TDM
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La multiplexación por división de tiempo (TDM) es una técnica que permite la transmisión de señales digitales y cuya idea consiste en ocupar un canal (normalmente de gran capacidad) de trasmisión a partir de distintas fuentes, de esta manera se logra un mejor aprovechamiento del medio de trasmisión. El Acceso múltiple por división de tiempo (TDMA) es una de las técnicas de TDM más difundidas.
Sumario
Multiplexación por división de tiempo
La multiplexación por división de tiempo (MDT) o (TDM), del inglés Time Division Multiplexing, es el tipo de multiplexación más utilizado en la actualidad, especialmente en los sistemas de transmisión digitales. En ella, el ancho de banda total del medio de transmisión es asignado a cada canal durante una fracción del tiempo total (intervalo de tiempo).
En la imagen siguiente se representa, esquematizada de forma muy simple, un conjunto multiplexor-demultiplexor para ilustrar como se realiza la multiplexación-desmultiplexación por división de tiempo.
En este circuito, las entradas de seis canales llegan a los denominados interruptores de canal, los cuales se cierran de forma secuencial, controlados por una señal de reloj, de manera que cada canal es conectado al medio de transmisión durante un tiempo determinado por la duración de los impulsos de reloj.
En el extremo distante, el desmultiplexor realiza la función inversa, esto es, conecta el medio de transmisión, secuencialmente, con la salida de cada uno de los seis canales mediante interruptores controlados por el reloj del demultiplexor. Este reloj del extremo receptor funciona de forma sincronizada con el del multiplexor del extremo emisor mediante señales de temporización que son transmitidas a través del propio medio de transmisión o por un camino.
Acceso múltiple por división de tiempo
El Acceso múltiple por división de tiempo (Time Division Multiple Access o TDMA, del inglés) es una técnica de multiplexación que distribuye las unidades de información en ranuras ("slots") alternas de tiempo, proveyendo acceso múltiple a un reducido número de frecuencias.
También se podría decir que es un proceso digital que se puede aplicar cuando la capacidad de la tasa de datos de la transmisión es mayor que la tasa de datos necesaria requerida por los dispositivos emisores y receptores. En este caso, múltiples transmisiones pueden ocupar un único enlace subdividiéndole y entrelazándose las porciones.
Esta técnica de multiplexación se emplea en infinidad de protocolos, sola o en combinación de otras, pero en lenguaje popular el término suele referirse al estándar D-AMPS de telefonía celular empleado en América.
TDM (Multiplexaje por división de tiempo)
- Es un sistema de transmisión en el cual un numero de comunicaciones están multiplexados en una portadora al asignar a cada comunicación un especio especifico de tiempo.
- El proceso se lleva a cabo "intercalando" las muestras de diferentes señales para que estas se puedan transmitir en forma secuencial por el mismo canal.
- TDM tiene como objetivo multiplexar "n" canales PCM; según el estándar que se escoja (ETSI o ANSI), para lograr lo que se denomina un PCM de 1er orden (E1 o T1), para esto se genera un conjunto de 16 tramas PCM numeradas de la 0 a la 15, que es el ciclo completo TDM.
Estructura europea (ETSI)
- Usando un sistema TDM, un número de comunicaciones puede ser combinado en una portadora. Cada comunicación esta representada por una serie de muestras, cada una de las cuales se representa en forma de código digital.
- En Europa ha sido estandarizado y aceptado por la UIT un sistema TDM de 32 canales.
- Cada canal tiene 8 bits. Al conjunto de los 32 canales se le llama trama (Frame) y tiene 256 bits.
- Una llamada es asignada a un canal en una trama, esto significa que se pueden enviar 8 bits en cada trama.
- Como una señal de voz es muestreada cada 125µs debido al Teorema de Nyquist (Ts=1/(4kHz*2)), la muestra de un usuario es realizada en 8 bits cada 125s.
Por lo tanto la duración del canal es de: (125s/32)= 3.906s
La asignación de los canales en la trama es:
Canal 0: Sincronización de la trama (alineación).
Canal 16: Señalización.
Canal 1-15 y 17-31: Voz/Datos.
Estructura americana (ANSI)
- La cadena de bits consiste de tramas que contienen 193 bits, donde 1 bit es usado para la alineación y 192 son usados por los 24 canales de 8 bits cada uno.
Los elementos básicos de una red PDH (presiocnronous digital herarchy) son los multiplexores, los sistemas digitales de distribución de conexiones (digital cross-connection) y los repetidores digitales. La estructura PDH muestra que la eficacia de los multiplexores se ha visto incrementada con los sistemas digitales de distribución de conexiones. Estas facilidades se pueden utilizar para configurar servicios dedicados punto a punto. La siguiente figura muestra un multiplexor plesiócrono.
La función de los multiplexores extracción/inserción es encaminar uno o más canales de comunicación hacia una localidad intermedia, haciendo que los canales restantes continúen hacia una localidad distante como se muestra a continuación:
Uso en telefonía celular
Mediante el uso de TDMA se divide un único canal de frecuencia de radio en varias ranuras de tiempo (seis en D-AMPS y PCS, ocho en GSM). A cada persona que hace una llamada se le asigna una ranura de tiempo específica para la transmisión, lo que hace posible que varios usuarios utilicen un mismo canal simultáneamente sin interferir entre sí. Existen varios estándares digitales basados en TDMA, tal como TDMA D-AMPS (Digital-Advanced Mobile Phone System), TDMA D-AMPS-1900, PCS-1900 (Personal Communication Services), GSM (Global System for Mobile Communication, en el que se emplea junto con saltos en frecuencia o frequency hopping), DCS-1800 (Digital Communications System) y PDC (Personal Digital Cellular).
Características
- Se utiliza con modulaciones digitales.
- Tecnología simple y muy probada e implementada.
- Adecuada para la conmutación de paquetes.
- Requiere una sincronización estricta entre emisor y receptor.
- Requiere el Time advance.
