Untecs telecom ii_clase_5
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INGENIERÍA ELECTRÓNICA
Y TELECOMUNICACIONES
TDM
• La TDM es el proceso de transmitir por un mismo canal varias señales las cuales han sido muestreadas sincrónicamente en el tiempo y secuencialmente intercaladas.
TIEMPO DE MUESTREO
Un Ciclo de Transmision
TIEMPO
INGENIERÍA ELECTRÓNICA
Y TELECOMUNICACIONES
Proceso de sincronización de tramas
• En el receptor TDM se requiere la sincronización de los cuadros (tramas) de modo que los datos multicanalizados recibidos se puedan clasificar y dirigir al canal de salida apropiado.
Dos maneras enviar la sincronización hasta el receptor son:
•Línea adicional que llegue al receptor desde el transmisor.
•Señal de sincronismo implícita en el mensaje enviado.
INGENIERÍA ELECTRÓNICA
Y TELECOMUNICACIONES
Proceso de sincronización de tramas
0 1 0 1 0 0 1 1 1 1
Canal de
Sincronismo
Canal de Datos
Trama de Datos
y Sincronismo
INGENIERÍA ELECTRÓNICA
Y TELECOMUNICACIONES
Sincronización por línea adicional
• A través de la línea adicional se envía la señal de sincronismo del sistema.
Datos TDM
Señal de Sincronismo
INGENIERÍA ELECTRÓNICA
Y TELECOMUNICACIONES
Sincronización incluida en las tramas
• Se puede multicanalizar junto con las palabras de información en un sistema TDM de N canales con la transmisión de una palabra de sincronización de K bits única al principio de cada trama.
• En el receptor la sincronización de tramas se recupera de la señal TDM por medio de un circuito sincronizador de tramas, el cual correlaciona la señal TDM regenerada con la palabra de sincronización única esperada.
INGENIERÍA ELECTRÓNICA
Y TELECOMUNICACIONES
Sincronización incluida en las tramas
• Formato de sincronización de tramas
S1...Sk...S2S1
Datos
canal
N
LONGITUD DEL CUADRO O TRAMA
PALABRA DE
SINCRONIZACIONPALABRA DE
INFORMACION
CUADRO
ANTERIOR
CUADRO
SIGUIENTE
Datos
canal
1
Datos
canal
2
Datos
canal
N
S1...Sk...S2S1
Datos
canal
N
LONGITUD DEL CUADRO O TRAMA
PALABRA DE
SINCRONIZACIONPALABRA DE
INFORMACION
CUADRO
ANTERIOR
CUADRO
SIGUIENTE
Datos
canal
1
Datos
canal
2
Datos
canal
N
INGENIERÍA ELECTRÓNICA
Y TELECOMUNICACIONES
Red de Transporte de Voz Tradicional
X
X
X X
X
X ACCESO
TRANSITO
SDH/WDM
PDH/SDH
PDH
PDH/SDH
PDH
INGENIERÍA ELECTRÓNICA
Y TELECOMUNICACIONES
Red de Transporte de Datos
LAN WAN
LAN
MAN
(Acceso)
IP/FR/ATM
SDH/WDM
IP/PPP/FR
o
xDSL/E1
Ethernet
TRANSITO
ACCESO
(Cliente)
(Servidor)
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Y TELECOMUNICACIONES
TDM
S1(t)
S2(t)
S3(t)
Multiplexor
señal multiplexada
1 2 3
• Asignación de intervalos de tiempo FIJOS para cada
canal en el flujo de la señal global .
• Permite uso eficiente de los medios de comunicación al
permitir la TX de múltiples señales por el mismo soporte
físico.
canales tributarios
señal global
INGENIERÍA ELECTRÓNICA
Y TELECOMUNICACIONES
Digitalización de la SX Telefónica
• Para la Señal telefónica:
• Ancho de Banda: Bt = 3400 Hz.
• Frecuencia de muestreo según Teorema de Nyquist: Fs = 8000 Muestras por segundo ( Fs 2 Bt), Ts= 125 s
• Cuantificación en 256 niveles
• Codificación de 8 bits / muestra, con ley A para mantener S/N constante para todos los niveles de señal.
