teleprocessamento multiplexação aula 7 prof. eduardo leivas bastos [email protected]
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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
Teleprocessamento
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
Teleprocessamento
Multiplexação - Tipos
• FDM (Frequency Division Multiplexing)
• TDM (Time Division Multiplexing)– Síncrono – Assíncrono
Teleprocessamento
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)
Teleprocessamento
SistemaFDM
Teleprocessamento
FDM
Canal é uma largura de
banda no entorno
de uma freqüência central
Teleprocessamento
FDM - Exemplos
• Televisão (broadcast)
• Rádio
• TV a Cabo
• ADSL
• Modems
• Celular AMPS
Teleprocessamento
FDM - Voz
Teleprocessamento
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)
Teleprocessamento
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
Teleprocessamento
Ver tabela 8.1 (FDM carrier standards)
Teleprocessamento
(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
Teleprocessamento
(D)WDM((Dense)Wavelength Division Multiplexing)
Teleprocessamento
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)
Teleprocessamento
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
Teleprocessamento
sTDM
Teleprocessamento
sTDM - Exemplos
• Celular (TDMA)
• E1, E3, ...
• STM1, STM4,..
Teleprocessamento
Sistema
sTDM
Teleprocessamento
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
Teleprocessamento
sTDM(Synchronous Time Division Multiplexing)
The T1 carrier (1.544 Mbps).
Teleprocessamento
sTDM(Synchronous Time Division Multiplexing)
Multiplexação de fluxos T1 em “carriers” de mais alta capacidade
Teleprocessamento
Ver tabela 8.3 (TDM Carrier Standards)
Teleprocessamento
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, ...
Teleprocessamento
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)
Teleprocessamento
Hierarquia SONET/SDH
Teleprocessamento
Formato do frame SONET
Teleprocessamento
statTDM
Teleprocessamento
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
Teleprocessamento
statTDM - Formato de Frame
Teleprocessamento
Ver animação em flash na página da cadeira
Teleprocessamento
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?
