Enlaces Rádio com Tecnologia TDM

Tempo de leitura: 7 minutos

Introdução

A transmissão de sinal através de enlaces rádio é o tipo de transmissão onde os sinais de dados são encaminhados em faixas de radiofrequências, sendo fundamental a sua utilização na interligação entre duas estações de telecomunicações.

Isto é analisado no artigo “Soluções para Interligações em Redes de Telecomunicações” (clique para acessar), onde são discutidas as principais características deste tipo de transmissão e os motivos para se usar enlaces rádio no lugar de fibras ópticas, por exemplo.

Alguns enlaces usam tecnologias antigas como PDH (Plesiochronous Digital Hierarchy) e SDH (Synchronous Digital Hierarchy), que por sua vez utilizam a tecnologia de TDM (Time Division Multiplexing), comum em sistemas digitais.

Este artigo apresenta uma breve descrição sobre a origem dos enlaces rádio com tecnologia TDM, sua definição e principais aplicações.

Evolução Histórica

PDH e SDH foram tecnologias que possibilitaram o desenvolvimento do sistema telefônico ao longo dos anos.

O PDH tinha por objetivo fazer a junção de vários dados digitalizados em um único canal por meio da tecnologia de multiplexação, que trata justamente da otimização do meio de transmissão para permitir várias comunicações por meio de um só canal em único sentido.

Posteriormente, o SDH foi criado para realizar a comunicação de dados através de um mesmo sinal sem haver a necessidade de existir várias fases de multiplexação.

A Tecnologia PDH (Plesiochronous Digital Hierarchy)

PDH é uma tecnologia antiga que data da década de 20 e que consiste na transmissão de sinais em uma arquitetura de multiplexação assíncrona.

Cada canal multiplexado opera com um relógio que não é sincronizado com os relógios dos demais canais.

Os canais da hierarquia PDH são agrupados em níveis hierárquicos, de modo que o nível posterior representa um agrupamento de seu nível anterior.

A imagem abaixo exemplifica o esquema citado:

Neste modelo, as interconexões de sistemas tornam-se mais difíceis e as padronizações são parciais.

O sistema possui uma rede hierárquica muito grande e só é possível ser utilizada a interconexão ao nível de voz.

Por isso, com a evolução dos padrões de sistemas de transmissão, foi desenvolvida uma tecnologia que apresentasse melhorias quanto a essas limitações.

A Tecnologia SDH (Synchronous Digital Hierarchy)

A tecnologia SDH começou a ser implementada na década de 80 e consiste em um conjunto de equipamentos e meios físicos de transmissão que compõem um sistema digital síncrono de transporte de informações.

Por possuir interfaces elétricas, ele possibilita seu uso em meios como enlaces digitais.

Nesta hierarquia, já é possível existir uma interoperabilidade entre redes sem dificuldades, além de permitir a utilização de apenas um multiplexador no lugar de vários multiplexadores plesiócronos.

Muitas operadoras de Telecom ainda usam esse sistema de infraestrutura para redes de dados e de voz.

O SDH utiliza a multiplexação no tempo TDM com altas taxas de bits, tecnologia essa também utilizada em sistemas de rádios enlace.

A Tecnologia TDM (Time Division Multiplexing)

A primeira vez que essa técnica surgiu foi com o advento do telefone na década de 20, por conta da necessidade de transmitir canais de voz com qualidade.

O TDM se popularizou por permitir que várias fontes de informação compartilhem um mesmo sistema de transmissão.

A multiplexação por divisão de tempo é uma tecnologia que utiliza quadros (chamados de frames) de duração e tamanho fixos, onde estes são subdivididos em intervalos de tempo chamados slots, sendo eles não necessariamente do mesmo tamanho.

Esta ideia é exemplificada na figura abaixo:

A informação enviada compartilha uma sequência de bits ocupando slots de tempo diferentes que contêm um ciclo de alocação repetido indefinidamente durante a transmissão.

Com isso, temos que:

  • Cada fluxo de dados fim a fim é dividido em compartimentos (slots);
  • Para diferentes usuários, há compartimentos de recursos de redes;
  • Cada compartimento utiliza toda a banda do canal;
  • Os recursos são usados quando necessário;
  • Pode ocorrer congestionamento, onde os pacotes são enfileirados, aguardando para usar o enlace.

Talvez a maior desvantagem seja o uso de banda.

Comparado a outros sistemas, este necessita de uma largura de banda maior.

Entretanto, o TDM é extremamente eficiente em meios com alta presença de interferências.

Comunicação Enlace Rádio Utilizando TDM

A tecnologia TDM é largamente utilizada em enlaces rádios.

Pela sua estruturação, o enlace rádio requer que seu uso seja associado a um multiplexador.

Dessa forma, ele tem por finalidade a transmissão de informações já preparadas pelo multiplexador e o recebimento de informações emitidas por outro enlace rádio, entregando a informação ao multiplexador associado.

Geralmente, a quantidade de canais para recepção e transmissão é a mesma no rádio e no multiplexador associado.

O enlace que utiliza a tecnologia TDM tem um funcionamento análogo aos enlaces ethernet, que são líderes quando falamos em redes de cabeamento.

Nos enlaces ethernet, são utilizadas as faixas de bandas probabilísticas, ou seja, há estocasticidade, e por isso os circuitos são usados conforme a demanda aumenta.

Já os enlaces que utilizam TDM são determinísticos, pois as faixas de banda reservadas são pré-definidas, ainda que se use um percentual pequeno da capacidade.

Conclusão

Conforme apresentado, essa tecnologia desempenha um papel fundamental nas redes de telecomunicações, e os sistemas de enlaces rádio também se beneficiam dela.

Com uma ótima qualidade de transmissão assegurada, ela se torna uma boa escolha de utilização, principalmente pelo fato de que a distância não interfere em sua qualidade.

Além disso, a possibilidade de integralização entre serviços resultou, por exemplo, no 3G, onde utiliza-se dados e voz integrados.

Este foi um fato muito importante no cenário de sistema de comunicação móvel e, por mais que a projeção seja de eliminação gradual do uso do TDM, sua utilização ainda é altamente necessária por parte das provedoras.


Autor deste Artigo: Estudante de Engenharia Maria Carolina Lessa, orientada pelo Engenheiro Marcelo Vasconcelos

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Edição e Revisão: Paulo Florêncio, Diretor Comercial da Target Solutions (twitter @paulofm)


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