Unidad 8 Modulación y Multiplexación de señales

Vista previa del material en texto

simb P(x) I(x)[bit] H(x) C2
x 0 0,20 2,32 → 0 0 0
x 1 0,01 6,64 → 0 1 0 1 1 1
x 2 0,40 1,32 → 1
x 3 0,04 4,64 → 0 1 0 1 0
x 4 0,10 3,32 → 0 1 1
x 5 0,02 5,64 → 0 1 0 1 1 0
x 6 0,07 3,83 → 0 1 0 0
x 7 0,16 2,64 → 0 0 1
2,38
bit/simb
C2(x)
1.- Introducción
Codificador
de la
FUENTE
Codificador
de la
CANAL
FUENTE
discreta
CANAL
Decodificador
de la
FUENTE
Destino
Decodificador
de la
CANAL
ruido
UNIDAD 5 Canales de Comunicaciones UTN-FRT – ISI - COMUNICACIONES
ത𝐿 𝐶2 = 2,44 digitos/simbolo
La transmisión analógica y digital
UNIDAD 7: Técnicas de transmisión de la información UTN-FRT – ISI - COMUNICACIONES
En las redes de ordenadores, los datos a intercambiar siempre están disponibles en forma
de datos digitales. No obstante, para su transmisión podemos optar por la utilización de
señales digitales o analógicas. La elección no será, casi nunca, una decisión del usuario,
sino que vendrá determinada por el medio de transmisión a emplear.
No todos los medios de transmisión permiten señales analógicas ni todos permiten
señales digitales. Como la naturaleza de nuestros datos será siempre digital, es necesario
un proceso previo que adecue estos datos a la señal a transmitir.
señales analógicas
señales digitales
La transmisión analógica y digital
UNIDAD 7: Técnicas de transmisión de la información UTN-FRT – ISI - COMUNICACIONES
Hay dos formas de Transmisión:
1. Información digital y transmisión de señal digital
➢ Para obtener la secuencia que compone la señal digital a partir de los datos
digitales se efectúa un proceso denominado codificación.
➢ Existen multitud de métodos de codificación.
➢ Se conocen como Transmisión Banda Base, Codificación de Línea o Transmisión
Banda Angosta
2. Información digital y transmisión de señal analógica
➢ Al proceso por el cual obtenemos una señal analógica a partir de unos datos
digitales se le denomina modulación.
➢ Esta señal la transmitimos y el receptor debe realizar el proceso contrario,
denominado demodulación para recuperar la información.
➢ El módem es el encargado de realizar dicho proceso.
Guía: Unidad 8
Modulación y Multiplexación de señales
❑ Técnicas de modulación: principios, definiciones.
❑Modulación Analógica AM, FM y PM.
❑Modulación Digital: ASK, FSK, PSK, QPSK, QAM, n-QAM
❑Modulación de pulsos mediante señales analógicas: PAM, PDM y PPM.
❑ Digitalización de señales analógicas: Muestreo, Cuantificación y Codificación.
❑Modulación codificada de pulsos (PCM).
❑ Tipos de cuantificación: Ley A, Ley µ
❑ Técnicas de Multicanalización: multiplexados por división de frecuencias (FDM), por
división de tiempos (TDM) y por división de Longitud de onda (DWM).
❑ Jerarquía Digital: Trama Europea E1. Trama Americana T1.
❑ Jerarquía Plesiocronas PDH
❑ Jerarquía Sincrónica SDH.
Unidad 8: Modulación y Multiplexación de señales UTN-FRT – ISI - COMUNICACIONES
Técnicas de Modulación: Principios y Definiciones
➢ Se denomina Modulación al proceso de colocar la información contenida en una
señal, generalmente de baja frecuencia (banda base), sobre una señal de alta
frecuencia.
➢ Debido a la modulación la señal de alta frecuencia denominada portadora, sufrirá la
modificación de alguno de sus parámetros, siendo dicha modificación proporcional a
la amplitud de la señal de baja frecuencia denominada moduladora.
➢ El proceso de modulación supone una adaptación de la señal al medio de transmisión
por el cual va a propagarse.
➢ Normalmente implica la alteración de su banda de frecuencias para transmitir la señal
en una gama de frecuencias más adecuada.
Unidad 8: Modulación y Multiplexación de señales UTN-FRT – ISI - COMUNICACIONES
➢ La necesidad de modular viene dada por la
imposibilidad de la propagación de la señal
en su banda de frecuencias “base”, o en
superar las dificultades que representa esta
propagación.
➢ Un MODEM es un dispositivo de transmisión que contiene un modulador y un 
demodulador.
➢ La Demodulación es el proceso inverso,
mediante el cual es posible recuperar la
señal de datos de la señal modulada.
