WDM

                                   WDM : Wave Division Multiplexing

Le principe de la  WDM est identique à la FDM, sauf que cela concerne le multiplexage et le démultiplexage des signaux lumineux transmis par le biais de fibres optiques.

La WDM est une technique de multiplexage analogique qui combine les signaux optiques.
Les bandes étroites de la lumière provenant de sources  différentes sont combinées pour faire une plus large bande de lumière

·         La combinaison et l'éclatement des rayons (sources) de lumière sont faciles à manipuler par un prisme. Le prisme déforme le faisceau de lumière en fonction de l’angle d’incidence.

·         Une application est le SONET.

TDM Time-Division Multiplexing

           TDM Time-Division Multiplexing

            

,   

La TDM est une technique de multiplexage numérique qui peut être appliquée lorsque la capacité du médium (débit autorisé par le canal de transmission) est plus élevée que le débit de données requis par le dispositif de transmission et de réception.

   

                                                                                                                                                                 
 En TDM, le débit de données de la liaison est n fois plus rapide, et la durée de l’unité n fois plus courte 

Exemple d’application :

Quatre connexions de 1-Kbps sont multiplexées ensemble. L’unité est le bit. Trouver (1) la durée de 1 bit avant multiplexage, (2) le taux de transmission du canal de transmission, (3) la durée d’un créneau temporel (ou tranche horaire), et (4) la durée d’une trame.

Solution :

1. la durée de 1 bit avant multiplexage est 1/1 Kbps, soit 0.001 s (1 ms).

2. le débit du canal de transmission est 4 Kbps.

3. la durée de chaque créneau temporal (ou tranche horaire) 1/4 ms ou 250 ms.

4. la durée d’une trame est de  1 ms.

  TDM Synchrone

Le multiplexeur alloue exactement le même créneau horaire (tranche horaire ou time slot)) à chaque dispositif à tout moment, qu'ils soient ou non disposé à transmettre.

Multipléxage

Constitution des trames

·         Les time slots (tranche temporelle) sont groupées en trames

·         Une trame consiste en un cycle complet de time slots (tranche temporelle horaire) incluant un ou plusieurs slots (tranche) dédiés à chaque émetteur, plus les bits de trames. 

Illustration

·         La TDM synchrone peut être compare à un commutateur rotatif rapide qui passe d’un émetteur à un autre à un débit constatnt et suivant un ordre fixe.

    

    

 

                                                                                                   Demultipléxage

  Le démultiplexage décompose chaque trame en éliminant le bit de trame et en extrayant chaque caractère tour à tour.  

      

      TDM Asynchrone

Synchronous or Asynchronous : Not flexible or Flexible

TDM Asynchrone : statistical time-division multiplexing

APPLICATION

Hierarchies

Pour maximiser l’efficacité de leur infrastructure, les opérateurs multiplexent les signaux des lignes à bande passantes basses dans les lignes à bandes passantes hautes

q T-1 line for multiplexing telephone lines

TRAME T-1

193 = 24 x 8 + 1(1 bit for synchronization)

Frequency Division Multiplexing (FDM)

             Frequency Division Multiplexing (FDM) :

   Multiplexage par Division de Fréquence

La FDM est une technique analogique qui peut être appliquée lorsque la bande passante d'un lien est plus grande que l'ensemble des largeurs de bande des signaux à transmettre

 1 Principe de la FDM

·         Chaque canal génère un signal de la même gamme de fréquence (avec une bande passante identique)

·         Les signaux issus de ces canaux sont modulés avec des fréquences porteuses différentes (f1, f2, f3).

Figure  : Exemple d’application du Multiplexage-Démultiplexage : chaque téléphone génère un signal avec une bande passante identique.

2 Multiplexage

Figure : Exemple d’application du multiplexage: chaque téléphone génère un signal avec une bande passante identique. Ces signaux sont modulés sur des fréquences porteuses différentes (f1, f2, f3), avec f1 f2<f3.

Figure: Principe du multiplexage dans le domaine fréquentiel

3 Demultiplexage

Le démultiplexage consiste à séparer les différents signaux à partir de leur porteuses et les transmettre aux récepteurs respectifs.

Figure  : Principe du démultiplexage dans le cas de la FDM

FTTX

           What is FTTx?

•FTTH: fiber to the home

•FTTP: fiber to the premises

•FTTC: fiber to the curb

•FTTN: Fiber to the node

•FTTx: for those who can’t decide what to call it or are referring to all varieties!

•Mostly a telco issue

–Telcos have many aging cable plants

–CATV companies have HFC networks in place

–Competitive carriers now install own fiber

–Telcos fighting for exclusive rights                                                            

            Who Competes With Telcos In Implementing FTTx?

•Municipalities

•Utilities

•CLECs

•Private companies

•Battleground for telcos and CATV companies

           Where is the fiber?

