TDM síncrona

MULTIPLEXAÇÃO
0
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).
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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 = 100.000.000Hz – 10.000 Hz = 99.990.000Hz
Canais = 99.990.000Hz / 500.000Hz = 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).
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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
partição dos frames.
(t1, ... , tn)
denominados segmentos, os quais formam uma
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.
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TDM SÍNCRONA
t1 = primeiro intervalo de conexão com cada computador
= Desperdício de capacidade do meio
físico
t1
A
B
A1
C
D
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.)
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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
C
D
B1
Tempo 
Meio físico
Ainda no primeiro intervalo é chaveada uma conexão com o computador “B”. Ele está
transmitindo e aproveita assim o canal alocado para enviar dados.
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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
C
D
B1
C1
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.
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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
C
D
B1
C1
D1
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.
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TDM SÍNCRONA
t2 = segundo intervalo de conexão com cada computador
t1
= Desperdício de capacidade do meio
físico
t2
= Aproveitamento da capacidade do
meio físico ( com dados)
A
B
A1
C
D
B1
C1
D1
A2
Tempo 
Meio físico
Já no segundo intervalo é chaveada uma conexão com o computador “A”. Ele está
transmitindo e assim aproveita o canal alocado para enviar dados.
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TDM SÍNCRONA
t2 = segundo intervalo de conexão com cada computador
t1
= Desperdício de capacidade do meio
físico
t2
= Aproveitamento da capacidade do
meio físico ( com dados)
A
B
A1
C
D
B1
C1
D1
Meio físico
A2
B2
Tempo 
No segundo intervalo é chaveada uma conexão com o computador “B”. Ele está transmitindo e
também aproveita o canal alocado para enviar dados.
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TDM SÍNCRONA
t2 = segundo intervalo de conexão com cada computador
t1
= Desperdício de capacidade do meio
físico
t2
= Aproveitamento da capacidade do
meio físico ( com dados)
A
B
A1
C
D
B1
C1
D1
Meio físico
A2
B2
C2
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.
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TDM SÍNCRONA
t2 = segundo intervalo de conexão com cada computador
t1
= Desperdício de capacidade do meio
físico
t2
= Aproveitamento da capacidade do
meio físico ( com dados)
Banda Desperdiçada
A
B
A1
C
D
B1
C1
D1
Meio físico
A2
B2
C2
D2
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.
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.
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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:
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TDM ASSÍNCRONA
t1
t2
Parcelas de tempo são alocadas dinamicamente de acordo com a demanda das estações
A
Capacidade extra disponível
B
B1
Dados B1
C
D1
Dados D1
A2
Dados A2
B2
Dados B2
Para o meio físico
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.
D

 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
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