Interfaz U

La interfaz U o punto de referencia U es una interfaz de velocidad básica (BRI) en el bucle local de una red digital de servicios integrados (RDSI), que conecta el terminador de red (NT1/2) en las instalaciones del cliente con la terminación de línea (LT) en la central telefónica local del operador , es decir, proporciona la conexión del abonado a la central. ^{[ 1 ]}

A diferencia de las interfaces ISDN S/T, la interfaz U no fue definida eléctricamente en las especificaciones ISDN de la UIT, sino que su implementación quedó a cargo de los operadores de red, aunque la UIT ha emitido las recomendaciones G.960 y G.961 para formalizar los estándares adoptados en EE. UU. y la UE. ^{[ 2 ]}

En EE. UU., la interfaz U se define originalmente en la especificación ANSI T1.601 como una conexión de 2 hilos que utiliza la codificación de línea 2B1Q. ^{[ 3 ]} No es tan sensible a la distancia como la interfaz S o la interfaz T , y puede operar a distancias de hasta 18 000 pies. ^{[ 4 ]} Normalmente, la interfaz U no se conecta a equipos terminales (que suelen tener una interfaz S/T), sino a un NT1 o NT2 (terminador de red tipo 1 o 2).

Un NT1 es un dispositivo discreto que convierte la interfaz U en una interfaz S/T, la cual se conecta a un equipo terminal (TE) que dispone de una interfaz S/T. Sin embargo, algunos dispositivos TE integran un NT1 y, por lo tanto, cuentan con una interfaz U directa adecuada para la conexión directa al bucle. ^{[ 5 ]}

Un NT2 es un dispositivo de conmutación local más sofisticado, como una PBX, que puede convertir la señal a un formato diferente o entregarla como S/T a un equipo terminal. ^{[ 6 ]}

En Estados Unidos, el NT1 es un equipo de cliente (CPE) que es adquirido y mantenido por el usuario, lo que convierte la interfaz U en una interfaz de red de usuario (UNI). ^{[ 2 ]} La variante estadounidense está especificada por ANSI T1.601. ^{[ 7 ] [ 2 ]}

En Europa, el NT1 pertenece al operador de red, por lo que el usuario no tiene acceso directo a la interfaz U. ^{[ 2 ]} La variante europea está especificada por el Instituto Europeo de Normas de Telecomunicaciones (ETSI) en la recomendación ETR 080. ^{[ 8 ] [ 2 ]} La UIT-T ha emitido las recomendaciones G.960 y G.961 con alcance mundial, que abarcan tanto la variante europea como la americana de la interfaz U.

Al igual que todas las demás interfaces ISDN de velocidad básica, la interfaz U transporta dos canales B (portadores) a 64 kbit/s y un canal D (datos) a 16 kbit/s para una velocidad de bits combinada de 144 kbit/s (2B+D).

Mientras que en una interfaz de cuatro hilos, como las interfaces ISDN S y T, se dispone de un par de hilos para cada dirección de transmisión, una interfaz de dos hilos necesita implementar ambas direcciones en un solo par de hilos. Para ello, la recomendación G.961 de la UIT-T especifica dos tecnologías de transmisión dúplex para la interfaz ISDN U, de las cuales se debe utilizar cualquiera: cancelación de eco (ECH) y multiplexación por compresión de tiempo (TCM). ^{[ 9 ]}

Cuando un transmisor aplica una señal al par de cables, parte de la señal se refleja debido al desequilibrio imperfecto del híbrido y a las discontinuidades de impedancia en la línea. ^{[ 9 ]} Estas reflexiones regresan al transmisor como un eco y son indistinguibles de la señal transmitida en el otro extremo. En el esquema de cancelación de eco (ECH), el transmisor simula localmente el eco que espera recibir y lo resta de la señal recibida. ^{[ 9 ]}

El método dúplex de multiplexación por compresión de tiempo (TCM), también conocido como "modo ráfaga", resuelve el problema del eco indirectamente. ^{[ 9 ]} La línea se opera a una velocidad al menos el doble de la velocidad de la señal y ambos extremos de la línea se turnan para transmitir, en modo dúplex por división de tiempo . ^{[ 9 ]}

