INFORME DE TELECOMUNICACIONES

INFORME DE TELECOMUNICACIONES .
PROFESOR
: Sebastian Vargas
CARRERA
: Telecomunicaciones y Redes .
SECCION
: 2
INTEGRANTES :
GRUPO 7



Cesar Alcota .
Walter Gutierrez T.
Jonathan martinez
Multiplexación:
La Multiplexación es el método que consiste en compartir un mismo medio de
transmisión entre varias comunicaciones. Esta característica supone la mayor
economía para las compañías telefónicas, puesto que cuenta prácticamente lo mismo
instalar un cable de gran capacidad que uno de menor capacidad, lazaron fundamental
es que, para distancias realmente cortas, el gesto principal se encuentra en la
excavación de las zanjas y montaje de los conductos y no el tipo de alambre utilizado.
Existen diferentes técnicas de Multiplexación aunque todas ellas engloban en dos
tipos
fundamentales:
Multiplexación por división de tiempo: se asigna en cada estación un turno de
transmisión rotativo de forma que durante un periodo de tiempo transmite una
estación.
Multiplexación por división de frecuencia o longitud en onda: esta técnica emplea
determinadas características de la señal y el medio por el que se transmite. Se utilizan
señales eléctricas u ondas electromagnéticas a cada comunicación se le asigna una
frecuencia diferente.
MULTIPLEXACIONES DE CANALES ( TDMA, FDMA, CDMA)
Se refiere a como envio de varios canales por un mismo medio fisico.
Los tipos de multiplexación son 3:

TDMA ( Time Division Multiplex Access )
Como su traducción dice, es multiplexación por tiempo; esto es, si queremos enviar 3
canales por un mismo medio físico haciendo uso de TDMA, simplemente le
asignaremos una duración temporal a cada canal, y se les cederá el medio físico a
cada canal durante ese espacio de tiempo determinado. Muy usado en transmisiones
digitales por cable, como en redes de computadores. Requiere métodos de
sincronismo eficaces.

FDMA ( Frequency Division Multiplex Access)
Multiplexación por división en frecuencia. Haciendo uso de modulaciones enviamos
cada canal en una banda de frecuencias distinta. Luego en cada receptor se debe
demodular para devolver la transmisión a banda base, o a su banda natural.
Ampliamente usada en radiocomunicaciones... no os es familiar hablar del 107.4 de FM
(FM es el tipo de modulación).

CDMA ( Code Division Multiplex Access)
Multiplexación por división en Código. Un tipo de multiplexación bastante compleja,
basada en el uso de distintas codificaciones para cada canal, que pueden ser
transmitidos compartiendo tiempo y frecuencia simultáneamente. Hacen uso de
complejos algoritmos de codificación. Utilizado en medios digitales complejos.
CDMA
CDMA significa - "Acceso Múltiple por División de Código. " -En los sistemas CDMA
todos los usuarios transmiten en el mismo ancho de banda simultáneamente, a los
sistemas que utilizan este concepto se les denomina "sistemas de espectro disperso".
En esta técnica de transmisión, el espectro de frecuencias de una señal de datos es
esparcido usando un código no relacionado con dicha señal. Como resultado el ancho
de banda es mucho mayor. 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. Los códigos usados para el
esparcimiento tienen valores pequeños de correlación y son únicos para cada usuario.
Esta es la razón por la que el receptor de un determinado transmisor, es capaz de
seleccionar la señal deseada.
Uno de los problemas más importantes en el diseño de un sistema de comunicaciones
inalámbricas consiste en proveer facilidades de comunicación a diferentes usuarios,
de tal forma que el espectro de radiofrecuencias sea aprovechado de una forma óptima
y a un costo razonable. Teniendo en cuenta que el espectro de frecuencias es un
recurso limitado es necesario diseñar estrategias de acceso múltiple, de tal forma que
se puedan asignar, dentro de las debidas restricciones económicas de un ancho de
banda
previamente
asignado.
Los códigos usados para el esparcimiento tienen valores pequeños de correlación y
son únicos para cada usuario. Esta es la razón por la que el receptor que tiene
conocimiento del código de un determinado transmisor, es capaz de seleccionar la
señal
deseada.
CDMA de sistemas proveen operadores y suscriptores con ventajas importantes sobre
TDMA analógico y convencional. Las ventajas principales de CDMA son como se
indica a continuación:


Resiste la interferencia intencional y no intencional, una cualidad muy
importante cuando se transmite en áreas congestionadas.
Tiene la habilidad de eliminar o atenuar el efecto de la propagación multicamino,
la cual es un gran obstáculo en las comunicaciones urbanas.

