William Stallings Data and Computer Communications

Curs 6

Capitolul 8 Multiplexarea

1

Multiplexarea

 Multiplexare prin divizarea frecventei (FDM)  Multiplexare prin divizarea timpului (TDM)  TDM statistic 2

Multiplexarea prin Diviziunea Frecventei

 FDM (Frequency Division Multiplexing)  Lăţimea de bandă utilă a mediului este mai mare decăt cea necesară unui canal  Fiecare semnal este modulat cu o purtătoare de altă frecvenţă  Frecvenţele purtătoare separate astfel ca semnalele să nu se suprapună (benzi de separare)  Exemplu: TV Cablu  Canal alocat chiar dacă nu sunt date 3

Diagrama FDM

4

FDM Sistem

5

FDM a trei semnale de Voce

6

Multiplexare prin Diviziunea Timpului Sincron (TDM)

 Rata de Date a mediului mai mare decât a semnalului digital de transmis  Semnale digitale multiple intercalate în timp  Intercalare la nivel de bit sau bloc  Sloturi de timp preasignate la surse şi fixe  Alocate chiar dacă nu sunt date  Alocarea nu trebuie să fie uniformă între surse 7

Time Division Multiplexing

8

TDM Sistem

9

TDM Controlul Legaturii

 Fără header sau trailer  Nu este nevoie de protocoale suplimentare  Contrololul Fluxului  Rata de date a leg. multiplexate este fixă  Dacă recept. unui canal nu poate recepţiona, restul continuă  Doar sursa respectivă trebuie oprită  Rămân sloturi libere  Controlul Erorilor  Erorile sunt detectate şi tratate de fiecare canal în parte 10

Controlul Legaturii de date la TDM

11

Cadrarea (Framing)

 Nu există delimitator de cadru flag sau SYNC în cadrele TDM  Trebuie un mecanism de sincronizare  Se adaugă un bit de cadrare  Un bit de control adăugat la fiecare cadru TDM  E ca un canal suplimentar - “canal de control”  Model de biţi identificabili pe canalul de control  ex. 01010101…puţin probabil pe un canal de date  Se compară biţi la recepţie cu modelul, se incearcă pe poziţii diferite până la sincronizare 12

Inserare de biti (Pulse Stuffing)

 Problema – Sincronizării surselor de date  Ceasul din diferite surse poate fi diferit  Rata de date din diferite surse este diferită  Soluţia - Pulse Stuffing  Rata de ieşire fără cadrare mai mare decât suma celor de intrare  Se inserează biţi suplimentari pentru a ajunge la o rată predeterminată  Biţii inseraţi în locaţii fixe predeterminate sunt eliminaţi la demultiplexare 13

TDM de surse Analogice si Digitale

14

Sisteme de transport digitale

 Ierarhie de TDM  USA/Canada/Japan un sistem  ITU-T unul similar dar diferit  Sistem US bazat pe formatul DS-1  Multiplexează 24 canale  Fiecare cadru are 8 biţi per canal plus un bit de cadrare  193 biţi per cadru 15

Date multiple

 DS-1 poate transporta simultan date şi voce  24 de canale  Fara octet de sincronizare  Canalele DS-1 pot fi si ele multiplexate  Ds-2 = 4 x DS-1 total 6.312Mbps

16

ISDN Interfata Utilizator Retea

 ISDN permite multiplexarea pe o singură linie  Două tipuri de interfeţe  Basic ISDN Interface BRI (Basic Rate Interface)  Primary ISDN Interface PRI (Primary Rate Interface) 17

Basic ISDN Interface

 Date digitale, full duplex între abonat şi centrală ISDN punct la multipunct  Linie separată în fiecare direcţie  Codificare pseudoternară  1=lipsa tensiune; 0=tensiune pozitiva sau negativa750mV +/-10%  Rata de date 192kbps  BRI 2 canale B de 64kbps şi un canal D 16kbps  Util 144kbps multiplexat peste192kbps  Restul capacităţii pentru cadrare şi sincronizare 18

Structura Cadru

19

ISDN Primar

 Punct la Punct  Pt. centrale de interior PBX  1.544Mbps În SUA  23 B plus un canal D  2.048Mbps

 Standard European  30 B plus un canal D 20

ISDN Primar Format cadru

21

Sonet/SDH

 Synchronous Optical Network (ANSI)  Synchronous Digital Hierarchy (ITU-T)  Compatiil  Ierarhie semnale  Synchronous Transport Signal level 1 (STS-1) sau Optical Carrier level 1 (OC-1)  51.84Mbps

 Transporta 1 semnal DS-3 sau un grup de semnale cu rata mai mica (DS1 DS1C DS2) plus ITU-T rates (ex. 2.048Mbps)  Mai multe STS-1 combinate intr-un semnal STS-N  ITU-T lowest rate is 155.52Mbps (STM-1) 22

TDM Statistic

 În TDM sincron multe sloturi risipite  TDM Statistic alocă sloturile dinamic bazat pe cerere  Multiplexorul baleiază intrările şi colectează date pînă la umplerea unui cadru  Rata de date pe linie mai mică decât suma intrărilor 23

TDM statistic – formatul cadrelor

24

Performanta

 Apar probleme în perioade de vârf  Memorarea intrărilor  Dimensiunea tampoanelor la minim pt. a reduce întârzierile 25

Dim Tampon si Întârziere

26

Asymmetrical Digital Subscriber Line (ADSL)

 ADSL  Legătură între abonat şi reţea  Bucla locală  Foloseşte circuitele deja instalate  Poate transporta un spectru mai larg  1 MHz sau peste 27

ADSL - proiectare

 Asimetric  Capacitate mai mare spre abonat Frequency division multiplexing  25kHz inferiori pt voce  Plain old telephone service (POTS)  Utilizeaza suprimarea ecoului sau FDM pentru cele două direcţii  Utilizeaza FDM în fiecare direcţie  Rază 5.5km

28

ADSL Configuratia Canalelor

29

Discrete Multitone (DMT)

 Purtătoare diferite la dif. frecvenţe  Cîţiva biţi pe fiecare canal  4kHz subcanale  Trimite semnal de test şi util. subcanale cu raport zgomot semnal cel mai bun  256 subcanale la 4kHz (60kbps)  15.36Mbps

 Datorită defectelor de la 1.5Mbps la 9Mbps 30

Transmitator DMT

31

Bibliografie

 Stallings chapter 8  Web sites on  ADSL  SONET 32