Universidade do Minho Engenharia de Comunicações. Tramas E1

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1 Tramas E1 Este trabalho pode ser implementado em Hardware ou por simulação, recomendando-se, nesta caso, a utilização da linguagem VHDL 1. As características físicas e eléctricas da Hierarquia Digital Plesiócrona (PDH), bem como a estrutura das respectivas tramas, estão definidas nas Rec. G.703 e G.704 do ITU-T [1 e 2]. Na tabela AT-1 apresenta-se os cabeçalho das tramas do primeiro nível (tramas E1) desta hierarquia (2048 kbit/s). II.1 - Geração da informação Utilizar um conversor analógico digital de 8 bits (por exemplo o ADC0808) e outro digital analógico (por exemplo o DAC08), para gerar e recuperar a informação contida em diferentes sinais analógicos (ondas sinusoidais, quadradas e triangulares), amostrados à frequência de 4 khz. II.2 - Construção da Trama Como não dispõe de um equipamento para geração de tramas, utilize um contador de 8 bits (2 8 = 256 = 8*32) para seleccionar ciclicamente (e inserir num registo de deslocamento) a palavra de alinhamento de trama (Tabela A) e as palavras geradas pelo conversor analógico digital apresentado em II.1. INF REL MUX Conversor AD Palavra de Alinhamento Figura 1 - Diagrama de bloco do circuito de geração de tramas 1 VHDL, VHSIC Hardware Description Language. Sistemas de Telecomunicações I TP-05/06-1/5 /

2 Tabela A - Cabeçalho das tramas E1. Trama Bits do primeiro Octeto (de 32) das Trama 0 C A S S S S S 2 C A S S S S S 4 C A S S S S S 6 C A S S S S S 8 C A S S S S S 10 C A S S S S S 12 C E 1 A S S S S S 14 C E 1 A S S S S S Palavras de alinhamento: Trama ; Multitrama: C CRC; E Indicação de Erro (E=0) em C 1-4 ; A Indicação de alarme (Alinhamento); S Bits de Serviço. Nos restantes 30 octetos da trama podem ser introduzidas palavras pré-definidas (por exemplo "um, zero, um, zero, zero, zero, zero, um"). Para inserir o primeiro bit da palavra de alinhamento nas tramas impares, de modo a construir a multitrama, poderá recorrer a outro contador de quatro bits, como se mostra na figura 1. II.3 - Alinhamento de Trama Nos equipamentos comerciais, o alinhamento de trama e a conversão Série/Paralelo dos canais multiplexados nas tramas dos diferentes níveis hierárquicos PDH, podem ser efectuados por um único circuito programável (PALs EPLDs etc.). Por exemplo, o circuito integrado de tecnologia NMOS PEB2030 [3], faz a detecção da palavra de sincronismo, realiza o alinhamento da trama do primeiro nível hierárquico (2.048 Mbit/s) e memoriza as duas últimas tramas recebidas. Apesar disso, neste Sistemas de Telecomunicações I TP-05/06-2/5 /

3 trabalho, serão apenas implementadas algumas destas funções, recorrendo a circuitos lógicos digitais com pequena escala de integração, nomeadamente: - 1 Shift Register SIPO (8 bits) - 1 Comparador (8 bits) - es (8 + 4 bits) - 1 PALs CE22V10 com 10 FFs - PALASM para gerar os programas - ALLPRO 88 para programar as PALs - Identificação da palavra de alinhamento Utilizando os sinais de relógio (REL) e de Informação (INF) do sistema gerador de tramas, pode memorizar-se num registo de deslocamento os últimos 8 símbolos binários (bits) recebidos e comparalos com (os 7 bits d) a palavra de alinhamento, como se mostra na figura 2. INF REL Conversor DA Comparador Palavra de Alinhamento PS CO PAL SINC Multitrama INIC Figura 2 - Diagrama de blocos do processo de alinhamento de trama e multitrama O sinal REL incrementa o contador 2, convenientemente inicializado pelo mecanismo de alinhamento de trama, que permite gerar a palavra de sincronismo das tramas pares e impares e identificar, não só, 2 O numero de estados do contador deve ser igual (ou múltiplo) do numero de símbolos (bits) de uma multitrama (16 * ( 8 * 32)). Sistemas de Telecomunicações I TP-05/06-3/5 /

4 o instante (CO) esperado para receber uma palavra de alinhamento (PS), mas também, todos os outros intervalos associados a cada um dos octetos da trama que transportam informação. Por isso, o octeto que transporta informação gerada por um conversor analógico digital, pode ser encaminhado para o respectivo conversor digital analógico, como ilustra a figura anterior. - Alinhamento de trama Como se mostra na Figura 3, no processo de alinhamento de trama, o estado de sincronismo (A) verifica-se a partir do instante em que são detectadas (PS), nas posição esperadas (CO), três palavras de sincronismo consecutivas (nos estados D, E e F). Do mesmo modo, o estado de busca (D) acontece a partir da terceira palavra esperada (CO) e não detectada (nos estados A,B e C). Neste estado, fixa-se a referência da palavra de alinhamento de trama (estado de CO), pela primeira palavra de alinhamento que seja detectada no fluxo de informação (PS). Figura 3 - Diagrama de estados do processo de alinhamento de trama Os estados de transição do estado de busca (não sincronismo) para o estado de sincronismo (estados E e F), são considerados de confirmação, pelo que, se não for detectada a palavra de sincronismo (PS), na altura em que é esperada (CO), o processo volta ao estado de busca (D). Do mesmo modo, os estados de transição do estado de sincronismo para o estado de busca (estados B e C), são considerados pré-alarme, pelo que, se for detectada a palavra de sincronismo (PS), na altura em que é esperada (CO), o processo volta ao estado de sincronismo (A) 3. 3 Nas tramas impares apenas o 2º bit da palavra de alinhamento é relevante para a detecção dessa palavra. Sistemas de Telecomunicações I TP-05/06-4/5 /

5 Admitindo que se dispõe de dois sinais, um resultante do detector da palavra de sincronismo (PS) no fluxo de informação (um, caso seja detectada a palavra de alinhamento, e zero, nos restantes casos) e outro (do mesmo tipo), gerado a partir de um contador no instante (CO) em que aquela palavra é esperada, pode ser construído um circuito para identificar, num sinal (SINC), os estados de síncronos (A,B e C) e não síncronos (D, E e F) e gerar, noutro sinal (INIC), o instante em que, no estado de busca, é necessário iniciar os contadores (no estado de CO), por ter sido encontrada uma palavra de alinhamento (PS). - Alinhamento da Multitrama Encontrando-se o processo de alinhamento em sincronismo, identificado pelo sinal (SINC), o registo da última sequência de símbolos da palavra de multitrama recebida, permite Reiniciar o contador (i. e. os 4 bits mais significativos) em consonância com estrutura de trama e multitrama, como se mostra na figura 2. II.4 - Teste Introduzindo (na emissão) erros na palavra de alinhamento, ou interrompendo a transmissão (linhas REL ou INF), pode verificar-se a perda e/ou recuperação do estado de sincronismo (sinal SINC), bem como o efeito produzido no sinal transmitido e recuperado pelo processo descrito em II.1. II.5 - Bibliografia [1] ITU-T, Recommendation G Physical/electrical characteristics of hierarchical digital interfaces, Geneve, 04/91. [2] ITU-T, Recommendation G Synchronous frame structures used at 1544, 6312, 2048, 8488 and kbit/s hierarchical levels, Geneve, 07/95. [3] Plessey "telecomms Integrafed Circuit Handbook, ed Sistemas de Telecomunicações I TP-05/06-5/5 /