centralele telefonice
Activitatea de nvare 1. Semnalizri
de linie Activitatea de nvare 2. Codul
multifrecvenFia de documentare 3.3.Semnalizri transmise prin canalsemafor (comun) Nr.7 ITU
Activitatea de nvare 1. Tipuri desemnalizri ntre centralele telefonice
Activitatea de nvare 2. Sistemul de
semnalizare Nr. 7 CCITT/ITU
Absolvenii nivelului trei, liceu tehnologic, calificarea: Tehnician de telecomunicaii,vor fi capabili s ndeplineasc sarcini cu caracter tehnic de montaj, punere nfunciune, ntreinere, exploatare i reparare a reelelor de telecomunicaii. Utilizeazelementele de baz n tehnologia informaiei i comunicaiilor.
Testeaz prototipurile, concep i realizeaz scheme de montaj ale echipamentelor detelecomunicaii, contribuie la estimarea cantitilor i costurilor de materiale, la
estimarea forei de munc necesare. Asigur controlul tehnic al instalaiilor, ntreinesistemele de telecomunicaii n vederea funcionrii conform specificaiilor ireglementrilor.
-
7/30/2019 07_Tehnici de comutatie.doc
10/117
II. ResursePrezentul material de nvare cuprinde diferite tipuri de resurse care pot fi folosite deelevi:
- fie de documentare
- activiti de nvareElevii pot folosi att materialul prezent (n forma printat) ct i varianta echivalentonline.
-
7/30/2019 07_Tehnici de comutatie.doc
11/117
Tema 1: Structura general a unui sistem de comutaie i detransmisiuni
Fia de documentare 1.1. Definirea unui sistem de comutaieIntroducere
Apariia sistemelor de comutaie i de transmisiuni digitale a deschis perspectiveconsiderabile pentru telecomunicaii i informatic, deoarece acestea pot realiza untransfer rapid i sigur de informaii diverse(voce, date, texte, imagini), rspunzndastfel cerinelor abonailor privind diversificarea serviciilor i asigurarea unei calitideosebite pentru acestea.
Pentru a defini un sistem de comutaie trebuie precizat mai nti care sunt funciileeseniale ale comutaiei telefonice.
Dup cum se tie, domeniul schimburilor de informaii este format din trei pri:
- transmisia, adic transportul semnalelor electrice care reprezint informaia:
- comutaia, adic dirijarea spre corespondentul desemnat;
- informatica, sau prelucrarea acestei informaii la plecare, la sosire i n cursuldesfaurrii comunicaiei.
Sistemele de comutaie au nregistrat numeroase modificri, de la diferite versiuni desisteme electromecanice la sistemele de comutaie electronice digitale.
Definiie
Sistemele de comutaie sunt noduri ale reelei publice de telecomunicaii, centraletelefonice care asigur stabilirea de conexiuni ntre terminalele mediului telefonic iasigur controlul taxrii.
Terminalele mediului telefonic pot fi:
1. linii de abonai (analogice sau digitale) conexiune de la terminalul telefonic lacentrala telefonic;
2. jonciuni ( analogice sau digitale) ntre centrale telefonice conexiuni ntrecentrale telefonice.
Din punct de vedere al conexiunilor realizate, apelurile pot fi:
apeluri locale conexiuni ntre linii telefonice locale (linii de abonat conectate laaceiai central telefonic;
-
7/30/2019 07_Tehnici de comutatie.doc
12/117
apeluri de ieire conectarea unei linii locale la o alt central telefonic;
apeluri de intrare conectarea unei jonciuni de la alt central la o linie local;
apeluri de tranzit conectarea ntre centrale prin intermediul circuitelor dejonciune asociate.
Exemplu:
-
7/30/2019 07_Tehnici de comutatie.doc
13/117
Activitatea de nvare 1: Transmiterea informaiilor
Competena: Identific structura general a unui sistem de comutaie i detransmisiuni
Obiectivul/obiective vizate:Dup realizarea acestei activiti vei putea:
s identifici componentele unui schimb de informaii
s defineti componentele unui schimb de informaii
Durata: 5 minute
Tipul activitii:mperechere (potrivire)
Sugestii:- activitatea se poate face individual, un elev la cte un calculator sau folosind
aceast fi de lucru.
Sarcina de lucruCompletai tabelul de mai jos cu sintagmele precizate n prima linie a tabelului.
Transmisia; Comutaia; Informatica
dirijarea apelului spre corespondentul desemnat
prelucrarea informaiilor la plecare, la sosire i n cursuldesfaurrii comunicaiei.
transportul semnalelor electrice care reprezint informaia
Alte sugestii i recomandri:Pentru rezolvarea acestei activiti de nvare este necesar parcurgerea Fiei dedocumentare 1.1 i a Glosarului de termeni.
-
7/30/2019 07_Tehnici de comutatie.doc
14/117
Activitatea de nvare 2: Tipuri de apeluri deservite de un sistem de comutaie
Competena: Identific structura general a unui sistem de comutaie i detransmisiuni
Obiectivul/obiective vizate:Dup realizarea acestei activiti vei putea:
s identifici tipurile de apeluri care se pot stabili printr-un sistem de comutaie
Durata: 10 minute
Tipul activitii:mperechere (potrivire)
Sugestii:- activitatea se poate face individual, un elev la cte un calculator sau folosind
aceast fi de lucru
Sarcina de lucru:n figura dat 1, 2, 3, 4 reprezint tipurile de apeluri care se pot stabili ntre terminalele
abonailor. Completai tabelul de mai jos cu tipurile de apeluri precizate n prima linie atabelului.
apel de ieire din A, apel de intrare n C, apel de tranzit, apel local1234
-
7/30/2019 07_Tehnici de comutatie.doc
15/117
Activitatea de nvare 3: Definirea unui sistem de comutaie
Competena: Identific structura general a unui sistem de comutaie i detransmisiuni
Obiectivul/obiective vizate:Dup realizarea acestei activiti vei putea:
s defineti un sistem de comutaie
s identifici terminalele mediului telefonic
s defineti tipurile de apeluri
Durata: 15 minute
Sugestii:- elevii se pot organiza n grupe mici (2-3 elevi) sau pot lucra individual;- activitatea se poate face i individual, un elev la cte un calculator, folosind
aceast fi de lucru.
Sarcina de lucru:Pornind de la urmtoarele trei enunuri incomplete, realizai un eseu de aproximativ 10rnduri n care s dezvoltai ideile coninute n enunuri. n realizarea eseului trebuie sfolosii minim 10 expresii din lista de mai jos.
Tipul activitii: Expansiune
-
7/30/2019 07_Tehnici de comutatie.doc
16/117
,,Sistemele de comutaie sunt noduri ale reelei publice de telecomunicaii, centraletelefonice care asigur stabilirea de conexiuni ntre .
,,Terminalele mediului telefonic sunt:................................................................................
,,Din punct de vedere al conexiunilor realizate, apelurile pot fi.........................................
Lista de cuvinte: Comutaie, mediu telefonic, transmisie, prelucrare, linii de abonai,conexiune, terminal, centrala telefonic, jonciuni, apel, local, ieire, linie local, intrare,tranzit, taxare, informaii, transfer, servicii, date.
Alte sugestii i recomandri:Pentru rezolvarea acestei activiti de nvare este necesar parcurgerea Fiei dedocumentare 1.1 i a Glosarului de termeni.
Tema 1: Structura general a unui sistem de comutaie i detransmisiuni
Fia de documentare 1.2. Blocurile funcionale ale unui sistem decomutaie
O central telefonic include urmtoarele blocuri funcionale (fig. 1):Unitate de acces pentru conectarea la linii de abonat sau jonciuni; ele asigurinterfaa cu mediul telefonicpentru transmiterea vocii i a semnalizrilor ntre terminalulde abonat i centrala telefonic. Unitatea de acces la linii de abonai conine:
IL interfee cu linii de abonat, grupate n module, care sunt incluse ntr-unconcentrator digital. Concentratoarele pot fi instalate local (n central) sau distant, nvecintatea unei grupe de abonai. Au rolul de a prelua semnalele de stare de la linii deabonat i de a le transmite spre UC de la care preiau comenzi i semnalizri i letransmit spre linii de abonat.
IJ interfee de jonciuni, au rolul de a realiza conexiuni spre i dinspre altecentrale telefonice.
RC reeaua de conexiune (cmpul de comutaie) reprezint unitatea carerealizeaz conectarea ntre oricare dintre canalele de comunicaie folosite pentru
interconectarea utilizatorilor sau pentru semnalizri interne i externe sistemului decomutaie;
US unitatea de semnalizare controleaz schimbul de informaii desemnalizare cu posturile terminale de abonai sau ntre centralele telefonice.Unitatea de comand i control sistem UC permite realizarea supervizrii icomenzii pentru toate unitile centralei i asigur faciliti de exploatare i ntreinere asistemului.
-
7/30/2019 07_Tehnici de comutatie.doc
17/117
Fig.1. Blocurile funcionale ale unui sistem de comutaie
Unitatea de comand este descentralizat, ceea ce nseamn c centrala are uniti decomand dispuse n toate unitile centralei, aceasta comunic cu unitatea central decomand i control. Exist ns i o unitate de comand central, care execut funciide coordonare i supervizarea general a sistemului. Aceasta poate comandaconexiunile n reeaua de comutaie (comand centralizat a reelei de comutaie).