• Velocidad Binaria de la señal de voz digitalizada Vb = 8000 x 8 = 64000 bps
• La UIT estandarizó los circuitos de 64Kbps como circuitos Eo
INGENIERÍA ELECTRÓNICA
Y TELECOMUNICACIONES
Estándares de la UIT
• Circuito E0 con una velocidad de 64Kbps.
• Circuito E1 compuesto por 32 canales de 64Kbps de los cuales el primero se emplea para la sincronía.
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Y TELECOMUNICACIONES
Multiplex Digital de Señales Telefónicas • Usado
inicialmente en TX. telefónica con velocidades estandarizadas
• por la UIT.
14
S1
S2
S3
•
S29 S30
2.048 Mbps
Ejemplo particular de
Circuito E1 (30 canales de inf.
y 2 canales de servicio)
Multiplexor
1 trama = 125 s = 32 intervalos = 2.048 Mbps
sincronización señalización 8 bits codificados
Eo
64Kbps
31 0 1 2 3 4 5 •• 16 17 18 19 20 21 • 30 31 0 1
INGENIERÍA ELECTRÓNICA
Y TELECOMUNICACIONES
Proceso de Sincronización
Recup.
de Reloj
Localiz.
Al. Trama
Sx IN
Sx OUT
Chequeo
de error
Ritmo del Reloj
Identificación patrón de comienzo
de trama
Verificación de la
Información
Códigos de línea
Algoritmo de
Alineación
Códigos detectores y
correctores
INGENIERÍA ELECTRÓNICA
Y TELECOMUNICACIONES
Técnicas de transmisión para altas velocidades
•Jerarquía Digital Plesiócrona (PDH)
•Jerarquía Digital Sincrónica (SDH)
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Jerarquía Digital Plesiócrona (PDH)
• La necesidad de transmitir flujos crecientes de información hizo multiplexar señales E1 para formar señales de jerarquía superior.
• Cada nuevo nivel requiere de bits de servicio y se forma entrelazando bits de los flujos tributarios.
• “Plesio” significa cercano y “cronos” tiempo: variaciones alrededor del valor Nominal de frecuencia.
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Y TELECOMUNICACIONES
Jerarquía Digital Plesiócrona (PDH)
• PDH: Plesiochronous Digital Hierarchy
Multiplexación digital de enlaces PCM
PCM: Pulse Code Modulation
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PDH 1
2
•
30
E1
E2
E3
1
2
3
4
1
2
3
4
circuito velocidad Mbps canales de voz Eo 0.064 1
E1 2.048 30
E2 8 . 448 120
E3 34. 368 480
E4 139. 264 1920
E5 565.148 7860
UIT
Multiplexores
E4
1 2 3 4
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Jerarquia Digital en América del Norte
circuito velocidad (Mbps) canales de voz
DS1 (T1) 1. 544 24
DS1C 3. 152 48
DS2 (T2) 6. 312 96
DS3 (T3) 44. 736 672
DS4 (T3) 272. 176 4032
velocidades inferiores a T1/E1 son
denominadas “fractional T1/E1”
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Sincronismo en PDH
• Los 30 canales están generados con el mismo reloj y se puede formar la trama sincrónica en la que cada canal tiene definido su intervalo de tiempo.
• En la recepción una vez sincronizada la trama se pueden identificar cada canal tributario (afluente).
2.048 Mbps
64 Kbps
• • • • • •
30 Eo
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Sincronismo en PDH
• Al multiplexar bit a bit los canales tributarios, se presentan sobrelecturas o pérdidas de bits.
• Las tributarias con velocidades más lentas sufrirían sobrelectura => bit leído dos veces
• Las tributarias más rápidas sufrirían over run => se perdería un bit sin leer.
• • •
• • •
• • •
• • •
E1
E2
E0
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Multiplexor de inserción/extracción de canal de 2 Mbps (ADM)
usuario
34 Mbps
8 Mbps
2 Mbps
140 Mbps 140 Mbps
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Y TELECOMUNICACIONES
Circuito PDH de 140Mbps
B C
A
ADM
ADM ADM
sitios de usuario
Red lógica
Multiplexor ADD/DROP
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PDH
Equipo: Equipo empleado típicamente en radio enlaces terrestres de microondas para transporte PDH: Minilink (Ericsson) Funcionalidades: –Capacidad de transmisión: nx2 Mbps, con n=1, 2, 4, 8 –Redundancia: 1+0, 1+1
Módulos hardware: –Parábola –Módulo radio externo (mochila):emisión/recepción en frecuencia de microondas; –Módulo radio interno:procesadode información y transmisión/recepción en frecuencia intermedia.
