Multiplexaci´
on
Andr´es Felipe Serna Morales
Sistemas de Comunicaciones
Departamento de Ingenier´ıa El´ectrica, Electr´onica y de Computaci´on Universidad Nacional de Colombia
Sede Manizales
Definici´
on
Es la transmisi´on de informaci´on de m´as de una fuente, a m´as de una destino, utilizando el mismo medio de transmisi´on.
Tipos de Multiplexaci´
on
Los tres tipos predominantes de multiplexaci´on son:
1 Multiplexaci´on por Divisi´on de Tiempo (TDM) 2 Multiplexaci´on por Divisi´on de Frecuencia (FDM)
Multiplexaci´
on por Divisi´
on de Tiempo (TDM)
Es un proceso digital que se aplica cuando la capacidad media de transmisi´on de datos del canal es mucho mayor que la que requiere individualmente cada una de la fuentes de
informaci´on para transmitir.
La transmisi´on de informaci´on de diferentes fuentes se realiza por el mismo medio de transmisi´on, pero NO al mismo tiempo. Las transmisiones procedentes de distintas fuentes se intercalan en el dominio del tiempo.
Puede ser s´ıncrona o as´ıncrona (estad´ıstica).
Multiplexaci´
on por Divisi´
on de Tiempo (TDM)
Es un proceso digital que se aplica cuando la capacidad media de transmisi´on de datos del canal es mucho mayor que la que requiere individualmente cada una de la fuentes de
informaci´on para transmitir.
La transmisi´on de informaci´on de diferentes fuentes se realiza por el mismo medio de transmisi´on, pero NO al mismo tiempo. Las transmisiones procedentes de distintas fuentes se intercalan en el dominio del tiempo.
Puede ser s´ıncrona o as´ıncrona (estad´ıstica).
Multiplexaci´
on por Divisi´
on de Tiempo (TDM)
Es un proceso digital que se aplica cuando la capacidad media de transmisi´on de datos del canal es mucho mayor que la que requiere individualmente cada una de la fuentes de
informaci´on para transmitir.
La transmisi´on de informaci´on de diferentes fuentes se realiza por el mismo medio de transmisi´on, pero NO al mismo tiempo. Las transmisiones procedentes de distintas fuentes se intercalan en el dominio del tiempo.
Puede ser s´ıncrona o as´ıncrona (estad´ıstica).
Multiplexaci´
on por Divisi´
on de Tiempo (TDM)
Es un proceso digital que se aplica cuando la capacidad media de transmisi´on de datos del canal es mucho mayor que la que requiere individualmente cada una de la fuentes de
informaci´on para transmitir.
La transmisi´on de informaci´on de diferentes fuentes se realiza por el mismo medio de transmisi´on, pero NO al mismo tiempo. Las transmisiones procedentes de distintas fuentes se intercalan en el dominio del tiempo.
Modulaci´
on por Codificaci´
on de Pulsos (PCM)
Fue desarrollada en 1937 en los laboratorios de AT&T en Par´ıs.
Es el m´etodo de modulaci´on digital m´as utilizado en la redes telef´onicas de EE.UU.
Estrictamente, es un m´etodo de codificaci´on y no una modulaci´on.
Un sistema PCM se compone de:
1 Muestreador
2 Cuantizador
Modulaci´
on por Codificaci´
on de Pulsos (PCM)
Fue desarrollada en 1937 en los laboratorios de AT&T en Par´ıs.
Es el m´etodo de modulaci´on digital m´as utilizado en la redes telef´onicas de EE.UU.
Estrictamente, es un m´etodo de codificaci´on y no una modulaci´on.
Un sistema PCM se compone de:
1 Muestreador
2 Cuantizador
Modulaci´
on por Codificaci´
on de Pulsos (PCM)
Fue desarrollada en 1937 en los laboratorios de AT&T en Par´ıs.
Es el m´etodo de modulaci´on digital m´as utilizado en la redes telef´onicas de EE.UU.
Estrictamente, es un m´etodo de codificaci´on y no una modulaci´on.
Un sistema PCM se compone de:
1 Muestreador
2 Cuantizador
Modulaci´
on por Codificaci´
on de Pulsos (PCM)
Fue desarrollada en 1937 en los laboratorios de AT&T en Par´ıs.
Es el m´etodo de modulaci´on digital m´as utilizado en la redes telef´onicas de EE.UU.
