Apr 17, 2015
Teleprocessamento
Multiplexação
• A multiplexação permite que várias fontes de transmissão compartilhem um mesmo canal de comunicação de alta capacidade
Fibra óticaMicroondasCabo coaxial
Teleprocessamento
Multiplexação
• O multiplexador (mux) combina os dados de n fontes de entrada e transmite pelo canal
• O demultiplexador (demux) aceita o fluxo agregado, separa-o em canais e entrega para as linhas de saída apropriadas
Fibra óticaMicroondasCabo coaxial
roteador
roteador
PABX
PABX
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Multiplexação - Motivos
• Quanto mais alta for a taxa de dados, melhor o custo/benefício das solução– o custo em kbps declina à medida que aumenta a taxa de transmissão– o custo dos equipamentos de transmissão e recepção declina, por kbps, à medida que taxa aumenta
• A maiorias das soluções de dados necessitam de taxas modestas de dados (usualmente entre 9,6kbps e 64kbps)
• O mesmo acontece com a telefonia
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Multiplexação - Tipos
• FDM (Frequency Division Multiplexing)
• TDM (Time Division Multiplexing)– Síncrono – Assíncrono
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FDM
Teleprocessamento
FDM(Frequency Division Multiplexing)
• Possível quando a largura de banda útil do canal de transmissão excede a largura de banda do sinal a ser transmitido
• Os vários sinais de entrada podem ser transmitidos simultaneamente se cada sinal for modulado em uma frequência portadora diferente.
• As freqüências são separadas de modo a não haver sobreposição (overlaping)
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SistemaFDM
Teleprocessamento
FDM
Canal é uma largura de
banda no entorno
de uma freqüência central
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FDM - Exemplos
• Televisão (broadcast)
• Rádio
• TV a Cabo
• ADSL
• Modems
• Celular AMPS
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FDM - Voz
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FDM - Problemas
• Tecnologia muito cara por ser baseada em transmissão analógica (os dados podem ser digitais ou analógicos)
• Os recursos são alocados estaticamente, mesmo que não sejam utilizados
• Efeitos indesejáveis de sobreposição e interferências de sinais (o que piora com a utilização de amplificadores)
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Hierarquia FDM de voz
• AT&T (USA)• Hierarquia de sistemas de FDM• Grupo
– 12 canais de voz (4kHz each) = 48kHz– Faixa 60kHz to 108kHz
• Supergrupo– 60 canais– FDM of 5 sinais de grupo em portadoras entre 420kHz and 612
kHz
• Mastergroup– 10 supergroup
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Ver tabela 8.1 (FDM carrier standards)
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(D)WDM((Dense)Wavelength Division Multiplexing)
• Múltiplos feixes de luz transportados em freqüências diferentes em uma única fibra ótica (forma de FDM)
• Cada cor de luz (wavelength) transporta um canal separado
• 1997 Bell Labs– 100 feixes a 10Gbps cada = 1Tbps
• 160 feixes a 10 Gbps (disponível comercialmente)
• Alcatel já conseguiu 256 feixes a 39.8 Gbps cada!!– 10.1 Tbps– > 100km
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(D)WDM((Dense)Wavelength Division Multiplexing)
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FDM - Exercícios
• Um cabo coaxial possui uma largura de banda de 500MHz. Quantos canais de televisão (6MHz de largura de banda) podem ser multiplexados nesse meio físico (CATV)?
• Sabendo-se que o par telefônico convencional possui uma largura de banda de 1MHz, calcule o limite teórico de transmissão de um modem ADSL (que usa FDM) que codifica 100 bits/Hz
• Pesquise as faixas de freqüência alocadas para o sistema analógico de telefonia celular (AMPS)
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sTDM
Teleprocessamento
sTDM(Synchronous Time Division Multiplexing)
• Possível quando a taxa de dados obtida pelo meio de transmissão excede a taxa de dados dos sinais a serem transmitidos
• Múltiplos sinais podem ser transmitidos sob um único meio de transmissão dividindo-os no tempo
• Pode ser no nível de bit ou em blocos
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sTDM
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sTDM - Exemplos
• Celular (TDMA)
• E1, E3, ...
• STM1, STM4,..
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Sistema
sTDM
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Sistemas de Transporte Digitais
• Hierarquia de sistemas TDM
• USA/Canada/Japão usam um sistema idêntico
• ITU-T usa um sistema similar (mas diferente) system
• O sistema americano é baseado no formato DS-1 (multiplexa 24 canais)
• Cada frame tem 8 bits por canal mais um para enquadramento
• 193 bits por frame
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sTDM(Synchronous Time Division Multiplexing)
The T1 carrier (1.544 Mbps).
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sTDM(Synchronous Time Division Multiplexing)
Multiplexação de fluxos T1 em “carriers” de mais alta capacidade
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Ver tabela 8.3 (TDM Carrier Standards)
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SONET/SDH
• Synchronous Optical Network (ANSI)
• Synchronous Digital Hierarchy (ITU-T)
• Sistemas com algumas diferenças mínimas mas compatíveis entre si
• Brasil utiliza o padrão ITU-T
– STM1, STM4, ...
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SONET/SDH
• Hierarquia
– Synchronous Transport Signal level 1 (STS-1) ou Optical Carrier level 1 (OC-1)
– 51.84Mbps
– Carrega DS-3 ou um grupo de sinais de mais baixa velocidade (DS1 DS1C DS2) plus ITU-T rates (e.g. 2.048Mbps)
– Múltiplos STS-1 combinados em um sinal STS-N
– A taxa mais baixa do ITU-T é 155.52Mbps (STM-1)
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Hierarquia SONET/SDH
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Formato do frame SONET
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statTDM
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statTDM(Statistical Time Division Multiplexing)
• No TDM síncrono vários slots são alocados mesmo não sendo utilizados (baixa eficiência)
• O TDM estatístico aloca slots de tempo dinamicamente baseado na demanda
• O multiplexador “varre” as linhas de entrada e coleta dados até o tamanho do frame
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statTDM - Formato de Frame
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Ver animação em flash na página da cadeira
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TDM - Exercícios
• Qual a diferença básica entre TDM e FDM? Dê exemplos de cada um destes métodos de multiplexação.
• Qual a diferença entre a técnica de TDM síncrona e a assíncrona? Qual das duas é mais eficiente? Por que?