قسم : البرامج الفنية " تراسل" اساسيات االتصاالت الرقمية
١ المحتويات مقدمة عامة عن نظريات ونظم االتصاالت الصفحة ١) (١٥ التعديل النبضى المشفر الصفحة ١) (١٤ ٢ تجميع القنوات الھاتفية بالتقسيم الزمنى الصفحة ١) (١٥ ٣ اساسيات االتصاالت الرقمية عدد صفحات المذكرة ٤٤ صفحة
: الباب االول : مقدمة عامة عن نظريات ونظم االتصاالت الھدف التع رف عل ى نظ م االتص االت التماثلي ة Analog Communication Systems وان واع اإلش ارات الرقمي ة وممي زات اس تخدام اإلش ارات الرقمي ة ومراح ل ونظ م التجمي ع باستخدام التقسيم الترددى والتعديل النبضى الزمنى. المحتويات ٢ ٤ ٦ ٨ ٩ ١٢ ١٣ ١٤ نظم االتصاالت التماثلية نظم االتصاالت الرقمية أنواع اإلشارات الرقمية مميزات استخدام اإلشارات الرقمية مراحل التحول إلى االتصاالت الرقمية تجميع القنوات باستخدام التقسيم الترددى مراحل ونظم التجميع باستخدام التقسيم الترددى التعديل النبضى Pulse Modulation ١١ ٢١ ٣١ ٤١ ٥١ ٦١ ٧١ ٨١ ١
: الفصل األول مقدمة عامة عن نظريات ونظم االتصاالت ظلت نظم االتصاالت المختلفة حقبة طويلة من الزمن تعتمد فى أدائھا على نق ل ومعالج ة اإلش ارات التماثلية Analog Signals وتطلب ذل ك اس تخدام نظ م وأجھ زة ودوائ ر اتص االت تماثلي ة وھ ى التى تقوم بتوليد أو تكبير أو معالجة اإلشارات التماثلية بوجه عام. ولق د ت م التح ول إل ى اس تخدام نظ م االتص االت الرقمي ة باس تخدام نظري ة التع ديل النبض ى المش فر Pulse Code Modulation والتى تقوم بتحويل اإلشارة التماثلية إلى نبضات رقمية (PCM) يتم نقلھا عبر الخط التراسلى. ولق د تحقق ت االس تفادة م ن نظري ة التع ديل النبض ى المش فر باس تخدام نظ ام تجمي ع القن وات الھاتفي ة بالتقسيم الزمن ى أى تخص يص فت رات زمني ة متتابع ة لنق ل نبض ات ك ل قن اة ھاتفي ة وھ و م ا يع رف.Time Division Multiplex بنظام (TDM) وفيما يلى نستعرض بعض التعاريف والمفاھيم الھامة والالزمة قبل الدخول فى شرح نظريات ونظم االتصاالت الرقمية. ١١ نظم االتصاالت التماثلية Analog Communication Systems وھ ى نظ م االتص االت الت ى تص مم أجھزتھ ا ودوائرھ ا لنق ل وتولي د ومعالج ة اإلش ارات التماثلية. اإلشارات التماثلية ھى اإلشارات بصورتھا الطبيعية وھى إش ارات متغي رة ومس تمرة م ع ال زمن ولھ ا حي ز ترددى محدد. مثال ذلك إشارات الصوت فھى مستمرة ومتغيرة القيمة ولھا حيز ترددى مح دد. وتتع رض اإلش ارة التماثلي ة لالض محالل والتش ويه خ الل مرورھ ا ف ى الوس ط التراس لى ل ذلك ي تم تكبيرھ ا بواس طة المكب رات بع د س يرھا لمس افة معين ة تعتم د عل ى اضمحالل الوسط ونظ را ألن المكب رات تض يف بع ض التش ويه إل ى اإلش ارة باإلض افة إل ى التش ويه والضوضاء الناتجة م ن الوس ط التراس لى ل ذا تق اس كف اءة اإلش ارة ف ى أى نقط ة عل ى المسار التراس لى بنس بة ش دة اإلش ارة إل ى الضوض اء والت ى ت نص المواص فات عل ى أن تكون أكبر من ٥٠ ديسيبل عند أى نقط ة عل ى المس ار التراس لى Signal to Noise S N > 50 db.ratio ٢
: المدى الترددى المسموع من ٢٠ ذبذبة / ث إلى ٢٠ كيلو ذبذبة/ث. المدى الترددى لصوت اإلنسان من ٩٠ ذ/ث إلى ٧٠٠٠ ذ/ث. المدى الترددى المستخدم فى التليفون من ٣٠٠ ذ/ث إلى ٣٤٠٠ ذ/ث. ويقرب إلى ) صفر ٤٠٠٠) ذ/ث ويبين شكل (١١) اإلشارة التماثلية كما يبين شكل (١٢) الحيزات الترددية شكل (١١) اإلشارة التماثلية 20 Hz 300 Hz 90 Hz 3.4 KHz 7 KHz 20 KHz شكل (١٢) النطاقات الترددية ٣
: نظم االتصاالت الرقمية Digital Communication Systems وھى نظم االتصاالت التى تصمم أجھزتھا ودوائرھا لكى تتعامل مع اإلشارات ) النبضات ( الرقمية. اإلشارات الرقمية وھى إشارات متقطعة ذات سعة ثابت ة تأخ ذ إح دى قيمت ين للجھ د إم ا قيم ة عالي ة (١) أو قيمة صفرية (0) وھى على ھيئة نبضات ويحدث لھا اض محالل وتش ويه أثن اء س ريانھا فى الوسط التراسلى لذا يتم إعادة توليدھا ) ول يس تكبيرھ ا ( بع د س ريانھا لمس افة معين ة بواس طة دائ رة إع ادة تولي د. Regenerator ويب ين ش كل (١٣) إش ارة رقمي ة عن د إرسالھا وبعد سريانھا فى الوسط التراسلى ثم بعد إعادة توليدھا. المعدل النبضى لإلشارة الرقمية وھو يساوى عدد النبضات فى الثانية الواحدة bit/second الزمن الدورى للنبضة الواحدة وتق اس كف اءة اإلش ارة الرقمي ة ف ى أى نقط ة عل ى المس ار التراس لى بمع دل الخط أ النبض ى Rate) (Bit Error ف ى اإلش ارة وف ى نظ م التراس ل الرقمي ة يج ب أال يزي د مع دل الخط أ النبضى عن فقط. أ ٨ ١٠ اإلشارة الرقمية المرسلة وھذا يعنى أنه فى كل ١٠٠ مليون نبضة يحدث خط أ ف ى نبض ة واح دة ٢١ 0 0 0 ٤
: ب اإلشارة بعد إضمحاللھا وتشويھھا بعد مرورھا فى الوسط التراسلى ج اإلشارة بعد إعادة توليدھا 0 0 0 ( ) ٥
: ٣١ أنواع اإلشارات الرقمية (١ (٢ إشارات أحادية االتجاه ) أحادي ة القطبي ة ( Unipolar وفيھ ا تك ون النبض ة موجب ة دائما أو سالبة دائما وھذا النوع من اإلشارات الرقمية يس تخدم داخ ل دوائ ر األجھ زة ومبين بشكل (١٤). إش ارات ثنائي ة االتج اه ) ثنائي ة القطبي ة ( Bipolar ف ى ھ ذا الن وع تتغي ر إش ارة (٣ النبض ة بالتت ابع ب ين الموج ب والس الب ويس تخدم عن د نق ل اإلش ارات ف ى الوس ط التراسلى شكل (٥١). إشارات ثنائية االتجاه غير معادة للصفر Non Return to Zero NRZ وھ ى (٤ أ تعنى اإلشارة السابقة شكل (١٥). إشارة ثنائي ة االتج اه مع ادة للص فر RZ Return to Zero وھ ذا الن وع م ن اإلش ارات ھ و المس تخدم ف ى نق ل اإلش ارات ف ى الوس ط التراس لى ش كل (١٦) وتمتاز ھذه اإلشارة بأن : ب القدرة المطلوبة لنقلھا فى الوسط التراسلى أقل ما يمكن. ال تت أثر أثن اء مرورھ ا ف ى الوس ط التراس لى عن د مرورھ ا عل ى مح ول ألن التيار المستمر بھا منعدم. 0 0 0 شكل (١٤) إشارة رقمية أحادية االتجاه موجبة ) Unipolar ( ٦
