FOR-MIC by zhangyun

VIEWS: 52 PAGES: 35

									Trame MIC
  CEPT

  Formation
                          Trame MIC
                          Sommaire

 INTRODUCTION

 FILTRAGE

 ECHANTILLONNAGE

 QUANTIFICATION - CODAGE

 MULTIPLEXAGE

 ORGANISATION DE LA TRAME

 ORGANISATION DE LA MULTI-TRAME

 TRANSFORMATION du signal codé en un signal en HDB3




                                                                         10-96
                                                       CIN ST MANDRIER
                                 Trame MIC
                            INTRODUCTION

La trame MIC (Modulation par Impulsions Codées) a été développée pour la
commutation temporelle de voies téléphoniques numérisées.
Elle a été normalisée par la Commission Européenne des Postes et
Télécommunications (CEPT).

Elle permet de multiplexer, sur une même paire, 30 voies téléphoniques
numérisées.

Par la suite, les 30 voies numériques de la trame MIC ont été utilisées pour
transmettre toutes sortes de données numériques (FAX, données en X25, vidéo...)

La trame MIC permet la transmission de 30 voies numériques, la signalisation pour
les 30 voies et la synchronisation de l'ensemble des informations.




                                                                                           10-96
                                                                         CIN ST MANDRIER
                                   Trame MIC
                                    FILTRAGE
 La bande passante nécessaire pour transmettre la voix humaine pour qu'elle
 puisse être correctement comprise est : 300 - 3400 Hz.

 Avant l'échantillonnage et la numérisation, le signal BF traverse un filtre qui limite
 la fréquence du signal à 4000 Hz
Amplitude




            300 Hz                         4 kHz                    Fréquence




                                                                                              10-96
                                                                            CIN ST MANDRIER
                              Trame MIC
                          ECHANTILLONNAGE

 L'échantillonnage est, après le filtrage, une opération effectuée sur le signal à
  transmettre en vue de réaliser la conversion "analogique / numérique".
  Il consiste à substituer, au signal d'origine, une suite de valeurs instantanées
  prélevées sur le signal et régulièrement espacées dans le temps.
  A des instants précis, régulièrement espacés, on prélève un échantillon du
  signal, qui sera représentatif de l'amplitude de celui-ci.
 A la réception, pour retrouver le signal original, on filtre les échantillons par un
  filtre "passe-bas" à 4000 Hz.
 Le théorème de Shannon montre qu'on ne peut pas reconstitué correctement le
  signal origine si la fréquence d'échantillonnage n'est pas supérieure à 2 fois la
  fréquence supérieure du signal à transmettre.
  Pour la trame MIC la fréquence d'échantillonnage Fe est de 8000 Hz.

                                         Fe > 2 Fmax




                                                                                              10-96
                                                                            CIN ST MANDRIER
                             Trame MIC
                         ECHANTILLONNAGE
Fe > 2fs : le signal peut être reconstitué




Fe < 2fs : le signal ne peut être reconstitué ( pas assez d'échantillons )




                                                                                               10-96
                                                                             CIN ST MANDRIER
                              Trame MIC
                           QUANTIFICATION

 L'échantillonnage d'un signal BF consiste en une modulation d'un peigne
  d'impulsions par le signal BF.
  Le résultat est une modulation d'amplitude de l'impulsion par le signal encore
  appelée PAM (Pulse Amplitude Modulation).
  Nous pouvons transmettre ces impulsions modulées en amplitude mais elles
  seraient très sensibles aux bruits et distorsions.
  Pour reconstituer le signal à la réception, il n'est pas indispensable de
  transmettre directement ces impulsions. Il suffit de transmettre une information
  caractérisant l'amplitude de chacune d'entre elles.
  Pour cette raison, nous quantifions le signal en faisant correspondre à chaque
  amplitude d'échantillon, l'amplitude la plus voisine d'une suite discrète et finie
  d'amplitudes "étalons" appelées "niveaux".
  C'est la valeur de ces niveaux qui, à l'émission, après codage, sera transmise
  en ligne.
  Chaque niveau de l'échelle de quantification est caractérisé par un numéro
  binaire.




