Unidad 5 Multiplexacion

5.1 TDM División de tiempo

La Multiplexación o multicanalización es la transmisión de información, de más deuna fuente a más de un destino, por el mismo medio de transmisión. Losprincipales métodos de realizar este proceso son la multiplexación de división defrecuencia (FDM: Frequency Division Multiplexing), la multiplexación por divisiónde código (CDM: Coded Division Multiplexing), la multiplexación por división delongitud de onda (WDM: Wavelength Division Multiplexing) y la multiplexación por división de tiempo (TDM: Time Division Multiplexing).En la Multiplexación por división de tiempo, las transmisiones para fuentes múltiples ocurren sobre elmismo medio pero no al mismo tiempo. Las transmisiones de varias fuentes seintercalan en el dominio del tiempo mediante ranuras, una para cada mensaje. Seutiliza tanto para transmisión analógica como para la transmisión digital. Unade las aplicaciones más comunes es la multiplexación en el tiempo de señalesPCM. En un sistema PCM-TDM, se muestrean dos o más canales de voz,convertidos a códigos PCM, luego con el proceso de multiplexación por divisiónde tiempo se transmite por un medio de transmisión común. La figura N°2 describeel proceso de multiplexación donde las señales PCM en los canales A, B y C, sonmultiplexadas en el tiempo y transmitidas en un canal D de mayor velocidad dedatos, para luego ser de multiplexadas en el receptor.

5.2 FDM División de frecuencia

Para optimizar la utilización del medio de transmisión, se ha desarrollado la multiplexación, que es un conjunto de técnicas que permite la transmisión simultanea de múltiples señales a través de un único enlace. 

La FDM es usada para dividir la anchura de banda disponible en un medio físico en varios canales lógicos independientes más pequeños con cada canal que tiene una pequeña anchura de banda. El método de usar varias frecuencias de portador cada uno de las cuales es modulado por una señal de discurso independiente es de hecho la multiplexación por división de frecuencia.

VENTAJAS DE FDM

1.El sistema de FDM apoya el flujo de dúplex total de información que es requerido por la mayor parte de la aplicación.

2.El problema del ruido para la comunicación análoga tiene menos el efecto.

3.Aquí el usuario puede ser añadido al sistema por simplemente añadiendo otro par de modulador de transmisor y modulador receptor.

DESVENTAJAS DE FDM

1.En el sistema FDM, el coste inicial es alto. Este puede incluir el cable entre los dos finales y los conectores asociados para el cable.

2.En el sistema FDM, un problema para un usuario puede afectar a veces a otros.

3.En el sistema FDM, cada usuario requiere una frecuencia de portador precisa.

PROCESO DE MULTIPLEXACIÓN

PROCESO DE DEMULTIPLEXACIÓN

5.3 WDM División de longitud

En las comunicaciones de fibra óptica, multiplexación por división de longitud de onda es una tecnología que multiplexa un número de señales portadoras ópticas en una sola fibra óptica mediante el uso de diferentes longitudes de onda de la luz láser. Esta técnica permite comunicaciones bidireccionales sobre una hebra de fibra, así como la multiplicación de la capacidad.

El término multiplexación por división de longitud de onda se aplica comúnmente a una portadora óptica, mientras que la multiplexación por división de frecuencia típicamente se aplica a una portadora de radio. Dado que la longitud de onda y la frecuencia están unidas entre sí a través de una simple relación directamente inversa, los dos términos en realidad describen el mismo concepto.

Sistemas WDM

Un sistema WDM utiliza un multiplexor en el transmisor para unirse a las señales juntas, y un demultiplexor en el receptor para dividir aparte. Con el tipo adecuado de fibra que es posible tener un dispositivo que hace las dos cosas a la vez, y puede funcionar como un multiplexor óptico de añadir y soltar. Los dispositivos de filtrado ópticos utilizados han sido convencionalmente etalones, de una sola frecuencia interferómetros Fabry-Prot de estado sólido estables en la forma de cristal óptico-recubierto con película delgada.

El concepto fue publicado por primera vez en 1970, y por 1978 los sistemas WDM se está realizando en el laboratorio. Los primeros sistemas WDM combinan sólo dos señales. Los sistemas modernos pueden soportar hasta 160 señales y se puede ampliar tanto un sistema básico de 10 Gbit/s sobre un par de fibra a más de 1,6 Tbit/s.

Sistemas WDM son populares entre las empresas de telecomunicaciones, ya que les permite ampliar la capacidad de la red sin poner más fibra. Mediante el uso de WDM y amplificadores ópticos, que pueden acomodar a varias generaciones de desarrollo de la tecnología en la infraestructura óptica sin tener que reformar la red troncal. Capacidad de un enlace dado se puede ampliar simplemente por las actualizaciones a los multiplexores y demultiplexores en cada extremo.