: 0 0 0 إشارة ثنائية االتجاه شكل (١٥) (NRZ غير معادة للصفر (إشارة Bipolar 0 0 0 شكل (١٦) إشارة ثنائية االتجاه ) Bipolar إشارة معادة للصفر ( RZ وحدات الزمن المستخدمة فى مجال اإلشارات واالتصاالت الرقمية ٣ ١٠ ١٠٠٠ الثانية الواحدة مللى ثانية sec) m) ميكروثانية sec) (µ ٦ ١٠ (Nano sec) (Pico sec) نانو ثانية ٩ ١٠ ١٢ ١٠ ١٠٠٠٠٠٠ ألف مليون مليون مليون بيكو ثانية ٣ ١٠ ثانية ٦ ١٠ ثانية ٩ ١٠ ثانية أى أن ١ مللى ثانية ١ ميكرو ثانية ١ نانو ثانية ٧
: بيكو ثانية ١ ١٢ ١٠ ثانية فيمتو ثانية ١ ١٥ ١٠ ثانية وحدات قياس المعدل النبضى لإلشارات الرقمية ٣ ١٠ ٦ ١٠ ١٠٠٠ نبضة مليون نبضة ١ كيلو نبضة bit) (K ١ ميجا نبضة bit) (M ١ جيجا نبضة bit) (G الف مليون نبضة ٩ ١٠ ١ تيرا نبضة bit) (Terra كما تستخدم أيضا وحدة البايت ) Byte ( مليون مليون نبضة ١٢ ١٠ byte 8 bits ٤١ مميزات استخدام اإلشارات الرقمية (١ نبضة (bit) نبضة (bit) نبضة (bit) نبضة (bit) عند انتقال اإلشارات التماثلية فى أى وسط تراسلى تتعرض اإلشارة إلى االضمحالل والتشويه ل ذلك يس تخدم مكب ر لتع ويض الفق د ف ى اإلش ارة بع د انتقالھ ا لمس افة معين ة تتوق ف عل ى االض محالل ال ذى يس ببه الوس ط التراس لى. وھ ذا المكب ر يق وم بتكبي ر مستوى اإلشارة ولكنه يتسبب فى إضافة بعض التش ويه والضوض اء لإلش ارة بحي ث يحد ذلك من المسافة التى يمكن نقل اإلشارة اليھا وعند استقبال اإلشارة ولك ى تك ون ذات ج ودة وأمان ة عالي ة تق اس نس بة اإلش ارة إل ى الضوض اء والت ى يج ب أن تك ون أكبر من ٥٠ ديسيبل Signal to Noise Ratio S/N > 50 db. أما اإلش ارة الرقمي ة فعن د نقلھ ا خ الل الوس ط التراس لى تتع رض أيض ا الض محالل وتشويه لذلك فإنه بعد مسافة معينة ) تتوقف على الوسط ( تج رى لھ ا عملي ة إع ادة تولي د بواس طة مول د إع ادة Regenerator) ( ال ذى يعي د تولي د اإلش ارة ب نفس الوضع األصلى لھا وبذلك يمكن نقل اإلش ارة بكف اءة وأمان ة كامل ة لمس افات طويل ة حيث يعاد توليدھا بنفس الطريقة كل مسافة معينة. ولكى تكون اإلشارة المستقبلة ذات جودة وأمانة كاملة يج ب أن يك ون مع دل الخط أ النبضى Rate) ( Bit Error أقل من حد معين ) ٨ ١٠ مثال (. Bit error rate < 0 8 (٢ وھذا معناه أنه فى كل ١٠٠ مليون نبضة يكون ھناك احتمال خطأ فى نبضة استخدام اإلشارات الرقمية يؤدى إلى اتصاالت منخفضة التشويه منخفضة الت داخل ومنخفضة الضوضاء. ٨
: (٣ (٤ (٥ استخدام االتصاالت الرقمية أدى إلى التكامل بين االتصاالت التليفونية وش بكات نق ل المعلوم ات ب ين ش بكات الحاس بات نظ را ألن الحاس بات تتعام ل م ع اإلش ارات ف ى الصورة الرقمية. التكامل فى االتصاالت الرقمية بين أجھزة الس نتراالت واألجھ زة التراس لية أدى إل ى س ھولة التش غيل والص يانة ومراقب ة أداء األجھ زة وال تحكم المرك زى ف ى ش بكات االتصاالت استخدام نظم االتصاالت الرقمية فى السنتراالت وشبكات التراسل أضاف خص ائص جديدة فى السنتراالت الرقمية لم تكن متوفرة فى السنتراالت التماثلية فباإلض افة إل ى خواص القيمة المض افة أدخل ت خ دمات جدي دة مث ل الش بكات الرقمي ة ذات الخ دمات المتكاملة ISDN) ( وخدمات الشبكة الذكية. ( IN ) (٦ استخدام اإلش ارات الرقمي ة ومراح ل التجمي ع الرقم ى أدى إل ى نق ل إش ارات نبض ية ذات سرعات عالية على كوابل األلياف البصرية والتى تسمح بنق ل آالف المكالم ات الھاتفية باإلضافة إلى إش ارات نق ل المعلوم ات ونق ل الص ور مم ا أدى إل ى انخف اض تكلف ة االتص االت خصوص ا م ع بس اطة األجھ زة المس تخدمة وس ھولة توص يلھا وصيانتھا وشغلھا لمساحات محدودة. مراحل التحول إلى االتصاالت الرقمية تحولت فروع االتصاالت إلى استخدام اإلشارات الرقمية بدال من اإلشارات التماثلية وقد مر ھذا التحول بالمراحل التالية : ١) تحول االتصاالت بين السنتراالت التماثلية إلى اتصاالت رقمية على خطوط الكواب ل النحاسية باستخدام أجھزة التع ديل النبض ى المش فر (PCM) بمع دل نبض ى ٢.٠٤٨ ميجاب ت/ث ) وھ ى تنق ل ٣٠ دائ رة رب ط ھاتفي ة ( ف ى النظ ام األورب ى أو بمع دل ١.٥٤٤ ميجابت/ث ) وھى تنقل ٢٤ دائرة رب ط ھاتفي ة ( ف ى النظ ام األمريك ى وق د تطلب ذلك تركيب أجھزة مقويات ) Regenerators ( كل حوالى ٢ كم لتعويض الفقد والتشويه فى النبضات وشكل (١٧) يبين ھذه المرحلة. ٥١ ٩
: A A PCM 2.048MB B B شكل (١٧) تح ول االتص االت ب ين الس نتراالت التماثلي ة إل ى اتص االت رقمي ة بمع دالت نبض ية عالية باستخدام أجھزة ميكروويف رقمية ثم أجھزة وكوابل األلياف البص رية وتص ل مع دالت اإلش ارة الرقمي ة إل ى ٥٦٥ ١٤٠ ميجاب ت/ث وھ ذا م ا ي وفر ١٩٢٠ ٧٦٨٠ قن اة رب ط عل ى الت والى ف ى نظ ام اتص االت PDH وش كل (١٨) يب ين ھ ذه المرحلة. (٢ A A B B شكل (١٨) تحول السنتراالت إلى سنتراالت رقمي ة وبالت الى ت م تحقي ق التكام ل ب ين الس نتراالت الرقمية والتراسل الرقمى بين السنتراالت كما ھو مبين بشكل (١٩). (٣ ١٠