Puede compartir la misma banda de frecuencia (como un traslapamiento) con
otros usuarios, debido a su similitud con una señal de ruido.

Operación limitada de interferencia, en cualquier situación todo el ancho de
banda es usado.

Privacidad debido a los códigos aleatorios desconocidos, los códigos aplicados
con - en principio - desconocidos para un usuario no deseado.

Posibilidad de acceso aleatorio, los usuarios pueden iniciar su transmisión a
cualquier instante de tiempo.

Los sistemas basados en CDMA presentan una reducción de la potencia de
transmisión incrementando la vida de las baterías y reduciendo el tamaño de los
transmisores y receptores.
FUNCIONAMIENTO
CDMA se basa en la separación del espectro, que en los medios de la transmisión digital es
cuando la señal ocupa una banda de frecuencia que sea considerablemente más amplia que
el mínimo requerido para la transmisión de datos por otras técnicas
Los usuarios comparten la misma banda de frecuencia y cada señal es identificada por un
código especial, que actúa como una clave reconocida por el transmisor y el receptor. La
señal recibida es la suma de todas las señales "combinadas", y cada receptor debe clasificar
e identificar las señales que le corresponden de las demás señales. Para hacer esto utiliza
un código que corresponde con el código transmitido.
La primera operación implica encontrar del código correcto, y así sincronizar el código local
con el código entrante. Una vez ha ocurrido la sincronización, la correlación del código local y
del código entrante permite a la información apropiada ser extraída y las otras señales ser
rechazadas.
También permite que dos señales idénticas que vienen de diversas fuentes, sean
demoduladas y combinadas, de modo tal que se mejore la calidad de la conexión, por lo que
es también una ventaja el uso simultáneo de varios satélites (diversidad). Igualmente, una de
las principales características de la tecnología CDMA es que hace prácticamente imposible
que sea objeto de interferencias e interceptaciones, ofreciendo gran seguridad en las
comunicaciones.
TDMA
TDMA ("Time División Múltiple Access") es común en los sistemas de telefonía fija. Las
últimas tecnologías en los sistemas de radio son la codificación de la voz y la compresión de
datos, que eliminan redundancia y periodos de silencio y decrementan el tiempo necesario
en representar un periodo de voz. Los usuarios acceden a un canal de acuerdo con un
esquema temporal. Aunque no hay ningún requerimiento técnico para ello, los sistemas
celulares, que emplean técnicas TDMA, siempre usan TDMA sobre una estructura FDMA. Un
sistema puro TDMA tendría sólo una frecuencia de operación, y no sería un sistema útil.
TDMA es un concepto bastante antiguo en los sistemas de radio.
En los sistemas modernos celulares y digitales, TDMA implica el uso de técnicas de
compresión de voz digitales, que permite a múltiples usuarios compartir un canal común
utilizando un orden temporal. La codificación de voz moderna, reduce mucho el tiempo que
se lleva en transmitir mensajes de voz, eliminando la mayoría de la redundancia y periodos
de silencio en las comunicaciones de voz. Otros usuarios pueden compartir el mismo canal
durante los periodos en que éste no se utiliza. Los usuarios comparten un canal físico en un
sistema TDMA, donde están asignado unos slots de tiempo. A todos los usuarios que
comparten la misma frecuencia se les asigna un slot de tiempo, que se repite dentro de un
grupo de slots que se llama trama. Un slot GSM es de 577 µs, y cada usuario tiene uso del
canal (mediante su slot) cada 4.615 ms (577 µs 8 = 4.615 ms), ya que en GSM tenemos 8
slots de tiempo.
Componentes de un sistema Celular AMPS, TDMA D-AMPS
La tecnología de radio digital que usa el estándar de DECT es TDMA - Time Division Multiple
Access. Pues el nombre sugiere, el principio de base de TDMA es crear los canales múltiples
del discurso dentro del mismo portador de radio dividiéndolo en el dominio de tiempo. La