Unidad 8: Modulación y Multiplexación de señales UTN-FRT – ISI - COMUNICACIONES
MEDIO ENLACE
Técnicas de Modulación: Principios y Definiciones
Es necesario modular las señales por diferentes razones (I):
➢Si todos los usuarios transmiten a la frecuencia de la señal original o moduladora,
no será posible reconocer la información inteligente contenida en dicha señal, debido
a la interferencia entre las señales transmitidas por diferentes usuarios.
➢A altas frecuencias se tiene mayor eficiencia en la transmisión, de acuerdo al
medio que se emplee.
➢Se aprovecha mejor el espectro electromagnético, ya que permite la multiplexación
por frecuencias.
➢En caso de transmisión inalámbrica, las antenas tienen medidas más razonables.
Unidad 8: Modulación y Multiplexación de señales UTN-FRT – ISI - COMUNICACIONES
En resumen, la modulación permite aprovechar mejor el canal de
comunicación ya que posibilita transmitir más información en forma
simultánea por un mismo canal y/o proteger la información de
posibles interferencias y ruidos.
Técnicas de Modulación: Principios y Definiciones
Es necesario modular las señales por diferentes razones (II):
➢Para proteger la información de las agresiones del medio.
➢Por facilidad de radiación.
➢Para compartir del espectro.
UN MODELO DE SISTEMA DE COMUNICACION
Unidad 8: Modulación y Multiplexación de señales UTN-FRT – ISI - COMUNICACIONES
Técnicas de Modulación: Principios y Definiciones
Las técnicas de modulación pueden ser clasificadas según el tipo de señales que se
utilicen para la señal moduladora (banda base) y la portadora, atento a que sean
ANALOGICAS o DIGITALES.
Unidad 8: Modulación y Multiplexación de señales UTN-FRT – ISI - COMUNICACIONES
a(t)= banda base ANALOGICA
pa(t)= portadora ANALOGICA
d(t)= banda base DIGITAL
pd(t)= portadora DIGITAL
Señal moduladora
Información analógica 
Señal moduladora
Información digital 
Señal portadora
Portadora analógica 
Señal portadora
Portadora digital 
Técnicas de Modulación: Principios y Definiciones
Unidad 8: Modulación y Multiplexación de señales UTN-FRT – ISI - COMUNICACIONES
MEDIO ENLACE
m(t) m*(t)
Técnicas de Modulación: Tipos de Modulaciones
Señal Moduladora Señal Portadora Tipo de Modulacion
Analógica a(t) Analógica Pa(t) MODULACION ANALOGICA
Digital d(t) Analógica Pa(t) MODULACION DIGITAL
Analógica a(t) Digital Pd(t) MODULACION POR PULSOS
Digital d(t) Digital Pd(t) CODIFICACION DE LINEA
•AM (Modulación en Amplitud)
•DBLPS (doble banda lateral con portadora suprimida)
•BLU (Banda Lateral Única)
•BLI (Banda Lateral Independiente)
•BLV (Banda Lateral Vestigial)
•FM (Modulación en Frecuencia)
•PM (Modulación en Fase)
•PAM (Modulación de Pulsos por Amplitud)
•PPM (Modulación de Pulsos por Posición)
•PDM (Modulación de Pulsos por Duración)
•PCM (Modulación de Pulsos Codificados)
•DELTA (Modulación Delta)
•ASK (Amplitud Shift Keying)
•FSK (Frequency Shift Keying)
•PSK (Phase Shift Keying)
•DPSK (Diferencial Phase Shift Keying)
•MULTINIVEL (4PSK, 8PSK, 16PSK, 16QAM, NQAM)
MODULACION
ANALOGICA
a(t) y pa(t)
MODULACION
POR PULSOS
a(t) y pd(t)
MODULACION
DIGITAL
d(t) y pa(t)
Unidad 8: Modulación y Multiplexación de señales UTN-FRT – ISI - COMUNICACIONES
Técnicas de Modulación: Tipos de Modulaciones
MODULACION DIGITAL: d(t) y pa(t)
➢Dentro de este caso la situación más conocida es la transmisión de datos digitales a través de la red
telefónica. Esta red se diseño originalmente para recibir, conmutar y transmitir señales analógicas en el
rango de frecuencias de voz (300 a 3400Hz). Por lo tanto esta red no es del todo adecuada para la
transmisión de señales digitales. No obstante se pueden conectar dispositivos digitales mediante el uso
de módems (modulador-demodulador), los cuales convierten los datos digitales en señales analógicas y
viceversa.
