Diapositiva 1
1INTRODUCCIN AL ESQUEMA DE ACCESO MLTIPLE POR DIVISIN DE TIEMPO
(TDMA)Realizado por:Francisco PaivaDocente del rea de
TelecomunicacionesUPT-Aragua Federico Brito Figueroa
La Victoria, Noviembre de [email protected]
Oct.2013Acceso Mltiple por Divisin de Tiempo (TDMA)2 EL CONCEPTO
TDMA:
El Acceso Mltiple por Divisin de Tiempo o TDMA por sus siglas en
ingls (Time Division Multiple Access) es una tcnica de transmisin
de datos que permite intercalar informacin de diferentes usuarios o
fuentes en una secuencia de tiempo compartido sobre un canal de
comunicaciones con ancho de banda especfico.
El tiempo de transmisin del sistema TDMA es divido en un cierto
nmero de intervalos denominados ranuras de tiempo (Time Slot); el
conjunto de ranuras de tiempo que presta servicio a un nmero N de
usuarios se denomina TRAMA (FRAME). En consecuencia la Trama es una
estructura peridica, que se repite cada una vez que se agota la
secuencia de ranuras de tiempo.
En la siguiente Figura se muestra una trama compuesta por cuatro
ranuras de tiempo prestando un servicio peridico de comunicacin a
cuatro [email protected] Oct.2013Acceso Mltiple
por Divisin de Tiempo (TDMA)U13MUX4:1CanalDEMUX1:4Time
Slot(Tslot)U1U2U3U4Tiempo de Trama(Tf ) Tf = NTslot = 4Tslot N=
Nmero de canales disponibles en la trama para transmitir
informacin. Tslot = Tiempo de duracin de cada canal sobre el canal
de comunicacionesU1U2U3U4U1U2U3U4PRINCIPIO TDMAVelocidades de
Transmisin involucardas:
Tramas/seg = 1/Tf (fps: frame per soconds)Tasa de Usuario: Ru=
bitsu/Tslot (bps)(tambin llamada Tasa de canal de usuario) Tasa de
Encabezado: ROH =(bits de OH agregados en el MUX)/TfTasa de Lnea:
(# bits totales en la trama)/ (tiempo de trama), esto es
equivalente a: RL = Ru + ROH (bps)Tributarias de entradaTributaria
de salidaTributaria de entradaTributariasde salidaUna Tributaria
hace referencia a un flujo de datos en un sistema
[email protected] Oct.2013Acceso
Mltiple por Divisin de Tiempo (TDMA)4
PRINCIPIO TDMAFm = Frecuencia de muestreo (#muestras/seg)
La Frecuencia de muestreo en TDMA es la velocidad a la que los
conmutadores presentes en Multiplexor y Demultiplexor ponen a
disposicin de cada usuario la ranura o intervalo de tiempo (Time
Slot) para transmitir sobre la totalidad de ancho de banda del
canal. Debe existir una sincronizacin perfecta entre las
velocidades de los conmutadores, de lo contrario se producirn
errores y la transmisin [email protected]
Oct.2013Acceso Mltiple por Divisin de Tiempo (TDMA)5
PRINCIPIO TDMACada ranura de tiempo es utilizada por los
usuarios para transmitir una determinada cantidad de bits y se
incluye un tiempo de guarda para evitar el solapamiento de la
informacin entre ranuras de tiempo adyacentes garantizando la
ortogonalidad temporal necesaria para que el sistema TDMA opere
correctamente. El tiempo de guarda se expresa tpicamente en bits
y/o fracciones de bits; esto no debe confundir ya que se presupone
que cada bit tiene asociado un lapso de tiempo determinado
(denominado tiempo de bit), por lo que en definitiva el tiempo de
guardia (Tg) se determina multiplicando el tiempo de bit (Tb) por
la el tiempo de guarda expresado en bits, actuando este ltimo valor
como un simple multiplicador.
