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Telefonia Telefonia Frequency Division Multiplexing (FDM) Time Division Multiplexing (TDM) Wavelength Division Multiplexing (WDM) Profs: Paulo José da Costa Cunha e Selmar Tarcísio Mendes

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Telefonia

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Frequency Division Multiplexing (FDM)

Time Division Multiplexing (TDM)

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.

DemultiplexaçãoRestauração de múltiplos feixes de informação a

partir do único que foi transmitido

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Modulação e DemodulaçãoModulação e DemodulaçãoModulação: 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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MultiplexaçãoMultiplexaçãoTipos 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 implementaçãoExemplos:•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

up Canais de vídeo

analógicosdown

Frequência (MHz)

CATV

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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 FrequênciaRecepção

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 4k 11kHz

Portadora

demodulação

Deslocamento de todas as frequências em 1kHz

Multiplexação por Divisão de FrequênciaMultiplexação por Divisão de Frequência

Portadora

demodulação Informação reconstituída

0 1k 3k 13kHz

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 FrequênciaExemplo 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 4100 104 108

80 92 9684 88

76

64

60 68 72

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Multiplexação por Divisão de FrequênciaMultiplexação por Divisão de Frequência

12 5 5

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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WDMWDM

•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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WDMWDMA 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

t1 t2 tn

•Um quadro de um TDM de 30 canais tem 125s

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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

Sistema TDM Digital (PCM) (Brasil-Europa)1º Nível - 2.048 Mbps - 30 canais2º Nível - 8.448 Mbps - 120 canais3º Nível - 34.368 Mbps - 480 canais4º Nível - 139.264 Mbps - 1920 canais5º Nível - 565.148 Mbps - 7680 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 1 2 15 S 17 1814 31

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 TempoEstrutura do sinal para um TDM de 30 canais

BIT

1 2 3 4 5 6 7 8 Janela ou time-slot (Contém 8 bits)

J0 J1 J30 J31Quadro ou Frame

(Contém 32 janelas)

Q0 Q1 Q14 Q15 Multiquadro (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