➢Los módems telefónicos, se utilizan en la red telefónica para producir señales en el rango de frecuenciasde voz, los módems de banda ancha, por ejemplo los módems ADSL y los módems de cable o
cablemodems, utilizan las mismas técnicas pero a frecuencias más altas que las de la voz humana
Unidad 8: Modulación y Multiplexación de señales UTN-FRT – ISI - COMUNICACIONES
Dentro del grupo de transmisiones con señales de transmisión analógicas y datos
digitales tenemos los siguientes casos de técnicas de modulación o codificación
dependiendo del parámetro de la señal portadora que es afectado.
❑Desplazamiento de Amplitud – ASK (Amplitudes-shift keying)
❑Desplazamiento de Frecuencia – FSK (Frequency-shift keying)
❑Desplazamiento de Fase – PSK (Phase-shift keying)
MODULACION DIGITAL: d(t) y pa(t)
Unidad 8: Modulación y Multiplexación de señales UTN-FRT – ISI - COMUNICACIONES
MODULACION DIGITAL: ASK (Amplitud Shift Keying)
En la Modulación por Conmutación de Amplitud (ASK), la amplitud de una señal portadora de 
alta frecuencia se conmuta entre DOS valores en respuesta a un código binario de entrada, 
manteniendo constante la frecuencia y la fase.
Si uno de los valores es cero se le llama ASK- OOK (On-Off Keying).
vp(t) = Vp sen(2π fp t)
Unidad 8: Modulación y Multiplexación de señales UTN-FRT – ISI - COMUNICACIONES
➢Podemos decir que la portadora está encendida o apagada, según tenga amplitud máxima o mínima
respectivamente.
➢El uso de ASK es un tipo de modulación digital de relativamente baja calidad y bajo costo, en
consecuencia , rara vez se usa en sistemas de comunicaciones de gran capacidad y alta eficiencia.
➢ASK es sensible a cambios repentinos de la ganancia, además es una técnica de modulación ineficaz.
➢La técnica ASK se utiliza para la transmisión de datos digitales en fibras ópticas, en los transmisores con 
LED, la expresión de la señal modulada sigue siendo válida. Es decir, un elemento de señal se representa 
mediante un pulso de luz, mientras que el otro se representa mediante la ausencia de luz.
➢Los transmisores láser tienen normalmente un valor de desplazamiento, "bias", que hace que el 
dispositivo emita una señal de alta intensidad para representar un elemento y una señal de menor 
amplitud para representar al otro.
Unidad 8: Modulación y Multiplexación de señales UTN-FRT – ISI - COMUNICACIONES
MODULACION DIGITAL: ASK (Amplitud Shift Keying)
Unidad 8: Modulación y Multiplexación de señales UTN-FRT – ISI - COMUNICACIONES
MODULACION DIGITAL: ASK (Amplitud Shift Keying)
=2B
MODULACION DIGITAL: ASK (Amplitud Shift Keying)
Bit vs Baudio
Unidad 8: Modulación y Multiplexación de señales UTN-FRT – ISI - COMUNICACIONES
𝑇𝑠 = 200𝑚𝑠
𝑟 = 5 𝐵𝑎𝑢𝑑𝑖𝑜𝑠
𝑀 = 2 amplitudes
𝑅 =
1
𝑇𝑆
∗ 𝑙𝑜𝑔2𝑀
𝑅 =
1
200𝑚𝑠
∗ 𝑙𝑜𝑔22
𝑅 = 5 ∗ 1 = 5 𝑏𝑝𝑠
La técnica de Modulación por Conmutación de Frecuencia consiste en variar la frecuencia de la
portadora entre dos valores diferentes de acuerdo a los datos de entrada. Durante el proceso de
modulación se mantiene constante la amplitud y la fase de la señal portadora.
Para “1” lógico se asigna una frecuencia F1 y para un “0” lógico se emplea una frecuencia F2.
Generalmente F1 y F2 corresponden a desplazamientos de igual magnitud pero en sentidos
opuestos de la frecuencia de la señal portadora fp
MODULACION DIGITAL: FSK (Frequency Shift Keying)
vp(t) = Vp sen(2π fp t)
Unidad 8: Modulación y Multiplexación de señales UTN-FRT – ISI - COMUNICACIONES
MODULACION DIGITAL: FSK (Frequency Shift Keying)
➢Con una FSK binaria, la señal binaria de entrada corre (desvía) a la frecuencia de la portadora 
con cada bit de entrada.