Ejemplo # 1: En un sistema TDMA se conoce que Tb= 255
nanosegundos, entonces un tiempo de guarda igual a 2,7 bits se
traduce en un intervalo de guarda entre ranuras de tiempo de
255x10-9 seg x 2,7 = 688,5 nanosegundos. [email protected]
Oct.2013Acceso Mltiple por Divisin de Tiempo (TDMA)6Ejemplo #
2:
Supongamos un sistema TDMA compuesto de cuatro ranuras de tiempo
como el ilustrado en la lmina 3. Consideremos que los usuarios
transmitir 125 bits cada 125 microsegundos (es decir: 125 bits,
8000 veces/seg), los bits de usuario se componen de la siguiente
forma: 100 bits de data o informacin de usuario propiamente dicha,
20 bits de encabezado (OverHead: OH) y un tiempo equivalente a 5
bits como tiempo de guarda. A su vez, de los 20 bits de OH, 12
corresponde a encabezado de usuario y 8 a encabezado del sistema
TDMA (es decir, son bits agregados dentro del Multiplexor y no estn
presentes en las tributarias de entrada).
Determine:
1.- El tiempo de Trama2.- La Tasa de lnea en fps3.- La duracin
de cada ranura de tiempo en la trama4.- La Tasa en bps de cada una
de las tributarias de entrada al Multiplexor5.- La Tasa de usuario
en bps a la salida del Multiplexor6.- La Tasa de lnea en bps a la
salida del Multiplexor7.- La Tasa de OH en bps de la tributaria de
entrada al Demultiplexor 8.- La Tasa de OH de usuario en bps
presente en el canal9.- La Tasa de OH de sistema en bps presente en
el canal10.- La Tasa de usuario y de OH en bps de las tributarias
de salida del [email protected] Oct.2013Acceso
Mltiple por Divisin de Tiempo (TDMA)7 Ejemplo # 3: Generalidades de
TDMA
[email protected] Oct.2013Acceso Mltiple por Divisin de
Tiempo (TDMA)8 JERARQUAS DIGITALES DE TRANSPORTE DE DATOS
Aspectos generales
Las jerarquas digitales de transporte de datos son esquemas de
transmisin basados en tcnicas PCM-TDM/TDMA. Son ampliamente
utilizados en la implementacin de los enlaces de las modernas redes
de transmisin.
El trmino jerarqua se refiere al orden establecido para
multiplexar tributarias bsicas o de orden inferior (baja velocidad)
para generar enlaces de mayor velocidad (formado por tributarias de
orden superior). Las tributarias de orden superior se demultiplexan
(desmontan) para obtener nuevamente tributarias bsicas o de orden
inferior para su entrega a los destinatarios finales. Para lograr
lo anterior se emplean equipos multiplexores y demultiplexores
digitales.
Las jerarquas digitales de transporte de datos se clasifican
en:
PDH ( Plesiochronous Digital Herarchy): Jerarqua Digital
Plesicrona. Se divide en la Jerarqua Americana (ANSI: American
National Standards Institute) y la Europea o Internacional (ITU:
International Telecommunication Union).
SDH/SONET (Sincrhonous Digital Herarchy / Sincrhonous Optical
Network): Jerarqua Digital Sncrona / Red ptica Sncrona). Tambin
dividida en los estndares ITU (SDH) y ANSI
(SONET)[email protected] Oct.2013Acceso Mltiple por
Divisin de Tiempo (TDMA)9SISTEMAS DE TRANSMISIN PDH A NIVEL
MUNDIAL
EMPLEADO SLOANTES DE LA APARICIN DE SDHEN DESUSO POR NOESTAR
CONTEMPLADA EN SDHLA MAS EMPLEADA PARAMAPEAR SOBRE
[email protected] Oct.2013Acceso Mltiple por Divisin de
Tiempo (TDMA)10JERARQUIA PDH AMERICANATipo de LneaSeal DigitalTasa
de Bits (Mbps)Capacidad de CanalesServicios /
AplicacinT1DS-11,54424Telefona, datos a baja velocidad,Fax,
otrosT1-CDS1-C3,15248Telefona, datos, Fax,
otrosT2DS-26,31296Telefona, datos,Fax, imgenes de alta densidad,
vdeo de baja resolucinT3DS-346,304672Telefona, datos, Fax, imgenes,
vdeo de alta resolucin. TV digitalT4MDS-4274,1764032Idem a T3 pero
con mayor capacidadT5DS-5560,1608064Idem a T4M pero con mayor
capacidad JERARQUIA PDH EUROPEA (ITU-T)Tipo de LneaSeal DigitalTasa
de Bits (Mbps)Capacidad de CanalesServicios /
AplicacinE1PCM-302,04830Telefona, datos a baja velocidad, Fax,
otrosE2PCM-1208,448120Telefona, datos, Fax,
otrosE3PCM-48034,368480Telefona, datos,Fax, imgenes de alta
densidad, vdeo de baja resolucinE4PCM-1920139,2641920Telefona,
