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McGraw-Hill
The McGraw-Hill Companies, Inc., 2004
Capítulo 6
Multiplexação
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McGraw-Hill
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Figura 6.1 Dividindo um link em canais
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Figura 6.2 Técnicas de multiplexação
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McGraw-Hill
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6.1 FDM
Processos de Multiplexação
Processos de Demultiplexação
A Hierarquia Analógica
Outras Aplicações da FDM
Implementação
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The McGraw-Hill Companies, Inc., 2004
Figura 6.3 FDM
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FDM é uma técnica de multiplexação analógica que combina sinais.
Nota:
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Figura 6.4 Processo FDM
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Figura 6.5 Exemplo de demultiplexação FDM
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Exemplo 1
Assuma que o canal de voz ocupa uma largura de banda de 4kHz. Desejamos combinar três canais de voz em um link cuja largura de banda vale 12kHz (20 a 32kHz). Apresente os blocos com a configuração dos processos de multiplexação/demultiplexação, sem mostrar banda de proteção, no domínio da freqüência.
Solução
Desloque (module) cada um dos três canais de voz numa banda diferente, conforme Figura 6.6. 
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Figura 6.6 Exemplo 1
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Exemplo 2
Cinco canais de 100kHz de banda cada são multiplexados juntos. Qual é a menor largura de banda do link se necessitamos de uma banda de proteção de 10kHz entre os canais para prevenir interferências? 
Solução
Para os cinco canais necessitamos de pelo menos quatro bandas de proteção. Isto significa que a largura de banda requerida no enunciado deve ser: 5100 + 4  10 = 540kHz (como mostra a Figura 6.7.). 
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Figura 6.7 Exempo 2
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Exemplo 3
Quatro canais de dados (digitais), cada um transmitindo 1Mbps, usam um canal de satélite de 1 MHz. Proponha uma configuração adequada usando a técnica FDM.
Solução
O canal de satélite é analógico. Dividimos esse canal em quatro canais, cada qual com uma largura de banda de 250kHz. Cada canal digital de 1Mbps é modulado de tal forma que 4-bits são modulados a 1MHz. Assim, uma solução imediata é a modulação 16-QAM. A Figura 6.8 ilustra uma das possíveis configurações.
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Figura 6.9 Exemplo 4
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Figura 6.9 Hierarquia Analógica
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Exemplo 4
A Advanced Mobile Phone System (AMPS) usa duas bandas. A primeira banda, localizada entre 824 e 849MHz, é utilizada para enviar e a segunda, entre 869 e 894MHz, é utilizada para receber. Os usuários possuem uma largura de banda de 30kHz em cada direção. O sinal de voz de 3kHz é modulado usando FM, gerando um sinal de 30kHz. Quantas pessoas simultaneamente podem usufruir dos telefones celulares delas nesse sistema? 
Solução
Cada banda possui 25MHz. Se dividirmos os 25MHz em canais de 30kHz, obtemos 833,33 canais. Na realidade, a banda é dividida em 832 canais. 
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6.2 WDM
Multiplexação por Divisão de 
Comprimento de onda
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Figura 6.10 WDM
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A WDM é uma técnica de multiplexação analógica capaz de combinar sinais óticos.
Nota:
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Figura 6.11 Efeito prisma numa multiplexação / demultiplexação WDM
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6.3 TDM
Time Slots e Frames
Intercalando slots
Sincronização
Bit de Enchimento (Padding)
Níveis de Sinal Digital (DS) 
Linhas T 
TDM Inverso
Outras aplicações da TDM
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Figura 6.12 TDM
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TDM é uma técnica de multiplexação digital para combinar dados.
Nota:
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Figura 6.13 Frames TDM
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Exemplo 5
Quatro conexões de 1kbps são multiplexadas via TDM. Uma unidade de dados contém somente 1 bit. Determine (1) o tempo de duração de 1 bit antes da multiplexação (2) a taxa de transmissão do link (3) a duração de um time slot e (4) o tempo de duração de um frame.
