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TecCom-07-Multiplexado

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Published on March 14, 2014

Author: hgquiroga

Source: slideshare.net

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TecCom Unidad 7
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TECNOLOGÍA DE LAS COMUNICACIONES MULTIPLEXACIÓN1 Asignatura: Tecnología de las Comunicaciones | Carrera: Ing. / Lic. en Sistemas | Prof.: Lic. Gabriel Quiroga Salomón Universidad Nacional de Chilecito | UNdeC

Multiplexación2 Asignatura: Tecnología de las Comunicaciones | Carrera: Ing. / Lic. en Sistemas | Prof.: Lic. Gabriel Quiroga Salomón Universidad Nacional de Chilecito | UNdeC

Multiplexación por división de Frequencias  FDM (Frequency Division Multiplexing)  El ancho de banda útil del medio de transmisión supera el ancho de banda requerido por las señales a transmitir  Cada señal es modulada a una frecuencia portadora diferente  Las frecuencias de portadoras están separadas de modo que las señales no se solapen (guard bands)  ej. broadcast radio  Canal ocupado aún si no hay datos 3 Asignatura: Tecnología de las Comunicaciones | Carrera: Ing. / Lic. en Sistemas | Prof.: Lic. Gabriel Quiroga Salomón Universidad Nacional de Chilecito | UNdeC

Diagrama de Multiplexación por división de Frequencias4 Asignatura: Tecnología de las Comunicaciones | Carrera: Ing. / Lic. en Sistemas | Prof.: Lic. Gabriel Quiroga Salomón Universidad Nacional de Chilecito | UNdeC

Sistema FDM 5 Asignatura: Tecnología de las Comunicaciones | Carrera: Ing. / Lic. en Sistemas | Prof.: Lic. Gabriel Quiroga Salomón Universidad Nacional de Chilecito | UNdeC

FDM de tres señales de banda de voz6 Asignatura: Tecnología de las Comunicaciones | Carrera: Ing. / Lic. en Sistemas | Prof.: Lic. Gabriel Quiroga Salomón Universidad Nacional de Chilecito | UNdeC

Sistemas de portadora Analógica  AT&T (USA)  Jerarquía de esquemas FDM  Grupo  12 canales de voz (4kHz cada uno) = 48kHz  Rango 60kHz a 108kHz  Supergrupo  60 canales  FDM de 5 señales de grupo con subportadoras entre 420kHz y 612 kHz  Grupo Maestro  10 supergrupos 7 Asignatura: Tecnología de las Comunicaciones | Carrera: Ing. / Lic. en Sistemas | Prof.: Lic. Gabriel Quiroga Salomón Universidad Nacional de Chilecito | UNdeC

Multiplexación por división de longitud de onda (Wavelength Division Multiplexing)  Múltiples rayos de luz a diferentes frecuencias  Transportados en una misma fibra óptica  Una forma de FDM  Cada color de luz (longitud de onda) transporta canales de datos separados  1997 Bell Labs  100 haces de luz  Cada uno a 10 Gbps  Ofrece 1 terabit por segundo (Tbps)  Sistemas comerciales de 160 canales de 10 Gbps  Lab systems (Alcatel) 256 canales a 39.8 Gbps cada uno  10.1 Tbps  Mayor a 100km 8 Asignatura: Tecnología de las Comunicaciones | Carrera: Ing. / Lic. en Sistemas | Prof.: Lic. Gabriel Quiroga Salomón Universidad Nacional de Chilecito | UNdeC

Funcionamiento WDM  La misma arquitectura general que otros FDM  Diversas fuentes generan un haz de laser a diferentes longitudes de onda  El multiplexor combina las fuentes para transmisión sobre una misma línea de fibra  Amplificadores ópticos amplifican todas las longitudes de ondas simultáneamente  Típicamente separados por decenas de km  El demultiplexor separa los canales en el destino  La mayoría opera a 1550nm de longitud de onda  Antes 200MHz por canal  Ahora 50GHz 9 Asignatura: Tecnología de las Comunicaciones | Carrera: Ing. / Lic. en Sistemas | Prof.: Lic. Gabriel Quiroga Salomón Universidad Nacional de Chilecito | UNdeC

WDM Denso  DWDM  No hay definición oficial ni estandar  Implica más canales con menos espaciado que WDM  200 GHz o menos 10 Asignatura: Tecnología de las Comunicaciones | Carrera: Ing. / Lic. en Sistemas | Prof.: Lic. Gabriel Quiroga Salomón Universidad Nacional de Chilecito | UNdeC