Centralele telefonice electronice utilizate n prezent sunt centrale digitale. Eleasigur evoluia spre reeaua numeric (digital ) cu integrarea serviciilor ISDN Integrated Services Digital Network, permind abonatului acces direct la canaleledigitale de 64 kbit/s.
-
7/30/2019 07_Tehnici de comutatie.doc
18/117
Activitatea de nvare 1: Schema bloc a unui sistem de comutaie
Competena: Identific structura general a unui sistem de comutaie i detransmisiuni
Obiectivul/obiective vizate:
Dup realizarea acestei activiti vei putea: s identifici blocurile funcionale ale unui sistem de comutaie
Durata: 10 minute
Sugestii:- elevii se pot organiza n grupe mici (2-3 elevi) sau pot lucra individual;
Sarcina de lucru:n csuele goale din schema de mai jos aezai denumirile blocurilor componente aleunui sistem de comutaie folosind lista de cuvinte cheie.Lista de cuvinte: linii de abonai, jonciuni, unitate de acces, IL, IJ, RC, US, UC.
Tipul activitii:mperechere (potrivire)
-
7/30/2019 07_Tehnici de comutatie.doc
19/117
Alte sugestii i recomandri:Pentru rezolvarea acestei activiti de nvare este necesar parcurgerea Fiei dedocumentare 1.2 i a Glosarului de termeni.
Activitatea de nvare 2: Blocurile funcionale ale unui sistem de comutaie
Competena: Identific structura general a unui sistem de comutaie i de
transmisiuni
Obiectivul/obiective vizate:Dup realizarea acestei activiti vei putea:
s identifici blocurile funcionale ale unui sistem de comutaie
s precizezi rolul blocurilor funcionale ale unui sistem de comutaie
Durata: 20 minute
Sugestii:- elevii se vor mpri n 5 grupe;
Sarcina de lucru:Fiecare grup trebuie s completeze cte o linie a tabelului. Pentru acest lucru avei ladispoziie 10 minute. Dup ce ai devenit ,,experi n subtema studiat, reorganizai
Tipul activitii: Peer learning metoda grupurilor de experi
-
7/30/2019 07_Tehnici de comutatie.doc
20/117
grupele astfel nct n grupele nou formate s existe cel puin o persoan din fiecaregrup iniial. Timp de 10 minute vei mpri cu ceilali colegi din grupa nou formatcunotinele acumulate la pasul anterior.
Blocurile
funcionale aleunui sistem decomutaie
Denumire Rol
IL
IJ
RC
US
UC
Activitatea de nvare 3: Conexiuni realizate de un sistem de comutaie
Competena: Identific structura general a unui sistem de comutaie i detransmisiuni
Obiectivul/obiective vizate:Dup realizarea acestei activiti vei putea:
s identifici conexiunile realizate printr-un sistem de comutaie
Durata: 20 minute
Sugestii:- activitatea se poate face individual, un elev la cte un calculator;
Scenariu:Ab 1,2,3n sunt liniile abonailor conectate la centrala telefonic A (CT A). Centralatelefonic A este conectat n reea prin fascicole de jonciuni cu centralele telefonice B
i C. Se doresc stabilirea urmtoarelor conexiuni ntre liniile de abonai:a. Abonatul 1 dorete o convorbire cu abonatul n.b. Abonatul 2 dorete o convorbire telefonic cu un abonat al centralei B.
Tipul activitii: Studiu de caz
-
7/30/2019 07_Tehnici de comutatie.doc
21/117
c. Abonatul 3 este chemat la convorbire de un abonat al centralei C.Stabilii denumirile acestor apeluri i traseele conexiunilor realizate prin sistemul decomutaie.
a. apel./ conexiuni prin CT Ab. apel./ conexiuni prin CT Ac. apel./ conexiuni prin CT A
Tema 1: Structura general a unui sistem de comutaie i detransmisiuni
Fia de documentare 1.3. Etapele de tratare a apelurilor
Pentru tratarea unui apel, centrala telefonic va controla urmtoarele faze:- preselecia;- recepia numrului apelat;- selecia traseului de conexiune i comanda conexiunii;- semnalizarea cu centrala distant pentru apelul de ieire sau de tranzit;- apelul spre apelat;- supervizarea i taxarea comunicaiei;- eliberarea conexiunii la terminarea comunicaiei.
a. Preselecia
Definiie
Preselecia reprezint ansamblul de operaii necesare stabilirii conexiunii apelantului(linie chemtoare sau jonciune de intrare) la un receptor al numrului apelat.Preselecia pentru un apel provenit de la un abonat local reprezint operaiile efectuatede central pn n momentul transmiterii tonului de disc (TD). n acest caz, circuitul
-
7/30/2019 07_Tehnici de comutatie.doc
22/117
liniei de abonat care alimenteaz linia abonatului, realizeaz detecia apelului. Centralatelefonic recunoate categoria liniei abonatului, care indic dac numerotarea(transmiterea numrului chemat) se face prin impulsuri de c.c. (DP = Dial Pulse) sauDTMF (Dual Tone Multi-Frequency). n cazul numerotrii DTMF este necesarconectarea circuitului de linie la un receptor specializat de tip DTMF. Cnd centrala
telefonic este pregtit s recepioneze numrul apelat acesta conecteaz tonul dedisc spre terminalul abonatului.
Fig.1. Conexiuni realizate n faza de preselecie
Preselecia pentru apelul provenit de la o jonciune de intrare reprezint ansambluloperaiilor efectuate din momentul recepiei apelului n jonciunea de intrare pn nmomentul n care centrala telefonic este pregtit s recepioneze numrul apelat.Dac semnalizarea se face prin canal semafor, aceast faz nu exist, deoarececanalul comun este n permanen pregtit s recepioneze semnale de apel sau
numerotare. Pentru sistemele cu semnalizare pe cale individual, fiecare jonciune areasociat un circuit de jonciune de intrare, care detecteaz cererea de angajare. Timpulde ocupare a unei jonciuni de intrare este mult mai mare n comparaie cu timpul deocupare a unui receptor de numerotare. Din acest motiv este necesar conexiunea uneijonciuni de intrare la un receptor de numerotare adecvat, conexiune realizat prinintermediul unei reele de comutaie.
Concluzie:Faza de preselecie cuprinde:
detecia apelului n jonciunea de intrare; conexiunea la un receptor de numerotare adecvat;
transmiterea invitaiei de transmitere a numrului apelat.
b. Faza de recepie a numrului apelat i selecia
Centrala telefonic recepioneaz i nregistreaz numrul apelat. Acesta va fiutilizat pentru selecia traseului de conexiune spre apelat faz numit selecie.Primele cifre din numrul apelat permit determinarea tipului de apel. Dac apelul este
un apel de ieire, prin analiza primelor cifre se definete direcia i tipul semnalizriiutilizate n vederea angajrii unui transmitor de semnalizare adecvat.Conexiunea spre liniile de abonai se realizeaz prin unitatea de acces spre abonai(unitate de racordare) care dispune de o unitate de comutaie pentru realizarea:- concentrrii de trafic pentru apelurile de la abonaii apelani- expansiune pentru acces la liniile apelate.
-
7/30/2019 07_Tehnici de comutatie.doc
23/117
Fig. 2. Conexiuni realizate prin centrala telefonic electronic
c. Faza de semnalizareAceast faz este necesar numai pentru apelurile de ieire sau pentru apelurile detranzit. Pentru apelurile de intrare, faza de semnalizare se suprapune cu faza derecepie a numrului apelat.
Faza de semnalizare asigur schimbul necesar de informaii ntre centralele
telefonice, care sunt interconectate, necesare finalizrii conexiunii spre apelat pentruapelurile de ieire sau pentru apelurile de tranzit.Centrala telefonic de plecare transmite o cerere de apel care determin n centralatelefonic apelat (centrala de sosire) realizarea unei conexiuni ntre circuituljonciunii de intrare (JI) i unitatea de semnalizare (US).Centrala telefonic solicitat rspunde cu o invitaie de transmitere a numruluiapelat atunci cnd receptorul este pregtit s recepioneze acest numr.Semnalizrile transmise ntre centralele telefonice pot avea urmtoarele semnificaii:
a) de la centrala telefonic de plecare ctre centrala de sosire (semnale nainte):
cifrele numrului apelat; categoria apelantului;
b) de la centrala telefonic de sosire ctre centrala telefonic de plecare(semnale napoi):
cereri de cifre/categorie;
condiia liniei apelate (liber, ocupat, inexistent, congestie).
-
7/30/2019 07_Tehnici de comutatie.doc
24/117
UA = Unitate de acces RC = Reea de comutaie
JO = Jonciune de ieire JI = Jonciune de intrare
US = Unitate de semnalizare UCC = Unitate de comand i control
Fig. 3. Apel de ieire cu semnalizare prin cale individual
n centralele telefonice cu semnalizare pe ci individuale, faza desemnalizare este singura n care se pot realiza semnalizri ntre aceste sisteme,deoarece numai n aceast faz ele sunt angajate i pot comunica ntre eletransmitorul i receptorul de semnalizare din unitile de semnalizare.La sistemele cu semnalizare pe canal semafor (canal comun), semnalizrile potavea loc n orice moment, inclusiv pe durata comunicaiei, ceea ce permite introducereade servicii noi.
d. Faza de apel
Dup finalizarea semnalizrii, aceast conexiune va fi ntrerupt i se va stabiliconexiunea pentru comunicaie, dac abonatul apelat este liber. Centrala telefonic desosire va transmite semnal de apel ctre linia apelat i semnal de revers apelctre apelantprin centrala telefonic de plecare (apelantul este astfel informat c liniaapelat este sunat).Dac linia apelat nu este liber, sau se nregistrez o congestie n central, liniachemtoare va fi conectat la un generator de ton de ocupat ctre linia apelant sau seface conexiunea ctre generator de tonalitate sau de anunuri nregistrate.Apelul i revers apelul se transmit din centrala la care este conectat chematul.
