Fibra óptica, PDH/SDH y ATM: Parámetros, Modulación y Multiplexación Explicados

1. Parámetros geométricos y ópticos de la fibra óptica

Las ventanas de transmisión de la fibra óptica son: 850 nm, 1300 nm y 1550 nm.

Parámetros geométricos

• Diámetro del núcleo: 50 µm en fibras multimodo, y entre 5 y 10 µm en las monomodo.
• Excentricidad.
• No circularidad del núcleo.
• No circularidad del revestimiento.

Parámetros ópticos

• Perfil del índice de refracción.
• Apertura numérica.

La transmisión de fibra óptica utiliza frecuencias inferiores a la luz visible.

2. Definición de BER y valor típico en fibra óptica

BER (Bit Error Rate), o tasa de error de bit, indica los errores que se producen al transmitir los bits a través de los medios de transmisión. El BER típico de la fibra óptica es BER < 10^-10.

3. Tipos de cuantificación

Cuantificación uniforme

Se divide en 256 intervalos iguales, está limitada inferior y superiormente por los valores virtuales de decisión. La gama está dividida en 256 intervalos iguales y el proceso de cuantificación va introduciendo un error que va disminuyendo al aumentar los intervalos de cuantificación.

Cuantificación no uniforme

Su problema es que su error se mantiene a lo largo de la muestra, lo que produce que la relación señal-ruido empeore. Sus 256 intervalos no son iguales.

Ley A

Utiliza 256 intervalos de cuantificación, y lo que pretende es comprimir en lo posible la voz humana, no siendo adecuada para la transmisión de paquetes.

4. Multiplexación en el tiempo

Permite la transmisión de señales digitales a través de un canal a partir de distintas fuentes, para poder aprovechar mejor el medio de transmisión.

5. Estructura de trama PCM, bits, canales, periodo y frecuencia de muestreo

Trama europea (E1)

La trama europea está agrupada en 30 canales, más el canal de señalización y el canal de alineación de trama (total 32 canales). El tamaño de una trama es de 125 µs. La trama se encuentra situada en el intervalo que hay entre 2 muestras consecutivas de un mismo canal; cada canal tiene 8 bits y una trama entera está compuesta por 32 bytes (256 bits).

Frecuencia de muestreo

Es el número de muestras por unidad de tiempo que se toman de una señal continua para convertirla en digital. Se suele expresar en Hz.

Número de bits de una multitrama

• Velocidad: 2 Mb/s
• Nombre en Europa: E1

Para poder acercar una réplica exacta de la forma de la onda.

Trama E3

Velocidad: 34 Mb/s.

Multitrama

Está formada por 16 tramas, que se enumeran del 0 al 15. Su duración es de 2 ms y su frecuencia de repetición es de 500 Hz. A cada trama se les asignan 2 canales.

6. Niveles de ATM y servicios de la capa AAL

• Nivel de adaptación ATM (AAL)
• Nivel ATM (modo de transferencia asíncrona)
• Nivel físico

Según su sincronización de datos, su velocidad y su conexión, se dividen en:

• Servicio clase A: servicio con conexión que proporciona una velocidad constante.
• Servicio clase B: servicio con conexión que permite velocidades variables.
• Servicio clase C: permite velocidad variable pero no basada en el tiempo.
• Servicio clase D: servicio sin conexión que se utiliza para transportar datos.

7. Diferencias entre Skype y Orange

Orange emplea servicios de clase A, y Skype de clase D.

8. Problema que soluciona la codificación RZ respecto a la NRZ

Que es capaz de enviar por el mismo canal de comunicación la señal NRZ y la señal de reloj.

9. Distorsión intersimbólica

Se produce en todos los sistemas de transmisión de señales digitales debido a la limitación del ancho de banda. La señal digital es una señal cuadrada que está compuesta por la suma de múltiples señales sinusoidales. Necesita un ancho de banda muy grande por la gran cantidad de frecuencias que componen la señal; si no se tiene ese ancho de banda, se produce el llamado "colas de impulso", y para evitarlo los impulsos deben estar suficientemente separados. Todo este proceso nos provocará una cierta limitación en la velocidad de transferencia de datos.

10. Multiplexación en frecuencia (un ejemplo)

Se realiza dividiendo el espectro en canales, que se asignan a los usuarios sin interferirse entre sí. Los usuarios pueden compartir el acceso a estos canales por distintos métodos. Algunas características son: es una tecnología fácil de implementar, los canales se asignan individualmente a cada usuario, y los canales se asignan de acuerdo a la demanda.

Ejemplo: la radio en frecuencia modulada (FM).

11. Características de la jerarquía SDH y estructura básica de la trama

• Gestiona la red eficazmente.
• Es una jerarquía síncrona.
• Tiene un sistema para multiplexar varios canales digitales a la vez.
• Localiza las tramas de velocidad más baja mediante un puntero.

Es una trama compuesta por 810 bytes y una frecuencia de 125 µs, con lo que envía 8000 tramas por segundo, y son enviadas de forma síncrona. La velocidad básica de transporte es de 51 Mb/s.

12. Funciones principales de la capa AAL de ATM

• Subnivel de convergencia (CS): ejecuta funciones como la detección de células perdidas.
• Subnivel de segmentación y reensamblado (SAR): divide los datos en células y paquetes y los envía al nivel ATM.