Multiplexación por división de tiempo Síncrono (Synchronous Time Division Multiplexing)  Velocidad de datos del medio excede la velocidad de las señales digitales a transmitir  Múltiple señales digitales se transmiten mediante la mezcla temporal de partes de cada señal  Puede ser a nivel de bit o en bloques  Ranuras temporales (Time slots) se preasignan y fijan a las distintas fuentes  Las ranuras temporales se trasnsmiten con o sin datos  Las ranuras temporales no tienen que ser distribuidas uniformemente entre las fuentes 11 Asignatura: Tecnología de las Comunicaciones | Carrera: Ing. / Lic. en Sistemas | Prof.: Lic. Gabriel Quiroga Salomón Universidad Nacional de Chilecito | UNdeC

12 Multiplexado por división de tiempo Síncrono Asignatura: Tecnología de las Comunicaciones | Carrera: Ing. / Lic. en Sistemas | Prof.: Lic. Gabriel Quiroga Salomón Universidad Nacional de Chilecito | UNdeC

Sistema TDM 13 Asignatura: Tecnología de las Comunicaciones | Carrera: Ing. / Lic. en Sistemas | Prof.: Lic. Gabriel Quiroga Salomón Universidad Nacional de Chilecito | UNdeC

Control de enlace en TDM  No hay cabeceras ni finales de trama  No se necesitan protocolos de control de enlace de datos  Control de Flujo  Velocidad de datos de la línea multiplexada es fija  Si un canal receptor no puede recibir datos, los otros deben poder seguir haciendolo  La fuente correspondiente debe parar de enviar tramas  Esto permite ranuras vacías durante un tiempo  Control de errores  Errores son detectados y manejados por los sistemas de cada canal individual 14 Asignatura: Tecnología de las Comunicaciones | Carrera: Ing. / Lic. en Sistemas | Prof.: Lic. Gabriel Quiroga Salomón Universidad Nacional de Chilecito | UNdeC

Control de enlace de datos en TDM 15 Asignatura: Tecnología de las Comunicaciones | Carrera: Ing. / Lic. en Sistemas | Prof.: Lic. Gabriel Quiroga Salomón Universidad Nacional de Chilecito | UNdeC

Delimitación de Tramas  No se especifican indicadores (flags) ni caracteres SYNC para delimitar las tramas TDM.  Entonces se debe proveer algún mecanismo de sincronización  Delimitación por dígitos añadidos  Bits de control se incluyen en cada trama TDM  Se ve como otro canal - “un canal de control”  Un patrón de bits predefinidos se usa en el canal de control  ej. alternantes 01010101…poco probables en un canal de datos  Para sincronizar el receptor compara los bits de entrada en una determinada posición de la trama con el patrón esperado 16 Asignatura: Tecnología de las Comunicaciones | Carrera: Ing. / Lic. en Sistemas | Prof.: Lic. Gabriel Quiroga Salomón Universidad Nacional de Chilecito | UNdeC

Insercción de bits  Problema – Sincronización de distintas fuentes de datos  Variación de relojes en diferentes fuentes  Velocidades de datos de diferentes fuentes no relacionadas por un número racional simple  Solución – Insercción de bits  Velocidad de salida del multiplexor (excluyendo bits de delimitación) es mayor que la suma de las velocidades de entrada instantáneas máximas  Capacidad extra se emplea en la inclusión de bits o pulsos adicionales sin significado en cada señal de entrada hasta que su velocidad sea igual a la de una señal de reloj generada localmente  Los pulsos insertados lo son en posiciones fijas dentro del formato de trama del multiplexor, de manera que puedan ser identificados y eliminados en el demultiplexor 17 Asignatura: Tecnología de las Comunicaciones | Carrera: Ing. / Lic. en Sistemas | Prof.: Lic. Gabriel Quiroga Salomón Universidad Nacional de Chilecito | UNdeC

TDM de Fuentes Analógicas y Digitales TECNOLOGÍA DE LAS COMUNICACIONES - Ings. PEREZ - FACCHINI - 2010 18 Asignatura: Tecnología de las Comunicaciones | Carrera: Ing. / Lic. en Sistemas | Prof.: Lic. Gabriel Quiroga Salomón Universidad Nacional de Chilecito | UNdeC

Sistemas de Portadora Digital  Jerarquía de estructuras TDM  USA/Canada/Japan usan un sistema  ITU-T usa un sistema similar (pero diferente)  Sistema de US basado en formato DS-1  Multiplexa 24 canales  Cada trama tiene 8 bits por canal más un bit de delimitación  193 bits por trama 19 Asignatura: Tecnología de las Comunicaciones | Carrera: Ing. / Lic. en Sistemas | Prof.: Lic. Gabriel Quiroga Salomón Universidad Nacional de Chilecito | UNdeC

