introdução as redes de computadores aula 5 IFPB

Multiplexação

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Frequency Division Multiplexing
Time Division Multiplexing
Wavelength Division Multiplexing (WDM)
Profs: Paulo José da Costa Cunha e Selmar Tarcísio Mendes
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Conceitos Fundamentais
Multiplexação:
Combinação de diversos e diferentes feixes de informações em um único.
Demultiplexação
Restauração de múltiplos feixes de informação a partir do único que foi transmitido
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Modulação e DemodulaçãoModulação e Demodulação
Modulação: transformação aplicada a um sinal que faz com que ele seja deslocado de sua faixa de frequências original para uma outra faixa.
Demodulação: transformação aplicada a um sinal previamente modulado que faz com que ele seja deslocado de volta a sua faixa original
MODEM: Realiza a MODulação e
DEModulação do sinal. Faz com que os sinais digitais possam ser transmitidos na faixa de voz da linha telefônica.


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MultiplexaçãoMultiplexação Tipos de Multiplexação:Tipos de Multiplexação:
FDM: Multiplexação por Divisão de Frequência
TDM: Multiplexação por Divisão de Tempo
WDM: Multiplexação por Divisão de Comprimento de onda
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Multiplexação por Divisão de FrequênciaMultiplexação por Divisão de Frequência
• Cada canal de informação é associado a uma portadora específica. • É uma tecnologia analógica.
• Utiliza bandas de guarda para evitar a interferência entre canais
•Exige a utilização de filtros próprios para cada canal
•Dominou os sistemas de comunicação até o final da década de 80
•É caro e de difícil implementação
Exemplos: •Rádio, TV, Celular- AMPS,TV a Cabo
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Multiplexação por Multiplexação por Divisão de FrequênciaDivisão de Frequência
5 | 40 50 550 600 750 |
upCanais de vídeo analógicos down
Frequência (MHz)
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Multiplexação por Divisão Multiplexação por Divisão de Frequência - ADSLde Frequência - ADSL
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Multiplexação por Divisão Multiplexação por Divisão de Frequência - ADSLde Frequência - ADSL
•Usa múltiplas portadoras de sinal enviando os dados em diferentes frequências.
•As faixas de subida(up) ou descida(down) são divididas em sub-canais de 4kHz.
•O processo de enviar os dados em sub- canais é chamado de DMT (Discrete Multi Tone)
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Multiplexação por Divisão Multiplexação por Divisão de Frequência - ADSLde Frequência - ADSL
•O modem envia sinais de testes e transmite mais ou menos bits em cada sub-canal de acordo com a sua qualidade.
Bits por Hertz
Frequência
Linha de ganho
Frequência
Bits por Hertz
Frequência
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Multiplexação por Divisão de FrequênciaMultiplexação por Divisão de Frequência
A faixa de passagem de um canal de voz é de 4kHz
Vários canais multiplexados em frequência ocuparão n x 4kHz.
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Multiplexação por Divisão de FrequênciaMultiplexação por Divisão de Frequência
1o Passo: Passagem do sinal de voz por um filtro de forma a preservar somente a informação dentro do canal de voz f(Hz)4k
Filtro f(Hz)4k
Filtro f(Hz)4k
Filtro f(Hz)4k
Voz f(Hz)4k
Voz f(Hz)4k Voz
Voz f(Hz)4k
Voz f(Hz)4k
Voz f(Hz)4k
Transmissão
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Multiplexação por Divisão de FrequênciaMultiplexação por Divisão de Frequência
2o Passo: Deslocamento da faixa de frequências (Modulação)
Voz f(Hz)4k
Voz f(Hz)4k
Voz f(Hz)4k
Faixa de passagem do meio físico
Voz f(Hz)4k 8k 12k Voz Voz
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Multiplexação por Divisão de FrequênciaMultiplexação por Divisão de Frequência Recepção
O receptor demodula o canal e translada a faixa de frequência para seu valor original
É necessário que a frequência da portadora esteja em sincronismo no transmissor e no receptor
12kHz
Portadora modulação
Informação transladada
12kHz 16kHz
0 | 4k |
Informação
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Informação reconstituída
0 | 1k 4k11kHz |
Portadora demodulação
Deslocamento de todas as frequências em 1kHz
Multiplexação por Divisão de FrequênciaMultiplexação por Divisão de Frequência
