TEMA III MULTICANALIZACIÓN POR DIVISIÓN DE TIEMPO TDM

1. TEMA IIIMULTICANALIZACIÓN POR DIVISIÓN DE TIEMPOTDM Aplicaciones en telefonía digital y TDM asíncrona

2. TDM-Sustentación Teórica Es un proceso básico en telefonía digital, ya que permite combinar diferentes señales de voz digitalizadasy enviarlas por el mismo canalde transmisión. De esta forma las señales digitales PCMse multiplexan formando lo que se conoce como tramas PCM.

3. Sustentación Teórica En este ejemplo, los multiplexoresse representan como conmutadores rotatoriossincronizados que toman muestras de cada canal. En el emisor, se toman muestras periódicasde los 3 canalesque una vez codificados se envían por la línea formando una trama. En el receptor, las muestras se entregan a sus respectivos canales, por lo que es necesario que ambos estén perfectamente sincronizados.

4. Definiciones En TDM, el flujo de datos de cada conexión de entrada se divide en unidades, donde cada unidad ocupa una ranura de tiempo de entrada. Una unidad puede ser un bit, un byte (una muestra en telefonía)o un bloque de datos.

5. Definiciones Cada unidad de entrada se convierte en una unidad de salida y ocupa una ranura de tiempo en la salida, denominada canal.

6. Definiciones La duración de una ranura de tiempo de salida es n veces más corta que la de entrada. Es decir, la unidad en la conexión de salida viaja más rápido.

7. Definiciones Las ranuras de tiempo se agrupan en tramas. Una trama consta de un ciclo completo de ranuras de tiempo, con una ranura (canal) dedicada a cada dispositivo emisor; es por esto que se denomina TDM síncrona.

8. Sincronización de tramas La implementación de TDM no es tan sencilla como FDM. La sincronización entre el multiplexor y el demultiplexor es un problema importante; si no están sincronizados, un bit de un canal puede ser recibido por un canal equivocado. Por esta razón se añaden uno o más bits de sincronización al comienzo de cada trama. Estos bits siguen un patrón, trama a trama, que permite al demultiplexor sincronizarse con el flujo entrante y así poder separar las ranuras de tiempo de forma adecuada. Ejemplo

9. TDM en telefonía digital – Estándar Europeo En las etapas de concentración – expansión de la conmutación telefónica digital, se utiliza TDM. Hay diferentes estándares; los más utilizados son el Europeo E1 y el Americano T1. Las señales telefónicas se agrupan en tramas E1 (estándar europeo). En una trama hay tantas ranuras de tiempo (time slot) como canales de entrada (30+2) Cada ranura es una palabra o paquete PCM y contiene 8 bits que corresponden a una muestra de voz del canal.

10. TDM en telefonía digital – Estándar Europeo E1 Estructura de la Trama E1 (PCM) En total tiene 256 bits

11. Jerarquía digital plesiócrona PDH En 1980, se establece una jerarquía para la obtención de tramas de mayor capacidad, a partir de la multiplexación de tramas de nivel inferior, denominada PDH(Jerarquía Digital Plesiócrona). PDH estándar europeo 64 kbps 2,048 Mbps 32 E0 E0 La multiplexación se produce bit a bit. 8,448 Mbps 4 E1 ó 128 E0 E1 30 T D M …. Módulos de transporte o tramas 34,368 Mbps 4 E2 ó 16 E1 E2 T D M 139,264 Mbps 4 E3 ó 64 E1 E3 T D M Tributarios Plesiócronosignifica casi síncrono. Cada tributario viene de redes que tienen su propio reloj. Cuando llegan al MUX TDM deben sincronizarse. En PDH las señales son eléctricas y los medios físicos son cables coaxiales y enlaces de radio. E4 T D M

12. Multiplexación TDM estándar americano Las señales telefónicas se agrupan en tramas T1 (estándar americano). En una trama hay tantasranuras de tiempo (time slot) como canales de entrada (24). Se añade un bit extra para sincronización. Tramas T1 Cada ranura es una palabra o paquete PCM y contiene 8 bits que corresponden a una muestra de voz del canal. Estructura de la trama T1 (PCM) En total tiene 193 bits

13. Ejemplo 1 – TDM síncrona • En la figura, la tasa de datos para cada conexión de entrada es de 1 kbps. Si la unidad de multiplexación es 1 bit, calcule la duración de: • Cada ranura de tiempo en la entrada, • Cada ranura de tiempo en la salida y • Cada trama Respuestas (a) 1 ms (b) 1/3 ms (c) 1 ms

14. Ejemplo 2 – TDM síncrona • Cuatro conexiones de 1 kbps se multiplexan juntas. Una unidad es 1 bit. Encuentre: • La duración de 1 bit antes de la multiplexación, • La tasa de transmisión del enlace, • La duración de una ranura de tiempo y • La duración de la trama Respuestas (a) 1 ms (b) 4 kbps (c) 250 s (d) 1 ms

15. Ejemplo 3 – TDM síncrona • Se multiplexan 4 canales utilizando TDM. Si cada canal envía 100 bytes/s y se multiplexa 1 byte por canal, muestre: • La trama que viaja por el enlace • El tamaño de la trama • La duración de la trama y • La tasa de bits para el enlace Respuestas (a) Ver figura (b) 32 bits (c) 1/100 s (d) 3,2 kbps

16. Ejemplo 4 – TDM síncrona • En la figura, un multiplexor combina 4 canales de 100 kbps utilizando una ranura de tiempo de 2 bits. • Muestre el flujo de salida. • Calcule la duración de la trama. • Calcule la tasa de bit del enlace. • Calcule la duración de bit. Respuestas (a) Ver figura (b) 20 s (c) 400 kbps (d) 2,5 s

17. Gracias