datos,Fax, imgenes, vdeo de alta resolucin. TV
digitalE5PCM-7680564,9227680Idem a E3 pero con mayor
capacidadSISTEMAS DE TRANSMISIN PDH A NIVEL
[email protected] Oct.2013Acceso Mltiple por Divisin
de Tiempo (TDMA)11
CMI
SISTEMA DE TRANSMISIN PDH [email protected]
Oct.2013Acceso Mltiple por Divisin de Tiempo (TDMA)12
Multiplexor PDH de 4E1: capaz de multiplexar hasta 4E1 sobre un
enlace de Fibra pticaALGUNOS MODELOS DE MULTIPLEXORES
[email protected] Oct.2013Acceso Mltiple por Divisin de
Tiempo (TDMA)13
BTW Sociedad Annimaes una empresa Argentina de Ingeniera en
Redes de Telecomunicaciones, especializada en productos y servicios
orientados a la transmisin de datos, voz e imgenes, a la integracin
con sistemas informticos y a la seguridad de redes de
comunicaciones.
DataCom Telemtica es una divisin de BTW que desarrolla y fabrica
equipamiento para telecomunicaciones.
La lnea de productos incluye Multiplexores modulares SDH,
Multiplexores PDH, Conversores de interfaz elctricos y pticos,
Modems Digitales G.shdsl y Switches Ethernet.
El Software de gestin DmView permite manejar en forma integrada
nuestros equipos.
DM705-SUB Multiplexor multiservicio E1/STM1El DM705-SUB es un
multiplexor multiservicio flexible, con interfaces de acceso y
transporte para conexiones en diversos standards. Posibilita la
interconexin de trfico de voz y datos en baja velocidad con las
redes E1, SHDSL y SDH. Es un gabinete de 4U de altura para
bastidores 19 pulgadas, con conexiones frontales, soporta hot swap,
redundancia de CPU y alimentacin.
FABRICANTES DE MULTIPLEXORES [email protected]
Oct.2013Acceso Mltiple por Divisin de Tiempo (TDMA)14
4E1/8E1/16E1 es una familia de FMO, este modelo que puede
multiplexar a las seales 4E1/8E1/16E1 para la transmisin sobre una
fibra ptica, dando por resultado alcanzar una distancia ms larga
sin los repetidores y funcionamiento superior comparados a los
medios de cobre.
FABRICANTES DE MULTIPLEXORES [email protected]
Oct.2013Acceso Mltiple por Divisin de Tiempo (TDMA)15ESTRUCTURA DE
TRAMA EN EL SISTEMA DE PORTADORA DIGITAL PDH T1(ANSI)
Estructura de Supertrama
[email protected] Oct.2013Acceso Mltiple por Divisin de
Tiempo (TDMA)16
Estructura deTrama y MultitramaRec. ITU. G.704
Sistema de PortadoraDigital E(ETSI ITU)
[email protected] Oct.2013Acceso Mltiple por Divisin de
Tiempo (TDMA)17
Comunicacin AsncronaCada equipo utiliza su propio reloj.Con el
bit de inicio de cada trama el receptor alinea su relojLa trama es
muy corta para evitar erroresProtocolo asncrono (orientado a
byte)El receptor recupera el reloj de la propia seal
entrante.Protocolo Sncrono (orientado a bit)Comunicacin
[email protected] Oct.2013Acceso Mltiple por Divisin
de Tiempo (TDMA)18
Comunicacin plesicrona.Se producen errores: deslizamientos o
slips. Debido al Jitter (variabilidad en la seal de reloj)Si el
reloj de recepcin es ms lento: se pierden bits.Si el reloj de
recepcin es ms rpido: se repiten bits.Utilizacin de bufferes para
minimizar los deslizamientos.Cada equipo utiliza su propio reloj:
existe siempre una diferencia de
[email protected] Oct.2013Acceso Mltiple por
Divisin de Tiempo (TDMA)19
EL JITTER
ANT-20UI: Unit InervalTj: Periodo de JitterAj: Amplitud de
[email protected] Oct.2013Acceso Mltiple por Divisin
de Tiempo (TDMA)20
Deslizamiento (SLIP):Los deslizamientos producen interferencia
intersimblica (ISI) lo que se traduce en un aumento de los errores
de bits y pueden producir la interrupcin por completo de la
comunicacin. [email protected] Oct.2013Acceso Mltiple por
Divisin de Tiempo (TDMA)21Deslizamiento controlado: el equipo
detecta que se va a producir un deslizamiento y descarta una trama
entera. Solo se pierde una trama.Datos: retransmisin de
datos.Video: distorsin o congelacin de la imagen.Deslizamiento
incontrolado: el equipo no detecta el deslizamiento, y enva una
trama con n bits menos. En el receptor se produce una prdida de
alineacin de trama.Fax: prdida de lneas.Telefona: clics audibles.