RA = Generator de revers apel GA = Generator de apelFig. 4. Transmiterea apelului i revers apelului
e. Supervizarea i taxarea comunicaiei
Pe durata transmiterii apelului i revers apelului, centrala telefonic supervizeazstarea liniei apelante i /sau apelate . Dac abonatul apelat rspunde, centralatelefonic de sosire comand:
- ntreruperea apelului ctre apelat i a revers apelului ctre apelant- prelungirea conexiunii ntre cei doi abonai n vederea realizrii comunicaiei.
-
7/30/2019 07_Tehnici de comutatie.doc
25/117
Centrala telefonic de plecare este informat c abonatul chemat a rspuns i ncepecontrolul taxrii pentru chemtor.
Fig. 5. Conexiunea ntre abonai pe durata comunicaiei
f. Eliberarea conexiunii la terminarea comunicaiei
La sfritul convorbirii centrala care a sesizat sfritul comunicaiei elibereazconexiunea i circuitul de linie asociat. n centrala telefonic corespondent serealizeaz eliberarea conexiunii. Dac linia asociat abonatului corespondent celui carea nchis aparatul terminal indic faptul c abonatul nu a nchis n intervalul de timpdefinit de o temporizare predefinit, atunci acesta va primi ton de ocupat pn cnd vanchide aparatul.
Activitatea de nvare 1: Etapele de tratare a apelurilor
Competena: Identific structura general a unui sistem de comutaie i de
transmisiuni
Obiectivul/obiective vizate:Dup realizarea acestei activiti vei putea:
s identifici fazele de tratare a unui apel telefonic;
s caracterizezi etapele unui apel.
Durata: 20 minute
Sugestii:- elevii se pot organiza n grupe mici (2-3 elevi) sau pot lucra individual;
Sarcina de lucru:
Tipul activitii: Rezumare
-
7/30/2019 07_Tehnici de comutatie.doc
26/117
Folosind surse diferite (internet, manuale de specialitate, caiet de notie, fie dedocumentare) rezumai ntr-un text de o pagin caracteristicile eseniale ale fazelor detratare a unui apel telefonic.
Alte sugestii i recomandri:
Nu uitai s:1. Precizai ce determin primele cifre din numrul chemat. Ce semnificaie au cifrelen cazul apelului de ieire i a apelului local?
2. Apelul i revers apelul se transmit din centrala la care este conectat chematul. Cese ntmpl dac abonatul chemat este ocupat?
3. Artai conexiunile din faza de apel precum i conexiunile ntre abonai pe duratacomunicaiei
4. Precizai rolul centralei telefonice pe durata transmiterii apelului.
Pentru rezolvarea acestei activiti de nvare este necesar parcurgerea Fiei dedocumentare 1.3 i a Glosarului de termeni.
Activitatea de nvare 2: Definirea fazelor de tratare a apelurilor
Competena: Identific structura general a unui sistem de comutaie i de
transmisiuni
Obiectivul/obiective vizate:Dup realizarea acestei activiti vei putea:
s defineti fazele de tratare a unui apel telefonic;
Durata: 5 minute
Tipul activitii:mperechere (potrivire)
Sugestii:- activitatea se poate face individual, un elev la cte un calculator sau folosind
aceast fi de lucru.
Sarcina de lucruCompletai tabelul de mai jos cu sintagmele precizate n prima linie a tabelului.
1. preselecia;
2. recepia numrului apelat;3. selecia;4. semnalizarea;
-
7/30/2019 07_Tehnici de comutatie.doc
27/117
5. apelul spre apelat;6. supervizarea i taxarea comunicaiei;7. eliberarea conexiunii.
ansamblul de operaii necesare recepionrii i nregistrriinumrului apelatasigur schimbul necesar de informaii ntre centralele telefoniceinterconectatentreruperea apelului ctre apelat, a revers apelului ctre apelanti prelungirea conexiunii ntre cei doi abonaialegerea traseului de conexiune spre apelateliberarea conexiunii i a circuitul de linie asociatansamblul de operaii necesare stabilirii conexiunii apelantului laun receptor al numrului apelattransmiterea semnalului de apel ctre linia apelat i semnalului
de revers apel ctre apelant
Alte sugestii i recomandri:Pentru rezolvarea acestei activiti de nvare este necesar parcurgerea Fiei dedocumentare 1.3 i a Glosarului de termeni.
Activitatea de nvare 3: Fazele de tratare a unui apel de ieire
Competena: Identific structura general a unui sistem de comutaie i de
transmisiuni
Obiectivul/obiective vizate:Dup realizarea acestei activiti vei putea:
s analizezi operaiile realizate de un sistem de comutaie n cazul unui apel deieire
Durata: 15 minute
Sugestii:- elevii se pot organiza n grupe mici (2-3 elevi) sau pot lucra individual;
Scenariu:
Un abonat conectat ntr-o central telefonic x dorete o convorbire cu un abonatconectat n centrala telefonic y.
Tipul activitii: Studiu de caz
-
7/30/2019 07_Tehnici de comutatie.doc
28/117
Sarcina de lucru:Analizai fazele de tratare a acestui apel de ieire din centrala x argumentnd operaiilepe care centralele telefonice le execut.
Alte sugestii i recomandri:Pentru rezolvarea acestei activiti de nvare este necesar parcurgerea Fiei dedocumentare 1.3 i a Glosarului de termeni.
Activitatea de nvare 4: Fazele de tratare a unui apel de intrare
Competena: Identific structura general a unui sistem de comutaie i detransmisiuni
Obiectivul/obiective vizate:Dup realizarea acestei activiti vei putea:
s analizezi operaiile realizate de un sistem de comutaie n cazul unui apel deintrare
Durata: 15 minute
Sugestii:- elevii se pot organiza n grupe mici (2-3 elevi) sau pot lucra individual;
Scenariu:Un abonat conectat ntr-o central telefonic x dorete o convorbire cu un abonat
conectat n centrala telefonic y.
Sarcina de lucru:
Tipul activitii: Studiu de caz
-
7/30/2019 07_Tehnici de comutatie.doc
29/117
Analizai fazele de tratare a acestui apel de intrare n centrala y argumentnd operaiilepe care centralele telefonice le execut.
Alte sugestii i recomandri:Pentru rezolvarea acestei activiti de nvare este necesar parcurgerea Fiei dedocumentare 1.3 i a Glosarului de termeni.
Tema 2: Tehnici de comutaie i de transmisiuni
Fia de documentare 2.1. Comutaia de circuite i comutaia depachete
Sistemele clasice utilizeaz tehnici de comutaie spaial, care aloc pentru fiecarecomunicaie un traseu de conexiune pe toat durata comunicaiei, astfel c serealizeaz o comutaie de circuite.Tehnica de comutaie digital se caracterizeaz prin faptul c utilizeaz comutatoareconectate la linii de intrare i de ieire avnd semnale multiplexate n timp, carerealizeaz conexiunea ntre canalele temporale de intrare i canale temporale de ieire.Reeaua de comutaie realizeaz:- tratarea direct a multiplexurilor temporale de intrare i de ieire;
- stabilirea de trasee de conexiune care se modific n timp n funcie de conexiuneasolicitat pentru fiecare cale de comunicaie: astfel n fig. 1. conexiunea (1)comutun canal temporal al liniei de intrare A la un canal al liniei de ieire B, iarconexiunea (2) comut un canal temporal al liniei de intrare A la un canal temporalal liniei de ieire C.
-
7/30/2019 07_Tehnici de comutatie.doc
30/117
Fig. 1. Principiul comutaiei digitale
Comutaia temporal poate fi realizat n mod circuit sau n mod pachet.
Pentru comutaia temporal n mod circuit, numit i comutaie sincron, seasigur pentru fiecare comunicaie un debit constant, prin asocierea de canaletemporale prin care informaia de comunicaie este transmis periodic. Traseul deconexiune este fix pe durata comunicaiei i este alocat exclusiv pentru o comunicaie.
Fig. 2. Multiplexarea temporal a cadrelor ciclice
Informaia digital de comunicaie este transmis periodic cu un debit binar de 64 kbit/s(8 bii la fiecare 125 s = eantioane cu 8 kHz). Deoarece nu exist permanentinformaie util de transmis, canalele temporale asociate comunicaiei nu sunt folositeeficient.
