UABC- Campus Tijuana Ingeniería Electrónica Multicanalización Digital Edith García Cárdenas 1
Multicanalización Digital Sistema PCM Sistema TDM Estructura PDH SHD/SONET WDM 2
Modulación por codificación de pulsos (PCM) Sistemas analógicos Sistemas digitales PCM. Modulación por Pulsos Codificados 4 KHz PCM Muestreo a 8KHz Convertidor A/D 3
Modulación por codificación de pulsos (PCM) Cada muestra de la señal analógica se representa con 8 bits. Por lo tanto, la velocidad de transmisión de la señal PCM es 8000 muestras/segundo 8bits = 64 Kbps que es la velocidad del denominado Canal Básico o Señal Digital DS0. Cuando se tiene una multitud de canales, la información digital PCM se puede transmitir mediante un sistema de Multicanalización por División de Tiempo (TDM). 4
TDM (Multicanalización por división de Tiempo) 5
TDM Estructura de los canales DS1 y E1 6
Jerarquía Plesiócrona ó casi síncrona (PDH*) Sistema Norteamericano Jerarquía Digital de Multicanalización SEÑAL DIGITAL TASA DE EQUIVALENCIA TRANSMISIÓN (Mbps) DS0 DS1 DS2 DS3 DS4 *Plesiochronous Digital Hierarchy 0.064 1.544 6.312 44.736 274.176 24 DS0 4 DS1 7 DS2 6 DS3 96 DS0 672 DS0 4032 DS0 7
Jerarquía Plesiócrona (PDH) Sistema Europeo Jerarquía Digital de Multicanalización SEÑAL DIGITAL VELOCIDAD DE TX (Mbps) CIRCUITOS DE VOZ E1 E2 E3 2.048 8.448 34.368 30 120 480 8
Jerarquía Plesiócrona (PDH) En sistema de transmisión Plesiócrono los sistemas de transmisión generan datos a velocidades ligeramente diferentes. 9
PDH Intercalación de bits Antes de multicanalizarlos es necesario compensar los retardos producidos por los periodos diferentes de las tasas de transmisión de los canales. Esto se logra por medio de la intercalación de bits de relleno (bit stuffing). 10
PDH Problema con la demulticanalización Es necesario demulticanalizar totalmente la señal si se requiere la información de niveles mas bajos 11
SDH/SONET Para evitar los problemas de PDH a velocidades de transmisión más altas, se desarrolló el sistema de transmisión síncrona SDH/SONET SDH :Jeraquía Digital Síncrona =Synchronous Digital Hierarchy SONET: Red Optica Síncrona = Synchronous Optical NETwork En SDH/SONET se multicanalizan señales desde DS-1 hasta DS-4 en un formato de SDH/SONET. Para extraer las señales de usuario se utilizan los Multicanalizadores de Inserción/Extracción (ADM). 12
SDH/SONET En un sentido amplio, SDH/SONET es un estándar internacional para redes de comunicaciones ópticas síncronas, que define las interfaces ópticas, velocidades de transmisión y especificaciones de formatos para la transmisión de las señales ópticas. En México el estándar utilizado es SDH. Las recomendaciones las emite la ITU-T (International Telecommunications Union). 13
Estructura de marco básico SONET STS-1 90 x 9 bytes se transmiten en 125 microsegundos. 14
Estructura de marco básico de SDH STM-1 270 x 9 bytes se transmiten en 125 microsegundos. 15
VELOCIDAD DE TRANSMISION EN SISTEMAS SDH/SONET Tasa de Tx. Señal óptica SONET SDH STS-1 STS-3 STM-1 STS-12 STM-4 STS-48 STM-16 STS-192 STM-64 (Mbps) 51.48 155.52 466.56 622.08 933.12 1244.16 1866.24 2488.32 4976.64 9953.28 OC-1 OC-3 OC-9 OC-12 OC-18 OC-24 OC-36 OC-48 OC-96 OC-192 OC=Optical Carrier 16
Actualmente, la mayoría de las comunicaciones ópticas que abarcan grandes ciudades o una región, utilizan el sistema de transporte de la Jerarquía Digital Síncrona/Red Óptica Síncrona (SDH/SONET). MARCO SDH Enc. Carga útil Fibra óptica 17
Actualmente, la mejor alternativa para brindar ancho de banda amplio y velocidad de transmisión a los sistemas de comunicaciones guiadas, es el uso de la fibra óptica como medio de transmisión. Capacidad de transportar gran cantidad de información A muy altas velocidades A bajo costo Mayor inmunidad al ruido núcleo Haz de luz recubrimiento 18
Para optimizar el ancho de banda de la fibra óptica en las telecomunicaciones, se ha desarrollado la tecnología: Multicanalización por División de Longitud de Onda WDM (Wavelength Division Multiplexing) WDM es la tecnología que acopla y transmite varias señales ópticas con longitud de onda diferente en una misma fibra óptica. 19
Un enlace WDM puede transportar varias señales de diferente velocidad de transmisión. AÑO 1995 1996 1997 NUMERO DE CANALES POR FIBRA Y CAPACIDAD DE CANAL 8 canales a 2.5 Gbps 16 canales a 2.5 Gbps 40 canales a 2.5 Gbps y sistemas menos densos a 10 Gbps 1998 1999 2000 2001 80 canales a 2.5 Gbps y sistemas menos densos a 10 Gbps 128 canales a 2.5 Gbps y sistemas menos densos a 10 Gbps 256 canales a 2.5 Gbps y 128 canales a 10 Gbps 1024 canales a 10 Gbps y sistemas menos densos a 40 Gbps 20
El primer objetivo de la ITU es que se utilice el protocolo IP transportado directamente sobre WDM. Esto a mediano plazo permitiría que la fibra óptica distribuya hasta la casa de usuario, diversos servicios como voz, datos, servicios multimedia, television digital, etc. 21
Multicanalización Digital TDM, PDH, SDH/SONET y WDM son las técnicas de multicanalización más empleadas en las comunicaciones digitales. Existen sistemas de comunicaciones que emplean dos técnicas de multicanalización para su funcionamiento, ejemplo: Sistemas Satelitales de órbita média (MEOS) y órbita baja (LEOS). La elección del sistema a emplear depende de la aplicación. 22
UABC- Campus Tijuana Ingeniería Electrónica Multicanalización Digital Sistema PCM Sistema TDM Estructura PDH SHD/SONET WDM M.C. Edith García Cárdenas 23
Esta presentacion esta basada en el Reporte Tecnico: * Sistemas basados en la Jerarquia Digital Sincrona (SDH) y Red Optica Sincrona (SONET). Edith Garcia Cardenas. CICESE 2003 24