Solução
Essas questões são respondidas abaixo: 
1. A duração de um 1 bit 1 1/1 kbps ou 0.001 s (1 ms).
2. Taxa de transmissão de link é 4 kbps.
3. A duração de cada time slot é 1/4ms ou 250 ms. 
4. A duração de um frame é 1ms.
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Na multiplexação TDM, a taxa de transmissão de dados no link deve ser n vezes maior e o tempo de duração da unidade de dados n vezes menor que uma conexão isolada.
Nota:
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Figura 6.14 Interlcalando slots
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Exemplo 6
Quatro canais são multiplexados usando TDM. Se a capacidade individual dos canais for 100bytes/s e multiplexarmos 1 byte por canal, apresente (1) o esquema de viagem dos frames no link (2) o tamanho de cada frame (3) o tempo de duração de um frame e (4) a taxa de transmissão de dados do link.
Solução
O multiplexador é mostrado na Figura 6.15. 
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Figura 6.15 Exemplo 6
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Exemplo 7
Um MUX combina quatro canais de 100kbps usando um time slot de 2bits. Apresente a saída para quatro entradas arbitrárias. Qual é a taxa de transmissão de frames? Qual é o tempo de duração de um frame? Qual é a taxa de transmissão de dados? Qual é o tempo de duração de um bit?
Solução
A Figura 6.16 ilustra a saída para quatro pacotes arbitrários de entrada. 
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Figura 6.16 Exemplo 7
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Figura 6.17 Bits de enchimento (framing)
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Exemplo 8
Temos quatro fontes de dados, cada uma gerando 250 caracteres/s. Se chavearmos 1 unidade/s e adicionarmos 1 bit de sincronização em cada frame, determine (1) a taxa de dados da fonte, (2) o tempo de duração de cada caractere da fonte, (3) a taxa de transmissão de frames, (4) o tempo de duração de cada frame, (5) o número de bits em cada frame e (6) a taxa de transmissão de dados do link.
Solução
Veja o próximo slide.
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Solução (continuação)
Respondemos as questões a seguir:
1. A taxa de dados de cada fonte é 2000 bps = 2 Kbps.
2. O tempo de duração de um caractere é 1/250 s ou 4 ms.
3. O link precisa transmitir 250 frames por secondo.
4. O tempo de duração de cada frame é 1/250 s, ou 4 ms. 
5. Cada frame tem 4 x 8 + 1 = 33 bits.
6. A taxa de transmissão de dados do link é 250 x 33, ou 8250 bps.
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Exemplo 9
Dois canais, o primeiro com uma taxa de transmissão de 100kbps e o segundo com uma taxa de transmissão de 200kbps são multiplexados. Como isto pode ser feito? Qual é a taxa de transmissão de frames? Qual é o tempo de duração de um frame? Qual é a taxa de transmissão do link?
Solução
Podemos alocar um slot para o primeiro canal e dois slots para o segundo
canal. Então, cada frame transportará 3 bits. A taxa de transmissão de frames será 100.000 frames/s, já que ele transporta 1 bit do primeiro canal. O tempo de duração de um frame é (1/100.000)s ou 10s. A taxa de transmissão do link será 100.000 frames/s  3 bits/frame ou 300kbps. Visto que cada frame transporta 1 bit do primeiro canal, a taxa de transmissão do primeiro canal é preservada. A taxa de transmissão do segundo canal também é preservada porque cada frame transporta 2 bits do segundo canal. 
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Figura 6.18 Hierarquia DS
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Tabela 6.1 Taxa de transmissão das linhas DS e T
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Figura 6.19 Linha T-1 multiplexando linhas telefônicas
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Figura 6.20 Estrutura do frame T-1 frame
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Tabela 6.2 Taxas da linha E
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Figura 6.21 Multiplexação inversa