Telefonia Digital: Multiplexação De Sinais

Telefonia Digital: Multiplexação de Sinais

Mesmo com a digitalização do sinal analógico, ainda é preciso maximizar a transmissão do mesmo de um ponto a outro e essa maximização é feita através da multiplexação, que nada mais é do que, a transmissão simultânea de dois ou mais elementos, sinais, de informação utilizando o mesmo meio de transmissão. Para compreender este conceito, a figura 14 apresenta uma breve analogia ao tráfego simultâneo de veículos através de uma grande avenida.

Figura 14: Simplificação da multiplexação.

Fonte: Dígitro.

Analogamente à transmissão de sinais, cada veículo corresponderia a um sinal, a rua procedente de cada veículo representaria a largura de banda necessária para a circulação deste veículo, e a avenida corresponderia ao meio de transmissão de maior capacidade de tráfego que as ruas anteriores e que possibilita o tráfego simultâneo de veículos.

Sempre que a largura de banda de um meio físico for maior ou igual à largura de banda de um determinado sinal, este meio poderá ser utilizado para transmitir este sinal. Na prática, a banda passante necessária para um sinal é em geral bem menor do que a banda passante dos meios físicos disponíveis.

Portanto, dentro deste fundamento de aproveitar a banda passante extra para a transmissão simultânea de outros sinais se baseia o conceito de multiplexação, que nada mais é do que a técnica que permite a transmissão de mais de um sinal em um mesmo meio físico, assim como é mostrado na figura 15.

A multiplexação resulta na otimização dos meios de transmissão, normalmente de capacidade limitada, com a transmissão de diversos sinais simultaneamente.

Existem duas formas básicas de multiplexação:

Domínio do tempo, o chamado TDM ou Time Division Multiplexing;

Domínio da freqüência, o chamado FDM ou Frequence Division Multiplexing.

Segundo Hersent (2002, p. 8) “A principal vantagem da multiplexação estatística é que ela permite que a largura de banda seja usada de maneira mais eficiente...”.

Figura 15: Sinal multiplexado.

Fonte: Dígitro.

TDM

Multiplexação por Divisão de Tempo utiliza-se do conceito de alocação de “espaços de tempo”, chamados time-slots, para os sinais previamente amostrados. Para compreender como são alocados estes time-slots e o funcionamento do TDM, será utilizada uma analogia com um PCM de 30 canais e uma chave seletora rotativa conforme a figura 16, onde na periferia desta chave, existem 32 posições correspondentes aos canais do PCM.

Figura 16: Contador de Time-Slot.

Fonte: Dígitro.

A chave gira no sentido horário e demora em cada canal um intervalo de tempo e cada vez que a chave passa por um canal ela retira uma amostra da amplitude do seu sinal naquele instante. O tempo em que a chave comuta cada canal, denomina-se time-slot.

A velocidade de 8000 revoluções por segundo, que é a freqüência de amostragem, pois de cada canal serão retiradas 8000 amostras por segundo. A volta completa da chave toma então 1/8000 do segundo que equivale a 125 µs e chama-se quadro.

Como cada ponto da chave corresponde a um time-slot, analogamente um quadro conterá 32 time-slots, cada um com duração de 125 µs/32. Assim, a chave abre um "espaço de tempo" ou time-slot para amostragem do canal durante 125 µs/32 = 3,9 µs.

Outro termo utilizado é o multiquadro, que é o conjunto de 16 quadros consecutivos que corresponde a 16 vezes o tempo de um quadro. Logo, um multiquadro equivale a 16 x 125 µs = 2 ms. A figura 17 representa os quadros e multiquadros.

Figura 17: Quadro e Mulitquadro.

Fonte: Dígitro.

Isto provoca uma multiplicação na taxa de transmissão, quando comparada com a taxa de cada sinal individualmente e conseqüentemente a ampliação da banda passante total. Este aumento é proporcional ao número de canais multiplexados. Os sinais de voz são amostrados a uma taxa de transmissão de 8000 amostras/segundo.

Como todos são codificados com 8 bits/amostra, produzem uma taxa de transmissão de 64 kbit/s por canal. Sendo assim, se tivermos 32 canais, a saída deste sistema terá uma banda passante de 32 vezes 64 kbit/s que é igual a 2048 kbit/s .

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