: A A B B t شكل (١٩) التح ول إل ى الش بكات الرقمي ة للخ دمات المتكامل ة (ISDN) حي ث تحول ت ع دة المشترك أيضا إلى عدة رقمية وبالتالى فإن اإلشارة تخ رج م ن الع دة كإش ارة رقمي ة فيكون المسار بالكامل من عدة المشترك الطالب إلى ع دة المش ترك المطل وب مس ارا رقميا كما ھو مبين بشكل (١١٠). (٤ A B t شكل (١١٠) وقد حققت الشبكات الرقمية للخدمات المتكاملة (ISDN) التكامل بين نقل اإلشارات الھاتفية ونقل إشارات الحاسبات اآللية بحيث أمكن نقل اإلشارات الھاتفية مع إشارات الحاسب عل ى نف س الخ ط التليف ونى وي تم التعام ل معھ ا داخ ل نف س الس نترال بس رعة ٦٤ كيلوب ت للقن اة الھاتفية + سرعة ٦٤ كيلوبت لنق ل المعلوم ات كم ا يمك ن ك ذلك نق ل المعلوم ات أو الص ور بسرعة ١٢٨ كيلوبت. ١١
: ٦١ تجميع القنوات باستخدام التقسيم الت رددى Frequency Division Multiplex FDM فى أول مراحل االتص االت التليفوني ة اس تخدم الخ ط التراس لى الواح د لنق ل مكالم ة تليفوني ة واحدة. ومع إتساع المدن وازدياد المسافات وزيادة الطلب عل ى االتص االت التليفوني ة ك ان البد من التفكير فى استخدام الخط التراسلى الواحد فى نق ل العدي د م ن المكالم ات (القن وات) التليفونية على نفس الخط وذلك بعد تجميعھا معا بحيث ال تتداخل مع بعضھا وقد أمكن ذل ك بعد التوصل إلى نظريات التعديل المختلفة لإلشارات ث م كش ف تع ديلھا بع د اس تقبالھا لتع ود إلى صورتھا األصلية. وقد استخدمت لفترة طويلة من الزمن نظم التجميع باستخدام التقسيم الترددى. وھذه النظم تتعام ل م ع اإلش ارات التماثلي ة وتس تخدم نظري ة تع ديل االتس اع Amplitude Modulation AM وھى تقوم بعملية تجميع القنوات الھاتفية على مراحل حيث ي تم ف ى كل مرحلة منھا تجميع عدد معين من القنوات الھاتفي ة وي تم ف ى النھاي ة تجمي ع القن وات مع ا وإرسالھا على الخط التراسلى الواحد. وتعتمد عملية تجميع القنوات الھاتفية على تعديل الحيز الترددى للقناة إلى حيز ت رددى آخ ر مختلف عن باقى القنوات وبالتالى أمكن تجميع القنوات معا دون حدوث تداخل فيما بينھا. وتتم عملية تعديل الحيز الترددى باستخدام نظري ة تع ديل االتس اع حي ث تق وم دائ رة المع دل بتعديل اتساع إشارة الموجة الحاملة تبعا لتغير اتساع إشارة القناة الھاتفية فنحصل فى خ رج دائرة المعدل على اإلشارات اآلتية : ١) إشارة الموجة الحاملة. fc (٢ إشارة الحيز الترددى العالى. fc + fm (٣ إشارة الحيز الترددى المنخفض. fc fm وبواسطة مرشح إمرار يتم إمرار إش ارة حي ز ت رددى واح د ) الع الى أو الم نخفض ( وذل ك كما ھو مبين بشكل (١١١). ١٢
: Fm Fc+Fm Fc Fc+Fm FcFm Fc شكل (١١١) تعديل االتساع AM وباستخدام تردد موجة حاملة fc مختلف لكل إشارة كالم يتم تعديل حيز إشارات الكالم إل ى حيزات مختلفة عن بعضھا وبالتالى يمكن تجميعھا مع ا ف ى حي ز ت رددى ع ريض وإرس الھا على نفس الخط التراسلى وكمثال على ذلك مبين بشكل (١١٢) تجميع ٣ قنوات ھاتفية. 0 4KHz Fc 2KHz 2 6KHz 0 4KHz Fc 6KHz 6 20KHz 2 6 20 24KHz 0 4KHz Fc 20KHz 20 24KHz شكل (١١٢) تجميع ٣ قنوات ھاتفية باستخدام التقسيم الترددى ١٧ مراحل ونظم التجميع باستخدام التقسيم الترددى ١٢ قن اة ھاتفي ة ف ى مرحل ة المجموع ة األساس ية Basic Group وفيھ ا ي تم تجمي ع (١ ١٠٨ كيلوھرتز. الحيز الترددى ٦٠ ٥ مجموعات مرحلة المجموعة العظمى Basic Super group وفيھا يتم تجميع (٢ ٥٥٢ كيلوھرتز. أساسية أى ٦٠ قناة ھاتفية وتشغل الحيز الترددى ٣١٢ ٣) مرحلة المجموعة الرئيسية Master group وفيھا يتم تجميع ٥ مجموعات عظمى ٢٠١٢ كيلوھرتز. أى تجميع ٣٠٠ قناة ھاتفية فى الحيز الترددى ٨١٢ ١٣
: ٤) نظام تجمي ع ) ٩٠٠ أو ( ٩٦٠ قن اة ھاتفي ة وإرس الھا عل ى كاب ل مح ورى وھ و نظ ام يشغل حيز ٤ ميجاھرتز. ٥) نظام تجميع ٢٧٠٠ قناة ھاتفية وإرسالھا على كابل محورى وھو نظام يشغل حيز ١٢ ميجاھرتز. ٦) نظام تجميع ١٠٨٠٠ قناة ھاتفية وإرسالھا على كابل محورى وھ و نظ ام يش غل حي ز ٦٠ ميجاھرتز. التعديل النبضى Pulse Modulation استخدمت أنواع أولية للتعديل النبضى لنقل اإلشارات وھى : (١ تعديل نبضى س عوى PAM). Pulse Amplitude Modulation ( وفي ه ي تم تعديل سعة النبضات تبعا لتغير سعة اإلشارة المرسلة كما ھو مبين بشكل (١١٣). ٨١ شكل (١١٣) التعديل النبضى السعوى تعديل نبضى زمنى ) PTM Pulse Time Modulation ( وينقسم إلى : تع ديل ع رض النبض ة (PWM) Pulse Width Modulation وفي ه أ يتم تعديل عرض النبضات تبعا لتغير سعة اإلشارة المرس لة كم ا ھ و مب ين بشكل ١٤١) أ (. تعديل موضع النبضة (PPM) Pulse Position Modulation وفيه ب يتم تعديل موضع النبض ة تبع ا لتغي ر س عة اإلش ارة المرس لة كم ا ھ و مب ين بشكل ١٤١) ب (. (٢ ١٤
: (٣ تعديل نبضى مش فر (PCM) Pulse Code Modulation وفي ه ي تم تحوي ل إشارة الكالم إلى عينات ثم يتم تقييم العينة وتحويلھا فى دائرة التشفير إلى ٨ نبضات ثنائية رقمية وسنتناول التعديل النبضى المشفر بالشرح التفصيلى ف ى الفص ل الت الى. ولق د اس تخدمت نظري ة التع ديل النبض ى المش فر ف ى تجمي ع القن وات الھاتفي ة بنظ ام التقسيم الزمنى. Time Division Multiplex TDM وھو ما سيتم شرحه أيضا فى الفصل التالى. شكل (١١٤ أ ( تعديل عرض النبضة شكل شكل (١١٤ ب ( تعديل موضع النبضة ١٥
الباب الثانى : التعديل النبضى المشفر الباب الثانى : التعديل النبضى المشفر الھدف التعرف على نظرية ومراحل التعديل النبضى المشفر وعملية التشفير. المحتويات ٢ ٢١ نظرية التعديل النبضى المشفر TS09TXTe
