República Bolivariana De Venezuela
Universidad Bicentenaria De Aragua
Vicerrectorado Académico Faculta
Ingeniería En Sistemas CREATEC
San Cristóbal – Estado Táchira
métodos de acceso manteniendo una conducta ética y responsable para la implementación de la más óptima.
Autor: Christopher Zambrano
21/11/2024
Las técnicas de multicanalización primaria (TDM) y CDMA con salto de frecuencia no solo optimizan el uso de los canales de transmisión, sino que también aseguran una mejor calidad y fiabilidad en las comunicaciones. En un mundo cada vez más interconectado, estas tecnologías forman la columna vertebral de las telecomunicaciones modernas, soportando la vasta red de dispositivos y aplicaciones que utilizamos a diario. Continuar innovando y mejorando estas tecnologías será clave para enfrentar los desafíos futuros en el campo de las comunicaciones digitales.
Multicanalización Primaria de EPT (Estructura de Protocolo de Transmisión)
La multicanalización primaria de EPT, también conocida como Multiplexación por División de Tiempo (TDM), es una técnica utilizada en comunicaciones digitales para optimizar el uso de un canal de transmisión compartido. En esta técnica, el tiempo de transmisión se divide en pequeñas partes discretas llamadas ranuras de tiempo o time slots. Cada ranura de tiempo se asigna a un flujo de datos específico, permitiendo que múltiples flujos de datos compartan el mismo canal sin interferencias1. La clave de esta técnica es la sincronización precisa para asegurar que cada usuario pueda transmitir en su ranura de tiempo asignada.en los Acceso Múltiple por División de Código (CDMA) y Salto de Frecuencia el Acceso Múltiple por División de Código (CDMA) es una técnica de acceso múltiple que permite a múltiples usuarios compartir el mismo canal de comunicación simultáneamente. En CDMA, cada usuario se le asigna un código único que se utiliza para modular la señal antes de la transmisión2. Al recibir la señal, el receptor utiliza el mismo código para desmodular y extraer la información destinada a ese usuario, a pesar de que todas las señales están transmitiéndose en la misma frecuencia. Esta técnica se basa en la tecnología de espectro expandido.El salto de frecuencia es una técnica utilizada en sistemas de comunicación inalámbrica para evitar interferencias y mejorar la calidad de la señal. Consiste en cambiar la frecuencia de transmisión de manera aleatoria o predefinida dentro de un rango de frecuencias disponibles,
a) Multicanalización primaria de (EPT)
Este proceso se utiliza extensamente en diversas tecnologías de comunicación, incluyendo las redes telefónicas, la transmisión de datos y la radiodifusión. En las redes telefónicas.permite la transmisión simultánea de múltiples señales a través de un único canal de comunicación. Este proceso se basa en la premisa de dividir el ancho de banda disponible en segmentos más pequeños, denominados canales, y asignar cada canal a una señal específica. Así, se logra la transmisión eficiente de datos, voz y video. Uno de los principales beneficios radica en su capacidad para maximizar la utilización del ancho de banda disponible. Al transmitir múltiples señales a través de un único canal, se reduce la necesidad de infraestructura adicional, optimizando los recursos y mejorando la eficiencia del sistema. Además, la multiplexación facilita la integración de diversos servicios, como voz y datos, en una misma red.
La implementación de la multiplexación en las redes de telecomunicaciones: suele ser llevada a cabo por ingenieros especializados en el diseño y mantenimiento de sistemas de comunicación. Estos profesionales se encargan de asegurar que la asignación de canales, la sincronización y la gestión del ancho de banda se realicen de manera eficiente para garantizar un rendimiento óptimo del sistema.se encuentra la optimización del uso del espectro electromagnético, lo que resulta en una mayor capacidad de transmisión. Sin embargo, es importante destacar que esta técnica no está exenta de desafíos. La complejidad en la gestión de los diferentes canales y la necesidad de equipos especializados pueden añadir costos significativos a la implementación de sistemas multiplexados.