➢Cuando la señal binaria de entrada cambia de un “0” lógico a un “1” lógico y viceversa, la 
frecuencia de salida se desplaza entre dos frecuencias Modulación Digital en Frecuencia (FSK)
𝑓1 = 𝑓 − ∆𝑓 𝑦 𝑓2 = 𝑓𝑃 + ∆𝑓
MODULACION DIGITAL: FSK (Frequency Shift Keying)
Unidad 8: Modulación y Multiplexación de señales UTN-FRT – ISI - COMUNICACIONES
=2B + 2Δf
MODULACION DIGITAL: FSK (Frequency Shift Keying)
Bit vs Baudio
Unidad 8: Modulación y Multiplexación de señales UTN-FRT – ISI - COMUNICACIONES
𝑇𝑠 = 200𝑚𝑠
𝑟 = 5 𝐵𝑎𝑢𝑑𝑖𝑜𝑠
𝑀 = 2 𝑓𝑟𝑒𝑐𝑢𝑒𝑛𝑐𝑖𝑎𝑠
𝑅 =
1
𝑇𝑆
∗ 𝑙𝑜𝑔2𝑀
𝑅 =
1
200𝑚𝑠
∗ 𝑙𝑜𝑔22
𝑅 = 5 ∗ 1 = 5 𝑏𝑝𝑠
❑Ofrece una alta eficiencia de ancho de banda: 2B
❑Tiene un diseño de receptor simple.
❑La modulación ASK se puede utilizar para transmitir datos digitales a través de fibra óptica.
❑Los procesos de modulación ASK y demodulación ASK son relativamente económicos.
❑Su variante OOK se usa en frecuencias de radio para transmitir más códigos.
❑Ofrece menor eficiencia energética.
❑La modulación ASK es muy susceptible a la interferencia de ruido. Esto se debe al hecho de
que el ruido afecta la amplitud.
❑Tiene menor probabilidad de error (Pe).
❑Proporciona una alta SNR (relación señal / ruido).
❑Tiene mayor inmunidad al ruido debido a la envolvente constante. Por lo tanto, es robusto
frente a la variación en la atenuación a través del canal.
❑Las implementaciones de transmisor FSK y receptor FSK son simples para aplicaciones de baja
velocidad de datos.
❑Utiliza un ancho de banda mayor en comparación con otras técnicas de modulación: 2(Δf+B)
MODULACION DIGITAL: ASK vs FSK
Unidad 8: Modulación y Multiplexación de señales UTN-FRT – ISI - COMUNICACIONES
vp(t) = Vp sen(2π fp t)
Consiste en variar la fase de la sinusoide portadora de acuerdo a los datos. Para el caso binario, 
las fases que se seleccionan son 0 y π.
MODULACION DIGITAL: PSK (Phase Shift Keying)
Unidad 8: Modulación y Multiplexación de señales UTN-FRT – ISI - COMUNICACIONES
MODULACION DIGITAL: PSK (Phase Shift Keying)
➢Entre las dos últimas expresiones de v(t), existe una diferencia de fase de 180º, y la señal varia entre dos
fases, es por ello que se denomina 2PSK.
➢Al sistema modulador de 2PSK se lo suele comparar con una llave electrónica controlada por la señal
moduladora, la cual conmuta entre la señal portadora y su versión desfasada 180º.
➢En el sistema PSK convencional es necesario tener una portadora en el receptor para sincronización, o usar un
código auto-sincronizante, por esta razón surge la necesidad de un sistema PSK diferencial.
➢Es diferencial puesto que la información no esta contenida en la fase absoluta, sino en las transiciones.
➢La referencia de fase se toma del intervalo inmediato anterior, con lo que el detector decodifica la información
digital basándose en diferencias relativas de fase.
Unidad 8: Modulación y Multiplexación de señales UTN-FRT – ISI - COMUNICACIONES
Unidad 8: Modulación y Multiplexación de señales UTN-FRT – ISI - COMUNICACIONES
MODULACION DIGITAL: PSK (Phase Shift Keying)
=2B
MODULACION DIGITAL: PSK (Phase Shift Keying)
Bit vs Baudio
Unidad 8: Modulación y Multiplexación de señales UTN-FRT – ISI - COMUNICACIONES
𝑇𝑠 = 200𝑚𝑠
𝑟 = 5 𝐵𝑎𝑢𝑑𝑖𝑜𝑠
𝑀 = 2 𝑓𝑎𝑐𝑒𝑠
𝑅 =
1
𝑇𝑆
∗ 𝑙𝑜𝑔2𝑀
𝑅 =
1
200𝑚𝑠
∗ 𝑙𝑜𝑔22
𝑅 = 5 ∗ 1 = 5 𝑏𝑝𝑠
➢A diferencia de las modulaciones digitales anteriormente mencionadas que son 
utilizadas solo un bit a la vez como mensaje de entrada, en este tipo de 
modulaciones se consideran símbolos para elaborar las modificaciones a la señal 
portadora.
➢Un sistema M-Ario es sucesor de los sistemas binarios, donde la letra “M” 
representa la cantidad de símbolos posibles para una cantidad de valores binarios. 