Comutaia asincron, numit i comutaie de pachete, se caracterizeaz printransmiterea de informaii sub form de pachete de date, care sunt asincrone unele nraport cu celelalte. Pachetele de date pot fi de lungimi diferite. Pentru a asigura
transmisia sincron pe suportul de transmisie este necesar sincronizarea de bit. Dinacest motiv, n absena unor pachete de date de transmis, n linie se transmit cuvinte desincronizare. Delimitarea pachetelor de date se realizeaz cu ajutorul delimitatorilor(D),care ncadreaz pachetul de date (Flag/delimitator de nceput de cadru i de sfrit decadru). Acest delimitator poate constitui cuvnt de sincronizare; acesta se transmite nlinie n absena cadrelor (pachete de informaii).
-
7/30/2019 07_Tehnici de comutatie.doc
31/117
Pentru dirijarea corect a pachetelor de date prin reeaua de telecomunicaii, fiecarepachet are asociat o etichet, care permite identificarea cii de dirijare a pachetuluirespectiv.
Fig. 3. Multiplexarea temporal aciclic a cadrelor i delimitarea acestora
n funcie de tehnica de dirijare a pachetelor n reea, se disting trei tipuri de comutaii:comutaie pe circuit virtual, autodirijare i datagram (fig.4).n cazul utilizrii comutaiei pe circuit virtual, pachetul de date are asociat o etichetde identificare a canalului temporal alocat n cadrul multiplexului temporal.
Autodirijarea presupune utilizarea de etichete care descriu explicit direciile succesive
de ndrumare prin comutatoarele traversate; eticheta trebuie deci s conin un pointercare s indice zona urmtoare util a etichetei de ndrumare.
Datagrama utilizeaz pachete de date, care conin o etichet de identificare adestinatarului.
Fig. 4. Modificarea etichetei n comutaia temporal asincron
Mecanismul de baz n comutaia temporal asincron este prezentat n fig. 5.
-
7/30/2019 07_Tehnici de comutatie.doc
32/117
Un comutator temporal asincron realizeaz urmtoarele funcii:- analizeaz eticheta pachetului de date recepionat pentru a determina dirijarea
pachetului; n funcie de modul de dirijare se poate realiza modificarea acesteietichete;
- dirijeaz pachetul de date spre multiplexul de ieire adecvat (comutaie spaial);
- multiplexarea n timp a pachetelor destinate unui multiplex de ieire.
Fig. 5. Funciile comutatorului temporal asincron
Activitatea de nvare 1: Definirea tehnicilor de comutaie
Competena: Descrie tehnicile de comutaie i de transmisiuni
Obiectivul/obiective vizate:Dup realizarea acestei activiti vei putea:
s defineti tehnicile de comutaie
Durata: 5 minute
Tipul activitii:mperechere (potrivire)
Sugestii:- activitatea se poate face individual, un elev la cte un calculator sau folosind
aceast fi de lucru.
Sarcina de lucru:Realizai asocierile necesare dintre sintagmele precizate n prima linie a tabelului i
caracteristicile specificate n tabel.
1. Comutaie asincron;
-
7/30/2019 07_Tehnici de comutatie.doc
33/117
2. Comutaie sincron;3. Comutaie spaial;4. Comutaie digital;
realizeaz conexiunea ntre canalele temporale deintrare i canale temporale de ieire
aloc pentru fiecare comunicaie un traseu de conexiunepe toat durata comunicaiei
transmiterea de informaii sub form de pachete de date
asocierea de canale temporale prin care informaia decomunicaie este transmis periodic
Alte sugestii i recomandri:Pentru rezolvarea acestei activiti de nvare este necesar parcurgerea Fiei dedocumentare 2.1 i a Glosarului de termeni.
Activitatea de nvare 2: Comutaia asincron
Competena: Descrie tehnicile de comutaie i de transmisiuni
Obiectivul/obiective vizate:Dup realizarea acestei activiti vei putea:
s defineti comutaia asincron;
s analizezi tehnica comutaiei de pachete.
Durata: 15 minute
Sugestii:- elevii se pot organiza n grupe mici (2-3 elevi) sau pot lucra individual;
Sarcina de lucru:Folosind surse diferite (internet, reviste de specialitate, caiet de notie etc.) obineiinformaii despre comutaia de pachete. Organizai informaiile dup modelul urmtor.
Tipul activitii: Diagrama pianjen
-
7/30/2019 07_Tehnici de comutatie.doc
34/117
Alte sugestii i recomandri:Pentru rezolvarea acestei activiti de nvare este necesar parcurgerea Fiei dedocumentare 2.1 i a Glosarului de termeni.
Activitatea de nvare 3: Tehnica de dirijare a pachetelor n reea
Competena: Descrie tehnicile de comutaie i de transmisiuni
Obiectivul/obiective vizate:Dup realizarea acestei activiti vei putea:
s identifici tehnicile de dirijare a pachetelor n reea
Durata: 5 minute
Sugestii:- activitatea se poate face individual, un elev la cte un calculator sau folosind
aceast fi de lucru.
Sarcina de lucru:n csuele goale din schema de mai jos aezai denumirile corespunztoare folosindlista de cuvinte cheie.
Lista de cuvinte: Etichet,pointer, cale virtual, adresa destinaie, datagramcircuit virtual.
DIRIJAREAPACHETELOR
DIRIJAREAPACHETELOR
DELIMITAREAPACHETELORDELIMITAREAPACHETELOR
COMUTAIACOMUTAIAASINCRONASINCRON
DENUMIREDENUMIRE DEFINIREDEFINIRE
ROLULETICHETELOR
ROLULETICHETELOR
Tipul activitii:mperechere (potrivire)
-
7/30/2019 07_Tehnici de comutatie.doc
35/117
Alte sugestii i recomandri:
Pentru rezolvarea acestei activiti de nvare este necesar parcurgerea Fiei dedocumentare 2.1 i a Glosarului de termeni.
Activitatea de nvare 4: Mecanismul de baz n comutaia temporal asincron
Competena: Descrie tehnicile de comutaie i de transmisiuni
Obiectivul/obiective vizate:Dup realizarea acestei activiti vei putea:
s identifici funciile unui comutator temporal
s analizezi mecanismul de baz n comutaia temporal asincron
Durata: 15 minute
Sugestii:- activitatea se poate face individual folosind aceast fi de lucru.
Sarcina de lucru:Ponind de la schema de principiu a unui comutator temporal asincron identific iordoneaz logic n scris etapele mecanismului de baz n comutaia temporal
asincron.
Tipul activitii: Harta tip traseu
-
7/30/2019 07_Tehnici de comutatie.doc
36/117
Alte sugestii i recomandri:
Pentru rezolvarea acestei activiti de nvare este necesar parcurgerea Fiei dedocumentare 2.1 i a Glosarului de termeni.
Tema 2: Tehnici de comutaie i de transmisiuni
Fia de documentare 2.2. Comutatoare utilizate n reeaua de
comutaie digital. Comutator temporal (T)
Reeaua de comutaie digital sincronFunciile reelei de comutaie digital
Definiie
Reeaua de conexiune (comutaie) digital este un echipament care recepioneazinformaiile prin liniile de intrare i transmite aceste informaii la liniile de ieire.
Semnalele din liniile de intrare i de ieire sunt multiplexate n timp.Un comutator digital controleaz stabilirea, meninerea i eliberarea cilor de conexiunentre intrri i ieiri.
-
7/30/2019 07_Tehnici de comutatie.doc
37/117
Fig.1. Funcia de comutare temporal
n figura 1 se presupun dou canale temporale asociate cilor de intrare A (1) i A (2).Fiecare cale are asociat un interval de timp ( IT) prin care se asigur recepia ciclic ainformaiei.
Comutatorul digital din fig.1 realizeaz conectarea:- intrrii A (1) la ieirea B (5)- intrrii A (2) la ieirea C (9)
Conexiunea ntre un canal de intrare i un canal de ieire nu este permanent ca lareeaua de comutaie spaial, ci ea se realizeaz ciclic pe durata unui canal temporal.
Elementele de comutaie utilizate n RC digital sunt de trei tipuri:- comutatoare temporale T;
- comutatoare spaiale S;- comutatoare digitale D;
Comutator temporal ciclic (T)
Comutatorul temporal T realizeaz conectarea unui canal temporal al intrrii laorice canal temporal al ieirii (de ex. ntre IN IT i i OUT IT j).
Principiul unui comutator temporal ciclic este prezentat n fig. 2.
Comutatorul temporal conine:
memorie de convorbire - numit i memorie tampon (MT) n care se nscriu
eantioanele prezentate la intrare n format paralel.
registrul de intrare (RI) -asociat fiecrei linii de intrare ( are o linie de intrare pe
un singur fir i o linie de ieire pe 8 fire) realizeaz conversia serie-paralel
memorie de comand ( MC) sau memorie de conexiuni dirijeaz modalitatea de
executare a comutaiei controlnd fie scrierea, fie citirea n memoria tampon.
registrul de ieire (RE) realizeaz transferul informaiei la ieirea j n format
serial (conversie paralel-serie)
-
7/30/2019 07_Tehnici de comutatie.doc
38/117
Fig. 2. Comutatorul temporal CT:(a) principiul comutaiei; (b) simbolul grafic, (c) schema bloc de principiu
Comutaia temporal const n a repartiza eantioanele ce sosesc pe liniamultiplex de intrare, MUX I, a comutatorului n ci convenabile ale liniei multiplexde ieire, MUX E. De aici rezult necesitatea ca, imediat ce un eantion se prezint laintrare, s fie memorat n memoria tampon MT, unde va fi meninut pn cnd va trebuis fie retransmis.n aceast memorie, cadru dup cadru se nscriu"cuvintele" (eantioane cuantizate icodificate) provenite din fluxul de intrare, oferit pe MUX I, i se "citesc" aceste cuvintepentru a genera fluxul de ieire, scurs pe MUX E. Coninutul MT rmne neschimbatntre dou operaii succesive de scriere, adic pe durata unei perioade de 125 sec. ndecursul acestei perioade coninutul fiecrei locaii de memorie MT poate fi citit n oricemoment i eliberat astfel pe linia de ieire.