primaria se refiere a la técnica que permite la transmisión de múltiples señales o flujos de datos a través de un único canal de comunicación. En el contexto de las telecomunicaciones, esto permite que varias llamadas telefónicas o flujos de datos se combinen y se transmitan simultáneamente a través de una misma línea física. Existen varios métodos para lograr la multicanalización, tales como:
Multiplexación por División de Frecuencia (FDM): Tienen como entrada varios canales trabajando en diferentes frecuencias y las combina en un solo ancho de banda. En televisión por cable, una red de cable es usada para contener diferentes canales de televisión los cuales utilizan diferentes frecuencias y cuyo ancho de banda de cada canal es de 6 MHz. Un espectro típico de este tipo de sistemas es de 500 a 800 MHz de ancho de banda, el cual es suficiente para dar cabida a más de 80 canales de programación. Cada canal funciona separadamente, los cuales al ser sintonizados en el televisor se desmulticanaliza un canal a la vez.Divide el ancho de banda total disponible en múltiples subcanales, cada uno con una frecuencia diferente.
Multiplexación por División de Tiempo (TDM): Divide el tiempo en segmentos discretos y asigna cada segmento a un flujo de datos diferente.fue originalmente desarrollado en la red telefónica pública en los 50s para eliminar los problemas de ruido y filtraje de FDM cuando muchas señales son multicanalizadas en el mismo medio de transmisión. Después, hubo la necesidad de incrementar la eficiencia de multicanalización en los atestados manojos de cables de las grandes ciudades. Esta técnica hizo uso de la tecnología emergente de esa época, electrónica del estado sólido, y fue 100% digital. La información analógica es primero convertida a formato digital antes de la transmisión. Aunque el costo inicial de esta técnica fue alto, fue menos que el costo de remplazar cables o cavar grandes túneles. A principios de los 80s, las redes TDM utilizaban multicanalizadores inteligentes y empezaron a aparecer en redes privadas de datos, conformando el método primario para compartir instalaciones costosas de transmisión de datos entre muchos usuarios. Un multicanalizador basado en TDM empaqueta un conjunto de información (tramas de bits) de diferentes fuentes en un solo canal de comunicación en tiempos (muy cortos) diferentes. en los paquetes, muy útil en el caso de aplicaciones de voz.
Multiplexación por División de Longitud de Onda (WDM): Utilizada principalmente en fibras ópticas, separa las señales en diferentes longitudes de onda de luz.a multiplexación por división de longitud de onda (Wavelength Division Multiplexing, WDM) es una técnica de transmisión por fibra óptica que utiliza varias longitudes de onda de luz (o colores) para enviar datos a través del mismo medio. Dos o más colores de luz pueden viajar sobre una sola fibra, y pueden transmitirse varias señales en una guía de onda en diferentes longitudes de onda o frecuencias en el espectro óptico.Los primeros sistemas de transmisión por fibra óptica colocaban la información en filamentos de vidrio mediante simples pulsos de luz. Se encendía y se apagaba una luz para representar los unos y ceros de información digital. La luz real podía ser prácticamente de cualquier longitud de onda desde unos 670 nanómetros hasta 1550 nanómetros. La multiplexación por división de longitud de onda (Wavelength Division Multiplexing, WDM) es una técnica de transmisión por fibra óptica que utiliza varias longitudes de onda de luz para enviar datos a través del mismo medio.Durante los años ochenta, los módems de comunicaciones de datos de fibra óptica utilizaban LED de bajo costo para emitir pulsos casi de infrarrojos en fibra de bajo costo. A medida que aumentaba la necesidad de información, aumentaba también la necesidad de ancho de banda. Los primeros sistemas SONET utilizaban láseres de 1310 nm para emitir secuencias de datos de 155 Mb/s a grandes distancias.
b) Acceso múltiple por división de código (CDMA)
En este esquema de acceso múltiple, los diferentes usuarios transmiten al mismo tiempo utilizando la misma frecuencia.
Lasdistintas comunicaciones son diferenciadas al codificar la información de acuerdo con una clave particular. El emisor, antes de enviar la información, divide cada bit en varias unida- des llamadas chips y codifica el bit antes de enviarlo. Esta técnica se denomina secuencia directa y es una de las técnicas de espectro ensanchado. Dado que el objetivo de este trabajo es presentar el CDMA, más adelante se entrará en más detalles sobre su funcionamiento. Vale la pena notar que mientras que los esquemas de acceso múltiple FDMA y TDMA tienen una capacidad limitada por el ancho de banda disponible y el ancho de banda de cada uno de los canales múltiples deseados, en el caso del CDMA no existe este limitante. En el CDMA, como se verá más adelante, se pueden adicionar nuevos usuarios teniendo presente que el precio que se paga es la pérdida de calidad en la comunicación.