Mientras que para modulaciones digitales como ASK, FSK y PSK se trabaja con bits 
individuales (1 y 0) el cual es el equivalente a decir M=2, en este sistema se 
manipulan conjuntos de bits donde M>2.
MODULACION DIGITAL: Modulaciones M-arias 
➢Las técnicas de modulación digital hasta ahora estudiadas solo empleaban un bit 
cada vez para modular la señal portadora. 
Cada bit de entrada produce una portadora modulada en amplitud, frecuencia o 
fase, durante el tiempo de duración de cada bit 
Unidad 8: Modulación y Multiplexación de señales UTN-FRT – ISI - COMUNICACIONES
𝑛 = 𝑙𝑜𝑔2𝑀
En este tipo de modulaciones, el ancho de banda viene limitado por una relación entre número 
de bits y velocidadde transmisión. Donde es la tasa de símbolos en baudios y velocidad de 
transmisión en bps.
Donde “n” representa la cantidad de bits y “M” cantidad de condiciones
posibles de salida con un número “n” de bits. De esta manera, se toma de
ejemplo un sistema FSK el cual tiene dos posibles valores (un “1” lógico o “0”
lógico) donde solo se procesa un bit por vez, así que:
n = Log (2) = 1 [bit/símbolo] o M = 21 = 2 niveles 
Mediante la ecuación, se puede relacionar el número de bits con el número de símbolos para un 
mejor entendimiento de lo que representa un sistema M-ario.
Unidad 8: Modulación y Multiplexación de señales UTN-FRT – ISI - COMUNICACIONES
MODULACION DIGITAL: Modulaciones M-arias 
𝑛 = 𝑙𝑜𝑔2𝑀 𝑀 = 2
𝑛
n M-arios
1 2
2 4
3 8
4 16
5 32
6 64
7 128
8 256
𝑅 =
1
𝑇𝑆
∗ 𝑙𝑜𝑔2𝑀 = 𝐵𝑀−𝑎𝑟𝑖𝑜 ∗ 𝑙𝑜𝑔2𝑀 𝐵𝑀−𝑎𝑟𝑖𝑜 =
𝑅
𝑙𝑜𝑔2𝑀
=
𝑅
𝑛
MODULACION DIGITAL: Modulaciones M-arias = 4PSK 
Como hay cuatro fases distintas de salida, debe haber 4 condiciones distintas de entrada. 
Su entrada es binaria, para producir 4 condiciones distintas, se necesita más de un bit de 
entrada.
Con 2 bits hay cuatro condiciones posibles: 00,01,10,11. 
Los datos binarios de entrada se combinan en grupos de 2 bits cada vez, llamados dibits. Cada 
dibits genera una de las 4 fases posibles. 
Unidad 8: Modulación y Multiplexación de señales UTN-FRT – ISI - COMUNICACIONES
𝑛 = 𝑙𝑜𝑔2𝑀 = 𝑙𝑜𝑔24 = 2 𝑏𝑖 Τ𝑡 𝑠 𝑖𝑚𝑏𝑜𝑙𝑜
Unidad 8: Modulación y Multiplexación de señales UTN-FRT – ISI - COMUNICACIONES
MODULACION DIGITAL: Modulaciones M-arias = 4PSK 
𝑇𝑠 = 200𝑚𝑠
𝑟 = 5 𝐵𝑎𝑢𝑑𝑖𝑜𝑠
𝑀 = 4 𝑓𝑎𝑐𝑒𝑠
𝑅 =
1
𝑇𝑆
∗ 𝑙𝑜𝑔2𝑀
𝑅 =
1
200𝑚𝑠
∗ 𝑙𝑜𝑔24
𝑅 = 5 ∗ 2 = 10 𝑏𝑝𝑠
Unidad 8: Modulación y Multiplexación de señales UTN-FRT – ISI - COMUNICACIONES
MODULACION DIGITAL: Modulaciones M-arias 
Modulación por Desplazamiento de fase en cuadratura QPSK
En esencia la modulación QPSK se construye a partir de un modulador BPSK utilizando
desplazamientos de 90° y codifica dos bits por cada uno de los desplazamientos, es decir, cada π/4
donde el factor M es igual a 4. De esta manera la ecuación general para QPSK es la siguiente.
Mientras que para la determinación del ancho de banda, viene siendo igual a la mitad de la
velocidad de trasmisión original debido que en su procesamiento la señal es dividida en dos partes
para la generación de los dos bits necesarios para asignar valores al desfase. El esquema eléctrico del
modulador se presenta en la siguiente figura.