الباب الثانى : التعديل النبضى المشفر الفصل الثانى التعديل النبضى المشفر Pulse Code Modulation (PCM) تعتمد االتص االت الرقمي ة عل ى نظري ة التع ديل النبض ى المش فر Pulse Code Modulation (PCM) وفيھا يتم تحويل اإلشارة التماثلية الى إشارة رقمية وبالت الى ي تم التعام ل م ع ھ ذه اإلش ارة الرقمية خالل جميع مراحل االتصاالت. ١٢ نظرية التعديل النبضى المشفر فى نظرية التعديل النبضى المشفر تتم العمليات اآلتية : ٢١١ عملية أخذ العينات Sampling فإن تنص نظرية التعديل النبضى المشفر على أنه ليس من الضرورى إرسال اإلشارة التماثلية فى صورتھا المستمرة المتغيرة بالكامل بل يمكن االستعاضة عن ذلك بإرسال عينات منھا على فترات زمنية متساوية بشرط توفر الشروط اآلتية : أ أن تكون اإلشارة التماثلية مستمرة ومتغيرة القيمة مع الزمن. ب ج أن تكون اإلشارة التماثلية ذات حيز ترددى محدود. أن تكون الفترة الزمنية بين كل عينة واألخرى تساوى أو أقل من حيث fm ھو أعلى تردد فى الحيز الترددى لإلشارة التماثلية. الفترة الزمنية بين العينات FT ½ fm ولما كانت اإلشارة الصوتية المستخدمة فى االتصاالت التليفونية ذات حيز ترددى من ٣٠٠ ھرتز إلى ٣٤٠٠ ھرتز وتقرب إلى صفر ھرتز إلى ٤٠٠٠ ھرتز ويكون FT fm 4 khz 25 µ sec أى أن الفترة الزمنية بين كل عينة واألخرى كل ١٢٥ ميكروثانية تمثل اإلشارة التماثلية تمثيال جيدا وكافيا. ويكون معدل أخذ العينات 25 µ sec وبذلك فإن العينات المأخوذة عدد العينات المأخوذة فى الثانية الواحدة FS FS 8000 sample/sec تتم عملية أخذ العينات من اإلشارة التماثلية فى دائرة أخذ العينات (Sampler) وھى دائرة الكتروني ة تق وم بتقطي ع الموج ة المس تمرة لإلش ارة الص وتية وأخ ذ عين ة منھ ا ك ل ١٢٥ ميكروثاني ة ويط لق عل ى ھ ذه العملي ة أيض ا عملي ة تع ديل اتس اع نبض ى Pulse 2 fm 25 µ sec 2 X 4000 8000 (PAM) Amplitude Modulation وشكل (٢١) يبين عملية أخذ العينات. TS09TXTe
أ الباب الثانى : التعديل النبضى المشفر شكل (٢١ ب ( العينات المرسلة شكل ١٢) ( اإلشارة التماثلية ٢١٢ عملية تقييم العينات Quantizing فى عملية أخذ العينات نحصل على عدد كبير م ن العين ات (٨٠٠٠ عين ة ف ى الثاني ة) ولك ل عين ة منھ ا اتس اع مع ين يس اوى القيم ة اللحظي ة لإلش ارة التماثلي ة عن د لحظ ة أخ ذ العين ة وبالتالى يكون لدينا عدد ال نھائى من قيم اتساع العينات. لذلك فإنه فى عملية التقييم يتم تقسيم المدى االتساعى لإلشارة التماثلية إل ى ش رائح متس اوية كما ھو مبين بشكل (٢٢). وجميع العينات الت ى تق ع داخ ل أى ش ريحة ي تم إعطائھ ا قيم ة واحدة ھى القيمة المتوسطة لھذه الش ريحة وبالت الى يك ون ل دينا ع دد مح دود م ن ق يم اتس اع العينات يساوى القيم المتوسطة للشرائح. فى شكل (٢٢) تم تقسيم المدى االتساعى لإلشارة إل ى ثم انى ش رائح متس اوية أربع ة منھ ا موجبة وأربعة أخرى سالبة وبالتالى فإن قيم اتساع العينات تكون محص ورة ب ين ثم انى ق يم ھى القيم المتوسطة للشرائح الثمانية. ف ى عملي ة التقي يم ي تم تقري ب قيم ة إتس اع العين ة إل ى القيمة المتوسطة للشريحة التى تقع فيھ ا ھ ذه العين ة وبالت الى يك ون ھن اك خط أ يس مى خط أ التقييم Quantizing Error وھذا الخطأ يعتبر كأنه إضافة لضوض اء عل ى العين ة فيك ون ل دينا ضوض اء التقي يم Quantizing Noise ف ى ال دوائر العملي ة ألجھ زة التع ديل النبضى المشفر ي تم تحدي د ع دد ش رائح التقي يم بحي ث تك ون ضوض اء التقي يم أق ل م ا يمك ن وبالتالى تكون نسبة اإلشارة إلى الضوضاء فى الحدود المسموح بھا للحصول على اس تقبال جيد لإلشارة. TS09TXTe
الباب الثانى : التعديل النبضى المشفر شكل (٢٢) عملية التقييم العينات أرقام ٥ ٢ ١ تعطى القيمة المتوسطة للشريحة. ٤ العينات أرقام ٤ ٣ تعطى القيمة المتوسطة للشريحة. ٣ العينات أرقام ٦ تعطى القيمة المتوسطة للشريحة. ١ العينات أرقام ١٠ ٧ تعطى القيمة المتوسطة للشريحة ١. تعطى القيمة المتوسطة للشريحة ٣. العينات أرقام ٩ ٨ أنواع التقييم : التقييم المنتظم. Uniform Quantizing أ ب التقييم الغير المنتظم Non Uniform Quantizing التقي يم المن تظم : وفي ه تك ون ش رائح التقي يم متس اوية وف ى ھ ذه الحال ة تك ون نس بة اإلش ارة إل ى الضوض اء منخفض ة ف ى حال ة العين ات ذات المس تويات المنخفض ة أ حال ة العين ات ذات المس تويات وتكون نسبة اإلش ارة إل ى الضوض اء مرتفع ة ف ى ٠ العالية أى ال يكون ھن اك انتظ ام ف ى نس بة اإلش ارة إل ى الضوض اء لجمي ع العين ات علما بأن معظم عين ات اإلش ارات الص وتية تك ون ف ى المس تويات المنخفض ة وبالت الى ف إن نظ ام التقييم المنتظم يؤدى إلى إنخفاض نسبة اإلشارة إلى الضوضاء ويب ين ش كل (٢٣) نظام تقييم منتظم باستخدام ٨ شرائح للتقييم. TS09TXTe
الباب الثانى : التعديل النبضى المشفر. شكل (٢٣) التقييم المنتظم ليمثل القيم المتوسطة الخط نفرض قيمة مستوى العينة (١) ٠.٩ القيمة المتوسطة للعينة ٠.٥ الضوضاء خطأ التقييم ٠.٤ ٢.٢٥.. نسبة اإلشارة إلى الضوضاء ٧.٩ ٧.٥ فى حالة العينة (٢) نفرض قيمة العينة القيمة المتوسطة للعينة الضوضاء TS09TXTe خطأ التقييم نسبة اإلشارة إلى الضوضاء ١٩.٧٥. ٠.٤. ب يالحظ من المثال انخفاض نسبة اإلشارة إلى الضوضاء فى حالة المستويات المنخفضة لإلشارة وارتفاعھا فى حالة اإلشارات ذات المستوى العالى. التقييم غير المنتظم : وفيه يكون عرض شرائح التقييم فى المستويات المنخفضة لإلشارة أقل من عرض الشرائح فى المستويات المرتفعة لإلشارة أى أنه كلما زاد مستوى اإلشارة زاد عرض الشريحة ونتيجة لذلك تزيد نسبة اإلشارة إلى الضوضاء فى حالة الشرائح ذات المستويات المنخفضة بينما تقل نسبة اإلشارة إلى
