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2021-06-13T18:49:23Z

Das PCM30-System

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'''PCM30''' bezeichnet eine Anwendung des mit [[Puls-Code-Modulation]] (PCM) beschriebenen Verfahrens, bei dem ein analoges Signal binär codiert wird. Zur Anwendung kommt es beispielsweise beim Telefonieren.

Der Begriff wird heute meist als Synonym für das 30 • 64-kbit/s-Signal verwendet. Diese Bitrate wird auch in der ersten Stufe der europäischen [[Plesiochrone Digitale Hierarchie|PDH]]-Technik verwendet, weswegen PCM30 auch als ''E1'' bezeichnet wird.

Ursprünglich bezeichnete es ein Gerät in der Nachrichtentechnik, das 30 analoge Telefonsignale in einen digitalen [[Bitstrom]] von 2048 kbit/s umsetzen kann.

== Das PCM30-System ==
Das PCM30-Grundsystem wurde und wird in der digitalen [[Vermittlungstechnik]] [[Europa]]s eingesetzt und dient zur digitalen Übertragung des Telefonverkehrs. Es hat 30 Codierer, die jeweils einen Telefonkanal in ein 8-Bit-Digitalwort (Byte) umsetzen können. Die 30 Bytes werden, zusammen mit einem Rahmenkennungswort und einem Kennzeichenkanal, byteweise nacheinander gesendet ([[Multiplexer]]). Somit entsteht ein 32 Byte großer [[Rahmen (Nachrichtentechnik)|Rahmen]]. In Empfangsrichtung werden die 30 Kanäle wieder mittels eines [[Demultiplexer]]s an die 30 [[Digital-Analog-Umsetzer]] verteilt; es entstehen wieder analoge Signale. Der [[Zeitschlitz]] 0 wird als Rahmenkennungswort und als Meldewort verwendet. Diese werden abwechselnd gesendet. Zeitschlitz 16 wird als [[Signalisierung|Kennzeichenkanal]] für die Sprechkanäle verwendet. Jedem Sprechkanal sind 4 Bit zugeordnet, die nacheinander in 16 Rahmen gesendet werden, es entsteht ein Überrahmen mit einer Frequenz von 500 Hz und einer Länge von 16 ⋅ 32 ⋅ 8 = 4096 Bit.

=== Aufbau des PCM30-Rahmen ===
[[Datei:Pcm30.svg|350px|thumb|Aufbau PCM30-Rahmen]]
; Erklärung der Verwaltungskanäle 0 und 16
: Diese Kanäle sind wie jeder PCM30-Kanal 8 Bit breit.
; Ungeradzahliger Frame, Kanal 0
: Der Kanal 0 überträgt das Rahmen-Kennungswort. Da das Kennungswort nur 7 Bit lang ist, wurde das achte Bit in späteren Anwendungen als zusätzliche Prüfsumme (CRC4-Bit) verwendet. Beim PCM30-System wurde das oberste Bit nicht verwendet. Das Rahmenkennungswort wird in jedem zweiten Frame übertragen, es wechselt sich also mit dem Meldewort ab, und dient der Synchronisation.
; Geradzahliger Frame, Kanal 0
: Dieser enthält das Meldewort. Dieses dient zur Alarmierung von Störungen im System. Auch hier ist das Meldewort nur 7 Bit lang, das achte Bit wird zur Überrahmensynchronwortbildung genutzt.
; Kanal 16
: Der Kanal 16 überträgt die Kennzeicheninformation für zwei Teilnehmeranschlüsse, je 4 Bit. Sie dienen der Übermittlung und Steuerung der entfernten Vermittlungsstelle für die einzelnen Sprechkanäle.
; Organisation der Kennzeichenkanäle
: Kanal 0 mit dem Mehrfachrahmenkennwort, Kanal 16 mit dem Überrahmenkennwort. Es werden jeweils 16 125-µs-Grundrahmen zu einer 2-ms-Einheit zusammengefasst und eigenständig synchronisiert.

=== Funktionsweise (Kurzfassung) ===
Die analogen Eingangssignale werden zunächst über einen Tiefpass begrenzt. Danach werden die Signale zyklisch vom Multiplexer mit einer Frequenz von 8 kHz abgetastet. Es entsteht ein [[Pulsamplitudenmodulation|PAM-Signal]] aller zugeführten Signale. Dieses wird nach der [[A-law|A-Kennlinie]] hörgerecht [[Quantisierung (Signalverarbeitung)|quantisiert]] und von einem 'A/D-Wandler' als 8-Bit-Wort binär [[Codierer|codiert]]. Da in jeder Sekunde 8000 Abtastungen mit jeweils 8 Bit gemacht werden, entsteht daraus jeweils ein Bitstrom mit 64 kbit/s. In der Summe aller 32 Kanäle (30 Telefonkanäle + 2 Verwaltungskanäle) die Bitrate von 2048 kbit/s.

Für die Übertragung ist das bisher noch binäre Signal nicht geeignet. Leitergebundene Übertragung verlangt Gleichstromfreiheit und ständige [[Gleichlaufverfahren|Synchroninformation]]. Der binäre Bitstrom wird daher über die Zwischenstufe des [[AMI-Code]]s in den [[HDB3-Code]] umcodiert. Der gesamte Bitstrom von 32 Fernsprechkanälen wird HDB3-codiert mit 2,048 Mbit/s an die ferne Gegenstelle übertragen.
Entfernungen größer als etwa 3,5 km werden mit [[Repeater|Regeneratoren]], der sogenannten [[Leitungsausrüstung]] überbrückt.

Seit 2005 werden in Deutschland jedoch keine PCM30-Strecken mehr auf HDB3-Basis bereitgestellt. Stattdessen kommt der [[2B1Q-Code]] zum Einsatz, welche die [[Baudrate]] (Vs) bei gleichbleibender [[Übertragungsrate]] (Vü) halbiert und es ermöglicht, die Signalübertragung in ein niedrigeres Frequenzband zu verlegen. Dies wiederum wirkt sich positiv auf die [[Dämpfung]] des Signals und seiner Reichweite aus.

=== Daten des PCM30-Systems ===
* Kanalzahl (Zeitschlitze): 32
* Anzahl Fernsprechkanäle: 30
* Rahmendauer: 125 µs
* Kanaldauer: 3,9 µs
* Kanalbitzahl: 8 bit
* Bitdauer: 0,488 µs
* Bitrate: 2048 kbit/s (2,048 Mbit/s)
* Bitrate pro Kanal: 64 kbit/s
* Taktfrequenz: 8 kHz

== Siehe auch ==
* [[BORSCHT]]
* [[EWSD]]
* [[Plesiochrone Digitale Hierarchie]] (PDH)
* [[Primärmultiplexanschluss]]
* [[Vermittlungsstelle]]

== Weblinks ==
* [http://www.zdnet.de/glossar/0,39029897,70009548p-39001585q,00.htm PCM120, PCM480, PCM 1920, PCM 7680]
* [http://www.digitalpreservation.gov/formats/fdd/fdd000016.shtml]

[[Kategorie:Übertragungstechnik|Pcm30]]
[[Kategorie:Abkürzung]]

PCM30 - Versionsgeschichte

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