CDMA (Code Division Multiple Access): Es una técnica de acceso múltiple que permite que varios usuarios compartan un mismo ancho de banda simultáneamente
mediante el uso de códigos únicos. Cada
usuario se le asigna un código exclusivo para modular su señal, permitiendo que las señales de múltiples usuarios se mezclen y se transmitan conjuntamente a
través del mismo canal. En el receptor, las
señales se pueden separar utilizando el código correspondiente.
Salto de Frecuencia
(Frequency Hopping): Es una técnica utilizada en algunas versiones de CDMA (como en la comunicación militar) que cambia la frecuencia portadora en intervalos regulares de tiempo de acuerdo a una secuencia pseudoaleatoria conocida tanto por el transmisor como por el receptor. Esto mejora la resistencia a las interferencias y la interceptación, ya que la señal se dispersa a lo largo de un amplio espectro de frecuencias la tecnología de espectro ensanchado por salto en frecuencia (FHSS) consiste en transmitir una parte de la información en una determinada frecuencia durante un intervalo de tiempo llamada dwell time e inferior a 400 ms. Pasado este tiempo se cambia la frecuencia de emisión y se sigue transmitiendo a otra frecuencia. De esta manera cada tramo de información se va transmitiendo en una frecuencia distinta durante un intervalo muy corto de tiempo. El orden en los saltos en frecuencia se determina según una secuencia pseudoaleatoria almacenada en unas tablas, y que tanto el emisor y el receptor deben conocer. Si se mantiene la sincronización en los saltos de frecuencias se consigue que, aunque en el tiempo se cambie de canal físico, a nivel lógico se mantiene un solo canal por el que se realiza la comunicación. es una técnica de modulación en espectro ensanchado en el que la señal se emite sobre una serie de radiofrecuencias aparentemente aleatorias, saltando de frecuencia en frecuencia sincrónicamente con el transmisor. Los receptores no autorizados escucharán una señal ininteligible. Si se intentara interceptar la señal, solo se conseguiría para unos pocos bits. Una transmisión en espectro ensanchado ofrece 3 ventajas principales:
Las señales en espectro ensanchado son altamente resistentes al ruido y a la interferencia.
Las señales en espectro ensanchado son difíciles de interceptar. Una transmisión de este tipo suena como un ruido de corta duración, o como un incremento en el ruido en cualquier receptor, excepto para el que esté usando la secuencia que fue usada por el transmisor.
Transmisiones en espectro ensanchado pueden compartir una banda de frecuencia con muchos tipos de transmisiones convencionales con mínima interferencia.
tanto la multicanalización primaria (TDM) como el acceso múltiple por división de código (CDMA) y el salto de frecuencia representan técnicas avanzadas en el campo de las comunicaciones digitales para maximizar la eficiencia y calidad de las transmisiones.Multicanalización Primaria (TDM)Es una técnica utilizada para dividir el tiempo de transmisión en ranuras discretas, permitiendo que múltiples flujos de datos compartan el mismo canal de transmisión.La sincronización precisa es crucial para evitar interferencias y asegurar que cada usuario transmita en su ranura de tiempo asignada.Es comúnmente utilizada en sistemas de telecomunicaciones y redes digitales.en los Acceso Múltiple por División de Código (CDMA) y Salto de Frecuencia permite que múltiples usuarios compartan el mismo canal simultáneamente mediante el uso de códigos únicos para modular y desmodular señales, basándose en la tecnología de espectro expandido.el salto de frecuencia mejora la robustez de los sistemas de comunicación inalámbrica cambiando la frecuencia de transmisión dentro de un rango de frecuencias disponibles, reduciendo el impacto de interferencias. estas técnicas son fundamentales en las comunicaciones móviles y redes inalámbricas, proporcionando una mayor capacidad de usuario y mejor calidad de señal.Ambas técnicas destacan la importancia de la eficiencia y la fiabilidad en las comunicaciones modernas, contribuyendo significativamente al avance de la tecnología de la información y las comunicaciones.