Consecuencias de los [email protected]
Oct.2013Acceso Mltiple por Divisin de Tiempo (TDMA)22EJEMPLO DE
TRAMA EN TELEFONA MOVIL CELULAR D-AMPS
Figura 1Figura 2Figura 3Figura 4Figura 5
[email protected] Oct.2013Acceso Mltiple por Divisin de
Tiempo (TDMA)23Canal fsico = N. radiocanal + N. TSMSs...1 trama =
4,625 mseg01234567012345670120123456701234567567...BTSDownlink
(DL)Uplink (UL)3 TS8 canales de usuario multiplexados en una
portadora de 200KHzDesplazamiento de 3 TS entre tramas de UL y DL
para evitar el uso de duplexores en los terminales mviles. Este
tiempo es suficiente para realizar la alineacin temporal
adaptativa, la sintonizacin del transceptor y la conmutacin entre
recepcin y transmisin.Interfaz Radio GSM. Organizacin del acceso
mltiple [email protected] Oct.2013Acceso Mltiple por
Divisin de Tiempo (TDMA)24
LA MULTITRAMA GSM:[email protected] Oct.2013Acceso
Mltiple por Divisin de Tiempo (TDMA)25HIPERTRAMA 51 MULTITRAMAS 26
MULTITRAMAS MULTITRAMA26 TRAMAS = 120 ms.51 TRAMAS = 235,38 ms. 8
TIME SLOTS = 4,61
msg.0123456700124950012324254950111222002425204520462047SUPERTRAMA(
6,12 seg.)(3 horas 28 min. 53 sg. 760 ms)0,577 ms156,25 bits156,25
bits0,577 msg= 270,833 KbpsVelocidad de transmisin en la interfaz
radio. 2Interfaz Radio GSM. Organizacin del acceso mltiple
TDMAEstructura jerrquica de las tramas [email protected]
Oct.2013Acceso Mltiple por Divisin de Tiempo (TDMA)26
GSM Logical Control Channels
[email protected] Oct.2013Acceso Mltiple por Divisin de
Tiempo (TDMA)27
CDMA:
[email protected] Oct.2013Acceso
Mltiple por Divisin de Tiempo (TDMA)28
Organizacin del Acceso Mltiple [email protected]
Oct.2013Acceso Mltiple por Divisin de Tiempo (TDMA)29
Paging ChannelEntre los mensajes transmitidos en el canal de
paging se pueden sealar: informacin del sistema (parmetros de la
celda) que el mvil puede desplegar o no en pantalla, indicaciones
sobre mensajes recibidos (voz o texto), mensajes de reconocimiento
a solicitudes de requerimiento de canales de acceso por parte de la
estacin mvil y mensajes de localizacin indicando que un determinado
mvil tiene una llamada entrante entre otros
[email protected] Oct.2013Acceso Mltiple por Divisin de
Tiempo (TDMA)30
CDMAEl canal de sincronismo es utilizado por las unidades mviles
en conjunto con el canal piloto con el objetivo de adquirir una
referencia inicial de tiempo que les permita sincronizarse con el
sistema. El canal de sincronismo transporta un mensaje de capa 3
denominado mensaje de sincronismo el cual se transmite a una tasa
fija de 1.200 bps Synchronization [email protected]
Oct.2013Acceso Mltiple por Divisin de Tiempo (TDMA)31JERARQUA
DIGITAL SNCRONASDH/SONETRealizado por:Francisco PaivaDocente del
rea de TelecomunicacionesUPT-Aragua Federico Brito Figueroa
La Victoria, Noviembre de [email protected]
Oct.2013Acceso Mltiple por Divisin de Tiempo (TDMA)32
SDH/[email protected] Oct.2013Acceso Mltiple por
Divisin de Tiempo (TDMA)33Por qu SONET/SDH?Permite un proceso
simple de multiplexaje (Los niveles bajos de la jerarqua pueden ser
directamenteaccesibles desde los niveles altos)Relojes