                                                                                            10-96
                                                                          CIN ST MANDRIER
                           Trame MIC
V
                      QUANTIFICATION ( suite )
     128 plages


    +4                                           milieu de la plage

    +3
    +2
    +1                                                   plage
    +0
    -0
    -1
    -2
    -3
    -4

         128 plages




                                                                      03-96
                                                   CIN ST MANDRIER
                            Trame MIC
                      QUANTIFICATION ( suite )

 A chaque plage comprise entre 2 niveaux correspond un numéro.
  C'est un mot codé en BINAIRE.
 Pour le MIC, les échantillons sont codés par des mots de 8 bits.
  On dispose donc de 256 plages, soit 256 mots de 8 bits.
  Il y a 128 plages de niveaux positifs et 128 plages de niveaux négatifs.
 A chaque échantillon situé dans une plage, est associé un mot binaire
  correspondant au numéro de la plage.
  Cette information est transmise et à la réception, le mot binaire reçu est
  reconverti en une impulsion dont le niveau correspond au milieu de la plage
  correspondante.
 L'erreur de quantification (différence entre niveau réel de l'échantillon et le
  milieu de la plage correspondante) est d'autant plus faible que nombre de
  plages est grand.




                                                                                             10-96
                                                                           CIN ST MANDRIER
      Trame MIC
QUANTIFICATION ( suite )




    B           B = Bruit de quantification



    S           S = niveau du Signal




        S / B = Signal / Bruit




                                                                10-96
                                              CIN ST MANDRIER
                           Trame MIC
                     QUANTIFICATION ( suite )

 Le nombre de niveaux étant limité, il existe un + Vmax et un - V max.
  Une impulsion de niveau supérieur à ces valeurs est écrétée.
 Dans une quantification dite linéaire, la largeur des plages est identique pour
  tous les niveaux.
 Dans une quantification non linéaire, la largeur des plages est variable selon le
  niveau du signal.
  Une quantification non linéaire correspond à une compression du signal.
 Pour une bonne transmission, il faut que le rapport signal / bruit soit
  indépendant du niveau du signal (même qualité aux signaux faibles qu'aux
  niveaux forts)
  Pour les niveaux faibles, le bruit de quantification B doit être plus petit que pour
  les niveaux forts, donc la largeur des plages est plus petite.
  On utilise une échelle de quantification logarithmique qui correspond à la
  courbe de sensibilité de l'oreille et maintien un rapport S/B presque constant.




                                                                                             11-96
                                                                           CIN ST MANDRIER
                                     Trame MIC
N° de plage
en décimal           ECHELLE DE QUANTIFICATION ( partie positive )
128


112


96


80


64


48


32


16




                                                                                              10-96
0
              1/16   1/8    1/4            1/2        1 = Vmax = 3 072 mV                 1

                                                                            CIN ST MANDRIER
                              Trame MIC
                  QUANTIFICATION ( suite )

 Sur chaque segment est affectée une quantification linéaire (16
  niveaux).

 La largeur des plages double d'un segment au suivant.

 Pour l'ensemble des niveaux (positifs et négatifs) on dispose de 16
  segments.

 La courbe logarithmique est approximée par des SEGMENTS DE
  DROITE.

 Chaque segment est divisé en 16 plages, soit au total 256 plages.




                                                                                  10-96
                                                                CIN ST MANDRIER
                                 Trame MIC
                                 CODAGE

 Constitution du mot binaire.
  Un mot binaire de 8 bits, correspondant à une plage du signal, est constitué
  ainsi

          LSB 1                                                MSB 8


           S      A       B       C      W       X       Y      Z


 Le bit S est le bit de signe ( "1" pour tension positive )
  Les bits A, B, C représente le numéro de segment de droite
  Les bits W, X, Y, Z indiquent la plage parmi les 16 plages possibles sur le
  segment de droite sélectionné.
  Le mot 1 1 0 0 1 0 1 0 représente une impulsion positive de la plage 10 du
  segment 4.
                                                                        CIN ST MANDRIER
                                 Trame MIC
                            MULTIPLEXAGE

 La trame MIC est conçue pour transmettre simultanément 30 voies
  téléphoniques, en utilisant les temps libres entre deux échantillonnages
  successifs d'une voie pour intercaler les échantillons des autres voies.
 Chaque voie est échantillonnée à :
    - 8 kHz soit toutes les 125 microsecondes
    - chaque échantillon est codé par mot de 8 bits
    - chaque voie transmet donc un débit de 64 kbps.
 Bien que la trame ait été conçue pour transmettre 30 voie téléphoniques
  numérisées, les voies BF peuvent être remplacées par des voies de données à
  64 kbps.
 L'assemblage des mots binaires entre 2 échantillons successifs d'une même
  voie forme la trame.
  Chaque voie dispose dans la trame d'un intervalle de temps correspondant à 8




                                                                                         10-96
  bits (en abrégé IT).

                                                                       CIN ST MANDRIER
                                        Trame MIC
                             MULTIPLEXAGE ( suite )

 Constitution de la trame.
  Dans une trame nous avons 30 IT d'information ou 30 mots de 8 bits à
  transmettre en 125 microsecondes.

