Multiplexación

En esta sección, analizamos cuatro técnicas de multiplexación utilizadas para compartir canales capacidad entre múltiples estaciones transmisoras / receptoras.

Estas técnicas difieren de las técnicas FDM y TDM discutidas hasta ahora, porque no hay multiplexor físico involucrado. Más bien, a las estaciones individuales se les asigna una banda de frecuencia o una secuencia de intervalos de tiempo y transmitir directamente en el canal y no a través de un multiplexor.
Las técnicas discutidas en esta sección se utilizan como bloques de construcción en una serie de de esquemas inalámbricos, incluyendo LAN inalámbricas como Wi-Fi, redes celulares, redes satelitales y acceso inalámbrico a Internet de banda ancha, como WiMAX.

Frequency-Division Duplex (FDD)

Duplexación por división de frecuencia (FDD, por sus siglas en inglés)

FDD simplemente significa que dos estaciones tienen una conexión full-duplex en la que cada estación transmite en una banda de frecuencia nominal. Las dos bandas de frecuencia están separadas entre sí  y de otras bandas de la red mediante bandas de guarda, para evitar interferencias
(Figura1). La combinación de las dos bandas de frecuencia a menudo se denomina un subcanal, con la combinación de los dos subcanales vistos como un full-duplex canal entre las estaciones. La principal ventaja de esta técnica de transmisión es que permite emitir y recibir simultáneamente

 Figura 1

Time-Division Duplex (TDD)

Duplexación por división de tiempo (TDD por sus siglas en inglés) es la aplicación del método multiplexión por división de tiempo
En TDD, también conocido como multiplexación por compresión de tiempo (TCM), los datos se transmiten en una dirección a la vez, con transmisión alternando entre las dos direcciones.

 Figura 2

Para lograr la tasa de datos de suscriptor deseada con TDD simple, el flujo de bits del Tx se divide en segmentos iguales, comprimidos en el tiempo para una transmisión a más alta velocidad, y se transmiten en ráfagas, que se descomprimen / expanden en el otro extremo a la velocidad  que corresponda.

Se utiliza un breve período de reposo entre ráfagas que van en direcciones opuestas para que el canal se vacíe. Por lo tanto, la tasa de datos real en el canal debe ser más del doble de la velocidad de datos requerida por los dos sistemas finales.

Concluyendo ambas comparten en canal realizando lo que se parece a una transmisión "full duplex" pero en realidad no lo es.

Frequency-Division Multiple Access (FDMA)

FDMA es una técnica que se utiliza para compartir el espectro entre varias estaciones. en un configuración típica, hay una estación base que se comunica con varios estaciones de abonado.

Tal configuración se encuentra en redes de satélite, celulares redes, Wi-Fi y WiMAX.

Normalmente, la estación base asigna anchos de banda a estaciones dentro del ancho de banda total disponible.

La figura 3 es un ejemplo, donde hay una estación base y tres que se suscriben al servicio de la estación Base.

 Figura 3
A las estaciones se les asignan bandas de frecuencia separadas (subcanales) para la transmisión a la estación base (dirección de enlace ascendente), con bandas de guarda entre las transmisiones asignadas. Otra banda de frecuencia, normalmente más ancha, está reservada para transmisión desde la estación base a las otras estaciones (dirección de enlace descendente). Vemos que la tasa de transferencia sería asimétrica.

Características:

• Cada canal es para una sola estación, no se comparte.
• Si el canal no se usa, la capacidad es desperdiciada.
• Es menos complejo que TDMA y no tiene overhead, ya que son canales dedicados.

Time-Division Multiple Access (TDMA)

TDMA se utiliza normalmente en una configuración que consta de una base estación y varias estaciones de abonados.

Con TDMA hay una  banda de frecuencia de enlace ascendente muy grande que se utiliza para transmitir una secuencia de intervalos de tiempo.
Los intervalos de tiempo se asignan a una estación de abonado individual para formar una subcanal.

 Figura 4

La figura 4 es un ejemplo.

En este ejemplo, cada estación obtiene una cantidad igual de la capacidad total del canal de enlace ascendente. De manera similar, cada estación de abonado escucha en intervalos de tiempo en el canal de enlace descendente, que pueden tener la misma asignación de intervalo que el canal de enlace ascendente, o uno diferente.

En este ejemplo, el canal de enlace descendente también es distribuidos equitativamente entre las tres estaciones.

Características:

• Cada subcanal está dedicado a una única estación, no se comparte.
• Para una estación individual, la transmisión de datos ocurre en ráfagas en lugar de continuamente.
• Se necesitan tiempos de guardia entre los intervalos de tiempo, para tener en cuenta la falta de sincronización perfecta entre la estación de abonado.
• El canal de enlace descendente puede estar en una banda de frecuencia separada, como en nuestro ejemplo

Esto se conoce como TDMA / FDD. Con TDMA / FDD, las franjas de tiempo  asignados para la recepción de la estación de abonado no suelen superponerse con las franjas horarias de transmisión de esa estación.
La transmisión de enlace ascendente y descendente puede estar en la misma banda de frecuencia, que se conoce como TDMA / TDD.

Como se pueden observar estas 4 técnicas vistas son una mezcla de las mas básicas y se logran con algo de complicación en algún sentido.