Estrictamente, es un m´etodo de codificaci´on y no una modulaci´on.
Un sistema PCM se compone de:
1 Muestreador 2 Cuantizador
Multiplexaci´
on TDM S´ıncrona
Posibles fallas
Si una de las fuentes genera datos m´as r´apidamente que las otras, entonces el multiplexor debe submuestrear la
informaci´on de esa fuente o adquirir m´as r´apidamente la informaci´on de las otras fuentes para garantizar que todas las velocidades sean iguales.
Si una de las fuentes deja de transmitir, entonces el
Posibles fallas
Si una de las fuentes genera datos m´as r´apidamente que las otras, entonces el multiplexor debe submuestrear la
informaci´on de esa fuente o adquirir m´as r´apidamente la informaci´on de las otras fuentes para garantizar que todas las velocidades sean iguales.
Si una de las fuentes deja de transmitir, entonces el
TDM S´ıncrona: Ejemplo 1
Determinar la configuraci´on de trama para una multiplexaci´on de 8 secuencias PCM transmitidas a 8 kbps cada una. La velocidad del enlace es 64kbps
TDM S´ıncrona: Ejemplo 2
Determinar la configuraci´on de trama para una multiplexaci´on de 6 secuencias PCM transmitidas a:
2 secuencias de 16 kbps cada una 4 secuencias de 8 kbps cada una
TDM S´ıncrona: Ejercicio
Suponga un sistema PCM con codificaci´on de 8 bits y frecuencia de muestreo de 8kHz. Se desean enviar 2 secuencias por el mismo medio (par telef´onico) utilizando Multiplexaci´on TDM S´ıncrona.
¿Cu´al es la tasa de transmisi´on de bits del sistema?
Sistema de portadora T1
Esquema de multiplexaci´on desarrollado por Bell como est´andar telef´onico estadounidense. Es equivalente a la norma GTE9002B.
Multiplexa por TDM 24 canales PCM de voz entre 300 Hz y 3000 Hz.
La codificaci´on PCM es de 8 bits.
La frecuencia de muestreo es 8 KHz.
Sistema de portadora T1
Esquema de multiplexaci´on desarrollado por Bell como est´andar telef´onico estadounidense. Es equivalente a la norma GTE9002B.
Multiplexa por TDM 24 canales PCM de voz entre 300 Hz y 3000 Hz.
La codificaci´on PCM es de 8 bits.
La frecuencia de muestreo es 8 KHz.
Sistema de portadora T1
Esquema de multiplexaci´on desarrollado por Bell como est´andar telef´onico estadounidense. Es equivalente a la norma GTE9002B.
Multiplexa por TDM 24 canales PCM de voz entre 300 Hz y 3000 Hz.
La codificaci´on PCM es de 8 bits.
La frecuencia de muestreo es 8 KHz.
Sistema de portadora T1
Esquema de multiplexaci´on desarrollado por Bell como est´andar telef´onico estadounidense. Es equivalente a la norma GTE9002B.
Multiplexa por TDM 24 canales PCM de voz entre 300 Hz y 3000 Hz.
La codificaci´on PCM es de 8 bits. La frecuencia de muestreo es 8 KHz.
Sistema de portadora T1
Esquema de multiplexaci´on desarrollado por Bell como est´andar telef´onico estadounidense. Es equivalente a la norma GTE9002B.
Multiplexa por TDM 24 canales PCM de voz entre 300 Hz y 3000 Hz.
La codificaci´on PCM es de 8 bits. La frecuencia de muestreo es 8 KHz.
Velocidad de un Sistema T1
La velocidad de transmisi´on de un sistema T1 est´a dado por: 24canales
trama × 8bits canal = 192
bits/ trama
En este punto se agrega un bit de sincronizaci´on:
193bits trama ×
8000tramas
Velocidad de un Sistema T1
La velocidad de transmisi´on de un sistema T1 est´a dado por: 24canales
trama × 8bits canal = 192
bits/ trama
En este punto se agrega un bit de sincronizaci´on: 193bits
trama ×
8000tramas
Sistema CCITT de portadora TDM
La norma CCITT (((Comit´e Consultatif International
T´el´ephonique et T´el´egrapchique))) es el est´andar europeo para los sistemas PCM-TDM.