estandarizados a nivel mundialAcceso directo a los canales
individuales Alta capacidad para aplicaciones de banda anchaAlta
capacidad de transmisin para la supervisin y control de la
redIncorpora sistemas de administracin de la red altamente
eficientesIntegra la jerarqua plesicrona ANSI y ITUQu es
SONET/SDH?Sistema de transporte sncrono de datos utilizado para
implementar enlaces digitales de alta velocidad para el soporte de
aplicaciones que demandan gran ancho de banda.SONET: Red
pticaSncrona
SDH: Jerarqua Digital [email protected]
Oct.2013Acceso Mltiple por Divisin de Tiempo (TDMA)34Terminologa
empleada en SONET/SDH
[email protected] Oct.2013Acceso Mltiple por Divisin
de Tiempo (TDMA)35
[email protected] Oct.2013Acceso Mltiple por Divisin de
Tiempo (TDMA)36
STS-1 : Synchronous Transport Signal Level
[email protected] Oct.2013Acceso Mltiple por Divisin
de Tiempo (TDMA)37
Mux (octect by octect)
Concatenation of three SONET STS-1 frames into an STS-3
frameOrder of transmission
A SONET STS-3 frame showing how the STS-1s are
[email protected] Oct.2013Acceso Mltiple
por Divisin de Tiempo (TDMA)38
[email protected] Oct.2013Acceso Mltiple por Divisin
de Tiempo (TDMA)39Este elemento de la red conocido tambin como
Cross-conect, Conmutador o Switch, es el que ms funciones tiene
incorporadas. Permite mapear las seales tributarias PDH hacia
contenedores virtuales, as como conmutar mltiples contenedores
entre diferentes lneas digitales, hasta el nivel VC-4
inclusive.Transconectores Digitales (DCX)Implementacin de redes
SONET/SDH
Dark Fiber
[email protected] Oct.2013Acceso Mltiple por Divisin de
Tiempo (TDMA)40
CBX 3500 Multiservice Edge SwitchTMThe CBX 3500 Multiservice
Edge Switch buildson the proven leadership, carrier-class
reliability, and performance of the Lucent multiservice switch
portfolio to maximize the profitability of Layer 2 services.
Service providers can cost-effectively addrevenue-generating,
differentiated services whilereducing the total cost of network
ownership. This 70 Gbps, 16-slot switching system is scalableand
delivers flexible, high-performance services froma compact edge
platform.
Metropolis ADM MultiService Mux is a next-generation multiplexer
that helps support an array of metro needs with a single,
high-densitymultiservice system. It helps provide Ethernet, PDH and
SDH servicesand supports a variety of applications from the metro
core to metro access. Offered as either a Universal or Compact
shelf option, it canbe a cost-effective, scalable solution
optimized for STM-4, STM-16, and STM-64 line speeds.Metropolis ADM
MultiService Mux [email protected] Oct.2013Acceso
Mltiple por Divisin de Tiempo (TDMA)41
Agilent OmniBer 718
Analizador de lnea para SONET/[email protected]
Oct.2013Acceso Mltiple por Divisin de Tiempo (TDMA)42
NODOSDH
[email protected] Oct.2013Acceso Mltiple por Divisin de
Tiempo (TDMA)43
3600+MainStreet in a typical SONET/SDH access ring configuration
3600+MainStreet Switch
[email protected] Oct.2013Acceso Mltiple por Divisin de
Tiempo (TDMA)44GRACIAS POR SU [email protected]
Oct.2013Acceso Mltiple por Divisin de Tiempo (TDMA)