tecnología de radio de TDMA es también la base de los principales estándares celulares
digitales del mundo - el GSM (y DCS1800), DAMPS y PDC.
En el estándar de DECT, de 20MHz de espectro de radio se maneja como sigue. Hay 10
carriers o portadores (canales de radio), cada uno de 1.728MHz. que cada portador se divide
en 12 timeslots a dos caras (24 en total), para permitir 12 llamadas simultáneas. Solamente
un solo transmisor-receptor es necesario para cada portador. Con 10 portadores, la
capacidad es 120 canales de radio.
Una característica importante de esta tecnología de división de tiempo, es que un teléfono
individual es solamente envia o de recibe para dos de los timeslots disponibles. Por el tiempo
restante, puede hacer otras cosas. Por ejemplo puede ser utilizada para llevar una señal de
llamada en espera, y permite que el usuario cambie entre dos llamadas.
FDMA
FDMA ("Frecuency Division Multiple Access") es la manera más común de acceso truncado.
Con FDMA, se asigna a los usuarios un canal de un conjunto limitado de canales ordenados
en el dominio de la frecuencia. Los canales de frecuencia son muy preciados, y son
asignados a los sistemas por los cuerpos reguladores de los gobiernos de acuerdo con las
necesidades comunes de la sociedad. Cuando hay más usuarios que el suministro de
canales de frecuencia puede soportar, se bloquea el acceso de los usuarios al sistema.
Cuantas más frecuencias se disponen, hay más usuarios, y esto significa que tiene que
pasar más señalización a través del canal de control. Los sistemas muy grandes FDMA
frecuentemente tienen más de un canal de control para manejar todas las tareas de control
de acceso. Una característica importante de los sistemas FDMA es que una vez que se
asigna una frecuencia a un usuario, ésta es usada exclusivamente por ese usuario hasta que
éste no necesite el recurso.
FDMA está parado para " el acceso múltiple de la división de la frecuencia " y, aunque podría
ser utilizado para los sistemas digitales, se utiliza exclusivamente en todos los sistemas
celulares analogicos. Esencialmente, FDMA parte el espectro afectado un aparato en
muchos canales. En sistemas analogicos actuales de la célula, cada canal es 30 kHz.
Cuando un teléfono de la célula de FDMA establece una llamada, reserva el canal de
frecuencia para la duración entera de la llamada. Los datos de la voz se modulan en esta
banda de frecuencia de los canles (que usa la modulación de la frecuencia) y se envían
concluído los airwaves. En el receptor, se recupera la información usando un filtro bandpass. El teléfono utiliza un canal común del control numérico para adquirir los canales. Los
sistemas de FDMA son el menos sistema celular eficiente puesto que cada canal analogico
se puede utilizar solamente por un utilizador al mismo tiempo. Está no sólo la compresión de
voz digital moderna dada más en gran parte que necesaria de estos canales, sino que
también se pierden siempre que haya silencio durante la conversación de teléfono de la
célula. Las señales analogicas son también especialmente susceptibles al ruido? y no hay
manera de filtrarla hacia fuera. Dado la naturaleza de la señal, los teléfonos analogicos de la
célula deben utilizar una potencia más alta (entre 1 y 3 vatios) de conseguir calidad
aceptable de la llamada. Dado estos defectos, es fácil ver porqué FDMA está siendo
substituido por más nuevas técnicas digitales.
El primer punto a considerar es que en CDMA todos los usuarios, mientras duran sus
comunicaciones, ocupan la totalidad del ancho de banda asignado a cada estación base, que
puede ser de varios Mhz. Tanto en FDMA como en TDMA hay una separación de las señales
de cada usuario, bien en frecuencia o bien en tiempo, mientras que en CDMA todos los
usuarios en comunicación se están interfiriendo mutuamente, como grupos de parejas
hablando en una recepción, en la que mientras todo el mundo está hablando a un
determinado nivel de volumen, cada persona se concentra en lo que dice su interlocutor, al
menos que sobrevenga alguna información excepcional.