الباب الثانى : التعديل النبضى المشفر الضوضاء فى حالة الشرائح ذات المستويات المرتفعة وبالتالى يكون ھناك تقارب فى نسبة اإلشارة إلى الضوضاء لجميع مستويات العينات وتكون مقبولة وفى الحدود المسموح بھا. 8 شكل (٢٤) يمثل تقريبا للتقييم الغير منتظم. 7 6 5 4 3 2 شكل (٢٤) التقييم غير المنتظم وفى نظام التعديل النبضى المشفر يس تخدم التقي يم الغي ر من تظم وال ذى يعتم د عل ى اس تخدام منحنى لوغاريتمى يزيد فيه عرض الشريحة كلما زاد مستوى اإلش ارة (س واء بالموج ب أو السالب). وقد أوصت الھيئة االستشارية الدولية للتليف ون والتلغ راف (CCITT) وھ ى الھيئ ة الت ى تضع المواصفات القياسية ألجھزة ونظم االتصاالت وھى تابعة لالتح اد ال دولى لالتص االت ITU باستخدام المنحنيات اللوغاريتمية اآلتية : ١) منحنى لوغاريتمى يتبع Alaw وھو يستخدم ف ى النظ ام األورب ى ألجھ زة التع ديل النبضى المشفر (PCM) وفيه يتم تجميع ٣٠ قناة ھاتفية وتكون قيمة ثابت المنحن ى 87.6 A وينقسم المنحنى إلى ١٣ شريحة ) موجبة وسالبة (. ٢) منحنى يتبع µ law وھو يستخدم فى النظام األمريكى واليابانى ألجھزة ال PCM وفي ه ي تم تجمي ع ٢٤ قن اة ھاتفي ة وتك ون قيم ة ثاب ت المنحن ى 255 µ وينقس م المنحنى إلى ١٥ شريحة ) موجبة وسالبة (. TS09TXTe
الباب الثانى : التعديل النبضى المشفر شكل (٢٥) يبين المنحنى اللوغارتيمى المستخدم فى نظام التعديل النبض ى المش فر PCM األوربى. TS09TXTe
الباب الثانى : التعديل النبضى المشفر واضح م ن المنحن ى أن ه يح دث تض اغط للش رائح ف ى المس تويات المنخفض ة لإلش ارة بينم ا يح دث اتس اع للش رائح ف ى المس تويات المرتفع ة لإلش ارة Compression and Expansion فى الشكل اعتبر القيمة القصوى لإلشارة تساوى (١). جميع اإلش ارات (العين ات) الت ى تق ع قيمتھ ا ب ين ٢/١ تق يم بالمس توى (٨) وأى عينة تقع فى ھذا المدى تقيم بقيمة واحدة ھى القيمة المتوسطة للمستوى (٨). والعين ات الت ى تق ع داخ ل الم دى تق يم بالمس توى (٧) وتعط ى القيم ة المتوسطة له. 4 2 6 والعينات فى المدى تقيم بالمستوى (٦). 8 والعينات فى المدى تقيم بالمستوى (٥). 32 8 4 6 والعينات فى المدى تقيم بالمستوى (٤). والعينات فى المدى تقيم بالمستوى (٣). 64 32 28 والعينات فى المدى تقيم بالمستوى (٢). 64 والعينات فى المدى 0 تقيم بالمستوى (١). 28 أما العينات السالبة فيتم تقييمھا بنفس الطريقة وتقيم بمستويات سالبة. ٣١٢ التشفير Coding فى دائرة التشفير يتم تحويل العينات التى تم تقييمھا إلى نبضات تتناس ب م ع القيم ة المتوسطة للشريحة التى تقع فيھا العينة داخل المنحنى اللوغاريتمى. ي تم أوال تقس يم المنحن ى اللوغ اريتمى إل ى ١٦ ش ريحة كب رى (٨) ش رائح موجب ة و( ٨ ) شرائح سالبة كما ھو مبين بشكل (٢٥). TS09TXTe
الباب الثانى : التعديل النبضى المشفر ولكى يتم تمثيل ٨ شرائح تمثيال رقمي ا يل زم اس تخدام ٣ للجدول اآلتى : نبض ات لك ل ش ريحة طبق ا ترتيب الشريحة األولى الثانية الثالثة الرابعة الخامسة السادسة السابعة الثامنة النبضات المقابلة لھا 000 00 00 0 00 0 0 الشريحة الكبرى يتم تقسيمھا إلى ١٦ شريحة صغرى ولكى ي تم تمثي ل ك ل ش ريحة منھا تمثيال رقميا يلزم استخدام ٤ نبضات لكل شريحة صغرى تبعا للجدول اآلتى: رقم الشريحة شريحة شريحة 2 شريحة 3 شريحة 4 شريحة 5 شريحة 6 شريحة 7 شريحة 8 شريحة 9 شريحة 0 شريحة شريحة 2 شريحة 3 شريحة 4 شريحة 5 شريحة 6 النبضات المقابلة لھا 0000 000 000 00 000 00 00 0 000 00 00 0 00 0 0 TS09TXTe
الباب الثانى : التعديل النبضى المشفر ھ ذا باإلض افة إل ى أن العين ات الموجب ة تعط ى نبض ة () ف ى أول النبض ات بينم ا تعط ى العينات السالبة نبضة (0) فى أول النبضات الممثلة لھا. وبذلك فإن دائرة التشفير تحول كل عينة بعد تقييمھا إلى سلسلة من ٨ نبضات كاآلتى : العينة الموجبة العينة السالبة x x x x x x x 0 x x x x x x x نبضات الشريحة إشارة العينة نبضات الشريحة الكبرى الصغرى وب ذلك تتح ول القن اة الھاتفي ة التماثلي ة وحيزھ ا الت رددى ) ص فر ٤ كيل و ھرت ز ( إل ى الصورة الرقمية على ھيئة نبضات ثنائية رقمية بمعدل نبضى ٨٠٠٠ ٦٤٠٠٠ ٦٤ عينة فى الثانية ٨ نبضات لكل عينة. نبضة فى الثانية. كيلو نبضة فى الثانية. ش كل (٢٦) يوض ح عملي ة التش فير عل ى أس اس تقس يم الم دى االتس اعى للعين ات إل ى ١٦ شريحة كبرى ) ٨ شرائح موجبة و ٨ شرائح سالبة ( والنبضات المقابلة لكل شريحة. أما شكل (٢٧) فيوضح عملية التشفير الفعلية فى أجھزة التعديل النبضى المشفر وفيھ ا ي تم تقسيم كل شريحة كبرى إلى ١٦ شريحة صغرى فيكون لدينا ١٢٨ شريحة ص غرى موجب ة ١٢٨ شريحة صغرى سالبة مبين بالشكل الشرائح الموجبة فقط. TS09TXTe
الباب الثانى : التعديل النبضى المشفر شكل (٢٦) عملية التشفير بعد التقييم الغير منتظم TS09TXTe
الباب الثانى : التعديل النبضى المشفر Output signal (referred to ) Input signal (referred to ) شكل (٢٧) عملية التشفير فى النظام األوربى فى النظام األوربى حيث يستخدم قانون A يتم عكس النبض ات الزوجي ة ) ص فر ٤ ٢ ( ٦ بينم ا تبق ى النبض ات الفردي ة ( ١,٣,٥,٧ )كم ا ھ ى ب دون عك س م ع مالحظ ة أن النبض ات مرتب ة م ن النبض ة األق ل قيم ة فعل ى س بيل المث ال إذا كان ت القيم ة الثنائي ة المش فرة إلح دى العينات ممثلة بالنبضات 00000 فإن القيمة الثنائية بقانون A 000. أما فى النظام األمريكى حي ث يس تخدم ق انون µ في تم عك س النبض ات الس بعة األول ى م ع مالحظة أن النبضات مرتبة من النبضة األقل قيمة فعلى سبيل المثال إذا كانت القيمة الثنائية المش فرة إلح دى العين ات ممثل ة بالنبض ات 0 ف إن القيم ة الثنائي ة بق انون µ TS09TXTe