Usa una trama de 125 µs dividida en 32 canales iguales de 8 bits cada uno.
Dos de los canales son usados para alineaci´on, se˜nalizaci´on y alarma.
Sistema CCITT de portadora TDM
La norma CCITT (((Comit´e Consultatif International
T´el´ephonique et T´el´egrapchique))) es el est´andar europeo para los sistemas PCM-TDM.
Usa una trama de 125 µs dividida en 32 canales iguales de 8 bits cada uno.
Dos de los canales son usados para alineaci´on, se˜nalizaci´on y alarma.
Velocidad de un Sistema CCITT
La velocidad de transmisi´on de un sistema CCITT est´a dado por:
32canales trama ×
8bits canal = 256
bits/ trama
256bits trama ×
8000tramas
Multiplexaci´
on TDM As´ıncrona
Los canales de la trama multiplexada pueden tener diferente duraci´on de tiempo y diferente cantidad de bits.
Un multiplexor as´ıncrono o estad´ıstico TDM aprovecha las pausas naturales en la Transmisi´on de datos para asignar, din´amicamente y de acuerdo a la demanda, el tiempo de cada canal.
Multiplexaci´
on TDM As´ıncrona
Los canales de la trama multiplexada pueden tener diferente duraci´on de tiempo y diferente cantidad de bits.
Un multiplexor as´ıncrono o estad´ıstico TDM aprovecha las pausas naturales en la Transmisi´on de datos para asignar, din´amicamente y de acuerdo a la demanda, el tiempo de cada canal.
Multiplexaci´
on TDM As´ıncrona
Los canales de la trama multiplexada pueden tener diferente duraci´on de tiempo y diferente cantidad de bits.
Un multiplexor as´ıncrono o estad´ıstico TDM aprovecha las pausas naturales en la Transmisi´on de datos para asignar, din´amicamente y de acuerdo a la demanda, el tiempo de cada canal.
Tecnolog´ıa Cablem´
odem
Consiste en dos canales de informaci´on (((Downstream & Upstream))), provenientes de la central de TV por cable, dedicados a la transmisi´on y recepci´on de datos.
Cada canal es compartido por cierto n´umero de suscriptores.
Tecnolog´ıa Cablem´
odem
Consiste en dos canales de informaci´on (((Downstream & Upstream))), provenientes de la central de TV por cable, dedicados a la transmisi´on y recepci´on de datos.
Cada canal es compartido por cierto n´umero de suscriptores.
Tecnolog´ıa Cablem´
odem
Consiste en dos canales de informaci´on (((Downstream & Upstream))), provenientes de la central de TV por cable, dedicados a la transmisi´on y recepci´on de datos.
Tecnolog´ıa Cablem´
odem
Downstream
Cada uno de los usuarios activos obtiene una fracci´on de la capacidad total de descarga del sistema.
Algunos de los paquetes se usan para asignar los tiempos de((upstream))de cada usuario.
Upstream
Los usuarios comparten el canal para subir
informaci´on.
Multiplexaci´
on por Divisi´
on de Frecuencia (FDM)
Es empleado cuando el ancho de banda del medio de transmisi´on es mucho mayor que el ancho de banda de las se˜nales individuales que se desean transmitir.
Cada una de las se˜nales se modula con una portadora de diferente frecuencia.
Para evitar traslape, se incluye una banda de protecci´on que separa las se˜nales entre s´ı.
Multiplexaci´
on por Divisi´
on de Frecuencia (FDM)
Es empleado cuando el ancho de banda del medio de transmisi´on es mucho mayor que el ancho de banda de las se˜nales individuales que se desean transmitir.
Cada una de las se˜nales se modula con una portadora de diferente frecuencia.
Para evitar traslape, se incluye una banda de protecci´on que separa las se˜nales entre s´ı.
Multiplexaci´
on por Divisi´
on de Frecuencia (FDM)
Es empleado cuando el ancho de banda del medio de transmisi´on es mucho mayor que el ancho de banda de las se˜nales individuales que se desean transmitir.
Cada una de las se˜nales se modula con una portadora de diferente frecuencia.
Para evitar traslape, se incluye una banda de protecci´on que separa las se˜nales entre s´ı.
Multiplexaci´
on por Divisi´
on de Frecuencia (FDM)
Es empleado cuando el ancho de banda del medio de transmisi´on es mucho mayor que el ancho de banda de las se˜nales individuales que se desean transmitir.