  8 bits   8 bits   8 bits                            8 bits   8 bits   8 bits




   V1       V2       V3                               V30       V1      V2


                              T = 125 microsecondes




                                                                                           10-96
                                                                         CIN ST MANDRIER
                                 Trame MIC
                ORGANISATION DE LA TRAME

 Organisation de la trame
  A la réception, pour diriger sur chaque voie les mots qui lui appartiennent, il est
  indispensable de posséder une référence; à cet effet, un intervalle de temps
  supplémentaire placé en début de chaque trame ( IT 0 ) permet de transmettre
  un mot de Verrouillage de Trame ( VT ).

  Une communication téléphonique ne se conçoit pas sans signalisation.
  Un IT supplémentaire de signalisation est placé au milieu de la trame ( IT 16 ).

  Finalement la trame contient 32 IT de 8 bits chacun pour une durée de 125
  microsecondes.
  Le débit numérique est donc de 32 voies à 64 kbps soit 2 048 kbps.




                                                                                            11-96
                                                                          CIN ST MANDRIER
                                   Trame MIC
           ORGANISATION DE LA MULTITRAME

 Organisation de la multitrame
  L'IT 16 de signalisation ne comprend que 8 bits pour transmettre la signalisation
  de 30 voies.
  On admet pour la signalisation un rythme plus lent que pour les données.
  L'ensemble de la signalisation pour les 30 voies s'effectue sur 16 trames soit :
     125 microsecondes x 16 = 2 millisecondes
  Ces 16 trames forment la multitrame.
  La répartition se fait de la manière suivante :
     - l'IT16 de la trame "0" est le mot de Verrouillage de Multi-Trame (VMT)
       indispensable pour la synchronisation des signalisations à la réception
     - 2 à 4 bits par IT 16 pour les trames "1 à 15"

  Si l'on n'utilise que 30 bits pour la signalisation (1 bit par voie) les 30 autres bits
  peuvent être utilisés pour transmettre de la télégraphie.




                                                                                               10-96
                                                                             CIN ST MANDRIER
                                   Trame MIC
           ORGANISATION DE LA TRAME ( suite )

 L'IT0 possède 2 configurations particulières suivant que la trame est paire ou
  impaire

 IT0 de des trames paires ( 0 , 2 , 4 ... )

            LSB 1                                                   MSB 8


             RI 1     0       0       1        1      0       1        1
                              Mot de Verrouillage Trame : MVT

 Le bit n°1 (RI1) est la Réserve Internationale n°1, il est mis à "1" si la réserve
  n'est pas utilisée.
  Les bits n°2 à 8 forment le mot de Verrouillage de Trame (VT)




                                                                                             10-96
                                                                           CIN ST MANDRIER
                                   Trame MIC
           ORGANISATION DE LA TRAME ( suite )

 L'IT0 possède 2 configurations particulières suivant que la trame est paire ou
  impaire

 IT0 de des trames impaires ( 1 , 3 , 5 ... )

            LSB 1                                                MSB 8


            RI 2      1       A       E      RN     1      RN      RN

 Le bit n°1 ( RI2 ), Réserve Internationale 2, est à "1" si réserve non utilisée.
  Les bits n°2 et 6 sont fixés à "1" pour éviter toute ressemblance avec le mot VT.
  Le bit n°3 est utilisé pour l'alarme en cas de perte de VT : "0" pas d'alarme.
  Le bit n°4 est utilisé pour l'alarme taux d'erreur : "0" = erreur < 10-3
  Les bits ( RN ), Réserve Nationale sont à "1" si réserve non utilisée.




                                                                                          10-96
                                                                        CIN ST MANDRIER
                                   Trame MIC
        ORGANISATION DE LA MULTITRAME (suite)

 IT 16 de la trame "0"

             LSB 1                                                   MSB 8


               0       0       0      0      RI 3      A       R       R
                 Mot de Verrouillage
                 MultiTrame : MVMT



  Les bits n°1 à 4 forment le mot de Verrouillage Multi-Trame ( VMT )
  Le bit n°5, Réserve Internationale n°3
  Le bit n°6 est utilisé pour l'alarme en cas de perte de VMT : "0" pas d'alarme




                                                                                             10-96
  Les bits n° 7 et 8 sont en réserve

                                                                           CIN ST MANDRIER
                                  Trame MIC
      ORGANISATION DE LA MULTITRAME (suite)

 IT 16 de la trame "n"

            LSB 1                                                    MSB 8


            S1n     S2n       0       1      S1m     S2m       0        1


   Les bits n°1 et 2 forment la signalisation de la voie n ( 1 ou 2 bits )
   Le bit n°4 est fixé à "1" pour éviter toute ressemblance avec le VMT
   Les bits n°5 et 6 forment la signalisation de la voie m = n+15
   Les bits n° 7 et 8 sont en réserve ( fixés respectivement à "0" et "1" )




                                                                                                10-96
                                                                              CIN ST MANDRIER
                                      Trame MIC
       ORGANISATION DE LA MULTITRAME (suite)
R 0 0 1 1 0 1 1            Trames paires (0, 2, 4, . . .)