Sistemas de Portadora Digital (2)  Cada canal contiene una palabra de datos de voz digitalizada (PCM, 8000 muestras por seg)  Velocidad de datos 8000x193 = 1.544Mbps  En cinco de cada seis tramas se utilizan muestras PCM de 8 bit  La sexta trama contiene una palabra PCM de 7 bit más un bit de señalización  Los bits de señalización forman una secuencia para cada canal de voz que contiene información de control de red y de encaminamiento (routing)  El mismo formato para datos digitales  23 canales de datos  7 bits de datos por trama más un bit indicador si esa trama es de datos de usuario o de control del sistema  El canal 24 canal es de sync 20 Asignatura: Tecnología de las Comunicaciones | Carrera: Ing. / Lic. en Sistemas | Prof.: Lic. Gabriel Quiroga Salomón Universidad Nacional de Chilecito | UNdeC

Mezcla de Datos  DS-1 puede transportar señales mezcladas de voz y datos  Se usan los 24 canales  Sin byte de sync  También pueden combinarse canales DS-1 Ds-2 combina cuatro entradas DS-1 en una cadena de 6,312Mbps 21 Asignatura: Tecnología de las Comunicaciones | Carrera: Ing. / Lic. en Sistemas | Prof.: Lic. Gabriel Quiroga Salomón Universidad Nacional de Chilecito | UNdeC

Formato de transmisión DS-1 22 Asignatura: Tecnología de las Comunicaciones | Carrera: Ing. / Lic. en Sistemas | Prof.: Lic. Gabriel Quiroga Salomón Universidad Nacional de Chilecito | UNdeC

SONET/SDH  SONET = Red Óptica Síncrona (Synchronous Optical Network) (ANSI)  SDH = Jerarquía Digital Síncrona (Synchronous Digital Hierarchy) (ITU-T)  Son compatibles  Jerarquía de Señal  Señal de transporte síncrono de nivel 1 (Synchronous Transport Signal level 1) (STS-1) o Portadora Óptica de nivel 1 (Optical Carrier level 1) (OC-1)  51,84 Mbps  Transporta DS-3 o grupo de señales de velocidades más bajas (DS1 DS1C DS2) más velocidades ITU-T (ej. 2,048Mbps)  Múltiples STS-1 se combinan en una señal STS-N  La menor velocidad de la ITU-T es 155,52Mbps (STM- 1) 23 Asignatura: Tecnología de las Comunicaciones | Carrera: Ing. / Lic. en Sistemas | Prof.: Lic. Gabriel Quiroga Salomón Universidad Nacional de Chilecito | UNdeC

Formato de trama SONET 24 Asignatura: Tecnología de las Comunicaciones | Carrera: Ing. / Lic. en Sistemas | Prof.: Lic. Gabriel Quiroga Salomón Universidad Nacional de Chilecito | UNdeC

Octetos de información suplementaria SONET STS-125 Asignatura: Tecnología de las Comunicaciones | Carrera: Ing. / Lic. en Sistemas | Prof.: Lic. Gabriel Quiroga Salomón Universidad Nacional de Chilecito | UNdeC

TDM estadístico  En TDM síncrono se desperdician muchas ranuras temporales  TDM estadístico hace una reserva dinámica bajo demanda de las ranuras temporales  El multiplexor sondea las líneas de entrada y captura datos hasta completar una trama  La velocidad de datos de la línea de salida es menor que la suma de las velocidades de los dispositivos de entrada 26 Asignatura: Tecnología de las Comunicaciones | Carrera: Ing. / Lic. en Sistemas | Prof.: Lic. Gabriel Quiroga Salomón Universidad Nacional de Chilecito | UNdeC

Formatos de trama de TDM estadístico27 Asignatura: Tecnología de las Comunicaciones | Carrera: Ing. / Lic. en Sistemas | Prof.: Lic. Gabriel Quiroga Salomón Universidad Nacional de Chilecito | UNdeC

Rendimiento  Velocidad de datos de salida menor que la suma de velocidades de entrada  Puede provocar problemas durante períodos de picos de señal Entradas en memorias temporales (buffer) Mantener el tamaño de la memoria temporal a un mínimo para reducir posibles retardos 28 Asignatura: Tecnología de las Comunicaciones | Carrera: Ing. / Lic. en Sistemas | Prof.: Lic. Gabriel Quiroga Salomón Universidad Nacional de Chilecito | UNdeC

Tamaño de Buffer y Retardo 29 Asignatura: Tecnología de las Comunicaciones | Carrera: Ing. / Lic. en Sistemas | Prof.: Lic. Gabriel Quiroga Salomón Universidad Nacional de Chilecito | UNdeC