Esto se hace a menudo mediante el uso de óptica a eléctrica a la traducción óptica en el mismo borde de la red de transporte, permitiendo de este modo la interoperación con los equipos existentes con interfaces ópticas.

La mayoría de los sistemas WDM operan en un solo modo de cables de fibra óptica, que tienen un diámetro de núcleo de 9 m. Ciertas formas de WDM también pueden ser utilizados en cables de fibra multi-modo que tienen diámetros de núcleo de 50 ó 62,5 m.

Sistemas WDM primeros eran caros y complicados de ejecutar. Sin embargo, la reciente normalización y la mejor comprensión de la dinámica de los sistemas de WDM han hecho WDM menos costoso de implementar.

Receptores ópticos, en contraste con las fuentes de láser, tienden a ser dispositivos de banda ancha. Por lo tanto, el demultiplexor debe proporcionar la selectividad de longitud de onda del receptor en el sistema WDM.

Sistemas WDM se dividen en diferentes patrones de longitudes de onda, convencional/grueso y denso. Sistemas WDM convencionales proporcionan hasta 8 canales en la ventana tercera transmisión de fibras de sílice alrededor de 1550 nm. Dense Wavelength Division Multiplexing utiliza la misma ventana de transmisión, pero con separación de canales más densa. Planes de canales varían, pero un sistema típico sería utilizar 40 canales a 100 espaciado de canales de 80 GHz o con espaciamiento de 50 GHz. Algunas tecnologías son capaces de espaciado de 12,5 GHz. Estas distancias son hoy logra sólo por la tecnología óptica de espacio libre. Nuevas opciones de amplificación permiten la ampliación de las longitudes de onda utilizables a la banda L, más o menos duplicar estos números.

Multiplexación en longitud de onda gruesa en contraste con WDM convencional y utiliza DWDM mayor separación entre canales para permitir menos sofisticados y por lo tanto más barato diseños transceptor. Para proporcionar 8 canales en una sola fibra de CWDM utiliza toda la banda de frecuencia entre la segunda y la tercera ventana de transmisión incluyendo ambas ventanas sino también la zona crítica donde puede ocurrir OH dispersión, recomendando el uso de fibras de sílice-OH libres en caso de que las longitudes de onda entre segundos y También se debe utilizar tercera ventana de transmisión. Evitar esta región, los canales 47, 49, 51, 53, 55, 57, 59, 61 permanecen y estos son los más utilizados.

WDM, DWDM y CWDM se basan en el mismo concepto de la utilización de múltiples longitudes de onda de luz sobre una sola fibra, pero difieren en el espaciamiento de las longitudes de onda, número de canales, y la capacidad para amplificar las señales multiplexadas en el espacio óptico. EDFA proporcionar una amplificación de banda ancha eficiente para la banda C, la amplificación Raman añade un mecanismo de amplificación en la banda L. Para CWDM amplificación óptica de banda ancha no está disponible, lo que limita los tramos ópticos a varias decenas de kilómetros.

5.4 CDM División de código

CDM emplea una tecnología de espectro expandido y un esquema especial de codificación, por el que a cada transmisor se le asigna un código único, escogido de forma que sea ortogonal respecto al del resto; el receptor capta las señales emitidas por todos los transmisores al mismo tiempo, pero gracias al esquema de codificación puede seleccionar la señal de interés si conoce el código empleado. En vez de utilizar las ranuras de tiempo o frecuencias, como lo hacen las tecnologías tradicionales, usa códigos matemáticos para transmitir y distinguir entre conversaciones inalámbricas múltiples. Ventajas Resiste la interferencia intencional y no intencional.

Operación limitada de interferencia.

CDM Multiplexación por División de Código Puede Ser:

CDMA Síncrono (mediante códigos ortogonales)

CDMA Asíncrono (mediante secuencias pseudoaleatorias).

USO DEL CDMA SINCRONO La cantidad de usuarios es extensible a todos los usuarios que se desee, siempre que existan códigos ortogonales suficientes para el número de usuarios  deseado, lo que se logra incrementando la longitud  del código. Cada usuario de CDMA síncrono emplea un código único para modular la señal, y los códigos de los usuarios en una misma zona deben ser ortogonales entre sí.

Los sistemas CDMA asíncronos funcionan bien siempre que no haya excesivo retardo en la llegada de las señales; sin embargo, los enlaces de radio entre teléfonos móviles y sus bases no pueden coordinarse con mucha precisión. Como los terminales pueden moverse, la señal puede encontrar obstáculos a su paso, que darán origen a cierta variabilidad en los retardos de llegada (por los distintos rebotes de la señal, el efecto Doppler y otros factores).

En los sistemas CDMA asíncronos se emplean secuencias únicas de "pseudo-ruido" (en inglés, PN sequences). 

Un código PN es una secuencia binaria. 

Estas secuencias se usan para codificar y decodificar las señales de interés de los usuarios de CDMA asíncrono USO DEL CDMA ASÍNCRONOS La Multiplexación por División de Código.