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Transmissão da Informação:Multiplexação TDM

Volnys Borges Bernalvolnys@lsi.usp.br

http://www.lsi.usp.br/~volnys

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Agenda

? Multiplexação no Tempo? TDM Síncrono? TDM Assíncrono

? Hierarquias de Transmissão Digital? Padrão Americano? Padrão Europeu

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Multiplexação no Tempo

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Multiplexação no Tempo

? TDM - Time Division Multiplexing? Permite compartilhar um meio físico por vários sinais

intercalando porções de cada um durante o tempoTDM

tempo

Sinal A Sinal B Sinal C Sinal A Sinal B Sinal C Sinal A

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? Tipos? TDM Síncrono?O tempo é dividido em intervalos de tempo de tamanho fixo, não

necessáriamente iguais

? TDM Assíncrono?Neste esquema não há alocação de canal

Multiplexação no Tempo

tempo

Sinal A Sinal B Sinal C Sinal A Sinal B Sinal C

tempo

Sinal A Sinal B Sinal C Sinal A Sinal C Sinal B Sinal C

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TDM Síncrono

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TDM Síncrono

? TDM Síncrono?O tempo é dividido em intervalos de tamanho fixo T chamdo

frames?Cada frame é dividido em N subintervalos denominados slots

(ou segmentos). O tamanho de cada slot em um frame não énecessariamente igual.

?Canal é um conjunto de todos os segmentos de uma mesma posição de frame

tempo

slot slot slot slot slot slot

Frame Frame

canal

T

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TDM Síncrono

? TDM Síncrono - Exercício(1) Seja um sistema TDM síncrono utilizado para transmissão de

sinais digitais de voz (PCM). Cada sinal de voz necessita de um canal com uma taxa de 64 Kbps. Suponha um sistema TDMsíncrono com 24 canais. Suponha que cada segmento contenha8 bits do sinal digital (uma amostragem PCM). Responda:

(a) Qual a taxa (em bps) necessária para o canal(b) Quantos bits podem ser transmitidos em um segmento (slot)?(c) Quantos bits podem ser transmitidos em um frame?(d) Quantos frames existem por segundo?(e) Quantos segmentos (slots) existem em um frame?(f) Qual a duranção de um frame?(g) Qual a duração de um segmento (slot)?

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TDM Síncrono

? Alocação de canal?As fontes de transmissão necessitam alocar canal disponível

para transmissão de sinal.

? Formas de alocação e liberação de canal? Fixa?Dinâmica

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TDM Síncrono

? Alocação Fixa?A alocação do canal é fixa durante todo o tempo e

preestabelecida antes do funcionamento da rede?Canal fixo: canal alocado de forma fixa? Exemplo:?PABX que interliga 30 telefones com um tronco de 2048 kbps

(enlace E-1)• Neste caso o enlace E1 suporta 30 canais de voz PCM de

64 Kbps• Cada telefone já está associado ao canal que será utilizado,

de acordo com o ponto no qual é ligado.

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TDM Síncrono

? Alocação Dinâmica?A alocação dos canais é dinâmica durante o período de

funcionamento da rede?Canal chaveado: canal alocado de forma dinâmica? Exemplo:?Ligações entre centrais telefônicas

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TDM Síncrono

? Taxa de transmissão máxima de canal?Depende do tamanho (duração) do segmento? Supondo C a capacidade de transmissão do meio e se um

segmento ocupar 1/a do frame então:?Taxa d transmissão do canal = C/a bps

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TDM Síncrono

? Exercício(1) Suponha um meio físico com taxa de transmissão de 512 Kbps

no qual seja utilizado TDM síncrono. Cada segmento ocupa 1/8 do frame. Qual a taxa de transmissão de cada canal TDM (embps)?

(2) Seja um sistema TDM no qual todos os segmentos tem omesmo tamanho. Supondo por simplificação que todas asfontes de transmissão de sinal tem taxas fixas e constantes iguais a F bps, que a capacidade de transmissão do meio seja C bps e que a duração do frame seja T, responda:

(a) Qual o número máximo (N) de canais possíveis?(b) Qual a duração de cada segmento?(c) Quantos bits são transmitidos em cada segmento?