MODULACION DIGITAL: Modulaciones M-arias : QPSK 
Unidad 8: Modulación y Multiplexación de señales UTN-FRT – ISI - COMUNICACIONES
Unidad 8: Modulación y Multiplexación de señales UTN-FRT – ISI - COMUNICACIONES
MODULACION DIGITAL: Modulaciones M-arias : QAM 
MODULACION DIGITAL: Modulaciones M-arias : n-QAM 
Unidad 8: Modulación y Multiplexación de señales UTN-FRT – ISI - COMUNICACIONES
❑ Es la combinación de modulación de fase y modulación de amplitud
❑ Significa combinar ASK + PSK de tal forma que haya un contraste máximo entre cada bit, dibit,
tribit, etc.
❑ Debido a que los cambios de amplitud son susceptibles al ruido y requieren mas diferencias
en el desplazamiento de lo que requieren los cambios de fase, el numero de desplazamientos
de fase siempre en mayor que el numero de desplazamientos de amplitud
❑ Es una modulación lineal que consiste en modular en doble banda lateral dos portadoras de la
misma frecuencia desfasadas 90°. Cada portadora es modulada por una de las dos señales a
transmitir. Finalmente las dos modulaciones se suman y la señal resultante es transmitida.
❑ Existen:
➢ 8-QAM
➢ 16-QAM
➢ 32-QAM
➢ 64-QAM
➢ 128-QAM
➢ 256-QAM
MODULACION DIGITAL: Modulaciones M-arias : 4-QAM 
Unidad 8: Modulación y Multiplexación de señales UTN-FRT – ISI - COMUNICACIONES
MODULACION DIGITAL: Modulaciones M-arias : 8-QAM 
Unidad 8: Modulación y Multiplexación de señales UTN-FRT – ISI - COMUNICACIONES
𝑇𝑠 = 125𝑚𝑠 𝑟 = 8 𝐵𝑎𝑢𝑑𝑖𝑜𝑠 𝑀 = 8 𝑅 =
1
𝑇𝑆
∗ 𝑙𝑜𝑔2𝑀 𝑅 =
1
125𝑚𝑠
∗ 𝑙𝑜𝑔28
𝑅 = 8 ∗ 3 = 24 𝑏𝑝𝑠
MODULACION DIGITAL: Modulaciones M-arias : 16-QAM 
Unidad 8: Modulación y Multiplexación de señales UTN-FRT – ISI - COMUNICACIONES
MODULACION DIGITAL: Modulaciones M-arias : n-QAM 
Unidad 8: Modulación y Multiplexación de señales UTN-FRT – ISI - COMUNICACIONES
SNR en n-QAM
❑ Si bien las tasas de modulación de orden superior son capaces de ofrecer
velocidades de datos mucho más rápidas y mayores niveles de eficiencia
espectral para el sistema de comunicaciones por radio, esto tiene un precio.
❑ Los esquemas de modulación de orden superior son considerablemente menos
resistente al ruido y las interferencias.
❑ Como resultado de esto, muchos sistemas de comunicaciones de radio ahora
utilizan técnicas de modulación de adaptación dinámicas.
❑ Es adaptar el esquema de modulación para obtener la máxima velocidad de
datos para las condiciones dadas de un canal de comunicación en ese
momento.
MODULACION DIGITAL: n-QAM ADAPTATIVO 
Unidad 8: Modulación y Multiplexación de señales UTN-FRT – ISI - COMUNICACIONES
Modulaciones de más alto nivel
proporcionan mayor número de bits
eficaces por símbolo (baudio) y por lo
tanto mayor tasa binaria R. Por el
contrario, estas modulaciones
presentan constelaciones más
complejas y son más sensibles a
interferencias, por lo que necesitarán
mayores requisitos de potencia para
mantener el mismo EVM (Error
Vector Magnitude)
Unidad 8: Modulación y Multiplexación de señales UTN-FRT – ISI - COMUNICACIONES
MODULACION DIGITAL: n-QAM ADAPTATIVO 
Unidad 8: Modulación y Multiplexación de señales UTN-FRT – ISI - COMUNICACIONES
MODULACION DIGITAL: n-QAM ADAPTATIVO 
Unidad 8: Modulación y Multiplexación de señales UTN-FRT – ISI - COMUNICACIONES
MODULACION DIGITAL: n-QAM ADAPTATIVO 
Unidad 8: Modulación y Multiplexación de señales UTN-FRT – ISI - COMUNICACIONES
MODULACION DIGITAL: n-QAM ADAPTATIVO 
La tabla se puede interpretar de dos formas : 
1. Cuál es el SNR mínimo requerido para modular n bits sobre una portadora?
2. Cuántos bits pueden modularse para un dado SNR?
MODULACION DIGITAL: QAM vs SNR 
Unidad 8: Modulación y Multiplexación de señales UTN-FRT – ISI - COMUNICACIONES
Bits/Simbolo QAM SNRdB para BER < 10
-7 
4 16-QAM 21,8
6 64-QAM 27,8
8 256-QAM 33,8
9 512-QAM 36,8
10 1024-QAM 39,8
12 4096-QAM 45,8
14 16384-QAM 51,8
La Eficiencia del Ancho de Banda o Densidad de Información, se usa con frecuencia 
para comprobar el funcionamiento de dos técnicas de modulación digital.
