Línea de tiempo del desarrollo de las centrales telefónicas

Espacial vs. Temporal

Control vs. Señalización

PCM vs. DM

Creo que sería mucha ambigüedad si describimos otra vez PCM pero tenemos que definir DM (Delta Modulation) Esta modulación es una versión simplificada de DPCM, donde la predicción es el valor de la señal en el intervalo de muestreo previo:

La señal transmitida es 1 solo bit que representa un escalón ± D.  Como se me menciona es una versión simplificada del DPCM, entonces por consecuencia se habla de desventajas de ruidos además de que la frecuencia de muestreo es varias veces superior a la de Nyquist además de requerir por cada canal un receptor separado, esto implica más coste y más elementos en un sistema de DM.

De manera contraria el PCM usa un código eficiente para reducir la repetición innecesaria en los mensajes además que una codificación adecuada puede reducir los efectos del ruido y la interferencia.

El ancho de banda puede intercambiarse por potencia de la señal; como el PCM puede escalarse en el tiempo, este también puede intercambiarse por potencia de la señal. El diseñador de sistemas de comunicación tiene, pues, mayor flexibilidad en el diseño de un sistema PCM para satisfacer determinados criterios de funcionamiento.

PCM vs. DPCM

Antes de hacer una comparación de manera concreta entre estos dos métodos de codificación para la digitalización, haremos un breve repaso de que es cada uno de ellos y después nos daremos a la tarea de hacer una comparación y ver ventajas de cada uno de ellos asi como las desventajas y al final veremos cual es mejor.

El PCM (Pulse-Code-Modulation) es un método de codificación en el dominio del tiempo de la forma de onda y es definido por la CCITT (ahora ITU) con la Referencia G.711 y la ATT 43801. Básicamente una señal analógica es muestreada 8000 veces por segundo, en cada muestra la amplitud de la señal es asignada (cuantizada) a un valor digital.

Para un sistema lineal real, el valor de cada “escalón” es uniforme, requiriendo como sea de 11 a 14 bits para transmitir, sin embargo, PCM, definido y estandarizado, utiliza una escala logarítmica en la ponderación de cada “escalón”.

Existen dos algoritmos de PCM definidos en la CCITT G.711 llamados “Ley A” y “Ley µ”, la Ley µ es usada en E.U. y Japón y la Ley A es usada en la mayoría de los países. En ambas leyes los valores usados para representar la amplitud son números entre el 0 y ±127, por eso son requeridos 8 bits para cada muestra (2^8= 256).

Se puede observar entonces que PCM opera a una tasa de 64kbps.

DPCM (Differential Pulse Code Modulation) es un procedimiento para convertir una señal analógica en una digital siendo la señal analógica muestreada y hacer la diferencia entre el valor actual de la muestra y es un valor predecible (un valor predecible está basado en una muestra previa o muestras previas) es cuantizada y después codificada en un valor digital.  Como las diferencias son de menor magnitud que las muestras (se espera), se requiere menos bits para cuantizar. La modulación de pulsos codificados diferenciales (DPCM) esta diseñada específicamente para aprovechar las redundancias, de muestra a muestra.

De acuerdo a lo especificado con anterioridad y gracias a la exposición de nuestros compañeros podemos hacer una comparación que lleve a las ventajas y las desventajas de estas codificaciones aunque van de la mano ya que no existiría DPCM si PCM no existiera entonces la cuestión aquí es saber ¿Por qué PCM y no DPCM? Bien esto es gracias a que la principal desventaja del DPCM, aunque es muy bueno ya que no utiliza muchos bits para el muestreo, es que para muestras con amplitudes grandes el ruido se incrementa entonces esta característica de DPCM no beneficia en nada a este tipo de codificación.

En cambio el PCM tiene las siguientes características:

1.    En comunicación a larga distancia, las señales PCM pueden regenerarse completamente en estaciones repetidoras intermedias porque toda la información está contenida en el código. En cada repetidora se transmite una señal esencialmente libre de ruido. Los efectos del ruido no se acumulan y sólo hay que preocuparse por el ruido de la transmisión entre repetidoras adyacentes.

2.    Los circuitos de modulación y demodulación son todos digitales, alcanzando por ello gran confiabilidad y estabilidad, adaptándose rápidamente al diseño lógico de circuito integrado.

3.    Las señales pueden almacenarse y escalarse en el tiempo eficientemente. Por ejemplo, los datos de PCM pueden generarse en un satélite orbital una vez por minuto durante una órbita de 90 minutos y después retransmitirse a una estación terrestre en cuestión de pocos segundos. Las memorias digitales realizan el almacenaje muy eficientemente.

Cuestionario

1.    ¿En qué consiste DPCM?

Son esquemas de conversión Pertenecientes a los métodos de cuantificación no uniforme. Este tipo de sistemas mejoran al PCM Cuantificando la variación entre dos muestras consecutivas (haciendo la  diferencia entre M1-M0).

2.    Ventajas de DPCM

·         Se necesitan muy pocos bits para cuantificar estas diferencias.

·         Estos Sistemas diferenciales, aprovechan y explotan la redundancia que existe de una muestra a la siguiente.

3.    Desventajas  de DPCM

·         Para muestras  con amplitudes grandes el ruido se incrementa.

4.    Menciona la diferencia entre  ADPCM y DPCM

A diferencia del PCM, no se codifica cada una de las muestras, sino que se codifica la diferencia entre la predicción de la muestra y la muestra original. Con ADPCM se muestrea la señal de voz 8000 veces por segundo dado que se envía solamente el error de predicción, solamente se requiere transmitir 4 bits de información en lugar de los 8.

5.    ¿En qué  consiste la  modulación delta?

La Modulación Delta (DM) aparece en los 40 para aplicaciones en telefonía, otro nombre actual que recibe es Modulación de anchura de pulso (PWM). Es una técnica en la cual la derivada de la señal es cuantizada.

6.    ¿Cuáles  son los  dos tipos de errores de cuantificación en DM?

a.    Distorsión por sobrecarga

b.    Ruido granular

7.    ¿Por qué  se da  el ruido  granular?

Sucede cuando el escalón D es demasiado grande frente a la pendiente de m(t). Esto  causa que la aproximación de los escalones m_q(t) conmute en el segmento plano de m(t).

  

8.    ¿Cuál es la  principal ventaja  de la modulación delta?

Es su simplicidad puede ser generada a partir de la aplicación directa de la versión muestreada de la señal mensaje al modulador, que involucra las funciones de comparador, cuantificador y acumulador.

9.    ¿En qué  estándares  se  aplica  el ADPCM?

G.721

Extensiones al G.721 (la G.723)

Recomendación G.726

É  Recomendación G.722

É  Recomendación G.727

 10. Nombre de los integrantes del equipo.

Irvin Guerra González

Christian Eduard van Megen León

María del Mar Sotelo Moreno