Pentru ca un eantion s poat fi eliberat pe multiplexul de ieire, trebuie s se tie cuprecizie adresa de unde el se extrage i pentru aceasta se citete o alt memorie acomutatorului, numit memorie de comand, MC. Aceast memorie conserv relaiadintre cile de intrare i cile de ieire, ceea ce nseamn c ea asigur realizarea
conexiunii. Se poate spune deci c este o adevrat memorie a conexiunii(connection memory), care furnizeaz n mod periodic indicaiile de deschidere a"porilor" de comutare a impulsurilor binare ce caracterizeaz cile temporale. Seprecizeaz c cele dou .memorii componente ale comutatorului sunt de tip RAM(Random Access Memory), deci cu acces aleator pentru scriere i pentru citire.
Comutatorului temporal i sunt asociate elemente auxiliare care realizeaztransformarea de format a fluxului binar al liniilor multiplex, anume un registru Rl deintrare, care efectueaz conversia de format serie-paralel, i un registru RE de ieire,pentru conversia complementar paralel-serie.
Din punct de vedere al disciplinei de scriere n i citire din memoria tampon, sedeosebesc dou variante ale comutatoarelor numerice temporale: cu comand la
-
7/30/2019 07_Tehnici de comutatie.doc
39/117
ieire (cu scriere ordonat i citire controlat) i cu comand la intrare (cu scrierecontrolat i citire ordonat).
Capacitatea memoriei temporale depinde de numrul de canale temporalemultiplexate. Pentru fiecare canal temporal este necesar memorarea ciclic (f = 8kHz)a unui octet.
Pentru un multiplex primar digital (32 canale temporale) capacitatea C a memorieitemporale (MT) este :
C{MT} = 32 x 8 biiMemoria de comand (MC) trebuie s memoreze 32 de adrese
(corespunztoare celor 32 IT) de cte 5 bii fiecare (25 = 32). Capacitatea memoriei decomand va fi :
C{MC} = 32 x 5 biiComutatorul T este fr blocaj este ntotdeauna posibil o conexiune ntre o
intrare i i o ieire liberj.
Activitatea de nvare 1: Elementele unui comutator temporal
Competena: Descrie tehnicile de comutaie i de transmisiuni
Obiectivul/obiective vizate:Dup realizarea acestei activiti vei putea:
s precizezi elementele unui comutator temporal i rolul acestora
Durata: 5 minute
Tipul activitii:mperechere (potrivire)
Sugestii:
- activitatea se poate face individual, un elev la cte un calculator sau folosindaceast fi de lucru.
Sarcina de lucru:Realizai asocierile necesare dintre sintagmele precizate n prima linie a tabelului ifunciile specificate n tabel.
1. Memorie tampon2. Memorie de comand3. Registru de intrare4. Registru de ieire
memoria care dirijeaz modalitatea de executare a
-
7/30/2019 07_Tehnici de comutatie.doc
40/117
comutaiei, controlnd citirea i scrierea informaiilor
realizeaz conversia paralel- serie
memoria n care se nscriu eantioanele prezentate laintrere n format paralelrealizeaz conversia serie-paralel
Alte sugestii i recomandri:Pentru rezolvarea acestei activiti de nvare este necesar parcurgerea Fiei dedocumentare 2.2 i a Glosarului de termeni.
Activitatea de nvare 2: Principiul unui comutator temporal
Competena: Descrie tehnicile de comutaie i de transmisiuni
Obiectivul/obiective vizate:Dup realizarea acestei activiti vei fi capabil:
s precizezi principiul de funcionare a unui comutator temporal
Durata: 15 minute
Sugestii:- activitatea se poate face individual, un elev la cte un calculator
Sarcina de lucru:n schema de principiu a unui comutator temporal de mai jos se observ stabilirea uneiconexiuni pe multiplexul de intrare, canalul temporal 3 cu canalul temporal 1 pemultiplexul de ieire. Urmrii traseul de realizare a acestei conexiuni precizndurmtoarele:1. Care sunt aciunile care intervin n stabilirea conexiunii ntre IN 3 i OUT 1.2. Denumirile blocurilor componente ale comutatorului temporal prin intermediul cruia
se stabilete aceast conexiune.3. Rolul blocurilor componente ale comutatorului temporal.
Tipul activitii: Observare sistematic i independent
-
7/30/2019 07_Tehnici de comutatie.doc
41/117
4. Traseul pe care se transmit informaiile.
Activitatea de nvare 3: Stabilirea conexiunilor printr-un comutator temporal
Competena: Descrie tehnicile de comutaie i de transmisiuni
Obiectivul/obiective vizate:Dup realizarea acestei activiti vei putea: s analizezi principiul de funcionare a unui comutator temporal
Durata: 25 minute
Sugestii:- activitatea se poate face individual, un elev la cte un calculator folosind soft
specializat
Sarcina de lucru:n schema de principiu a unui comutator temporal alegei stabilirea de conexiuni ntreintrri pe multiplexul de intrare i ieiri pe multiplexul de ieire (de ex. IN2 cu OUT3).Urmrii traseul de realizare a acestor conexiuni preciznd urmtoarele:
Tipul activitii: Simulare
1. Care sunt aciunile care intervin n stabilirea conexiunilor2. Etapele de realizare a conexiunilor3. Rolul blocurilor componente care intervin n stabilirea conexiunilor alese.
-
7/30/2019 07_Tehnici de comutatie.doc
42/117
Alte sugestii i recomandri:Pentru rezolvarea acestei activiti de nvare este necesar parcurgerea Fiei dedocumentare 2.2 i a Glosarului de termeni.
Tema 2: Tehnici de comutaie i de transmisiuni
Fia de documentare 2.3. Comutatoare utilizate n reeaua de
comutaie digital. Comutator spaial (S)Comutator spaial (S)
Definiie
Comutatorul S asigur comutaia ntre intrri i ieiri numai n cadrul aceluiai intervalde timp (IT).
-
7/30/2019 07_Tehnici de comutatie.doc
43/117
Fig. 1. Definirea comutatorului spaial S
Nu necesit memorarea informaiei.
Corespondena ntre numrul liniei de intrare i numrul liniei de ieire este realizat cuajutorul unei memorii de comandMC. Cel mai utilizat comutatorS cel cu comandla ieire (fig. 2).
Fig. 2. Comutatorul spaial
-
7/30/2019 07_Tehnici de comutatie.doc
44/117
Fiecare multiplexor digital are asociat o ieire i o memorie de comand MC. nmemoriile de comand MC - k se nregistreaz numrul intrrii care se va conectala ieirea k.
Exemplu:Comanda de conexiune nregistrat pentru ieirea 0 n MC0 este MC0[i] = 3 ceea censeamn c pe durata intervaluluiiieirea 0 este conectat la intrarea 3.
Presupunnd c se folosete multiplexul primar de 32 de ci (32 IT), fiecare memoriede comand trebuie s nregistreze 32 de cuvinte corespunztoare celor 32 IT. Numrulde bii al unui cuvnt din MC depinde de numrul de intrri ale comutatorului spaial S.Comutatoarele S se realizeaz cu ajutorul multiplexoarelor care sunt controlate dememoriile de comand asociate.
Observaie pentru a permite comutarea oricrei intrri la oricare ieire, fiecarelinie de intrare se multiplic pe toate multiplexoarele liniilor de ieire.
-
7/30/2019 07_Tehnici de comutatie.doc
45/117
Activitatea de nvare 1: Definirea unui comutator spaial
Competena: Descrie tehnicile de comutaie i de transmisiuniObiectivul/obiective vizate:
Dup realizarea acestei activiti vei putea: s defineti un comutator spaial
s identifici componentele unui comutator spaial
s caracterizezi un comutator spaial
Durata: 15 minute
Sugestii:- elevii se pot organiza n grupe mici (2-3 elevi) sau pot lucra individual;
Sarcina de lucru:Pornind de la urmtoarele enunuri incomplete, realizai un eseu de aproximativ 10rnduri n care s dezvoltai ideile coninute n enunuri. n realizarea eseului trebuie sfolosii minim 10 expresii din lista de mai jos.
,,Comutatorul spaial asigur...,,Comutatorul spaial nu necesit......................................................................................,,Corespondena ntre numrul liniei de intrare i numrul liniei de ieire esterealizat ...........................................................................................................................................
,,Fiecare multiplexor digital are asociat o.......................................................................,,n memoriile de comand MC se nregistreaz
Lista de cuvinte: linie, apel, memorare, ieire, memorie de comand MC, numrulintrrii, comutaia, intrri, interval de timp (IT), informaie, comutator, bii, multiplexor.