Si cada pareja hablara y entendiera un único idioma, su capacidad de dialogar, con un alto
nivel de interferencia, sería mucho mayor, debido a la exclusividad del lenguaje. Este es el
principio de supresión de interferencias utilizado en CDMA, donde las comunicaciones de
cada móvil con su estación base se producen con una particular codificación semejante al
uso de un solo idioma. Si además la codificación fuera ortogonal y las comunicaciones sobre
un canal ideal, los usuarios ignorarían totalmente cualquier interferencia intercelular.
Técnicas de multiplexing.
Estándares del multiplexing a división de tiempo MDT o(TDM).
El multiplexing es una de las técnicas que permite a distintas señales compartir el mismo
canal.
En la multiplexación a división de tiempo MTD (TDM), de datos agrupados pertenecientes a
varias señales se suceden, conjuntos en una única secuencia de transmisión, en diferentes
segmentos de tiempo. Si bien, en principio, esta técnica se pueda aplicar a las señales
analógicas como a los digitales, en la práctica, se encuentra casi siempre en transmisiones
digitales.
En un típico sistema TDM, los datos que provienen de los varios usuarios ingresan en el
circuito llamado Time Division Multiplexer, Multiplexador a División de Tiempo. Este circuito
selecciona una parte de los datos de cada señal para formar una señal TDM compuesta. La
señal, una vez multiplexada, puede ser enviada directamente o modulada sobre una
portadora
para ser transmitida a frecuencias de microondas. La mayoría de los sistemas de
telecomunicaciones utilizan técnicas TDM para la transmisión de larga distancia.
Se supone que tanto las terminales que envían como las quereciben las señales son
sincronizadas con los circuitos de multiplexing y demultiplexing.
Existen tres tipologías principales de multiplexing de la señal vocal a 64 Kbit/s en técnica MIC
o PCM:
• PDH (Plesiochronous Digital Hierarchy, Jerarquía Digital Plesiócrona) JDP ,
• SDH (Synchronous Digital Hierarchy, Jerarquía Digital Sincrónica JDS),
• SONET (Synchronous Optical Network, Red Óptica Sincrónica ROS).
El PDH fue desarrollado en los años ‘60, y en los ’70, ya estaba difundido prácticamente en
el mundo
entero; después, a mediados de los ‘80, comenzó a utilizarse en los Estados Unidos el
estándar SONET
que, en 1988, fue finalmente internacionalizado por la ITU-T como estándar SDH.
El término jerárquico se refiere a la posibilidad de integrar varios niveles de multiplexing: en
otras
palabras después de haberse ejecutado un multiplexing de primer nivel entre las señales
básicas, se puede efectuar nuevamente el multiplexing entre varias de estas señales
compuestas, y así sucesivamente.
Estándar JDP o PDH
Con respecto a la estructura básica del dato multiplexado, existen dos tipologías de
estándares para el primer nivel:
uno llamado T1 que fue introducido en 1962 y adoptado en Estados Unidos y Japón; el otro
es
conocido como estándar E1, y se utiliza en Europa. Ambas las estructuras están
representadas en la figura 30.
El estándar T1, que posee una bit rate de 1544 Kbit/s, ejecuta la multiplexación de 24
canales de voz: el formato base del dato, llamado frame, está constituido entonces por 24
grupos de 8 bits
cada uno, más un bit de alineamiento de trama o frame.
Durante cada segundo se transmiten 8000 de estas secuencias, cuyas duraciones son de
125 μs, por lo tanto, resulta una bit rate de 1544 Kbit/s.
En el estándar E1 (o 2Mbit/s), se ejecuta la mutliplexación de 31 canales, más un grupo de
bits para el alineamiento; entonces el frame está constituido por 32 segmentos de tiempo de
ocho bits cada uno, y al transmitir 8000 tramas o frames por segundo, resulta una tasa de
información o
bit rate de 2048 Kbit/s.
En este sistema, la ranura de tiempo o time slot llamada cero es utilizado para la
sincronización
mientras que el time slot dieciséis puede ser utilizado para la señalización o, como todos los
otros, para el tráfico de datos. En el sistema de señalización SS7 se puede utilizar cualquier
time slot,
excepto el primero.