La norma ITU-T G.961 especifica cuatro sistemas de línea para la interfaz ISDN U: MMS43 , 2B1Q , TCM y SU32. ^{[ 9 ]} Todos los sistemas de línea, excepto TCM, utilizan cancelación de eco para la operación dúplex. ^{[ 9 ]} La norma estadounidense ANSI T1.601 especifica el sistema de línea 2B1Q, mientras que la recomendación europea ETSI TR 080 especifica 2B1Q y MMS43. ^{[ 2 ]}

El código de estado de monitorización modificado (MMS43), que asigna 4 bits a 3 símbolos ternarios, también conocido como 4B3T (cuatro binarios, tres ternarios), es un sistema de línea utilizado en Europa y otras partes del mundo. 4B3T es un código de bloques que utiliza estados de retorno a cero en la línea. Convierte cada grupo de 4 bits de datos en 3 estados de señal de línea ternarios (3 símbolos). Las técnicas de cancelación de eco permiten la operación dúplex completo en la línea.

MMS43 se define en el Apéndice I de G.961, ^{[ 9 ]} Anexo B de ETR 080, ^{[ 8 ]} y otras normas nacionales, como la 1TR220 de Alemania. 4B3T se puede transmitir de forma fiable hasta a4,2 km sobrecable de 0,4 mm o hasta8,2 km sobreCable de 0,6 mm . En cada extremo de la interfaz en U se presenta una impedancia de terminación interna de 150 ohmios a la línea.

Una trama de 1 ms que transporta 144 bits de datos 2B+D se asigna a 108 símbolos ternarios. ^{[ 9 ]} Estos símbolos se codifican con diferentes códigos de codificación para las dos direcciones de transmisión, con el fin de reducir la correlación entre la señal transmitida y la recibida. ^{[ 9 ]} A esta trama se le añade  un preámbulo de 11 símbolos y un símbolo del canal C _{L , lo que da como resultado un tamaño de trama de 120 símbolos ternarios y una velocidad de símbolos de 120} kilobaudios . ^{[ 9 ]} El canal C _L se utiliza para solicitar la activación o desactivación de un bucle de retorno en el NT1 o en un regenerador de línea. ^{[ 9 ]}

En la codificación 4B3T, se presentan tres estados a la línea: un pulso positivo (+), un pulso negativo (-) o un estado cero (sin pulso: 0). Una analogía aquí es que el funcionamiento es similar a B8ZS o HDB3 en sistemas T1/E1, excepto que hay una ganancia real en la tasa de información al codificar 2⁴ ⁼ 16 posibles estados binarios en uno de 3³ ⁼ 27 estados ternarios. Esta redundancia adicional se utiliza para generar una señal de polarización de CC cero. ^{[ 9 ]}

Un requisito para la transmisión por línea es que no haya acumulación de CC en la línea, por lo que se monitoriza la acumulación de CC y se eligen las palabras clave en consecuencia. De las 16 palabras de información binaria, algunas siempre se asignan a una palabra clave sin componente de CC (ternaria), mientras que otras pueden asignarse a una de dos palabras clave, una con un componente de CC positivo y la otra con un componente de CC negativo. ^{[ 9 ]} En este último caso, el transmisor elige si enviar la palabra clave con componente de CC negativo o positivo en función del desplazamiento de CC acumulado. ^{[ 9 ]}

La codificación 2B1Q es el estándar utilizado en Norteamérica, Italia y Suiza. 2B1Q significa que dos bits se combinan para formar un único estado de línea cuaternario ( símbolo ). 2B1Q combina dos bits a la vez para representarlos mediante uno de los cuatro niveles de señal en la línea. Las técnicas de cancelación de eco permiten la operación dúplex completo en la línea.

La codificación 2B1Q se define en el Apéndice II de G.961, ^{[ 9 ]} ANSI T1.601, ^{[ 7 ]} y Anexo A de ETR 080. ^{[ 8 ]} Puede operar a distancias de hasta aproximadamente 18.000 pies (5,5 km ) con una pérdida de hasta 42 dB . En cada extremo de la interfaz en U se presenta una impedancia de terminación interna de 135 ohmios a la línea.