Alte sugestii i recomandri:Pentru rezolvarea acestei activiti de nvare este necesar parcurgerea Fiei de
documentare 2.3 i a Glosarului de termeni
Tipul activitii: Expansiune
-
7/30/2019 07_Tehnici de comutatie.doc
46/117
Activitatea de nvare 2: Principiul unui comutator spaial
Competena: Descrie tehnicile de comutaie i de transmisiuni
Obiectivul/obiective vizate:Dup realizarea acestei activiti vei fi capabil:
s analizezi principiul de funcionare a unui comutator spaial
Durata: 15 minute
Sugestii:
- activitatea se poate face individual, un elev la cte un calculator
Sarcina de lucru:n schema de principiu a unui comutator spaial de mai jos se observ stabilireaconexiunii ntre intrrea IN0 i ieirea OUT 2. Urmrii traseul de realizare a acestei
conexiuni preciznd urmtoarele:
Tipul activitii: Observare sistematic i independent
-
7/30/2019 07_Tehnici de comutatie.doc
47/117
Activitatea de nvare 3:Stabilirea conexiunilor
printr-un comutator spaial
Competena: Descrie tehnicile de comutaie i de transmisiuni
Obiectivul/obiective vizate:Dup realizarea acestei activiti vei putea:
s analizezi principiul de funcionare a unui comutator spaial
Durata: 25 minute
Sugestii:- activitatea se poate face individual, un elev la cte un calculator folosind soft
specializat
Sarcina de lucru:
1. Care sunt aciunile care intervin nstabilirea conexiunii?
2. Denumirile blocurilor componente alecomutatorului spaial prin intermediulcrora se stabilete conexiunea i rolulacestora.
3. Traseul conexiunii.
Tipul activitii: Simulare
-
7/30/2019 07_Tehnici de comutatie.doc
48/117
n schema de principiu a unui comutator spaial alegei stabilirea de conexiuni ntreintrri i ieiri (de ex. IN2 cu OUT0). Urmrii traseul de realizare a acestor conexiunipreciznd urmtoarele:
Alte sugestii i recomandri:Pentru rezolvarea acestei activiti de nvare este necesar parcurgerea Fiei dedocumentare 2.3 i a Glosarului de termeni.
Tema 2: Tehnici de comutaie i de transmisiuniFia de documentare 2.4. Comutatoare utilizate n reeaua de
comutaie digital. Comutator digital spaio-temporal (D)
Comutator digital spaio-temporal D (T)
Definiie
Un comutator digital este un comutator cu n intrri digitale i n ieiri digitale, carepermite realizarea de conexiuni ntre un canal temporal asociat unei intrri i orice canaltemporal asociat oricrei ieiri.Comutatorul D se poate realiza cu ajutorul unui comutator T care recepioneaz laintrarea sa semnalele multiplexate ale intrrilor n multiplexorul M (fig. 1.).Astfel coninutul IT i din IN 2 este transferat prin multiplexorul M n intervalul de timp T2din IT i alocat liniei 2. La ieirea comutatorului T se obin semnalele multiplexatedestinate ieirilor OUT 1OUT 4 pentru ITj.
Comutatorul T trebuie s nregistreze n MC corespondena ntre intrarea definit prin
numrul liniei de intrare i al canalului temporal (IN 2, IT i) i ieirea definit prinnumrul liniei de ieire i al canalului temporal (OUT 4, IT j).
1. Care sunt aciunile care intervin n stabilirea conexiunilor2. Etapele de realizare a conexiunilor3. Rolul blocurilor componente care intervin n stabilirea conexiunilor alese.
-
7/30/2019 07_Tehnici de comutatie.doc
49/117
Se remarc faptul c multiplexorul temporal transform identitatea spaial a linieide intrare n identitatea temporal (numrul intervalului de timp asociat intrrii n cadrulaceluiai IT).
Demultiplexorul realizeaz transformarea invers (identitate temporal n identitatespaial).
Intervalul de timp asociat unui canal temporal este mprit ntr-un numr de cuante detimp egal cu numrul de intrri/ieiri. Pe durata unei cuante de timp asociate uneilinii de intrare/ieire este necesar s se realizezenregistrarea n memoria temporala octetului recepionat la intrare (R/W = 0) i citirea din memoria temporal a octetuluidestinat ieirii (R/W = 1).
Dac se consider c n este numrul de linii de intrare i de ieire ale comutatorului Di c o linie are 32 de canale temporale (IT), rezult :
a) Capacitatea MT este n x 32 octei ;
b) Capacitatea MC este n x 32 cuvinte de adrese.
Fig. 1. Comutatorul digital
-
7/30/2019 07_Tehnici de comutatie.doc
50/117
Activitatea de nvare 1: Blocuri componente ale unui comutator digital
Competena: Descrie tehnicile de comutaie i de transmisiuni
Obiectivul/obiective vizate:Dup realizarea acestei activiti vei putea:
s identifici blocurile componente ale unui comutator digital
Durata: 5 minute
Sugestii:- activitatea se poate face individual, un elev la cte un calculator sau folosind
aceast fi de lucru.
Sarcina de lucru:n csuele goale din schema de mai jos aezai denumirile corespunztoare folosindlista de cuvinte cheie.Lista de cuvinte: demultiplexor temporal, multiplexor temporal, multiplex de ieire(debit 4xd), multiplex de ieire (debit d), multiplex de intrare (debit d), multiplexde intrare (debit 4xd), comutator temporal.
Tipul activitii:mperechere (potrivire)
-
7/30/2019 07_Tehnici de comutatie.doc
51/117
Activitatea de nvare 2:Principiul unui
comutatordigital
Competena: Descrie tehnicile de comutaie i de transmisiuni
Obiectivul/obiective vizate:Dup realizarea acestei activiti vei fi capabil:
s analizezi principiul de funcionare a unui comutator digital
Durata: 15 minute
Sugestii:
- activitatea se poate face individual, un elev la cte un calculatorSarcina de lucru:n schema de principiu a unui comutator digital de mai jos se alege stabilirea unei
conexiuni ntre intrri IN2 pe multiplexul de intrare i ieirea OUT4 pe multiplexul deieire. Urmrii traseul de realizare a acestei conexiuni preciznd urmtoarele:
Tipul activitii: Observare sistematic i independent
-
7/30/2019 07_Tehnici de comutatie.doc
52/117
Activitatea de nvare 3: Stabilirea conexiunilor printr-un comutator digital
Competena: Descrie tehnicile de comutaie i de transmisiuni
Obiectivul/obiective vizate:
Dup realizarea acestei activiti vei putea: s analizezi principiul de funcionare a unui comutator digital
Durata: 25 minute
Sugestii:
1. Care sunt aciunile care intervin n stabilirea conexiunii ntre IN2 i OUT4.2. Denumirile blocurilor componente ale comutatorului digital prin intermediul
cruia se stabilete aceast conexiune.3. Rolul blocurilor componente ale comutatorului digital.
Tipul activitii: Simulare
-
7/30/2019 07_Tehnici de comutatie.doc
53/117
-
7/30/2019 07_Tehnici de comutatie.doc
54/117
Tema 2: Tehnici de comutaie i de transmisiuni
Fia de documentare 2.5. Tehnici de transmisiuni digitale i domeniide aplicabilitate. Modulaia de amplitudine
Semnale analogice si digitale
DefiniieUn semnal electric este numit analogic cnd este proporional cu mrimea fizic pecare o reprezint semnalul electric (de ex. curentul generat de microfon este un semnalanalogic, care este permanent proporional cu presiunea acustic exercitat asupramembranei microfonului).
Definiie
Un semnal electric este digital dac este compus dintr-o succesiune de simboluri,fiecare simbol putnd lua o valoare dintr-un numr finit de valori posibile (de ex. unsemnal compus dintr-o succesiune de simboluri binare, care pot avea una din douvalori posibile: prezena sau absena semnalului).
Fig. 1. Semnale electrice : a) analogic; b) digital
Fiecare simbol al unui semnal digital poart n el o cantitate de informaie q, caredepinde de numrul m de valori posibile ale simbolului:
q = log2 m (bii)
Unitatea de informaie se numete bit i corespunde unui simbol binar.
Viteza de transmisie (rata de transfer) reprezint numrul de simboluri binaretransmise ntr-o secund i se exprim n bii/s (bps).Semnalele digitale au fa de semnalele analogice avantajul de a fi simple i rezistentela perturbaii. Dac semnalul sursei este de tip analogic este necesar conversia lui nsemnal digital, conversie realizat fie direct n terminalul abonatului, fie n circuitul deinterfa cu linia analogic a abonatului. La destinaie se va realiza conversia digital-analogic pentru reconstituirea semnalului analogic al sursei.
Dintre metodele de conversie analog-digital a semnalului, cea mai folosit estemodulaia impulsurilor in cod (MIC) sau PCM Pulse Code Modulation.
-
7/30/2019 07_Tehnici de comutatie.doc
55/117
Tehnici de modulaie i multiplexarea semnalelor
Modulaia este un proces prin care un parametru care caracterizeaz un semnalpurttor (amplitudine, frecven, faz) este modificat de un semnal de modulaie, astfelnct parametrul modulat urmrete fidel forma semnalului de modulaie, rezultnd:modulaia de amplitudine, de frecven sau de faz.
Semnalul care este modulat poart numele de semnal purttordeoarece el transportinformaia de la un capt la cellalt al canalului de comunicaie.
