Banda passante do meio físico

Apresentação em tema: "Banda passante do meio físico"— Transcrição da apresentação:

1 Banda passante do meio físico
MULTIPLEXAÇÃO Hz Banda Passante necessária para o sinal Banda passante do meio físico Denomina-se banda passante de um sinal a parte do espectro de freqüências em que ocorre uma transmissão. A largura de banda desse sinal é o tamanho de sua banda passante, ou seja, é a diferença entre a maior e a menor freqüência que compõem o sinal. Sempre que a banda passante de um meio físico for maior ou igual à banda passante necessária para um sinal, pode-se utilizar este meio para a transmissão do sinal. Um sinal pode levar voz e dados codificados ou não. Na prática, a banda passante necessária para um sinal é, em geral, bem menor do que a banda passante dos meios físicos, como é mostrado na figura acima. Seria possível aproveitar a banda passante extra disponível para a transmissão de outros sinais? A resposta é sim, e a técnica que permite a transmissão de mais de um sinal em um mesmo meio físico é denominada multiplexação. Existem duas formas básicas de multiplexação: - Multiplexação na freqüência ( Frequency Division Multiplexing - FDM ) e; - Multiplexação no tempo (Time Division Multiplexing - TDM). Tecle enter para continuar

2 MULTIPLEXAÇÃO POR DIVISÃO NA FREQÜÊNCIA
A Multiplexação por Divisão de Freqüência (FDM) caracteriza-se pela separação de sinais elétricos em diferentes faixas de freqüência (filtros passa-faixa) do meio físico de transmissão. Essa técnica permite que dois ou mais sinais sejam transmitidos simultaneamente, sem conflito, em um mesmo meio físico de transmissão. A Figura abaixo mostra como três canais de qualidade de voz são multiplexados utilizando-se FDM. Por exemplo: Num cabo par trançado o espectro de freqüência que ele possui capacidade de transmitir sem perda de sinal, varia de 10Khz a 100Mhz. Sendo assim, se um sinal necessita de 500Khz de largura de banda para ser transmitido, o cabo par trançado pode ser dividido em até aproximadamente 200 canais de transmissão de sinais. Largura de Banda = Hz – Hz = Hz Canais = Hz / Hz = 199,98 canais. EM SE TRATANDO DE REDE LOCAIS DE COMPUTADORES, O USO DA TÉCNICA FDM MOSTRA-SE GERALMENTE INADEQUADA. Um exemplo de aplicação da FDM seria em comunicações via satélite entre redes geograficamente distantes(WAN). Tecle enter para continuar

3 MULTIPLEXAÇÃO POR DIVISÃO NO TEMPO
A Multiplexação por Divisão no Tempo (TDM) caracteriza-se pela divisão de tempo de utilização do meio físico compartilhado pelos diversos pontos de comunicação. Adapta-se perfeitamente ao caso de multiplexação de sinais elétricos digitais. É muito utilizada em redes locais. A TDM se beneficia pelo fato de que a capacidade do meio de transmissão, em muitos casos, é maior que a taxa média de geração de bits das estações conectadas ao meio físico. Quando isso ocorre vários sinais podem ser transportados por um único caminho físico. A multiplexação no tempo pode ser classificada em síncrona e assíncrona.  TDM síncrona Na TDM síncrona, o domínio do tempo é dividido em intervalos de tamanho fixo T, chamados frames. Cada frame é dividido em T sub-intervalos (t1, ... , tn) denominados segmentos, os quais formam uma partição dos frames. Dessa forma, é garantido a todas as estações um acesso regular ao meio de transmissão comum. Denomina-se canal, ao conjunto de todos os segmentos, um em cada frame. Cada estação deverá esperar pelo segmento correspondente dentro de cada frame, quando então poderá transmitir durante o tempo daquele segmento a taxa de transmissão máxima suportada pelo meio físico.  Da mesma forma que alocamos canais de freqüência em redes utilizando FDM, em redes que utilizam TDM, os canais devem ser alocados às diferentes fontes de transmissão. Os canais podem ser alocados e desalocados dinamicamente durante o funcionamento da rede. Esses canais são chamados de canais chaveados. Tecle enter para continuar

4 TDM SÍNCRONA t1 = primeiro intervalo de conexão com cada computador = Desperdício de capacidade do meio físico t1 A B A1 C Meio físico Tempo  No primeiro intervalo é chaveada uma conexão com o computador “A”. Ele não está transmitindo mas mesmo assim o canal foi alocado. (Como vemos, houve um desperdício de tempo porque os outros computadores têm que esperar até serem chaveados para transmitir.) D Tecle enter para continuar

5 TDM SÍNCRONA t1 = primeiro intervalo de conexão com cada computador = Desperdício de capacidade do meio físico t1 = Aproveitamento da capacidade do meio físico ( com dados) A B A1 B1 C Meio físico Tempo  Ainda no primeiro intervalo é chaveada uma conexão com o computador “B”. Ele está transmitindo e aproveita assim o canal alocado para enviar dados. D Tecle enter para continuar