•Where is the bulk of telephone cabling?

–10% is long distance

–10% is local loop (metropolitan)

–80% is subscriber loop

•Long distance and local loop are virtually all fiber

•Is FTTx just completing the system?

       Why FTTx? Why Now?

•Telcos are suffering with aging copper cable plants

•Telcos are losing broadband customers to CATV and landline customers to cell phones and VoIP

•New services are becoming available to enhance revenue - and customers demand them

•Regulations changed sharing issues

•New technology (PON) and cheaper components makes FTTx cheaper

•Many telcos are realizing that the alternatives to FTTx are inadequate for future bandwidth needs:

        –DSL won’t have the bandwidth

        –Wireless won’t have the bandwidth

        –BPL won’t have the bandwidth

•Eventually they will have to go FTTx, so why put off the inevitable?

     •Homeowners: for high speed Internet access and video downloads

     •Home Builders: FTTx adds value (and profit) to their homes

     •Hardware Providers

     •Service Providers: IPTV, HDTV, video on demand

      FTTx is gaining momentum

•US: 6 million homes passed (Jan, ‘06)

•1,000,000 connected

•Still a drop in the bucket!

•Data from Render, Vanderslice and Associates, 2006

    What’s In It For Contractors?

•Contractors are doing FTTx installs for Verizon and others

•While few electrical contractors do residential electrical, homes with structured cabling offer double the work and potential profit!

•FTTx will affect the commercial fiber market - fiber is cheaper!


     FTTx Cost Breakdown

   FTTx Architectures

•Home run - fiber  from CO to every home

•Active star - local switch then fiber to every home

•Passive optical network (PON) - use splitter near customer share fiber to CO

•WDM PON - PON but with each customer having a specified wavelength

•All based on standard SM fiber



FTTx Architecture Home Run

FTTx Architecture Active Star Network

FTTx Architecture Passive Optical Network (PON)

FTTx Alternative Fiber To The Curb

FTTP BPON Architecture (Verizon)

la 3GPP (3G++) (2)

HSUPA: une variété de nouveaux canaux a été introduites ( pour la HSUPA afin de permettre au système une  transmission de  données à grande vitesse. Ces nouveaux canaux sont appelés   E-DCH (Enhanced Dedicated Channel). L’EDCH peut supporter un bloc de données pendant chaque TTI. L’ E-DCH peut être configuré simultanément avec un ou plusieurs DCH afin d’atteindre la transmission de données à grande vitesse. Une faible latence (retard) est l'une des exigences clés pour la liaison montante haut débit, de ce fait un court TTI de 2 ms est pris en charge , en plus de celui 10 ms  ( pour les applications lentes).

La modulation utilisée dans la R99  était la BPSK, dans la HSPUA des modulations d’ordre supérieurs ont été introduites  dans le 3GPP Release 7 et où la 64 QAM a été conduite. Le processus HARQ déjà connu du HSDPA s’applique aussi en HSUPA.

o HSPA+, parfois nommée H+, 3G++ ,  3G Dual Carrier, HSPA Evolution ou encore Internet HSPA  (I-HSPA) est une évolution de la norme HSPA, défini par la 3GPP Release 7 (mars 2008) , Release 8 (mars 2009)  et Release 9 (mars 2010) . HSPA + utilise la même bande de 5 MHz de la WCDMA et permet d’atteindre des débits de 21 Mbits. HSPA+ a introduit un certain nombre de fonctionnalités  permettant de monter en débit et d’optimiser l’utilisation des canaux rapides, nous avons entre autres: 

•         introduction des modulations 64 QAM en DL et la 16 QAM en UL

•         la technique multi-antennaire MIMO ( Multiple Input Multiple Output) en DL en utilisant  2 antennes au NodeB et 2 antennes à l’UE. Un schéma MIMO 2x2 permet d’exploiter la diversité du canal pour rendre plus fiable la transmission et pour augmenter le débit par multiplexage spatial.

DC-HSDPA ( Dual Carrier HSPDA) : lorsque les conditions radio ne sont pas favorables pour recevoir un signal MIMO , cad , lorsque  SINR ( Signal to  Interference plus Noise Ratio)  est faible,  la technique sur double  porteuses (3GPP Release 8)  appelée également dual cell permet une transmission simultanée des canaux physiques HSPDA sur deux porteuse de 5 MHz adjacentes  en DL. L’UE est attaché à une cellule secondaire et le  débit crête est porté de 21 Mbps à 28 Mbps. Si les canaux ont une largeur  de 10 MHz, le débit passe à 24 Mbps. L’utilisation conjointe de la double porteuse et MIMO est prévu   dans release 9 et permet d’atteindre des débits de 84 Mbps pour des canaux de largeurs de 10 MHz.