Cable Modem  Dos canales desde y hacia el proveedor de TV cable dedicados a transferencia de datos  Uno en cada dirección  Cada canal es compartido por un número de abonados  Se necesita algún esquema para reservar la capacidad de cada canal  TDM Estadístico 30 Asignatura: Tecnología de las Comunicaciones | Carrera: Ing. / Lic. en Sistemas | Prof.: Lic. Gabriel Quiroga Salomón Universidad Nacional de Chilecito | UNdeC

Funcionamiento de Cable Modem  Dirección Descendente (Downstream) – hacia abonado  Un amplificador envía datos en pequeños paquetes  Si hay más que un cliente activo, cada uno obtiene una fracción de la capacidad descendente  Puede tener de 500kbps a 1.5Mbps  También se usa para conceder ranuras temporales a los abonados  Dirección Ascendente (Upstream)  El abonado debe solicitar ranuras temporales sobre el canal ascendente compartido  Ranuras temporales dedicadas  El planificador raíz responde a una solicitud devolviendo una asignación de ranuras temporales futuras a usar por el abonado 31 Asignatura: Tecnología de las Comunicaciones | Carrera: Ing. / Lic. en Sistemas | Prof.: Lic. Gabriel Quiroga Salomón Universidad Nacional de Chilecito | UNdeC

Esquema Cable Modem 32 Asignatura: Tecnología de las Comunicaciones | Carrera: Ing. / Lic. en Sistemas | Prof.: Lic. Gabriel Quiroga Salomón Universidad Nacional de Chilecito | UNdeC

Línea de abonado Digital asimétrica (Asymmetrical Digital Subscriber Line)  ADSL  Enlace entre cliente (abonado) y la red Lazo local (Local loop)  Usa par de cable trenzado normalmente instalado Puede transportar un amplio espectro 1 MHz o más 33 Asignatura: Tecnología de las Comunicaciones | Carrera: Ing. / Lic. en Sistemas | Prof.: Lic. Gabriel Quiroga Salomón Universidad Nacional de Chilecito | UNdeC

Diseño de ADSL  Asimétrico  Mayor capacidad descendente que ascendente  Multiplexado por división de Frecuencia  Los 25kHz inferiores para voz Plan viejo servicio telefónico (POST)  Usa cancelación de eco o FDM para trabajar con dos bandas, una ascendente pequeña y una descendente grande  Usa FDM dentro de bandas  Rango 5.5km 34 Asignatura: Tecnología de las Comunicaciones | Carrera: Ing. / Lic. en Sistemas | Prof.: Lic. Gabriel Quiroga Salomón Universidad Nacional de Chilecito | UNdeC

Configuración de Canal ADSL 35 Asignatura: Tecnología de las Comunicaciones | Carrera: Ing. / Lic. en Sistemas | Prof.: Lic. Gabriel Quiroga Salomón Universidad Nacional de Chilecito | UNdeC

Multitono Discreto  DMT (Discrete MultiTone)  Multiples señales portadoras a diferentes frecuencias  Algunos bits en cada canal  Subcanales de 4kHz  Envía señal de test y usa subcanales con la mejor relación señal/ruido  256 subcanales descendentes a 4kHz (60kbps)  15.36Mbps teóricos  Dependiendo de la distancia y calidad de la línea se obtienen de 1.5Mbps a 9Mbps en la práctica 36 Asignatura: Tecnología de las Comunicaciones | Carrera: Ing. / Lic. en Sistemas | Prof.: Lic. Gabriel Quiroga Salomón Universidad Nacional de Chilecito | UNdeC

Reserva de bits por canal en DTM 37 Asignatura: Tecnología de las Comunicaciones | Carrera: Ing. / Lic. en Sistemas | Prof.: Lic. Gabriel Quiroga Salomón Universidad Nacional de Chilecito | UNdeC

Transmisor DMT 38 Asignatura: Tecnología de las Comunicaciones | Carrera: Ing. / Lic. en Sistemas | Prof.: Lic. Gabriel Quiroga Salomón Universidad Nacional de Chilecito | UNdeC

xDSL HDSL = Alta velocidad de datos DSL SDSL = Única línea DSL VDSL = muy alta velocidad de datos DSL 39 Asignatura: Tecnología de las Comunicaciones | Carrera: Ing. / Lic. en Sistemas | Prof.: Lic. Gabriel Quiroga Salomón Universidad Nacional de Chilecito | UNdeC

Lecturas Stallings chapter 8 Web sites on ADSL SONET 40 Asignatura: Tecnología de las Comunicaciones | Carrera: Ing. / Lic. en Sistemas | Prof.: Lic. Gabriel Quiroga Salomón Universidad Nacional de Chilecito | UNdeC

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