الباب الثانى : التعديل النبضى المشفر 000000 يالحظ ف ى المث الين الس ابقين أن النبض ة األخي رة عل ى اليس ار وھ ى الممثل ة إلشارة العينة تبقى ثابتة أى ال يتم عكسھا فى كال النظامين. يوضح الجدول التالى بعض القيم الكمي ة للعين ات والقيم ة الثنائي ة لھ ا ث م قيمتھ ا بق انون µ وقانون A. القيمة بقانونA القيمة بقانون µ القيمة الثنائية القيمة الكمية 27 000 0000 00 00 0 00 0000 0 00 99 0 00 00 00 0 00 95 0 00 0000 000 00 79 00 0 0000 00 00 7 00 0 0 000 63 0 00 0000 0 00 45 00 0 0 000 000 30 00 0 0 000 00 0 5 000 0000 0 00 0 5 0000 0 0000 00 00 30 000 0 00 000 000 0 45 000 0 00 000 0 000 63 00 000 0000 00 00 7 000 0 00 000 000 000 79 000 00 0000 000 00 95 00 000 0000 0000 00 TS09TXTe
الباب الثانى : التعديل النبضى المشفر 99 00 00 000 00 0 00 00 000 0000 00 00 27 0 0000 0000 000 00 TS09TXTe
الباب الثللث : تجميع القنوات الھاتفية بالتقسيم الزمنى الباب الثالث : تجميع القنوات الھاتفية بالتقسيم الزمنى الھدف التعرف على نظم التجميع بالتقسيم الزمنى Time Division Multiplex Systems ودرجات التجميع الرقمى األعلى فى النظام األوربى. المحتويات ٢ ٥ ٥ ٩ ١٢ ١٤ مقدمة عامة نظم التجميع بالتقسيم الزمنى النظام األوربى النظام األمريكى واليابانى لتجميع القنوات بالتقسيم الزمنى درجات التجميع الرقمى األعلى فى النظام األوربى درجات التجميع الرقمى األعلى فى النظام األمريكى واليابانى ١٣ ٢٣ ٣٣ ٤٣ ٥٣ ٦٣ ١
الباب الثللث : تجميع القنوات الھاتفية بالتقسيم الزمنى الفصل الثالث تجميع القنوات الھاتفية بالتقسيم الزمنى TDM Time Division Multiplexing مقدمة عامة فى نظام التعديل النبضى المش فر (PCM) ي تم أخ ذ عين ات م ن اإلش ارة الھاتفي ة ك ل ١٢٥ ميكروثانية أى يتم أخذ ٨٠٠٠ عينة فى الثانية. الفترة الزمنية بين كل عينة والتى تليھا من نفس اإلشارة ١٢٥ ميكروثانية FT. ھذه الفت رة الزمني ة ) القص يرة ج دا ( ال تت رك خالية بل يتم فى ھذه الفترة إرسال عينات من القنوات الھاتفية األخرى. شكل (٣١) يب ين رسما مبسطا لعملية تجميع ٣ قنوات بالتقسيم الزمنى (على سبيل المثال). أى أنه باستخدام التقسيم الزمنى يتم تجميع عدة قنوات ھاتفية وإرسالھا معا على نف س الخ ط التراسلى ولتجميع القنوات بھذه الطريقة يستخدم سويتش الكترون ى ش كل (٣٢) يق وم بأخ ذ العينة األولى ع ١ من القناة األولى ثم العينة األولى من القناة الثانية ثم العينة األولى من القناة الثالثة وھكذا حتى القناة األخيرة. وبعد ١٢٥ ميكروثاني ة يع ود الس ويتش إل ى القن اة األول ى ليأخذ منھا العينة الثانية ع ٢ ثم العينة الثانية من القناة الثانية ثم العينة الثانية من القن اة الثالث ة وھكذا حتى القناة األخيرة. وتكرر ھذه العملية بنفس الترتيب وبذلك نحصل على إطارات. ( Frames ) يحتوى اإلطار األول على العينات األولى م ن جمي ع القن وات ويحت وى اإلط ار الث انى عل ى العين ات الثاني ة م ن جمي ع القن وات وھك ذا تتك رر اإلط ارات ويك ون زم ن ك ل إط ار (FT) مساويا ١٢٥ ميكروثانية كما ھو مبين بشكل (٣٣). تمر كل عينة بعد أخذھا م ن ك ل قن اة ھاتفية على دائرة التقييم والتشفير كما شرحنا س ابقا ف ى نظ ام ال (PCM) لك ى ي تم تحوي ل كل عينة إلى ٨ نبضات رقمية ثنائية وھى التى يتم إرسالھا بعد ذلك على الخط التراسلى. ف ى ط رف االس تقبال ي تم اس تقبال اإلش ارات الرقمي ة حي ث يق وم مرش ح إم رار ت رددات منخفضة بكشف اإلشارة الرقمية وتحويلھا إلى إشارة تماثلية لھا نفس شكل اإلشارة األصلية المرسلة من طرف اإلرسال. شكل (٣٤) يبين رسما مبسطا لنظام تراسل رقمى يتكون من : ١) دائرة المرسل وفيھا يتم تحويل اإلشارات التماثلية ) إشارات القنوات الھاتفية ( إلى إشارات رقمية ثنائية النبضات بعد إجراء عمليات أخذ العينات ثم التقييم ثم التشفير. ١٣ ٢
الباب الثللث : تجميع القنوات الھاتفية بالتقسيم الزمنى الوسط التراسلى وھو الخط الناقل لإلشارة الرقمية م ن المرس ل إل ى المس تقبل ويمك ن أن يك ون خ ط كاب ل نح اس أو كاب ل مح ورى أو كاب ل ألي اف بص رية كم ا يمك ن أن يك ون وس طا السلكيا. دائرة المستقبل وھى الدائرة الت ى تق وم باس تقبال اإلش ارات الرقمي ة وكش ف تع ديلھا وتحويلھ ا م رة أخرى إلى إشارة تماثلية مماثلة لإلشارة المرسلة. (٢ (٣ FT FT T T T FT FT T شكل (٣١) تجميع ٣ قنوات بالتقسيم الزمنى ٣
الباب الثللث : تجميع القنوات الھاتفية بالتقسيم الزمنى شكل (٣٢) سويتش الكترونى لتجميع القنوات بالتقسيم الزمنى شكل (٣٣) االطارات شكل (٣٤) نظام تراسل رقمى ٤
