Códigos de línea 4B3T y 2B1Q en los accesos básicos RDSI

Como ya se conoce, existen dos tipos distintos de TR1 según el código de línea que utiliza cada uno de ellos. Por un lado están los TR1 con código 4B3T y por otro los TR1 con código de línea 2B1Q. Ambos equipos son instalados por los operadores telefónicos en el domicilio del usuario cuando se da de alta un acceso básico RDSI, y no es del todo raro que cuando se dan de alta varios accesos básicos, se instalen de uno y de otro tipo a la vez.

Para el usuario de la instalación no tiene ninguna importancia que sea uno u otro, ya que ambos utilizan el mismo código de línea en el punto de referencia T, el denominado código AMI, y que es con el que van a funcionar las centralitas conectadas a dichos accesos básicos.

Si tiene en cambio una gran importancia para el instalador, ya que aunque ambos modelos de TR1 se conectan de igual forma a la línea del operador mediante un par de hilos, son equipos incompatibles entre sí. Es decir, no se puede sustituir sin más un TR1 de tipo 4B3T por uno de tipo 2B1Q o viceversa, ya que no funcionará ni en un caso ni en el otro.

Inmediatamente surgen dos preguntas.

1.-  ¿Por qué no se utiliza también código AMI en la conexión entre el TR1 y la central local?

2.-  ¿Cual es la diferencia entre el código 4B3T y el 2B1Q?

Las respuestas vienen dadas por el propio diseño de la RDSI, cuando se decidió utilizar los bucles de abonado ya existentes de la telefonía analógica para distribuir los accesos básicos desde las centrales locales RDSI a los usuarios. Estos bucles de abonado están formados por un par de hilos de pequeño grosor y distancias que pueden llegar incluso a 15 km. En esas condiciones el ancho de banda de ese par de hilos es muy pequeño, el nivel de ruido captado es muy grande y por tanto la velocidad en bps que se puede alcanzar no es muy elevada (Ver teorema de Shannon).

Se necesita por tanto un código de línea más eficaz que el código binario puro, es decir, un código donde se transmitan varios bits en cada cambio de nivel, de tal manera que con un ancho de banda reducido en el par de hilos del bucle del abonado sea posible transmitir el flujo de bits necesarios para los accesos básicos.  El código AMI tiene la ventaja de ser muy robusto, está autoequilibrado (no tiene componente continua) pero necesita demasiados cambios de nivel para transmitir  la información digital. Gráficamente si codificamos la secuencia binaria 0110 1110 1011 1101 0101 obtendremos el siguiente resultado:

El código 4B3T soluciona el problema anterior permitiendo enviar 4 bits con solo tres cambios de nivel de la señal, utilizando para ello una señal de tipo “ternario”, es decir, con tres niveles posibles de tensión. La tabla que se utiliza para codificar es la mostrada a continuación:

Por ejemplo, cuando se quiere enviar la información digital  “0001” se envia una señal por la línea que toma un valor negativo, de nuevo un valor negativo y finalmente un valor cero es decir, la señal “–0”. La siguiente vez que se transmita la misma información “0001” se enviará la señal correspondiente de la columna de la derecha, esto es “++0”. Con este curioso procedimiento se consigue que en la línea haya siempre el mismo número de señales positivas que negativas y que por tanto no se produzca una componente continua que podría cargar la propia capacidad distribuida de la línea.  Los seis últimos bloques de 4 bits de la tabla envian siempre las señales correspondientes de la columna central, ya que son señales autoequilibradas porque tienen el mismo valor de tensiones “+” que de tensiones “-“. Gráficamente si codificamos la misma secuencia binaria 0110 1110 1011 1101 0101 obtendremos el siguiente resultado:

Es importante señalar que los códigos de tipo 4B3T admiten otras formas de construcción. Una de las formas más utilizadas es la denominada MMS43 (Modified Monitoring State 43) donde se utilizan “cuatro estados” distintos para codificar y decodificar las secuencias binarias, tal y como se muestra en la siguiente tabla:

Tabla codificacion MMS43

Para cada entrada de 4 símbolos binarios se obtiene los correspondientes tres símbolos ternarios y un nuevo estado de donde se partirá para la siguiente codificación. Así por ejemplo la secuencia anterior 0110  1110  1011  1101  0101 produce la siguiente secuencia ternaria:

  • la secuencia binaria 0110 produce la secuencia ternaria -++ y un salto al estado S2.
  • la secuencia binaria 1110 produce la secuencia ternaria  0+- y un salto al estado S2.
  • la secuencia binaria 1011 produce la secuencia ternaria +0- y un salto al estado S2.
  • la secuencia binaria 1101 produce la secuencia ternaria 0+0 y un salto al estado S3.
  • la secuencia binaria 0101 produce la secuencia ternaria -00 y un salto al estado S2.

El código 2B1Q tiene aun mayor eficacia que el 4B3T ya que codifica 2 bits en cada cambio de nivel de una señal de tipo “Cuaternaria” o de cuatro niveles de tensión. La tabla que muestra el funcionamiento de este código es la siguiente:

Cuando, por ejemplo, se quiere enviar la información binaria “00 01 00 11″ se envía por la línea una señal que toma los valores de tensión ” -2,5voltios, -0,833voltios, -2,5 voltios y +0,833 voltios”. Se observa que por cada cambio de nivel en la línea se transmiten dos bits (1 baudio, 2 bits). Gráficamente si codificamos la misma secuencia binaria de los dos casos anteriores, “0110 1110 1011 1101 0101”, ahora el resultado es el siguiente:

Se ve a simple vista que la secuencia codificada en código 2B1Q tiene menos cambios de señal en la línea que cuando se utiliza la codificación 4B3T, y muchos menos que la misma señal codificada en AMI. Esto significa que es decir se necesita menos ancho de banda para transmitir el mismo número de bits. Puesto que el ancho de banda disminuye con la longitud del par de hilos del bucle del abonado, significa también que podremos llegar a abonados RDSI situados a mayor distancia de la central local (menos baudios para los mismos bits transmitidos).

(Las codificaciones anteriores han sido obtenidas con un generador automático existente en la siguiente dirección web http://www.redes.upv.es/rds/Codigos/cod_de_linea.html)

Este código tiene el inconveniente de que produce una componente continua cuando se repiten más unas secuencias que otras de los pares de bits transmitidos. Para solucionarlo es necesario utilizar tanto el la central local RDSI como en el propio TR1 de tipo 2B1Q unos circuitos digitales denominados “aleatorizadores” y “desaleatorizadores”, de tal manera que cambian la señal digital a transmitir en una secuencia “pseudoaleatoria” pero equilibrada, con el mismo número de pares de bits 00, 01, 10 y 11. En la siguiente imagen se muestra parte de la hoja de técnica de especificaciones del chip TP3410 utilizado en los TR1 de tipo 2B1Q y en las centrales locales RDSI que suministran dicho código:

Marcado en el recuadro en color rojo se observa como este chip produce código de línea 2B1Q con un aleatorizador/desaleatorizador. Internamente el diagrama de bloques de este chip es el mostrado a continuación:

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