Tcnicas de acceso mltiples

Est definido como una tcnica donde ms de un par de estaciones terrenas pueden simultneamente usar un transponder del satlite. La mayora de las aplicaciones de comunicaciones por satlite involucran un nmero grande de estaciones terrenas comunicndose una con la otra a travs de un canal satelital (de voz, datos o vdeo). El concepto de mltiple acceso involucra sistemas que hacen posible que mltiples estaciones terrenas interconecten sus enlaces de comunicaciones a travs de un simple transponder. Esas portadoras pueden ser moduladas por canales simples o mltiples que incluyen seales de voz, datos o vdeo. Existen muchas implementaciones especficas de sistemas de mltiple acceso, pero existen solo tres tipos de sistemas fundamentales:

Frecuency-divisin multiple access (FDMA)

El acceso mltiple por divisin de frecuencias. Este tipo de sistemas canalizan el transponedor usando mltiples portadoras, donde a cada portadora le asigna un par de frecuencias. El ancho de banda total utilizado depender del nmero total de portadoras. Existen dos variantes de esta tcnica: SCPC (Single Channel Per Carrier) y MCPC (Multiple Channel Per Carrier).

Acceso mltiple por divisin en el frecuencia. Se divide la banda de paso en subandas o canales que se asignan dinmicamente.

Time-division multiple access (TDMA)

El Acceso mltiple por divisin de tiempo est caracterizado por el uso de ranuras de tiempo asignadas a cada portadora. Existen otras variantes a este mtodo, el ms conocido es DAMA (Demand Assigned Multiple Access), el cual asigna ranuras de tiempo de acuerdo a la demanda del canal. Una de las ventajas del TDMA con respecto a los otros es que optimiza del ancho de banda.

Acceso mltiple por divisin en el tiempo. El tiempo se divide en slots que gastan la totalidad del ancho de banda. Un inconveniente es que requiere sincronismo entre todos los terminales conectados a la red

Code-division multiple access (CDMA)

El Acceso mltiple por divisin de cdigo mejor conocido como Spread Spectrum (Espectro esparcido) es una tcnica de modulacin que convierten la seal en banda base en una seal modulada con un espectro de ancho de banda que cubre o se esparce sobre una banda de magnitud ms grande que la que normalmente se necesita para transmitir la seal en banda base por s misma. Es una tcnica muy robusta en contra de la interferencia en el espectro comn de radio y ha sido usado muy ampliamente en aplicaciones militares. Esta tcnica se aplica en comunicaciones va satlite particularmente para transmisin de datos a bajas velocidades.Acceso mltiple por divisin de cdigo. Se emplea la tnica del espectro ensanchado mediante la utilizacin de un cdigo. Uno de los problemas principales de este sistema es el desperdicio de ancho de banda pero a cambio protege contra interferencias.

Tipos de conexin

Conexin unidireccional: como solo podemos recibir datos mediante el satlite necesitamos un mdem convencional para enviar los datos al ISP, a continuacin la informacin requerida nos ser enviada a travs del satlite, en la siguiente imagen se ve cmo funciona este sistema.

Conexin bidireccional:1 En esta conexin si es posible realizar tanto el envo como la recepcin de datos a travs del satlite.

TDM (multiplexacin por divisin de tiempo)

Es una tcnica que permite la transmisin de seales digitales y cuya idea consiste en ocupar un canal (normalmente de gran capacidad) de trasmisin a partir de distintas fuentes, de esta manera se logra un mejor aprovechamiento del medio de trasmisin. El Acceso mltiple por divisin de tiempo (TDMA) es una de las tcnicas de TDM ms difundidas.

En la multiplexacin por divisin de tiempo (TDM) las seales de los diferentes canales de baja velocidad son probadas y transmitidas sucesivamente en el canal de alta velocidad, al asignarles a cada uno de los canales un ancho de banda, incluso hasta cuando ste no tiene datos para transmitir. Multiplexacin por divisin de tiempo: se asigna a cada estacin un turno de transmisin rotativo, de forma que, durante un perodo de tiempo, transmite una estacin; luego la siguiente, y as sucesivamente.

El uso de esta tcnica es posible cuando la tasa de los datos del medio de transmisin excede de la tasa de las seales digitales a transmitir. El multiplexor por divisin en el tiempo muestrea, o explora, cclicamente las seales de entrada (datos de entrada) de los diferentes usuarios, y transmite las tramas a travs de una nica lnea de comunicacin de alta velocidad. Los MDT son dispositivos de seal discreta y no pueden aceptar datos analgicos directamente, sino demodulados mediante un mdem.