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Sincronía Digital Jerárquica (SDH)
Exigencias actuales
• Necesidad de multiplexar velocidades aún superiores.
• Se requiere acceder a los afluentes o tributarios a través de esquemas más simples y económicos.
• Se requiere incrementar el nivel de gestión en la red para mejorar la calidad de servicio.
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Sincronía Digital Jerárquica (SDH)
SDH: Synchronous Digital Hierarchy • Ventajas de SDH sobre PDH:
– Muy altas tasas binarias de transmisión (hasta 10Gbps) –conveniente para líneas troncales;
– Funcionalidad de inserción y extracción simplificada: es mucho más sencilla que en PDH la inserción o extracción de canales de baja tasa binaria de flujos con una tasa muy elevada. No es necesario demultiplexar y volver a multiplexar, como en PDH;
– Robustez: anillos, circuitos de respaldo; – Sistema de transporte ideal para servicios de comunicaciones de
banda ancha –como los basados en redes ATM -. – La tecnología de transmisión DWDM (Dense Wavelength Division
Multiplexing) permitirá transportar, por ejemplo, sobre una sola fibra óptica monomodo, 16 longitudes de onda (lambdas) entre 1520 y 1580 nm.
– Cada lambda transportará un canal STM-16, implicando una capacidad de 40 Gbps en una sola fibra.
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Sincronía Digital Jerárquica (SDH)
STM : Synchronous Transport Module
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Sincronía Digital Jerárquica (SDH)
• Origen en EU bajo el nombre de Synchronous Optical Network SONET. (1985)
• Estandarizada por la UIT como SDH mediante G707 (anteriormente G707, G708 y G709). (1989)
• Velocidad básica de 155 Mbps.
• Synchronous Transport Module level 1=STM-1
• Adecuada para transportar celdas ATM.
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SDH
• SDH es una técnica de multiplex con mayores anchos de banda dedicados a gestión
• Aparentemente su instalación no es notada por el usuario pero el operador de la red responde con mayor rapidez y eficiencia ante problemas en la red. (Mayor overhead pero permitido por el empleo de fibra óptica)
INGENIERÍA ELECTRÓNICA
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Características de SDH
• Entrelazado por octetos o bytes. • Duración de las tramas de 125 s (compatibilidad con otros
sistemas). • Las tramas se repiten 8000 veces por segundo==> cada byte
transporta 64 Kbps. • Empleo de justificación para compensar las diferencias de los
relojes de los afluentes. • Entrelazado por octetos o bytes. • Duración de las tramas de 125 s (compatibilidad con otros
sistemas). • Las tramas se repiten 8000 veces por segundo==> cada byte
transporta 64 Kbps. • Empleo de justificación para compensar las diferencias de los
relojes de los afluentes. • Opera principalmente sobre FO monomodo con capacidad superior
a 30 mil canales y distancias de mas de 100 Km sin repetidor. • Hay versiones sobre radio hasta 155 Mbps
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Conceptos básicos
• Trama STM-1 (Synchronous Transport Module) es el módulo básico para SDH.
• Duración de la trama de 125 s (compatible con PCM)
• Longitud de la trama 2430 = (270 x 9) octetos.
• Capacidad útil 2340 = (260 x 9) octetos
• Velocidad de transmisión: 155.52 Mbps.
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Y TELECOMUNICACIONES
Conclusiones • Las redes de alta velocidad nacieron por la necesidad de
transportar elevadas cargas de información. • Una trama SDH, puede encapsular paquetes IP, ATM,
FRAME RELAY, etc. • PDH fue desarrollada para transmisiones que
demandaban gran capacidad en redes de circuitos (Comunicaciones de voz).
• La diferencia mas importante entre SDH y PDH es la capacidad de demultiplexación entre ambas tecnologías.
• Es posible la emisión por medio inalámbrico hasta una STM-1 usando radioenlaces.
• Gracias a la fibra y el desarrollo tecnológico, se cuentan con equipos como multiplexores SDH, que superan enormemente las capacidades de otros elementos de red como por ejemplo transmisiones satelitales.