“Es la relación de rapidez de transmisión de bits entre el ancho de banda mínimo 
necesario para un esquema de modulación dado”
En general, la eficiencia del ancho de banda se normaliza a un B de 1 Hz y en 
consecuencia indica la cantidad de bits que se puede propagar a través de un 
medio, por cada Hertz de ancho de banda.
Eficiencia del Ancho de Banda [bits/seg/Hertz] 
Unidad 8: Modulación y Multiplexación de señales UTN-FRT – ISI - COMUNICACIONES
Eficiencia del Ancho de Banda [bits/seg/Hertz] 
Unidad 8: Modulación y Multiplexación de señales UTN-FRT – ISI - COMUNICACIONES
•AM (Modulación en Amplitud)
•DBLPS (doble banda lateral con portadora suprimida)
•BLU (Banda Lateral Única)
•BLI (Banda Lateral Independiente)
•BLV (Banda Lateral Vestigial)
•FM (Modulación en Frecuencia)
•PM (Modulación en Fase)
•PAM (Modulación de Pulsos por Amplitud)
•PPM (Modulación de Pulsos por Posición)
•PDM (Modulación de Pulsos por Duración)
•PCM (Modulación de Pulsos Codificados)
•DELTA (Modulación Delta)
•ASK (Amplitud Shift Keying)
•FSK (Frequency Shift Keying)
•PSK (Phase Shift Keying)
•DPSK (Diferencial Phase Shift Keying)
•MULTINIVEL (4PSK, 8PSK, 16PSK, 16QAM, NQAM)
MODULACION
ANALOGICA
a(t) y pa(t)
MODULACION
POR PULSOS
a(t) y pd(t)
MODULACION
DIGITAL
d(t) y pa(t)
Técnicas de Modulación: Modulación por Pulsos
Unidad 8: Modulación y Multiplexación de señales UTN-FRT – ISI - COMUNICACIONES
Modulación por PulsosModulación de pulsos consiste esencialmente de muestreo de señales de información analógicas 
y luego convertir esas muestras en pulsos discretos y transporte de los pulsos de una fuente a un 
destino a través de un medio de transmisión físico. 
❑ PAM Pulse Amplitude Modulation 
❑ PPM Pulse Position Modulation
❑ PWM Pulse Width Modulation 
❑ PCM Pulse Code Modulation 
pd(t) a(t)
Unidad 8: Modulación y Multiplexación de señales UTN-FRT – ISI - COMUNICACIONES
Modulación por Pulsos: Las Condiciones de Muestreo
El teorema demuestra que la reconstrucción exacta de una señal periódica x(t) continua en 
banda base a partir de sus muestras, es matemáticamente posible si la señal esta limitada en 
banda (fMAX ) y la frecuencia de muestreo fS es superior al doble de su ancho de banda fS ≥ 2 fMAX
La señal x(t) se muestrea impulsivamente cada TS segundos con TS ≥ 1/ 2 fMAX
x(t)
xs(t)
Pd(t)
Unidad 8: Modulación y Multiplexación de señales UTN-FRT – ISI - COMUNICACIONES
Modulación por Pulsos: Las Condiciones de Muestreo
Unidad 8: Modulación y Multiplexación de señales UTN-FRT – ISI - COMUNICACIONES
x(t)
Pd(t)
xs(t)
X(f)
Pd(f)
Xs(f)
La modulación de amplitud de pulso se denota como PAM (Pulse Amplitude Modulation) y se
produce al multiplicar una señal a(t) que contiene la información por un tren de pulsos
periódicos pd(t) que actúa como portadora.
Al realizar el producto, la amplitud de los pulsos será escalada en magnitud por la amplitud de la
señal a(t).
De esta manera el resultado final es un tren de pulsos cuyas amplitudes son función del valor de
la señal a(t) en cada uno de ellos.