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TDM Síncrono

? Chaveameto por circuitos?No TDM síncrono com canais chaveados, quando um canal é

alocado é estabelecida uma conexão que permanece dedicada até o momento em que for desfeita. Esta forma de chaveamentoé denominada chaveamento de circuitos, como será visto adiante.

? Desperdício?Quando a fonte do sinal nao ocupar o canal alocado, este não

pode ser utilizado por outra entidade. Portanto existe umdesperdício da capacidade do canal (e por conseqüência domeio físico)

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TDM Assíncrono

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TDM Assíncrono

? Não existe a alocação de canal? Não existe estabelecimento de conexão? Nenhuma capacidade é desperdiçada pois o tempo não

utilizado por uma fonte está sempre disponível.? Não existe o conceito de frame? Para cada slot é necessário um cabeçalho

tempo

Sinal A Sinal B Sinal C Sinal A Sinal C Sinal B Sinal C

cabeçalho

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Exercício

(1) Suponha um meio físico onde seja utilizado TDMsíncrono através do qual se deseja transmitir 24 canaisde voz PCM. Qual a capacidade necessária do meio físico de transmissão?

(2) Suponha um meio físico onde seja utilizado TDMsíncrono através do qual se deseja transmitir 32 canaisde voz PCM. Qual a capacidade necessária do meio físico de transmissão?

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Hierarquia de Transmissão Digital

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Hierarquia de Transmissão Digital? Para tornar o particionamento do tempo independente

dos progressos tecnológicos que tendem a possibilitar taxas cada vez maiores de transmissão criou-se os esquemas de hierarquias de transmissão digital.

? Hierarquia de transmissão digital?Um meio de maor capacidade é aproveitado fazendo-se a

multiplexação síncrona no tempo (TDM síncrona) de varios sinais básicos, compondo um segundo nível da hierarquia. Este processo pode se repetir sucessivamente para compor níveis superiores.

?Resumo?Nível 0 sinal básico?Nível 1 agrupamento de sinais básicos?Nível 2 agrupamento de sinais de nível 1?.... ....

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Hierarquia de Transmissão Digital

? Padrão DS1 (T1)? Padrão americano para agrupamento de canais de voz PCM?Consiste de 24 canais de 64 Kbps cada?Cada slot armazena uma amostra PCM (8 bits)?Cada frame, portanto, armazena 24 canais x 8 bit, mais 1 bit de

controle?Frame = 24 x 8 + 1 = 193

?Capacidade = 193 bits x 8000 amostras por segundo?C = 193 x 8000 = 1.544.000 bps = 1.544 Kbps

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Hierarquia de Transmissão Digital

? Padrão E1? Padrão europeu para agrupamento de canais de voz PCM?Consiste de 32 canais de 64 Kbps cada?Destes canais, 30 são reservados para voz e 2 para controle?Cada slot armazena uma amostra PCM (8 bits)?Assim, cada frame armazena 32 canais x 8 bit?Frame = 32 x 8 = 256 bits

?Capacidade = 193 bits x 8000 amostras por segundo?C = 256 x 8000 = 2.048.000 bps = 2.048 Kbps

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Hierarquia de Transmissão Digital

? Padrões de Hierarquia de Transmissão digital

EUA

DS-1 (T1) 1,544 Mbps 32 PCM

DS-2 (T2) 6,312 Mbps 4 x DS-1

DS-3 (T3) 44,736 Mbps 6 x DS-2

DS-4 (T4) 274,176 Mbps 7 x DS-3

Europa

E-1 2,048 Mbps 32 PCM

E-2 8,448 Mbps 4 x E-1

E-3 34,368 Mbps 4 x E-2

E-4 139,264 Mbps 4 x E-3

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Bibliografia deste módulo

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Bibliografia deste módulo

? Livros

? SOARES, LUIZ F. G.?Redes de computadores:das LANs MANs e WANs às redes ATM.?Editora Campus. 1995

? TANENBAUM, ANDREW S. ?Computer Networks. 3rd edition. ?Prentice Hall 1996.

?MONTORO, FÁBIO?Modem?Editora Erica, 1995