6 TDM SÍNCRONA t1 = primeiro intervalo de conexão com cada computador = Desperdício de capacidade do meio físico t1 = Aproveitamento da capacidade do meio físico ( com dados) A B A1 B1 C1 C Meio físico Tempo  Desta vez, continuando no primeiro intervalo é chaveada uma conexão com o computador “C”. Ele não está transmitindo e NÃO aproveita o tempo alocado para enviar dados. D Tecle enter para continuar

7 TDM SÍNCRONA t1 = primeiro intervalo de conexão com cada computador = Desperdício de capacidade do meio físico t1 = Aproveitamento da capacidade do meio físico ( com dados) A B A1 B1 C1 D1 C Meio físico Tempo  Por fim, ainda no primeiro intervalo é chaveada uma conexão com o computador “D”. Ele está transmitindo e também aproveita o canal alocado para enviar dados. D Tecle enter para continuar

8 TDM SÍNCRONA t2 = segundo intervalo de conexão com cada computador = Desperdício de capacidade do meio físico t1 t2 = Aproveitamento da capacidade do meio físico ( com dados) A B A1 B1 C1 D1 A2 C Meio físico Tempo  Já no segundo intervalo é chaveada uma conexão com o computador “A”. Ele está transmitindo e assim aproveita o canal alocado para enviar dados. D Tecle enter para continuar

9 TDM SÍNCRONA t2 = segundo intervalo de conexão com cada computador = Desperdício de capacidade do meio físico t1 t2 = Aproveitamento da capacidade do meio físico ( com dados) A B A1 B1 C1 D1 A2 B2 C Meio físico Tempo  No segundo intervalo é chaveada uma conexão com o computador “B”. Ele está transmitindo e também aproveita o canal alocado para enviar dados. D Tecle enter para continuar

10 TDM SÍNCRONA t2 = segundo intervalo de conexão com cada computador = Desperdício de capacidade do meio físico t1 t2 = Aproveitamento da capacidade do meio físico ( com dados) A B A1 B1 C1 D1 A2 B2 C2 C Meio físico Tempo  Ainda no segundo intervalo é chaveada uma conexão com o computador “C”. Ele não está transmitindo e NÃO aproveita o canal alocado para enviar dados. D Tecle enter para continuar

11 TDM SÍNCRONA Banda Desperdiçada
t2 = segundo intervalo de conexão com cada computador = Desperdício de capacidade do meio físico t1 t2 Banda Desperdiçada = Aproveitamento da capacidade do meio físico ( com dados) A B A1 B1 C1 D1 A2 B2 C2 D2 C Meio físico Tempo  Por fim, no segundo intervalo é chaveada uma conexão com o computador “D”. Ele não está transmitindo e NÃO aproveita o canal alocado para enviar dados. D Como podemos notar, ao longo dos chaveamentos dos circuitos, foram alocados intervalos para cada computador transmitir compondo assim um FRAME em cada intervalo. Mesmo não havendo transmissão, o tempo que foi alocado para cada computador decorreu, havendo informação ou não. O resultado disso é a sub-utilização ou desperdício da banda do meio de comunicação conforme observamos acima. Tecle enter para continuar

12 MULTIPLEXAÇÃO POR DIVISÃO NO TEMPO
 TDM assíncrona Uma alternativa para eliminar o desperdício do TDM síncrono é a utilização do TDM assíncrono (TDM estático ou STDM). Nesse esquema não há alocação do canal nem estabelecimento de conexão de acordo com a demanda. As conexões já são permanentemente estabelecidas. Parcelas de tempo são alocadas dinamicamente de acordo com a demanda das estações. No TDM assíncrono nada é desperdiçado, pois o tempo utilizado está sempre disponível caso alguma estação gere tráfego e deseje utilizar o canal de transmissão. No entanto, no TDM assíncrono, cada informação transmitida deve sempre conter um cabeçalho com os endereços de origem e de destino. Vejamos o exemplo a seguir: Tecle enter para continuar

13 TDM ASSÍNCRONA Parcelas de tempo são alocadas dinamicamente de acordo com a demanda das estações t1 t2 A Capacidade extra disponível B B1 Dados B1 D1 Dados D1 A2 Dados A2 B2 Dados B2 C Para o meio físico D  O computador “B” possui dados e utiliza o canal de transmissão em determinado momento, gerando um cabeçalho contendo o endereço de origem (o seu) e o endereço de destino.  Agora o computador “D” possui dados e utiliza o canal de transmissão em determinado momento, gerando um cabeçalho contendo o endereço de origem (o seu) e o endereço de destino.  Em seguida o computador “A” que também possui dados, utiliza o canal de transmissão em determinado momento, gerando um cabeçalho contendo o endereço de origem (o seu) e o endereço de destino.  E por fim, o computador “B” possui dados e utiliza o canal de transmissão em determinado momento, gerando um cabeçalho contendo o endereço de origem (o seu) e o endereço de destino. A multiplexação por divisão no tempo assíncrona tem a vantagem de não desperdiçar a capacidade do meio de transmissão, inclusive utilizando técnicas de direcionamento dos dados para receptores específicos. Obs.: Há sistemas HÍBRIDOS, onde estes possuem canais chaveados conforme no TDM síncrono e também possuem canais multiponto, nos quais o acesso dentro do canal é feito através de TDM assíncrono. Feito por: Prof. Olívio de Sousa Tecle enter para continuar