R 1 A E R 1 R R Trames impaires (1, 3, 5, . . .)
                                                                         Info voie 30



        IT       IT       IT                   IT      IT   IT                 IT
                               - - - - -                         - - - - -
         0        1        2                   15      16   17                 31


            Info voie 1

                                          0     0    0 0    R    A   R R Trame "0"
 S A    B   C W X Y Z
      N° de       Plage de
 ±
     segment      segment                S1n S2n 0 1 S1n+15 S2n+15 0 1 Trames "n"




                                                                                               10-96
                                                                             CIN ST MANDRIER
                         Trame MIC
        ORGANISATION DE LA MULTITRAME (suite)
            Code correcteur d'erreur : CRC4
             SMT n                       SMT n+1



0   1    2   3   4   5   6   7   8   9 10 11 12 13 14 15




                                                                     10-96
                                                   CIN ST MANDRIER
                               Trame MIC
        ORGANISATION DE LA MULTITRAME (suite)
            Code correcteur d'erreur : CRC4
                SMT n                             SMT n+1



0   1    2      3   4      5   6   7   8     9 10 11 12 13 14 15



        IT 0
R 0 0 1 1 0 1 1                                             IT 0
                    IT 0                   IT 0      R 0 0 1 1 0 1 1




                                                                              10-96
               R 0 0 1 1 0 1 1     R 0 0 1 1 0 1 1
                                                            CIN ST MANDRIER
                        Trame MIC
  ORGANISATION DE LA MULTITRAME (suite)
      Code correcteur d'erreur : CRC4



Soit F(x) la fonction polynomiale de la SMT "n"
Soit G(x) = X4 + X + 1

Le CRC 4 est le reste de la division polynomiale F(x) / G(x)
Il est inséré dans la SMT "n + 1"




                                                        CIN ST MANDRIER
                         Trame MIC
                        Codage HDB3


1   1   0   0   1   1    0   0   0   1   1   1   0   0     0       1




                                                     CIN ST MANDRIER
                             Trame MIC
                        Codage HDB3


1   1   0   0   0   0    1     1   1   0   0   0   0   1     0       1




                                                       CIN ST MANDRIER
                             Trame MIC
                        Codage HDB3


1   1   0   0   0   0    1     1   1   0    0   0   0   1     0       1




                              Bit de viol


                                                        CIN ST MANDRIER
                             Trame MIC
                        Codage HDB3


1   1   0   0   0   0    1     1   0   0   0   0   1   0     1       0




                                                       CIN ST MANDRIER
                             Trame MIC
                        Codage HDB3


1   1   0   0   0   0    1     1   0   0   0   0   1   0     1       0




                              Bit de remplissage


                                                       CIN ST MANDRIER
                         Trame MIC
                        Codage HDB3


0   0   0   0   0   0    0   0   0   0   0   0   0   0     0       0




                                                     CIN ST MANDRIER
                         Trame MIC
                        Codage HDB3


0   0   0   0   0   0    0   0   0   0   0   0   0   0     0       0




                                                     CIN ST MANDRIER
                               Trame MIC
                               RESUME

 La transmission numérique des 30 voies MIC s'effectue par :
    FILTRAGE de chacune des voies pour limiter le spectre
    ECHANTILLONNAGE de chacune des voies
    QUANTIFICATION et CODAGE des échantillons
    MULTIPLEXAGE temporel des échantillons codés
    TRANSFERT du signal codé en un signal HDB3
     suppression des composantes continues du signal à cause des
     transfos, transfert sous un seul signal des données et du rythme

 Cela nécessite une organisation en :
    TRAME pour les voies




                                                                                   10-96
    MULTITRAME pour les signalisations
                                                                 CIN ST MANDRIER
                                          Trame MIC
                           TRAITEMENT D'UNE VOIE

                                                                  Autres voies


                                                                                       Signal
Signal                                                                               numérique
audio                                                                                  tramé
         Filtrage
                                Quantification   Codage           Multiplexage
          4 kHz      Signal                                Voie
                    à spectre                             codée
                      borné



                                                                  Autres voies




                                                                                                   10-96
                                                                                 CIN ST MANDRIER

								
To top