Calcolo della Banda per Sistema TDM a 24 Voci: Linea Base 1.536 Mbps
Parametri standard canale voce PCM
- Frequenza di campionaggio: 8 kHz (Nyquist per banda voce 3,4 kHz)
- Quantizzazione: 8 bit/campione (companding μ-law o A-law)
Multiplexing a 24 canali (T1 / DS1)
Payload totale = 24 × 64 kbps = 1.536 kbps = 1,536 Mbps
Ma la banda reale è maggiore: Overhead e inquadratura
| Livello | Overhead | Velocità | Scopo |
|---|---|---|---|
| Inquadratura DS1 | 1 bit di inquadratura / frame 193-bit | 8 kbps | Sincronismo frame (pattern Ft/Fs) |
| ESF (Extended Superframe) | 4 kbps inquadratura + 4 kbps DL + 2 kbps CRC | 8 kbps totale | Monitoraggio prestazioni, manutenzione |
| Codifica linea (AMI/B8ZS/HDB3) | Bilanciamento DC, niente zeri lunghi | Nessuna variazione di velocità | Recupero orologio, rilevamento errori |
| Livello fisico (T1) | Formazione impulso, equalizzazione | ~1,544 Mbps velocità linea | Interfaccia DSX-1 |
| E1 (Europeo, 30 ch + 2 segnalazione) | 256 kbps inquadratura/segnalazione | 2,048 Mbps | Standard CEPT |
Requisiti di banda effettivi
- Banda base (NRZ): BW nullo-a-nullo = bit rate = 1,544 MHz (T1)
- Banda passante (modulata): Dipende dalla modulazione:
- BPSK: BW ≈ 1,544 MHz
- QPSK: BW ≈ 772 kHz
- QAM-16: BW ≈ 386 kHz
- Con filtrato raised-cosine (α=0,5): BW = (1+α) × Rs/2
- QPSK: 1,5 × 386 kHz = 579 kHz
Verifica limite di Shannon
Per 1,544 Mbps in 300 kHz (linea voce):
SNR richiesto = 2^(C/B) - 1 = 2^(1544/300) - 1 = 2^5,15 - 1 ≈ 36 (15,5 dB)
Realizzabile con QAM-16/64 e codifica. Ma una linea voce standard (300–3400 Hz) non può supportare 1,5 Mbps in banda base — richiede mezzo broadband (coppia ritorta con equalizzazione, coassiale, fibra, microonde).
Contesto moderno: Voce su pacchetto
- VoIP (G.711): 64 kbps + intestazioni IP/UDP/RTP (40B) → ~87 kbps/pacchetto (20ms)
- Compresso (G.729, Opus): 8–32 kbps + overhead
- Multiplexing statistico: 24 canali condividono il collegamento → banda media < 1,536 Mbps
- Soppressione silenzio: riduzione 40–50%
Sommario
Tasso PCM grezzo per 24 canali voce = 1,536 Mbps. Velocità linea T1 = 1,544 Mbps (con inquadratura). La banda di trasmissione effettiva dipende dalla codifica di linea e modulazione: ~1,5 MHz in banda base, ~300–800 kHz con modulazione efficiente. La voce su pacchetto moderna usa molto meno banda media ma richiede QoS per latenza/jitter. Il DS0 da 64 kbps rimane il riferimento universale per la voce digitale non compressa.