En el sistema T1, cada seis tramas o frames hay uno en el cual el bit menos significativo de
cada
segmento de tiempo (time slot) provee informaciones acerca de la señalización: entonces
sólo siete bits pueden en realidad transportar información, y esto baja la capacidad a
56Kbit/s, contra los 64Kb/s de la PCM en Europa .
En los sistemas más recientes, se utiliza un esquema multinivel, con estructura jerárquica.
El término jerárquico se refiere al hecho de que mientras que, en la multiplexación de primer
nivel,
se multiplexan 24 o 31 canales, multiplexando sucesivamente cuatro de estas señales
resultantes se pueden transmitir, por ejemplo en el caso del sistema T1, 4∗24 canales a 64
Kbit/s, es decir
una transmisión de 6 Mbit/s.
Estas estructuras jerárquicas se desarrollaron según diferentes caminos en Estados Unidos
(estándar ANSI), Europa (estándar CEPT) y Japón, como se puede observar el la figura 31.
En el nivel 4 las bit rates del sistema americano y del sistema europeo son las mismas, pero
no hay compatibilidad entre los dos sistemas, por el hecho de que las técnicas intermedias
de
multiplexing no son parecidas, y, además, resultan diferentes las codificaciones utilizadas:
por
ejemplo, la ausencia de señal es representada por unos en el sistema de Estados Unidos y
por
ceros en Europa.
Uno de los asuntos críticos es la sincronización necesaria entre el multiplexor de la terminal
de
transmisión y el demultiplexor en la terminal de recepción. Todos los canales del mismo
nivel, también llamados tributarios, que ingresan en un multiplexor, tienen la misma bit rate
nominal,
con una desviación permitida, típicamente, de +/- 100 bit en una transmisión de 2Mbit/s.
Debido
a estas diferencias entre las bit rates de los tributarios diferentes, para efectuar el
multiplexing se
introducen extrabits llamados de justificación y otros bits de control.
El estándar PDH es una estructura rígida, es decir que para acceder a los tributarios de
cualquier nivel es indispensable demultiplexar sucesivamente hasta el nivel de entrada del
tributario requerido. La introducción de extrabits complica aun más la recuperación de cada
señal.
Estándares SDH y SONET.
La técnica de multiplexación SDH (Synchronous Digital Hierarchy, Jerarquía Digital
Sincrónica JDS), se desarrolló en los años ’70 con el propósito de mejorar la gestión de la
red. Ella derivó de
la propuesta estadounidense SONET (Synchronous Optical NETwork, Red Óptica
Sincrónica) y
fue estandarizada por la ITU-T en las recomendaciones G707, 708,709.
La estructura base de la SDH es un bloque denominado modulo de transporte sincronico
nivel 1 STM-1 (Synchronous Transport Module - level 1), con bit rate de 150 Mbit/s, que
permite tratar
los datos que provienen de ambas las tipologías de multiplexaciòn existentes (el estándar
europeo y el estadounidense).
El sistema puede coexistir con las técnicas plesiócronas existentes, lo que permite la
sustitución gradual de los sistemas precedentes.
Los niveles de multiplexaciòn superiores son llamados STM-2, STM-3, STM-n, y se obtienen
simplemente interponiendo los octetos de los frames de nivel inferior, determinándose de
esta manera una tasa de información multiple ( bit rate múltiple) exacta del valor de inicio.
Estos
niveles jerárquicos superiores son, por ejemplo STM-4, con ≈ 600Mbit/s y el STM-16, con
2,5
Gbit/s.
Sin duda, la característica principal del SDH es la flexibilidad de la gestión de la red, con
respecto a la transmisión y al enrutamiento de los datos.Además, como está pensada para
la utilización
conexiones en fibra óptica, esta técnica posee un margen muy elevado en cuanto a
ocupación de
banda, y esto permite una estructura de control de errores más eficaz.
Otro aspecto importante que diferencia la SDH de la PDH es la “visibilidad de las señales” es
decir la posibilidad de acceso a las señales de medio o bajo nivel, sin que haya falta de
demultiplexar el señal de alto nivel, porque con una oportuna técnica de direccionamiento se
puede recuperar la señal en cualquier nivel.