Portadora demodulação Informação reconstituída
0 | 1k 3k13kHz |
Superposição de faixas de frequência torna a informação corrompida
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Multiplexação por Divisão de FrequênciaMultiplexação por Divisão de Frequência
•Os sinais são modulados em SSB (Single Side Band). • Um canal de voz tem largura de faixa de 4kHz.
•Um grupo básico é constituído de 12 canais de voz transladados para a faixa de 60kHz a 108kHz.
•Um super-grupo básico é o conjunto de 5 grupos básicos (60 canais) transladados para a faixa de 312kHz a 552kHz.
•Um grupo mestre é o conjunto de 5 super grupos (300canais) transladados para a faixa de (812kHz a 2044kHz).
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Multiplexação por Divisão de FrequênciaMultiplexação por Divisão de Frequência Exemplo da alocação de canais em um grupo básico
0 | 4 |
0 | 4 |
0 | 4 |
0 | 4 |
0 | 4 |
0 | 4 |
0 | 4 |
0 | 4 |
0 | 4 |
0 | 4 |
0 | 4 |
0 | 4 |
100 | 104 108 80 92 9684 8876 |
64 | |
60 |
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Multiplexação por Divisão de FrequênciaMultiplexação por Divisão de Frequência
5 canais de grupo B=48kHz
12 canais de voz com B=4kHz
5 canais de supergrupo B=240kHz canal de grupo mestre B=1232kHz
Nível 0 ou canal de voz
Nível 1 ou grupo
Nível 2 ou
Super grupo
Nível 3 grupo mestre
Sistema Multiplex FDM em telefonia
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•É um tipo de FDM
•Multiplos feixes de luz em uma mesma fibra com “cores” diferentes transportando informações diferentes
•Existem sistemas com até 160 canais de 10Gbps já estão em uso
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A grande maioria dos sistemas trabalha na janela de 1550nm
É utilizado um espaçamento de 50GHz para cada canal
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•Compartilhamento do meio físico através de multiplexação no tempo.
•É necessário um sinal de clock central para sincronismo.
•Técnica própria para Multiplexação Digital
•Exige pouco ou nenhum tempo de guarda
•É simples e de fácil implemantação
Multiplexação por Divisão de TempoMultiplexação por Divisão de Tempo
Exemplos: barramentos TDM e Telefonia Celular
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Tipos de TDM
Existem 2 tipos de TDM:
•Síncrono- Não necessita de cabeçalho mas de um clock único
•Assíncrono- Não utiliza um clock único mas necessita que seja inserido um cabeçalho
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Multiplexação por Divisão de TempoMultiplexação por Divisão de Tempo TDM - Síncrono
•O domínio do tempo é dividido em intervalos de tamanho fixo T chamados Frame ou Quadro
Cada Frame é subdividido em N subintervalos menores chamados Slots
Tempot1 t2 tn T T
•Um quadro de um TDM de 30 canais tem 125µs
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Multiplexação por Divisão de TempoMultiplexação por Divisão de Tempo TDM - Síncrono
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Multiplexação por Divisão de TempoMultiplexação por Divisão de Tempo TDM - Assíncrono
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Multiplexação por Divisão de TempoMultiplexação por Divisão de Tempo
1º Nível - | 2.048 Mbps - 30 |
2º Nível - | 8.448 Mbps - 120 |
3º Nível - | 34.368 Mbps - 480 |
4º Nível - 139.264 Mbps - | 1920 |
5º Nível - 565.148 Mbps - | 7680 |
Sistema TDM Digital (PCM) (Brasil-Europa) canais canais canais canais canais
•Existem 03 hieraquias de TDM convivendo : europeia, americana e japonesa.
•O Brasil adota a hierarquia europeia
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Multiplexação por Divisão de TempoMultiplexação por Divisão de Tempo
Estrutura de um quadro TDMEstrutura de um quadro TDM
F=Sincronismo de quadro/alarmes
S=Sincronismo de multiquadro e dos canais 1,2...31=Codificação dos canais de voz
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Multiplexação por Divisão de TempoMultiplexação por Divisão de Tempo Estrutura do sinal para um TDM de 30 canais
J0 J1 J30 J31 Quadro ou Frame
(Contém 32 janelas)
Q0Q1Q14Q15Multiquadro (Contém 16 quadros)
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Característica FDM TDM
Compartilhamento Domínio da frequência Domínio do tempo
Janelas Em frequência No tempo
Intervalo Faixa de guarda Tempo de guarda
Comportamento do sinal Sinal em todas as frequências Sinal presente todo o tempo
Estrutura primária do sinal Grupo Quadro
Estrutura do MUX Banda básica Multiquadro
Resumo Geral