Multiplexación Siempre que la capacidad de transmisión del medio que enlaza dos dispositivos sea mayor que las necesidades de estos es posible compartir el medio. La multiplexación consiste en la transmisión de múltiples señales a través de un único enlace de datos.
Figure 8-1 Multiplexing vs. No Multiplexing
Muchos a uno / Uno a muchos La palabra camino se refiere al enlace físico, mientras que canal se refiere a la porción de camino destinado a la comunicación entre dos dispositivos determinados. El multiplexor (MUX) combina los canales en un único flujo y el demultiplexor (DEMUX) separa el flujo en los canales que lo componen. Tres técnicas básicas: Multiplexación por división en frecuencia (FDM). Multiplexación por división en el tiempo (TDM). Multiplexación por división de onda (WDM).
Figure 8-2 Multiplexación por división de onda
Multiplexación por división de frecuencia(FDM) Las señales generadas por cada dispositivo emisor se modulan usando distintas frecuencias portadoras. Entre los canales hay que dejar bandas de guardia para prevenir que las señales se solapen. Se usa modulación AM o FM.
FDM Figure 8-3
Figure 8-4 FDM, Time Domain
Figure 8-5 Multiplexing, Frequency Domain
Figure 8-6 Demultiplexing, Time Domain
Figure 8-7 Demultiplexing, Frequency Domain
Multiplexación por división de onda (WDM) Es conceptualmente la misma que FDM pero la multiplexación y de la demultiplexación se realiza sobre señales luminosas. Aunque la tecnología es muy compleja, la idea es muy simple: pasar la luz a través de un prisma.
Multiplexación por división en el tiempo (TDM) La TDM asigna ranuras de tiempo a cada canal, de forma que el camino es usado alternativamente por los canales multiplexados.
TDM Figure 8-8
TDM síncrono La multiplexación síncrona por división en el tiempo asigna secuencialmente una ranura de tiempo a cada dispositivo aún en el caso de que alguno de ellos no tenga nada que transmitir (no se aprovecha toda la capacidad del camino, ya que algunas ranuras de tiempo pueden quedar vacías). Una trama está formada por un ciclo completo de ranuras de tiempo, pudiendo contener más de una para un mismo dispositivo emisor. Entrelazado, es el proceso de concatenar las ranuras de tiempo de los distintos dispositivos. Bits de tramado, permiten al demultiplexor sincronizarse con el flujo de entrada para separar la información correspondiente a cada ranura. Relleno de bits, cuando los dispositivos van a velocidades mayores pueden usar múltiples ranuras de bits por trama, pero cuando las velocidades de los dispositivos no son exactamente múltiplos se hace necesario el relleno de bits.
Synchronous TDM Figure 8-9
Figure 8-10 TDM, Multiplexing
Figure 8-11 TDM, Demultiplexing
Framing Bits Figure 8-12
Data Rate Figure 8-13
TDM asíncrona La TDM asíncrona o estática es más flexible que la síncrona, ya que puede adaptarse a las necesidades de enviar de los dispositivos emisores. Tampoco es necesario que el camino tenga capacidad suficiente para todos los dispositivos enviando a la vez (n. v = V), puede ser menor y suficiente si no todos los dispositivos envían a la vez. El número de ranuras de tiempo para cada dispositivo se basa en el análisis estadístico del número de líneas de entrada que probabilísticamente transmiten en cada t. Este análisis y la información adicional para identificar las ranuras de tiempo supone un coste mayor, pero supone mayor eficiencia. Otra posibilidad es asignar tramas de longitud variable, mayores para los dispositivos más rápidos, pero esto supone una información adicional en las ranuras y mayor complicación.
Asynchronous TDM Figure 8-14
Frames and Addresses Figure 8-15 a. Only three lines sending data
Frames and Addresses Figure 8-15-continued b. Only four lines sending data
Frames and Addresses Figure 8-15-continued c. All five lines sending data
Multiplexación inversa Toma el flujo de datos de una línea de alta velocidad y lo separa en varias líneas de velocidad más baja. El llamado ancho de banda bajo demanda emplea la posibilidad de ir utilizando más líneas de velocidad estándar según crecen las necesidades de transmisión.
Figure 8-16 Multiplexing and Inverse Multiplexing
Telephone Network Figure 8-17
Figure 8-18
Aplicación de la multiplexación al sistema telefónico Servicios analógicos: Servicios conmutados, la señal del bucle local es analógica entre 0 y 4.000 Hz. El conmutador conecta las dos líneas correspondientes. Servicios dedicados, no hace falta marcar. Jerarquía analógica, se multiplexan por FDM 12 canales de voz en un “grupo” (ancho de banda 48 KHz). 5 grupos forman un supergrupo (240 KHz, 60 canales de voz). 10 forman un grupo maestro (2,40 MHz y 600 canales). 6 maestros forman un grupo jumbo (15,12 MHz, 3.600 canales de voz).
Figure 8-19
Analog Switched Service Figure 8-20
Analog Leased Service Figure 8-21
Analog Hierarchy Figure 8-22
Aplicación de la multiplexación al sistema telefónico Servicios digitales: Servicio conmutado/56, es la versión digital de una línea conmutada analógica y permite tasas de datos de 56 Kbps. No se necesita módem, sino una unidad de servicio digital (DSU) que adapta la señal digital del computador a la de la línea. DDS, Es una línea digital dedicada de 64 Kbps. También necesita DSU. DS ó servicio digital, es una jerarquía de señales digitales: DS0, es como el DSS DS1, 1,544 Mbps ó 24 canales de voz DS2, 6,312 Mbps ó 96 canales de voz DS3, 44,736 Mbps ó 672 canales de voz DS4, 274,176 Mbps ó 4.032 canales de voz Estas señales se envían a través de la líneas T correspondientes.
Figure 8-23
Switched/56 Service Figure 8-24
DDS Figure 8-25
DS Hierarchy Figure 8-26
T-1 Line Figure 8-27
T-1 Frame Figure 8-28
Fractional T-1 Line Figure 8-29
Línea de abonado digital (DSL) La DSL es una tecnología que usa las líneas telefónicas existentes para la transmisión de datos a muy alta velocidad. ADSL, es asimétrica y divide el ancho de banda de 1 MHz del cable de par trenzado en: 0 – 25 KHz para el servicio de voz (4 KHz para el canal y el resto banda de guardia). 25 – 200 KHz para salida de datos. 200 -250 KHz para entrada de datos. Usa una modulación más compleja que la QAM. RADSL, con velocidad adaptativa, permite conseguir distintas tasas de datos dependiendo del tipo de comunicación. HDSL, de alta tasa de bits fue diseñada como alternativa a la T-1. SDSL, simétrica, consigue la misma velocidad que HDSL (2 Mbps) VDSL, de tasa muy alta, con 50 Mbps de entrada y 1,5 Mbps salida
Fibra óptica hasta la aceraFTTC La fibra óptica llega hasta la acera y desde allí las señales se distribuyen a los abonados a través de cable coaxial o par trenzado. FTTC en la red telefónica, para multiplexar los canales de los abonados. FTTC en la red de televisión por cable, para multiplexar los canales por cable.