Cada una de las se˜nales se modula con una portadora de diferente frecuencia.
Para evitar traslape, se incluye una banda de protecci´on que separa las se˜nales entre s´ı.
Multiplexaci´
on por Divisi´
on de Frecuencia (FDM)
Es la t´ecnica de multiplexaci´on m´as antigua.
Emplea t´ecnicas de modulaci´on anal´ogica para el env´ıo de se˜nales.
Muchos de los sistemas de comunicaci´on celular, radio y televisi´on por cable emplean FDM
Multiplexaci´
on por Divisi´
on de Frecuencia (FDM)
Es la t´ecnica de multiplexaci´on m´as antigua.
Emplea t´ecnicas de modulaci´on anal´ogica para el env´ıo de se˜nales.
Muchos de los sistemas de comunicaci´on celular, radio y televisi´on por cable emplean FDM
Multiplexaci´
on por Divisi´
on de Frecuencia (FDM)
Es la t´ecnica de multiplexaci´on m´as antigua.
Emplea t´ecnicas de modulaci´on anal´ogica para el env´ıo de se˜nales.
Muchos de los sistemas de comunicaci´on celular, radio y televisi´on por cable emplean FDM
Multiplexaci´
on por Divisi´
on de Frecuencia (FDM)
Es la t´ecnica de multiplexaci´on m´as antigua.
Emplea t´ecnicas de modulaci´on anal´ogica para el env´ıo de se˜nales.
Muchos de los sistemas de comunicaci´on celular, radio y televisi´on por cable emplean FDM
Ejemplo
Suponga un sistema de radiodifusi´on comercial en AM, donde la banda base de las se˜nales transmitidas es 5 kHz. El
espectro disponible para estas transmisiones se ubica desde 535 KHz hasta 1605 kHz. ¿Cu´antas estaciones radiales pueden funcionar?
Soluci´on:
Ejemplo
Suponga un sistema de radiodifusi´on comercial en AM, donde la banda base de las se˜nales transmitidas es 5 kHz. El
espectro disponible para estas transmisiones se ubica desde 535 KHz hasta 1605 kHz. ¿Cu´antas estaciones radiales pueden funcionar?
Soluci´on:
Ejemplo
Suponga un sistema de radiodifusi´on comercial en AM, donde la banda base de las se˜nales transmitidas es 5 kHz. El
espectro disponible para estas transmisiones se ubica desde 535 KHz hasta 1605 kHz. ¿Cu´antas estaciones radiales pueden funcionar?
Soluci´on:
Jerarqu´ıa FDM de AT&T
Grupo b´asico:
Jerarqu´ıa FDM de AT&T
Supergrupo:
Jerarqu´ıa FDM de AT&T
Grupo Maestro b´asico:
Formado por 10 supergrupos b´asicos, es decir, 600 canales de voz.
Agrupaciones de orden superior:
Es posible hacer agrupaciones mayores como:
1 Bancos de grupos maestros 2 Grupos jumbo
3 Grupos multijumbo
Tecnolog´ıa ADSL
De las siglas en ingl´es((Asymmetrical Digital Subscriptor Line))
Es un lazo local de comunicaci´on entre un suscriptor y una red p´ublica. Utiliza la red telef´onica disponible (par de cobre) para transmisi´on/recepci´on de datos.
Soporta se˜nales de banda ancha con frecuencias de hasta 2 MHz.
Tecnolog´ıa ADSL
De las siglas en ingl´es((Asymmetrical Digital Subscriptor Line)) Es un lazo local de comunicaci´on entre un suscriptor y una red p´ublica. Utiliza la red telef´onica disponible (par de cobre) para transmisi´on/recepci´on de datos.
Soporta se˜nales de banda ancha con frecuencias de hasta 2 MHz.
Tecnolog´ıa ADSL
De las siglas en ingl´es((Asymmetrical Digital Subscriptor Line)) Es un lazo local de comunicaci´on entre un suscriptor y una red p´ublica. Utiliza la red telef´onica disponible (par de cobre) para transmisi´on/recepci´on de datos.
Soporta se˜nales de banda ancha con frecuencias de hasta 2 MHz.