الباب الثللث : تجميع القنوات الھاتفية بالتقسيم الزمنى نظم التجميع بالتقسيم الزمنى Time Division Multiplex Systems يوجد نظامان لتجميع القنوات بالتقسيم الزمنى ھما : ١) النظام األوربى وفيه يتم تجميع ٣٠ قناة ھاتفية وھو يستخدم لتقييم اإلش ارة منحن ى لوغ اريتمى يتب ع ق انون ALaw حي ث الثاب ت 87.6A ويتكون المنحنى من ١٣ شريحة. راجع شكل (٢٧). ٢) النظام المستخدم فى أمريكا واليابان وفيه يتم تجميع ٢٤ قناة ھاتفية وھو يستخدم لتقييم اإلشارة منحنى لوغاريتمى يتب ع ق انون µ Law حي ث الثاب ت 255 µ ويتك ون المنحن ى م ن ١٥ ش ريحة. الج دول (١) يب ين مقارن ة ب ين النظامين. النظام المستخدم حاليا فى مصر ھو النظام األوربى. النظام األوربى يتكون اإلطار فى النظام األوربى من ٣٠ فترة زمني ة TS) ( Time Slot وتحم ل ك ل فترة زمنية ٨ نبضات تمثل العينة بع د تش فيرھا. وباإلض افة إل ى الفت رات الزمني ة للعين ات تضاف فت رة زمني ة ف ى بداي ة اإلط ار ) 0 (TS تخص ص لنبض ات الت زامن وھ ى الت ى تح دد بداي ة ك ل إط ار وتحق ق الت زامن ب ين النبض ات المرس لة والنبض ات الت ى ي تم اس تقبالھا ف ى طرف االستقبال. ٢٣ ٣٣ ٥
الباب الثللث : تجميع القنوات الھاتفية بالتقسيم الزمنى الجدول يبين المقارنة بين النظام األوربى والنظام األمريكى لتجميع القنوات باستخدام التقسيم الزمنى TDM جدول (١) النظام األمريكى ٨٠٠٠ عينة/الثانية ١٢٥ ميكروثانية ٨ نبضات ٦٤ كيلونبضة/ثانية µ Law و µ 255 ١٥ شريحة ٢٤ فترة (TS) ١٩٣ نبضة µsec ٥.٢٢٤ ١٢٥ ١٩٣ ٨٠٠٠ ١٥٤٤ كيلوبت/ث عنصر المقارنة تردد العينات زمن اإلطار FT عدد النبضات لكل عينة المعدل النبضى للقناة الھاتفية قانون منحنى التقييم والتشفير عدد شرائح المنحنى عدد الفترات الزمنية فى االطار عدد النبضات فى اإلطار زمن الفترة الزمنية المعدل النبضى للنظام النظام األوربى ٨٠٠٠ عينة/الثانية ١٢٥ ميكروثانية ٨ نبضات ٦٤ ٨ ٨٠٠٠ كيلونبضة/ث A Law و A 87.6 ١٣ شريحة ٣٢ فترة (TS) ٢٥٦ نبضة µsec ٣.٩٣٢ ١٢٥ ٢٥٦ ٨٠٠٠ ٢٠٤٨ كيلوبت/ث كما يضاف أيضا فترة زمنية TS6) ( فى وس ط اإلط ار تخص ص لنق ل نبض ات إش ارات النداء. أى أن اإلطار يحتوى على ٣٢ فترة زمنية. زمن اإلطار Frame Time FT 25µsec فيكون زمن الفترة الزمنية TS 3.9 µsec ويكون عدد النبضات فى كل إطار شكل (٣٥) الفترة الزمنية الفترات الزمنية الفترة الزمنية يبين تكوين كل إطار : ٢٥٦ ٨ ٣٢ TS 0 لنبضات التزامن. TS TS 5 TS 6 لنبضات النداء الفترات الزمنية TS 7 TS 3 25 32 نبضة. لنبضات القنوات الھاتفية CH 5 Signalling لنبضات القنوات الھاتفية CH 6 30 ٦
الباب الثللث : تجميع القنوات الھاتفية بالتقسيم الزمنى شكل (٣٥) شكل اإلطار فى النظام األوربى مجموعة اإلطارات Multi Frame ترسل اإلطارات فى مجموع ات ك ل منھ ا يتك ون م ن ١٦ إط ار وتح دد بداي ة ك ل مجموع ة إط ارات ع ن طري ق إرس ال نبض ات ت زامن مجموع ة اإلط ارات والت ى ي تم إرس الھا ف ى اإلطار رق م ص فر ف ى الفت رة الزمني ة ) TS 6 وھ ى الفت رة المخصص ة أساس ا إلش ارات النداء للقنوات الھاتفية). الفترة الزمنية TS 0 فى أول كل إطار تحتوى على نبضات تزامن اإلطار بتكوين مميز على الوجه المبين فى جدول (٢). جدول (٢) Bit number 2 3 4 5 6 7 8 Binary Value x 0 0 0 النبضة (١) X تستخدم دوليا. كما تستخدم الفترة الزمنية TS 0 أيضا إلرس ال نبض ات الخدم ة Word) (Service عل ى الوجه التالى : ٧
الباب الثللث : تجميع القنوات الھاتفية بالتقسيم الزمنى. النبضة (١) X النبضة (٢) النبضة (٣) استخدام دولى تستخدم لإلنذار العاجل ( Urgent alarm) (١ (٢ (٣ (٤ (٥ فى الحاالت اآلتية حيث تأخذ القيمة () فى حالة اإلنذار والقيمة (0) فى الحالة العادية عطل فى التغذية الكھربية. عطل دائرة التشفير. عطل فى إشارة النظام ٢٠٤٨ كيلوبت/ث عطل فى التزامن. زيادة معدل الخطأ النبضى أكبر من ١ ٣ ١٠ النبضات من (٤) إلى (٨) تستخدم كنبضات معلومات للنظام. إشارات النداء للنظام Signalling ي تم إرس ال إش ارات الن داء للقن وات (٣٠ قن اة ( ف ى الفت رة الزمني ة TS 6 م ن ك ل إط ار إبتداءا من اإلطار رقم (١) إلى اإلطار رقم (١٥) بحيث تحتوى الفترة الزمنية TS 6 فى كل إطار منھا على نبضات النداء الخاصة بقناتين بالتوزيع اآلتى : فى الفترة الزمنية TS 6 فى اإلطار األول (0 ( Frame ترس ل ٤ نبض ات ص فرية وھى نبضات تزامن مجموعة اإلط ارات وتس تخدم النبض ات األرب ع األخ رى كنبض ات إنذار أو معلومات للنظام. ف ى الفت رة الزمني ة TS 6 ف ى اإلط ار الث انى ( ( Frame تخص ص ٤ نبض ات إلشارات النداء للقناة رقم (١) وتخصص ال ٤ نبض ات األخ رى إلش ارات الن داء للقن اة رقم (١٦). فى اإلطار الثالث (2 (Frame تخصص ٤ نبضات إلرسال إشارات الن داء للقن اة رق م (٢) والنبضات األربعة األخرى للقناة رقم (١٧). وھك ذا ترس ل نبض ات إش ارات الن داء عل ى الت والى ف ى ك ل إط ار حت ى الفت رة الزمني ة TS6 فى اإلطار (١٦) (5 (Frame حيث يتم إرسال ٤ نبض ات إلش ارات الن داء للقناة رقم (١٥) وإرسال ٤ نبضات إلشارات النداء للقناة (٣٠). وتكرر إشارات النداء وإشارات التزامن بنفس الصورة فى كل مجموعة إطارات. ٨
