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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

540 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

04k

Informação

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Informação reconstituída

01k 4k11kHz

Portadora demodulação

Deslocamento de todas as frequências em 1kHz

Multiplexação por Divisão de FrequênciaMultiplexação por Divisão de Frequência

Portadora demodulação Informação reconstituída

01k 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

04
04
04
04
04
04
04
04
04
04
04
04
100104 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

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