Tecnolog´ıa ADSL
De las siglas en ingl´es((Asymmetrical Digital Subscriptor Line)) Es un lazo local de comunicaci´on entre un suscriptor y una red p´ublica. Utiliza la red telef´onica disponible (par de cobre) para transmisi´on/recepci´on de datos.
Soporta se˜nales de banda ancha con frecuencias de hasta 2 MHz.
Emplea Multiplexaci´on por Divisi´on de Frecuencia (FDM)
Tecnolog´ıa ADSL
De las siglas en ingl´es((Asymmetrical Digital Subscriptor Line)) Es un lazo local de comunicaci´on entre un suscriptor y una red p´ublica. Utiliza la red telef´onica disponible (par de cobre) para transmisi´on/recepci´on de datos.
Soporta se˜nales de banda ancha con frecuencias de hasta 2 MHz.
Bandas ADSL
Hay tres bandas de frecuencia en la multiplexaci´on FDM:
1 POTS: Entre 0 kHz y 20 kHz es empleada para telefon´ıa
(((Plain Old Telephone Service))).
2 Upstream: Entre 25 kHz y 200 kHz es empleada para subir
datos.
3 Downstream: Las frecuencias superiores a 250 KHz se emplean
Comparaci´
on TDM y FDM
Multiplexaci´
on por Divisi´
on de Longitud de Onda (WDM)
Metodolog´ıa similar a FDM, ya que m´ultiples rayos de luz de diferente frecuencia son enviados sobre la misma fibra ´optica.
Cada color (longitud de onda) transporta informaci´on diferente.
Multiplexaci´
on por Divisi´
on de Longitud de Onda (WDM)
Metodolog´ıa similar a FDM, ya que m´ultiples rayos de luz de diferente frecuencia son enviados sobre la misma fibra ´optica. Cada color (longitud de onda) transporta informaci´on
diferente.
Multiplexaci´
on por Divisi´
on de Longitud de Onda (WDM)
Metodolog´ıa similar a FDM, ya que m´ultiples rayos de luz de diferente frecuencia son enviados sobre la misma fibra ´optica. Cada color (longitud de onda) transporta informaci´on
diferente.
Avances en WDM
En los laboratorios Bell en 1997, se desarroll´o un sistema WDM compuesto por 100 rayos de luz viajando sobre la misma fibra ´optica, cada uno a 10 Gbps, es decir, una capacidad total de 1 Tbps.
Actualmente, existen sistemas comerciales WDM de 160 canales cada uno a 10 Gbps.
Avances en WDM
En los laboratorios Bell en 1997, se desarroll´o un sistema WDM compuesto por 100 rayos de luz viajando sobre la misma fibra ´optica, cada uno a 10 Gbps, es decir, una capacidad total de 1 Tbps.
Actualmente, existen sistemas comerciales WDM de 160 canales cada uno a 10 Gbps.
Avances en WDM
En los laboratorios Bell en 1997, se desarroll´o un sistema WDM compuesto por 100 rayos de luz viajando sobre la misma fibra ´optica, cada uno a 10 Gbps, es decir, una capacidad total de 1 Tbps.
Actualmente, existen sistemas comerciales WDM de 160 canales cada uno a 10 Gbps.
Comparaci´
on entre WDM y FDM
Aunque el principio es el mismo, existen dos grandes diferencias:
1 FDM aplica para radiofrecuencias (MHz y GHz); mientras que
WDM aplica para se˜nales ´opticas (THz). Por tanto, la diferencia est´a en el rango de frecuencias que emplea cada m´etodo.
2 Las se˜nales FDM se propagan al mismo tiempo, por el mismo
Comparaci´
on entre WDM y FDM
Aunque el principio es el mismo, existen dos grandes diferencias:
1 FDM aplica para radiofrecuencias (MHz y GHz); mientras que
WDM aplica para se˜nales ´opticas (THz). Por tanto, la diferencia est´a en el rango de frecuencias que emplea cada m´etodo.
2 Las se˜nales FDM se propagan al mismo tiempo, por el mismo
Comparaci´
on entre WDM y FDM
Aunque el principio es el mismo, existen dos grandes diferencias:
1 FDM aplica para radiofrecuencias (MHz y GHz); mientras que
WDM aplica para se˜nales ´opticas (THz). Por tanto, la diferencia est´a en el rango de frecuencias que emplea cada m´etodo.
2 Las se˜nales FDM se propagan al mismo tiempo, por el mismo