الباب الثللث : تجميع القنوات الھاتفية بالتقسيم الزمنى الجدول التالى يبين توزيع إشارات النداء فى مجموعة اإلطارات جدول (٣) رقم اإلطار صفر ١ ٢ ٣ ٤ ٥ ٦ ٧ ٨ ٩ ١٠ ١١ ١٢ ١٣ ١٤ ١٥ توزيع نبضات النداء فى الفترة الزمنية TS6 ٨ ٧ ٦ ٥ ٤ ٣ نبضات إنذار ومعلومات للنظام صفر صفر (١٦) للقناة النداء نبضات (١) للقناة (١٧) للقناة النداء نبضات (٢) للقناة (١٨) للقناة النداء نبضات (٣) للقناة (١٩) للقناة النداء نبضات (٤) للقناة (٢٠) للقناة النداء نبضات (٥) للقناة (٢١) للقناة النداء نبضات (٦) للقناة (٢٢) للقناة النداء نبضات (٧) للقناة (٢٣) للقناة النداء نبضات (٨) للقناة (٢٤) للقناة النداء نبضات (٩) للقناة (٢٥) للقناة النداء نبضات (١٠) للقناة (٢٦) للقناة النداء نبضات (١١) للقناة (٢٧) للقناة النداء نبضات (١٢) للقناة (٢٨) للقناة النداء نبضات (١٣) للقناة (٢٩) للقناة النداء نبضات (١٤) للقناة (٣٠) للقناة النداء نبضات (١٥) للقناة ٢ صفر النداء النداء النداء النداء النداء النداء النداء النداء النداء النداء النداء النداء النداء النداء النداء ١ صفر نبضات نبضات نبضات نبضات نبضات نبضات نبضات نبضات نبضات نبضات نبضات نبضات نبضات نبضات نبضات. النظام األمريكى واليابانى لتجميع القنوات بالتقسيم الزمنى PCM 24 System فى ھذا النظام يتم تجميع ٢٤ قناة ھاتفية شكل (٣٦) يوضح تكوين اإلطار فى ھذا النظام زمن اإلطار FT 25 µsec عدد الفترات الزمنية TS ٢٤ فترة زمنية. عدد النبضات فى اإلطار ٢٤ ٨ ١٩٢ نبضة ويضاف نبضة واحدة فى أول كل إطار كنبضة تزامن فيصبح عدد النبضات فى اإلطار ١٩٣ نبضة. زمن الفترة الزمنية ٥.٢ ميكروثانية ٤٣ ٩
الباب الثللث : تجميع القنوات الھاتفية بالتقسيم الزمنى شكل (٣٦) شكل اإلطار فى النظام األمريكى تستخدم النبضة اإلضافية األولى ف ى اإلط ار كنبض ة ت زامن لإلط ار وأيض ا كنبض ة ت زامن لمجموعة اإلطارات. مجموعة اإلطارات Multi frame تتكون مجموعة اإلطارات فى نظام ٢٤ قناة ھاتفية من ١٢ إطار. 0 0 0 جدول (٤) يبين ترتيب اإلطارات ونبضات تزامن اإلطار ونبضات تزامن مجموعة اإلطارات جدول (٤) نبضات تزامن مجموعة رقم اإلطار نبضات تزامن اإلطار اإلطارات 0 0 0 ١ ٢ ٣ ٤ ٥ ٦ ٧ ٨ ٩ ١٠ ١١ ١٢ ١٠
الباب الثللث : تجميع القنوات الھاتفية بالتقسيم الزمنى إشارات النداء فى نظام ٢٤ قناة ھاتفية يوجد نوعان إلشارات النداء إشارات النداء المصاحبة للقنوات.Channel associated Signalling القناة المشتركة إلشارات النداء. Common Channel Signalling (١ إشارات النداء المصاحبة للقنوات كما ذكرنا سابقا فإنه يتم إرسال اإلطارات ف ى مجموع ات تتك ون ك ل مجموع ة م ن ١٢ إطار. فى اإلطارات من ١ ٥ تحتوى الفترات الزمنية فى كل إطار عل ى ٨ نبضات للقناة الھاتفية. وفى اإلطار رقم ٦ تحتوى الفترات الزمنية لكل قناة على ٧ نبضات فقط وتستخدم النبضة الثامنة كنبضة نداء لكل قن اة وھ ى نبض ة أق ل قيم ة. فى اإلط ارات م ن ٧١١ تحت وى الفت رات الزمني ة لك ل قن اة عل ى ٨ نبض ات للقن اة الھاتفية. فى اإلطار رقم ١٢ تحتوى الفترات الزمنية لكل قناة على ٧ نبضات فق ط وتستخدم النبضة الثامنة كنبضة نداء لكل قناة وھى نبضة أقل قيمة. أى أنه تستخدم نبضتين للنداء لكل قناة فى مجموعة اإلطارات. أى أن س رعة نبض ات الن داء لك ل قناة ١٣٣٣ نبضة/ث. جدول (٥) يبين نبضات النداء المصاحبة للقنوات. رقم اإلطار ١ ٢ ٣ ٤ ٥ ٦ ٧ ٨ ٩ ١٠ ١١ ١٢ نبضات القناة الھاتفية النبضات ٨٠٠٠٠٠١ النبضات ٨٠٠٠٠٠١ النبضات ٨٠٠٠٠٠١ النبضات ٨٠٠٠٠٠١ النبضات ٨٠٠٠٠٠١ النبضات ٧٠٠٠٠١ النبضات ٨٠٠٠٠١ النبضات ٨٠٠٠٠١ النبضات ٨٠٠٠٠١ النبضات ٨٠٠٠٠١ النبضات ٨٠٠٠٠١ النبضات ٧٠٠٠٠١ نبضات النداء النبضة ٨ النبضة ٨ جدول (٥) نبضات النداء فى نظام إشارات النداء المصاحبة للقنوات ١١
الباب الثللث : تجميع القنوات الھاتفية بالتقسيم الزمنى القناة المشتركة إلشارات النداء ف ى ھ ذا الن وع م ن إش ارات الن داء ال ي تم إرس ال اإلط ارات عل ى ھيئ ة مجموع ات إطارات. ول ذلك ال تس تخدم النبض ة األول ى ف ى ك ل إط ار زوج ى لغ رض ت زامن مجموع ة اإلطارات ولكنھا تستخدم كنبضة نداء بين السنتراالت ) نبضة ( S. فيك ون مع دل نبضات النداء ٤ كيلو نبض ة /ث. ج دول (٦) يب ين توزي ع نبض ات ت زامن اإلط ار ونبضات النداء فى نظام القناة المشتركة إلشارات النداء. (٢ رقم اإلطار ١ ٢ ٣ ٤ ٥ ٦ ٧ ٨ نبضات تزامن اإلطار 0 0 نبضات النداء S S S S جدول (٦) توزيع نبضات تزامن اإلطار ونبضات النداء فى نظام القناة المشتركة إلشارات النداء درجات التجميع الرقمى األعلى فى النظام األوربى Higher Order digital transmission system ٥٣ درجة التجميع تجميع الدرجة األولى تجميع الدرجة الثانية تجميع الدرجة الثالثة تجميع الدرجة الرابعة تجميع الدرجة الخامسة تجميع الدرجة السادسة المعدل النبضى ٢.٠٤٨ ميجابت/ث ٨.٤٤٨ ميجابت/ث ٣٤.٣٦٨ ميجابت/ث ١٣٩.٢٦٤ ميجابت/ث ٥٦٥.٠٠٠ ميجابت/ث عدد القنوات ٣٠ قناة ١٢٠ قناة ٤٨٠ قناة ١٩٢٠ قناة ٧٦٨٠ قناة ٢.٥ جيجابت/ث ٣٠٧٢٠ قناة جدول (٧) درجات التجميع الرقمى األعلى فى النظام األوربى ويبين الشكل (٣٧) مراحل التجميع فى أجھزة االتص االت الرقمي ة المس تخدمة ف ى النظ ام األوروبى ١٢.
الباب الثللث : تجميع القنوات الھاتفية بالتقسيم الزمنى ( ) ١٣
الباب الثللث : تجميع القنوات الھاتفية بالتقسيم الزمنى درجات التجميع الرقمى األعلى فى النظام األمريكى واليابانى جدول رقم (٨) عدد القنوات المعدل النبضى درجة التجميع ٢٤ قناة ١.٥٤٤ ميجابت/ث تجميع الدرجة األولى ٩٦ قناة ٦.٣١٢ ميجابت/ث تجميع الدرجة الثانية ٤٤.٧٣ ميجابت/ث ٦٧٢ قناة (أمريكى) ٣٢.٠٦٤ ميجابت/ث ٤٨٠ قناة ) يابانى) تجميع الدرجة الثالثة ٢٧٤.١٧٦ ميجابت/ث ٤٠٣٢ قناة (أمريكى) ٩٧.٧٢٨ ميجابت/ث ١٤٤٠ قناة (يابانى) تجميع الدرجة الرابعة درجات التجميع سالفة الذكر سواء فى النظام األوروب ى أو النظ ام األمريك ى الياب انى يطل ق Plesiochronous Digital Hierarchy عليھ ا البن اء الرقم ى متع دد الت زامن (PDH) ويبين الشكل (٣٨) مراحل التجميع الرقمى ف ى ال نظم المختلف ة وكيفي ة التحوي ل م ن نظ ام إلى آخر فى حالة االحتياج إلى ربط أجھزة مختلفة النظم مع بعضھا. ٦٣ ١٤
الباب الثللث : تجميع القنوات الھاتفية بالتقسيم الزمنى ١٥