MultiplexaçãoTET 00202

Profª. Dianne Scherly Varela de Medeiros

Multiplexação por Divisão no TempoConceitos

Multiplexação por Divisãono Tempo

• Surgiu com a digitalização do sistema telefônico

• Pode ser síncrono ou assíncrono

• Originou hierarquias de multiplexação de canais de voz PDH (Plesiochronous Digital Hierarchy) – Hierarquia digital

plesiócrona

SDH (Synchronous Digital Hierarchy) – Hierarquia digital síncrona

SONET (Synchronous Optical Network) – Rede óptica síncrona

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Multiplexação por Divisão no Tempo

• Amostras dos sinais são feitas sequencialmente por um comutador

• Na saída do comutador existe um sinal PAM composto das amostras individuais de cada fonte

• Espaçamento entre amostras de uma mesma fonte é 𝑇𝑠 = 1/𝑓𝑠

• Aplicações Telefone Digital

Comunicação de Dados

Acesso a satélite

Rádio Celular

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Multiplexação por Divisão no Tempo

• TDM (Time-Division Multiplexing)

• Ideia: o canal é dividido em frações de tempo (slots) que podem ser usadas para transmitir sinais de fontes distintas

Combina vários canais de baixa taxa de transmissão em um único canal de alta taxa

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Ch1

Ch2

Ch3

t

f

Ch1

Ch2

Ch3

Ch1

Ch2

Ch3

slot quadro

𝑇𝑠 𝑇𝑠/3

Acesso Múltiplo por Divisão no Tempo

• TDMA (Time-Division Multiple Access)

• Ideia: cada transmissor recebe uma fração de tempo na qual pode transmitir (slot de tempo)

Usa o TDM para compartilhar o canal entre diversos usuários

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1

2

3

1

2

3

3 2 1 3 2 1 3 2 1MUX

DEMUX

slot quadro

digital 𝑇𝑠 𝑇𝑠/3

Acesso Múltiplo por Divisão no Tempo

• TDMA (Time-Division Multiple Access)

• Ideia: cada transmissor recebe uma fração de tempo na qual pode transmitir (slot de tempo)

Usa o TDM para compartilhar o canal entre diversos usuários

722/09/2019

1

2

3

1

2

3

3 2 1 3 2 1 3 2 1MUX

DEMUX

slot quadro

PCM

PCM

PCM

PCM

PCM

PCM

𝑇𝑠 𝑇𝑠/3

Sistemas TDM

• Se não houver cabeçalho adicional no quaro da conexão (canal multiplexado)

Taxa de dados da conexão de N usuários deve ser a soma das taxas de cada fonte, para garantir a vazão dos dados

A duração de um quadro da conexão é N vezes a duração do slot de tempo de um quadro

• Deve existir um relógio que controle o tempo de inserção das amostras (sincronismo)

• Entradas com taxas distintas também podem ser multiplexadas

Pulse stuffing (enchimento): bits extras que não carregam informação são adicionados para igualar as taxas de transmissão

Multinível/multislot

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Sistemas TDM

• Pulse Stuffing

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Sistemas TDM

• Multinível

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Sistemas TDM

• Multislot

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TDM Síncrono

• Tempo dividido em intervalos de tamanho fixo, formando um quadro de duração 𝑇𝑓

• Cada quadro é subdividido em intervalos chamados slots, de duração 𝑇𝑓/𝑁

• Cada slot contém uma amostra de um usuário Uma amostra pode ter mais de 1 bit

• O conjunto de todos os slots de uma mesma fonte é denominado canal

• No TDM síncrono cada slot de tempo é alocado para um usuário, de forma fixa ou dinâmica

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TDM Síncrono: Alocação Fixa

• Alocação de canais preestabelecida antes do início do funcionamento da rede

• Slot identifica a fonte

• Canal dedicado, fixo, para cada fonte

• Exige sincronização entre MUX e DEMUX Adição de cabeçalho de sincronização ao quadro

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TDM Síncrono: Alocação Fixa

Exemplo: PABX interliga 30 telefones a um tronco de 2.048 kb/s

(enlace E1)

Cada telefone já está associado ao canalque será utilizado, de acordo com o ponto(ramal) no qual está ligado

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TDM Síncrono: Alocação Dinâmica

• Alocação dos canais é dinâmica durante o período de funcionamento da rede

• Canal alocado de forma dinâmica de acordo com a demanda

• Exemplo: ligações entre centrais telefônicas

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TDM Síncrono

• Desvantagens do TDM síncrono Desperdício de recurso quando o transmissor não usa o slot

Exige sincronização entre o MUX e o DEMUX

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1

2

3

1

2

3

3 2 3 1 1MUX

DEMUX

TDM Assíncrono

• Também chamado de TDM estatístico

• Não existe alocação de canal

• Não há desperdício de capacidade

• Cada slot possui um cabeçalho com o endereço do canal relativo à informação do slot

• Se não há dados para transmitir, pula para o próximo transmissor

• A capacidade do canal pode ser menor do que a soma das capacidades dos canais de entrada

• Usado no ATM (Asynchronous Transfer Mode) e na Internet

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TDM Assíncrono

TDM Síncrono vs. Assíncrono

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FDM

• Fração da largura do canal disponível para cada fonte

• Pode ocorrer distorção por intermodulação

• Várias portadoras no meio por vez

• Não necessita de sincronização

• Não é necessário converter o sinal

TDM vs. FDM

• Largura de banda do canal inteiramente disponível para cada fonte

• Não ocorre distorção por intermodulação

• Apenas uma portadora por vez no meio

• Sincronização necessária

• Conversão A/D necessária

TDM

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Exemplo

• Sejam 3 entradas de 1 kb/s e um MUX TDM síncrono que multiplexa 1 bit por vez, sem tempo de guarda:

1. Qual a taxa de transmissão do canal?

2. Qual a duração do slot?

3. Qual a duração do quadro?

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1

2

3

1

2

3

3 2 1 3 2 1 3 2 1MUX

DEMUX

slot quadro

𝑇 𝑇/3

Exercício

1) Um TDM síncrono é usado para transmissão de sinais digitais de voz (PCM), formado por 24 usuários com banda de 4 kHz cada e codificado utilizando 8 bits. Responda às questões, considerando que um slot carrega uma amostra de uma fonte.

a) Qual é a taxa em bps necessária para o sistema?

b) Quantos bits podem ser transmitidos em um quadro?

c) Qual é a taxa de quadros? (quadros/s)

d) Quantos slots existem em um quadro?

e) Qual é a duração de um quadro?

f) Qual é a duração de um slot?

g) Qual é a duração de um bit?

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Material Utilizado

• Notas de aula do Prof. Pedro Castellanos

• Pines, J., Barradas, O., “Sistemas Multiplex”, 3ª edição, Ed. LTC – Livros Técnicos e Científicos

• Forouzan, B. A., “Comunicação de Dados e Redes de Computadores”, 4ª edição, Ed. McGraw Hill

• Notas de aula do Prof. Miguel Elias Mitre Campista disponíveis em http://www.gta.ufrj.br/~miguel/redes.2016.3.html

• Notas de aula dos Profs. Kurose e Ross disponíveis emhttp://www-net.cs.umass.edu/kurose-ross-ppt-6e/

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