Los TDM funcionan a nivel de bit o a nivel de carcter. En un TDM a nivel de bit, cada trama contiene un bit de cada dispositivo explorado. El TDM de caracteres manda un carcter en cada canal de la trama. El segundo es generalmente ms eficiente, dado que requiere menos bits de control que un TDM de bit. La operacin de muestreo debe ser lo suficientemente rpida, de forma que cada buffer sea vaciado antes de que lleguen nuevos datos.

Los sistemas MIC, sistema de codificacin digital, utilizan la tcnica TDM para cubrir la capacidad de los medios de transmisin. La ley de formacin de los sucesivos rdenes de multiplexacin responde a normalizaciones de carcter internacional, con vista a facilitar las conexiones entre diversos pases y la compatibilidad entre equipos procedentes de distintos fabricantes.

Ventajas de TDM

1) Esto usa unos enlaces solos2) Esto no requiere al portador preciso que empareja a ambo final de los enlaces.3) El uso de la capacidad es alto.4) Cada uno para ampliar el nmero de usuarios en un sistema en un coste bajo.5) No hay ninguna necesidad de incluir la identificacin de la corriente de trfico en cada paquete.

Desventajas de TDM

1) La sensibilidad frente a otro problema de usuario es alta2) El coste inicial es alto3) La complejidad tcnica es ms4) El problema del ruido para la comunicacin anloga tiene el mayor efecto.

Multiplexacin por divisin de tiempo

La multiplexacin por divisin de tiempo (MDT) o (TDM), del ingls Time Division Multiplexing, es el tipo de multiplexacin ms utilizado en la actualidad, especialmente en los sistemas de transmisin digitales. En ella, el ancho de banda total del medio de transmisin es asignado a cada canal durante una fraccin 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 multiplexacin-desmultiplexacin por divisin 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 seal de reloj, de manera que cada canal es conectado al medio de transmisin durante un tiempo determinado por la duracin de los impulsos de reloj.

En el extremo distante, el desmultiplexor realiza la funcin inversa, esto es, conecta el medio de transmisin, 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 seales de temporizacin que son transmitidas a travs del propio medio de transmisin o por un camino.

Acceso mltiple por divisin de tiempo

El Acceso mltiple por divisin de tiempo (Time Division Multiple Access o TDMA, del ingls) es una tcnica de multiplexacin que distribuye las unidades de informacin en ranuras ("slots") alternas de tiempo, proveyendo acceso mltiple a un reducido nmero de frecuencias.

Tambin se podra decir que es un proceso digital que se puede aplicar cuando la capacidad de la tasa de datos de la transmisin es mayor que la tasa de datos necesaria requerida por los dispositivos emisores y receptores. En este caso, mltiples transmisiones pueden ocupar un nico enlace subdividindole y entrelazndose las porciones.

Esta tcnica de multiplexacin se emplea en infinidad de protocolos, sola o en combinacin de otras, pero en lenguaje popular el trmino suele referirse al estndar D-AMPS de telefona celular empleado en Amrica.

TDM (Multiplexaje por divisin de tiempo)

Es un sistema de transmisin en el cual un numero de comunicaciones estn multiplexados en una portadora al asignar a cada comunicacin un especio especifico de tiempo. El proceso se lleva a cabo "intercalando" las muestras de diferentes seales para que estas se puedan transmitir en forma secuencial por el mismo canal. TDM tiene como objetivo multiplexar "n" canales PCM; segn el estndar 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.

Modulacin por amplitud de pulsos (PAM)

En el caso de PAM, la anchura y la separacin de los pulsos permanece constante, siendo la amplitud de los mismos lo que vara de acuerdo con la amplitud de la moduladora, tal y como se ve en la figura anterior Como puede observarse en la figura la seal analgica sera la envolvente del conjunto de pulsos obtenidos tras la modulacin

Modulacin por amplitud de pulsos (PAM). Es la ms sencilla de las modulaciones digitales. Consiste en cambiar la amplitud de una seal, de frecuencia fija, en funcin del smbolo a transmitir.

En la modulacin por amplitud de pulsos, la seal no necesariamente es de dos niveles, sino que el nivel de la seal puede tener cualquier valor real, si bien la seal es discreta, en el sentido de que se presenta a intervalos definidos de tiempo, con amplitudes, frecuencias, o anchos de pulso variables.Definicin de Modulacin por Amplitud de Pulsos (PAM)