Folosind frecvene mari ca purttoare, modulate cu semnale de frecvene vocale (300 3400 Hz), se vor putea realiza simultan, pe acelasi circuit fizic, attea legaturi detelecomunicaii cte frecvene purttoare se utilizeaz. Deci prin multiplexare nfrecven realizm schimbarea prin modulare a frecvenei cilor pentru a utiliza ntregulspectru de transmitere.
Unda purttoare de frecven nalt are expresia:
UF(t) = A0 cos 0t = A cos 2Ft
Oricare dintre cei trei parametrii ai si (amplitudine A, frecven F sau faz ) poate fimodificat de semnalul modulator Uf de joas frecven.
Uf(t) = Am cos mt = Amcos 2 ft
Rezult astfel trei tipuri de modulaii:
modulaia de amplitudine (MA) = amplitudinea instantanee a undei purttoarevariaz n funcie de semnalul de modulaie;
modulaie de frecven (MF) = frecvena instantanee a undei purttoare variazn funcie de semnalul de modulaie;
modulaia de faz (MP) = faza instantanee a undei purttoare variaz nfuncie de semnalul de modulaie.
Modulaia de amplitudine (MA).
Acest tip de modulaie se realizeaz prin montaje cu elemente neliniare numitemodulatoare.
Unda purttoare: UF(t) = A0 cos 0t = A0 cos 2Ft
Semnalul modulator: Uf(t) = Am cos mt = Am cos 2 ft
Unda modulat n amplitudine va avea o amplitudine variabil n timp ntre dou valori
extreme Amax si Amin. La amplitudinea A0 a purttoarei se adun semnalul modulator.
A(t) = A0 + Am cos mt = A0 (1+ Am/A0 cos mt) = A0 (1+ m cos mt)
-
7/30/2019 07_Tehnici de comutatie.doc
56/117
unde, m = Am/A0 reprezint gradul de modulaie
Semnalul modulat U(t) va avea expresia:
U(t) = A0 (1+ m cos mt) cos 0t
U(t) = A0 cos mt + mA0/2 cos (0-m)t + mA0/2 cos (0 +m)t
Aceast expresie arat c semnalul modulat n amplitudine MA are trei componente:
1. Purttoarea - cu parametrii: A0, F,
2. O component lateral inferioar - cu parametrii: m, A0/2, F-f
3. O component lateral superioar - cu parametrii: m, A0/2, F+f
Reprezentnd pe o ax a frecvenelor amplitudinile acestor componente rezult spectrulde frecvene a oscilaiilor modulate n amplitudine (fig. 2).
Fig. 2. Spectrul de frecven a oscilaiilor modulate n amplitudineDac semnalul modulator este nesinusoidal dar periodic acesta poate fi descompus narmonice, iar spectrul oscilaiilor modulate n amplitudine va conine:1. o banda lateral inferioar cuprinznd toate componentele de frecvene F-f, F-2f.2. o banda lateral superioar cu componente de frecven F+f, F+2f
Fig. 7. Spectrul de frecven a oscilaiilor modulate n amplitudine cu un modul
nesinusoidal dar periodic
Banda de frecvene: B = fmax fmin = 2 fmax ,
Amplitudine/V
Amplitudine/V
Frecven/Hz
Frecven/Hz
f1 f2 F-f2
p
F-f1
F+f1
F+f2
F
F-2f
mA0/2
A0
mA0/2
F F+2f F-nf F-3f F-f F+f F+3f F+nf
mA0/2
mA0/2
mA0/2 mA
0/2
mA0/2
mA0/2
-
7/30/2019 07_Tehnici de comutatie.doc
57/117
-
7/30/2019 07_Tehnici de comutatie.doc
58/117
Obiectivul/obiective vizate:Dup realizarea acestei activiti vei putea:
s defineti un semnal analogic i un semnal digital
Durata: 15 minute
Sugestii:- elevii se pot organiza n grupe mici (2-3 elevi) sau pot lucra individual;
Sarcina de lucru:Pornind de la urmtoarele enunuri incomplete, realizai un eseu de aproximativ 10rnduri n care s dezvoltai ideile coninute n enunuri. n realizarea eseului trebuie sfolosii minim 10 expresii din lista de mai jos.
,,Un semnal electric este numit analogic...,,Un semnal electric este digital dac ...............................................................................,,Fiecare simbol al unui semnal digital poart n el o cantitate de informaie....................
,,Unitatea de informaie senumete..................................................................................,,Viteza de transmisie (rata de transfer) reprezint...........................................................,,Semnalele digitale au fa de semnalele analogice avantajul de a fi..............................
Lista de cuvinte: perturbaii, simbol binar, mrime fizic, secund, bii/s, numr, valori,simbol, bii, succesiune, valoare, simple, rezistente, semnal, proporional, electric.
Alte sugestii i recomandri:Pentru rezolvarea acestei activiti de nvare este necesar parcurgerea Fiei dedocumentare 2.5 i a Glosarului de termeni
Activitatea de nvare 2: Tehnici de modulaie i multiplexarea semnalelor
Competena: Descrie tehnicile de comutaie i de transmisiuni
Tipul activitii: Expansiune
-
7/30/2019 07_Tehnici de comutatie.doc
59/117
Obiectivul/obiective vizate:Dup realizarea acestei activiti vei putea:
s defineti modulaia
s identifici tipurile de tehnici de modulaie
s defineti multiplexarea
Durata: 15 minute
Sugestii:- elevii se pot organiza n grupe mici (2-3 elevi) sau pot lucra individual;
Sarcina de lucru:Folosind surse diferite (internet, reviste de specialitate, caiet de notie etc.) obineiinformaii despre tehnicile de modulaie i multiplexare a semnalelor. Organizaiinformaiile dup modelul urmtor.
Alte sugestii i recomandri:Pentru rezolvarea acestei activiti de nvare este necesar parcurgerea Fiei dedocumentare 2.5 i a Glosarului de termeni.
Activitatea de nvare 3: Modulaia de amplitudine (MA)
Tipul activitii: Diagrama pianjen
TIPURITIPURI MULTIPLEXAREMULTIPLEXARE
MODULAIAMODULAIA
DEFINIREDEFINIRE SEMNALESEMNALE
-
7/30/2019 07_Tehnici de comutatie.doc
60/117
Competena: Descrie tehnicile de comutaie i de transmisiuni
Obiectivul/obiective vizate:Dup realizarea acestei activiti vei putea:
s analizezi o transmisie telefonic cu modulaia n amplitudine
s determini valorile benzilor de frecven ale unui semnalului modulat s reprezini grafic spectrul de frecven a oscilaiilor modulate n amplitudine
Durata: 20 minute
Sugestii:- elevii se pot organiza n grupe mici (2-3 elevi) sau pot lucra individual;
Sarcina de lucru:Se d schema de mai jos a unei transmisii telefonice cu ambele benzi laterale unde:
1 modulator2 i 3 filtre trece band4 demodulator5 filtru trece jos
Se cere:a) Calculai spectrele de frecven obinute pentru o transmisie telefonic , la ieirea
elementului 2 dac la cele 2 intrri se aplic semnalele:- purttor uF = 50 cos 2 104 t V- modulator uf= 30 cos 2 103 t V
b) Reprezentai grafic spectrele de frecven pentru aceast transmisie.c) Calculai gradul de modulaie al semnalului la ieirea elementului 1.
Tipul activitii: Problematizarea
-
7/30/2019 07_Tehnici de comutatie.doc
61/117
Activitatea de nvare 4: Modulaia de amplitudine (MA)- fi de lucru
Competena: Descrie tehnicile de comutaie i de transmisiuniObiectivul/obiective vizate:Dup realizarea acestei activiti vei putea:
s analizezi modulaia n amplitudine s vizualizezi cu ajutorul osciloscopului semnalele: modulator, purttor, modulat
s interpretezi forma semnalelor
s calculezi gradul de modulaie i s-l interpretezi.Durata: 30 minuteSugestii:
- elevii se pot organiza n grupe mici (2 elevi) sau pot lucra individual;Sarcina de lucru:Alegei aparatele necesare pentru a vizualiza semnalele necesare unei modulaii n
amplitudine i anume: circuit modulator cu elemente neliniare aflat n dotarea laboratorului generator de semnale osciloscop cu 2 canale; sonde osciloscop surs de alimentare a circuitului modulator cordoane de legtur
Realizai conexiunile necesare astfel nct la intrarea circuitului modulator s conectaisemnalul modulator i semnalul purttor. Alegei parametrii acestor semnale n funciede circuitul modulator aflat n dotarea laboratorului. Vizualizai pe rnd cu ajutorul
osciloscopului cele 2 semnale de intrare n circuit iar pe cel de-al doilea canal alosciloscopului conectai-l ia ieirea circuitului modulator(fig. de mai jos)
Calculai gradul de modulaiefolosind formula:m = (Amax Amin) / (Amax + Amin)
-
7/30/2019 07_Tehnici de comutatie.doc
62/117
Tema 2: Tehnici de comutaie i de transmisiuni
Fia de documentare 2.6. Tehnici de transmisiuni digitale i domeniide aplicabilitate. Metoda PCM (Pulse Code Modulation)
Pentru transformarea prin modulaia impulsurilor n cod - PCM (Pulse CodeModulation) - modulaia impulsurilor n cod-a unui semnal electric analog n semnaldigital sunt necesare trei operaiuni:
- eantionarea semnalului analog;
- cuantizarea eantioanelor;
- codarea eantioanelor.