Una trama de 1,5 ms que transporta 216 bits codificados de datos 2B+D se asigna a 108 símbolos cuaternarios. ^{[ 9 ]} A esta trama se le añade un preámbulo de 9 símbolos y 3 símbolos del canal C _L , lo que da como resultado un tamaño de trama de 120 símbolos cuaternarios y una velocidad de símbolos de 80 kilobaudios. ^{[ 9 ]} El canal C _{L se utiliza para la comunicación entre LT y NT1, una} comprobación de redundancia cíclica (CRC) de 12 bits y varias otras funciones de la capa física. ^{[ 9 ]} La CRC cubre una multitrama de 12 ms (8 tramas de 1,5 ms). ^{[ 9 ]}

El sistema de línea ISDN TCM/AMI, también conocido como TCM-ISDN, es utilizado por Nippon Telegraph and Telephone en su servicio "INS-Net 64". ^{[ 10 ]}

El Apéndice III de G.961 especifica un sistema de línea basado en el método dúplex de multiplexación por compresión de tiempo (TCM) y un código de línea de inversión de marca alternativa (AMI). ^{[ 9 ]} El código de línea AMI asigna un bit de entrada a un símbolo ternario. ^{[ 9 ]} Al igual que con MMS43, el símbolo ternario puede ser un voltaje positivo (+), cero (0) o negativo (-). ^{[ 9 ]} Un bit 0 se representa mediante un voltaje cero, mientras que un bit 1 se representa alternativamente mediante un voltaje positivo y uno negativo, lo que resulta en una señal libre de polarización de CC. ^{[ 9 ]} En un intervalo de 2,5 ms, cada lado puede enviar una trama de 1,178 ms que representa 360 bits de datos 2B+D. ^{[ 9 ]} A los datos 2B+D se les agrega un preámbulo de 8 bits, 8 bits del canal C _L , así como un bit de paridad , lo que resulta en un tamaño de trama de 377 bits y una velocidad de transmisión de 320 kilobaudios. ^{[ 9 ]} El canal C _L se utiliza para operaciones y mantenimiento, así como para transmitir un CRC de 12 bits que cubre 4 tramas. ^{[ 9 ]}

El Apéndice IV de G.961 especifica un sistema de línea basado en cancelación de eco y un código de línea 3B2T (SU32) sustitucional, que asigna tres bits a 2 símbolos ternarios. ^{[ 9 ]} Al igual que con MMS43 y AMI, el símbolo ternario puede ser un voltaje positivo (+), cero (0) o negativo (-). ^{[ 9 ]} La asignación de 2 ³ =8 a 3 ² =9 símbolos deja un símbolo sin usar. ^{[ 9 ]} Cuando dos palabras de información de entrada (binarias) consecutivas son idénticas, la palabra de código (ternaria) se sustituye por la palabra de código sin usar. ^{[ 9 ]} Una trama de 0,75 ms que transporta 108 bits de datos 2B+D se asigna a 72 símbolos ternarios. ^{[ 9 ]} A esta trama se le añade un preámbulo de 6 símbolos, un símbolo CRC y 2 símbolos del canal C _L , lo que produce un tamaño de trama de 81 símbolos ternarios y una velocidad de símbolos de 108 kilobaudios. ^{[ 9 ]} El canal C _{L se utiliza para funciones de supervisión y mantenimiento entre el LT y el NT1.} ^{[ 9 ]} El CRC de 15 bits cubre 16 tramas. ^{[ 9 ]}

• ISDN
• Interfaz R
• Interfaz S
• Interfaz T
• U _p0 -interfaz

• Lechleider, JW (1989). "Códigos de línea para líneas de abonado digital (acceso básico ISDN)". IEEE Communications Magazine . 27 (9): 25– 32. Bibcode : 1989IComM..27i..25L . doi : 10.1109/35.35509 . ISSN  0163-6804 .