Este tipo de modulacin es la consecuencia inmediata del muestreo de una seal analgica. Si una seal analgica, por ejemplo de voz, se muestrea a intervalos regulares, en lugar de tener una serie de valores continuos, se tendrn valores discretos a intervalos especficos, determinados por la, que debe ser como mnimo del doble de la frecuencia mxima de la seal muestreada. En la modulacin de pulsos, lo que se vara es alguno de los parmetros de un tren de pulsos uniformes, bien sea su amplitud, duracin o posicin. En este tipo de modulacin se distinguen dos clases: modulacin analgica de pulsos, en que la informacin se transmite bsicamente en forma analgica, pero la transmisin tiene lugar a intervalos discretos de tiempo y modulacin digital de pulsos en que la seal de informacin es discreta, tanto en amplitud como en tiempo, permitiendo la Transmisin de datos como una secuencia de pulsos codificados, todos de la misma amplitud. Este tipo de transmisin no tiene contraparte en los sistemas de onda continua. En la modulacin digital, la seal de informacin es un flujo binario compuesto por seales binarias, es decir cuyos niveles de voltaje slo son dos y corresponden a ceros y unos. La seal de muestreo es en general una sucesin de pulsos unipolares, cuyas amplitudes son proporcionales a los valores muestra instantneos del mensaje de datos.

Caractersticas de la Modulacin por amplitud de pulsos (PAM).

En funcin del nmero de smbolos o amplitudes posibles se llama a la modulacin N-PAM. As podemos tener 2PAM, 4PAM, 260PAM. Este tipo de modulacin recoge informacin anloga, la muestra, y genera una serie de pulsos basados en los resultados de la prueba, de la correcta eleccin de los puntos de la constelacin (amplitudes) depende la inmunidad a ruido (distancia entre puntos) o la energa por bit (distancia al origen). En la Modulacin por amplitud de pulsos (PAM), la seal original se muestra a intervalos iguales, sta usa una tcnica llamada probada y tomada, donde en un momento dado el nivel de la seal es ledo y retenido brevemente.

Ventajas

El mtodo de prueba usado en PAM es ms eficaz en otras reas de ingeniera que en la comunicacin de datos (informtica). Aunque PAM est en la base de un importante mtodo de codificacin analgica - digital llamado modulacin de cdigo de pulso (PCM).

Desventajas

Ineficaz en comunicaciones debido a que aunque traduzca la forma actual de la onda a una serie de pulsos, siguen teniendo la amplitud de pulsos todava seal analgica y no digital. Para hacerlos digitales, se deben de modificar usando modulacin de cdigo de pulso (PCM). La transmisin de las seales moduladas por amplitud de pulsos impone condiciones severas respecto a las respuestas en magnitud y fase del sistema, a causa de la corta duracin de los pulsos. Por otra parte, el comportamiento de un sistema PAM respecto al ruido nunca puede ser superior al de transmisin en banda base.

Modulacin por posicin de pulso (PPM)

En el caso de la modulacin por posicin de pulso, la anchura y la amplitud de los pulsos permanece constante, siendo la posicin de los mismos lo que vara de acuerdo con la amplitud de la moduladora, tal como se muestra en la figura anterior. La distancia entre dos pulsos representa la amplitud muestreada de la onda seno

En este caso, la seal moduladora produce un desplazamiento de los pulsos respecto a la posicin de stos en ausencia de modulacin.

Una de las principales dificultades en la implementacin de esta tcnica es que el receptor debe estar debidamente sincronizado para poder alinear el reloj local con el inicio de cada smbolo. Por este motivo, se implementa usualmente de manera diferencial, como Modulacin por Posicin de Pulso Diferencial, donde la posicin de cada pulso es elegida en funcin del pulso anterior, y de esta manera, el receptor slo debe medir la diferencia de tiempo entre la llegada de los sucesivos pulsos. Con este tipo de modulacin, un error en el reloj local se podra propagar slo a la medicin de dos pulsos adyacentes, en vez de a toda la transmisin.

Modulacin por ancho de pulsos (PWM)

En este caso, las muestras de la seal se emplean para variar la anchura o duracin de los pulsos. Aunque no es muy utilizado, en la actualidad se emplea en transmisores modulados en amplitud, en que la modulacin se realiza primero en esta forma. Esta tcnica permite aumentar la eficiencia del transmisor.

La modulacin por ancho o de pulso es un tipo de seal de voltaje utilizado para enviar informacin o para modificar la cantidad de energa que se enva a una carga. Este tipo de seales es muy utilizada en circuitos digitales que necesitan emular una seal analgica.

Este tipo de seales son de tipo cuadrada o sinusiodales en las cuales se les cambia el ancho relativo respecto al perodo de la misma, el resultado de este cambio es llamado ciclo de trabajo y sus unidades estn representadas en trminos de porcentaje.

En la actualidad existen muchos circuitos integrados en los que se implementa la modulacin PWM, adems de otros muy particulares para lograr circuitos funcionales que puedan controlar fuentes conmutadas, controles de motores, controles de elementos termoelctricos, choppers para sensores en ambientes ruidosos y algunas otras aplicaciones. Se distinguen por fabricar este tipo de integrados compaas como Texas Instruments, National Semiconductor, Maxim, y algunas otras ms.