Eantionarea semnalelor analogice
Definiie
Se numete eantionare procesul prin care o funcie continu n timp este nlocuit cuvalori discrete pe care funcia le ia n anumite momente. La un semnal electriceantionarea const n nlocuirea semnalului continuu cu o succesiune de impulsurisituate la intervale de timp egale i ale cror amplitudini sunt egale cu amplitudinilesemnalului la momentele respective.
Fig.1. Eantionarea unui semnal analog
Impulsurile se numesc eantioane; intervalul de timp T dintre eantioane se numeteperioada de eantionare. Rezult frecvena de eantionare:
TfT
1=
Teorema eantionrii arat c un semnal continuu cu spectrul limitat la o frecvenmaxim fM este complet definit de eantioanele sale, cu condiia ca frecvena deeantionare s fie mai mare sau cel puin egal cu dublul frecvenei fM.
Mf2
1T
fT 2fM
-
7/30/2019 07_Tehnici de comutatie.doc
63/117
Teorema eantionrii este uor explicabil prin observarea spectrelor de frecven alesemnalului original. (Fig. 2.)
Fig 2. Spectrele de frecven
a semnal original; b- semnal eantionat
Spectrul semnalului eantionat pstreaz o component de joas frecven identic(doar atenuat) cu spectrul semnalului original, care poate fi separat de restulspectrului printr-o simpl filtrare trece jos.Filtrarea este posibil dac fT - fM > fM deci fT > 2 fM astfel ca spectrul de joas frecven iprima band lateral inferioar s nu se ntreptrund.
innd seama c banda de frecvene a semnalului telefonic este standardizat la300 3400 Hz, fT trebuie s fie mai mare de 6,8 kHz.Din motive tehnice de proiectare (condiiile filtrului trece jos) s-a stabilit pe planmondial ca frecvena de eantionare pentru telefonie s fie de 8 kHz.
Rezult perioada de eantionare s1258000
1T ==
Hz.
Procedeul de nlocuire a unui semnal electric continuu printr-un tren de impulsuri
modulate n amplitudine se numete prescurtat PAM (Pulse Amplitude Modulation).Deoarece durata ti a eantioanelor este mult mai mic dect perioada de eantionare T,timpul rmas disponibil poate fi folosit pentru transmisia simultan pe acelai circuit fizic
a mai multor semnale PAM, dar cel mult1t
T, realiznd astfel multiplexarea n timp a
semnalelor analogice.
Cuantizarea eantioanelor
ntregul domeniu de amplitudini posibile a semnalului este mprit ntr-un numr finit deintervale de cuantizare. Dou intervale vecine sunt separate prin aa numitul nivel dedecizie; n centrul fiecrui interval se gsete nivelul de reconstrucie.
-
7/30/2019 07_Tehnici de comutatie.doc
64/117
Definiie
Prin cuantizare, toate eantioanele a cror amplitudini se gsesc ntr-un acelaiinterval capt amplitudinea nivelului de reconstrucie respectiv. (Fig. 3).
Fig. 3. Cuantizarea
eantioanelor
Codarea
Prin eantionare i cuantizare s-atransformat semnalul analog ntr-o succesiune de eantioane, fiecare avnd o valoare
dintr-un total de 256 valori posibile (128 pozitive i 128 negative). Aceast succesiunede valori constituie semnalul digital.
Definiie
Codarea const n transmiterea fiecrui numr ntreg cuprins ntre -128 si +128 cuajutorul unui cod format din opt simboluri binare (bii).
Altfel spus, fiecare eantion poate fi reprezentat de un cuvnt binar de 8 bii. Acestcuvnt se numete n tehnica de calcul octet sau byte.
Semnalul digital se compune din 8 bii (28 = 256) astfel: Primul bit reprezint semnul: 1 pentru + , 0 pentru -. Urmtorii 7 bii exprim n cod binar n cod binar valoarea absolut a
numrului ntreg cuprins ntre 1 i 27 = 128.
Prin cele trei operaii (eantionare, cuantizare, codare) care definesc modulaiaimpulsurilor n cod se obine din semnalul telefonic analog original un semnal digital
binarcu viteza de:8 kHz x 8 bii = 64 kb/s
-
7/30/2019 07_Tehnici de comutatie.doc
65/117
Folosind multiplexarea n timp, se ntrees eantioanele provenind de la mai multecanale telefonice care folosesc acelai suport de transmisie.
Debitul binarn linie rezult de:8 KHz x 8 bii x 32 ci = 2,048 Mbps
Durata unui eantion (octet) pentru o cale telefonic este:125 s/32 canale = 3,9 s pentru transmiterea unui eantionDurata unui simbol binareste:
3,9 s/8 simboluri binare = 488 nsAnsamblul de 32 intervale se numete cadru i are durata egal cu:
32 canale x 3,9 s/eantion = 125 s
Modelul unui sistem PCM
Un sistem PCM are, n general, structura de principiu prezentat n figura 4.
La emisie, semnalul n banda de baz este trecut printr-un FTJ, pentru a-i limita banda,i apoi eantionat la intervale regulate, eantioanele fiind convertite A/D i trimise n
linie. Convertorul A/D este comun tuturor canalelor sistemului, avnd n vederesepararea cilor n timp.Dup eantionare, se memoreaz valoarea eantionului, care este apoi convertit A/D,
la ieirea convertorului A/D obinnd un numr binar, care corespunde celei maiapropiate valori discrete a amplitudinii. Biii astfel obinui sunt codai, pentru a avea oform ct mai adecvat transmisiei prin canal.
Fig. 5. Structura funcional a unui sistem PCM
La recepie se efectueaz operaiile inverse; separarea canalelor se face cu ajutorulporilor de eantionare comandate n sincronism cu cele de la emisie. La ieireaconvertorului D/A se obine o versiune cuantizat a semnalului analogic, care estefiltrat pentru a obine semnalul n banda de baz. Aceast structur funcional asistemului este dat n figura 5.
Activitatea de nvare 1: Metoda PCM (Pulse Code Modulation)
Competena: Descrie tehnicile de comutaie i de transmisiuni
Fig.4. Structura de principiu a unui sistem PCM
-
7/30/2019 07_Tehnici de comutatie.doc
66/117
Obiectivul/obiective vizate:Dup realizarea acestei activiti vei putea:
s identifici etapele de transformare a unui semnal analogic n semnal digital prinmetoda PCM
Durata: 20 minute
Sugestii:- activitatea se poate face individual folosind aceast fi de lucru.
Sarcina de lucru:Identificaii ordonai logic etapele de transformare a unui semnal analogic n semnaldigital prin metoda PCM
Activitatea de nvare 2: Codarea eantioanelor
Competena: Descrie tehnicile de comutaie i de transmisiuni
Tipul activitii: Harta tip traseu
CARACTERISTICICARACTERISTICI
SEMNAL DIGITALSEMNAL DIGITAL
DEFINIREDEFINIRE
33
22DEFINIREDEFINIRE
CARACTERISTICICARACTERISTICI
DEFINIREDEFINIRE
CARACTERISTICICARACTERISTICI11
ETAPEETAPE
PCM - PULSE CODEPCM - PULSE CODE
MODULATIONMODULATION
SEMNAL ANALOGICSEMNAL ANALOGIC
-
7/30/2019 07_Tehnici de comutatie.doc
67/117
Obiectivul/obiective vizate:Dup realizarea acestei activiti vei putea:
s transformi valori zecimale ale eantioanelor n cod binar
Durata: 15 minute
Sugestii:- elevii se pot organiza n grupe mici (2-3 elevi) sau pot lucra individual;
Sarcina de lucru:Prin eantionare i cuantizare s-a transformat un semnal analog printr-un sistem PCMntr-o succesiune de eantioane, fiecare avnd o valoare. Se presupune c valorileeantioanelor sunt:
+ 18 + 42 - 10 - 15
Alte sugestii i recomandri:Pentru rezolvarea acestei activiti de nvare este necesar parcurgerea Fiei dedocumentare 2.6 i a Glosarului de termeni.
Activitatea de nvare 3: Caracteristicile semnalului digital binar rezultat prinmodulaia impulsurilor n cod
Competena: Descrie tehnicile de comutaie i de transmisiuni
Tipul activitii: Problematizarea
1. Realizai codarea n cod binar i reprezentarea grafic a acestui semnal.2. Realizai sarcinile de la punctul 1 pentru o succesiune aleas de voi.
-
7/30/2019 07_Tehnici de comutatie.doc
68/117
Obiectivul/obiective vizate:Dup realizarea acestei activiti vei putea:
s caracterizezi semnalul digital binar rezultat prin modulaia impulsurilor n cod
Durata: 5 minute
Sugestii:- activitatea se poate face individual, un elev la cte un calculator sau folosind
aceast fi de lucru.
Sarcina de lucru:Realizai asocierile necesare dintre sintagmele precizate n prima linie a tabelului icaracteristicile specificate n tabel.
1. Viteza semnalului digital binar;2. Debitul binar n linie;3. Durata unui eantion (octet) pentru o cale telefonic;4. Durata unui simbol binar;5. Durata unui cadru;
8 KHz x 8 bii x 32 ci = 2,048 Mbps
8 kHz x 8 b