Modulación por Pulsos: PAM
Unidad 8: Modulación y Multiplexación de señales UTN-FRT – ISI - COMUNICACIONES
x(t)
xs(t)
fMAX fS ≥ 2 fMAX
FILTRO PASA BAJOS
Modulación por Pulsos: PAM
Hay tres métodos de muestreo:
1. IDEAL: Un impulso en cada instante de muestreo.
2. NATURAL: Un impulso de ancho pequeño con
amplitud variable siguiendo la forma de onda original
3. DE TECHO PLANO: Un impulso en cada instante de
muestreo y luego retención del valor muestreado
Unidad 8: Modulación y Multiplexación de señales UTN-FRT – ISI - COMUNICACIONES
a(t)
pd(t)
Modulación por Pulsos: PAM – Muestreo y Retención
Unidad 8: Modulación y Multiplexación de señales UTN-FRT – ISI - COMUNICACIONES
a(t)
pd(t)
Modulación por Pulsos: PAM c/TDM
Unidad 8: Modulación y Multiplexación de señales UTN-FRT – ISI - COMUNICACIONES
❑VENTAJAS
▪ Fácil de generar y de detectar
▪ Permite enviar mas de un canal usando TDM
❑DESVENTAJAS
▪ Resulta difícil eliminar el ruido aditivo una vez incorporado a la señal 
sin modificarla sustancialmente ya que afecta directamente la amplitud 
que contiene la información.
▪ El ancho de banda de transmisión es muy grande
▪ 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 todavía señal analógica y no digital.
Modulación por Pulsos: PAM
Unidad 8: Modulación y Multiplexación de señales UTN-FRT – ISI - COMUNICACIONES
Modulación por Pulsos: PWM
PWM (Pulse Width Modulation) a veces se llama modulación de duración de pulsos
(PDM) o modulación de longitud de pulso (PLM), como el ancho (porción activa del ciclo
de trabajo) de un pulso de amplitud constante se varía proporcional a la amplitud de la
señal analógica en el momento en que la señal es muestreada.
➢ La amplitud máxima de la señal analógica produce el pulso más ancho
➢ La amplitud mínima de la señal analógica produce el pulso más estrecho.
➢ Todos los pulsos tienen la misma amplitud.
Unidad 8: Modulación y Multiplexación de señales UTN-FRT – ISI - COMUNICACIONES
Señal analógica a(t)
Señal portadora Pd(t)
Señal Modulada m(t) PWM
Modulación por Pulsos: PWM
Unidad 8: Modulación y Multiplexación de señales UTN-FRT – ISI - COMUNICACIONES
Ventajas:
➢Alta inmunidad al ruido
➢Se puede distinguir la 
señal (pulso) del ruido en 
amplitud
Desventajas:
➢El ancho de banda 
requerido por un PWM es 
mayor que el requerido por 
un PAM
Modulación por Pulsos: PAM vs PWM
a(t)
Unidad 8: Modulación y Multiplexación de señales UTN-FRT – ISI - COMUNICACIONES
Modulación por Pulsos: PPM 
Con PPM (Pulse Position Modulation), la posición de un pulso de ancho constante
dentro de un intervalo de tiempo prescrito Ts se varía de acuerdo con la amplitud de la
muestra de la señal analógica.
Cuanto mayor sea la amplitud de la muestra, el pulso se coloca más a la derecha dentro
de la ranura de tiempo prescrito. La muestra de amplitud más alta produce un impulso
más a la derecha, y la muestra más baja amplitud produce un impulso a la extrema
izquierda.
El mínimo 
desplazamiento de pulso 
se usa para designar el 
mínimo valor de a(t) y el 
cambio de posición es 
proporcional a la señal 
moduladora a(t).
a(t)
pd(t)
PPM
Unidad 8: Modulación y Multiplexación de señales UTN-FRT – ISI - COMUNICACIONES
Modulación por Pulsos: PPM
❑Ventajas:
➢Muy alta inmunidad al ruido
➢Se puede distinguir fácilmente la señal (pulso) del ruido en 
amplitud
❑Desventajas:
➢El proceso y la circuitería de detección son mas complejos
Unidad 8: Modulación y Multiplexación de señales UTN-FRT – ISI - COMUNICACIONES
Modulación por Pulsos: PAM-PWM-PPM
a(t)
Unidad 8: Modulación y Multiplexación de señales UTN-FRT – ISI - COMUNICACIONES
Modulación por Pulsos: PCM Pulse Code Modulation 
El PCM consta de tres procesos:
1. Muestreo y Retención de la señal (básicamente PAM)
2. Cuantificación
3. Codificación
Nota: Antes de muestrear la señal a(t) la misma debe ser filtrada para limitar la frecuencia a fMAX
Unidad 8: Modulación y Multiplexación de señales UTN-FRT – ISI - COMUNICACIONES
Unidad 8: Modulación y Multiplexación de señales UTN-FRT – ISI - COMUNICACIONES
Modulación por Pulsos: PCM Pulse Code Modulation 
Muestreo: (sampling) Consiste en tomar muestras periódicas de la amplitud de la onda. La
velocidad de muestreo es la frecuencia de muestreo fs
Retención: (hold) Las muestras tomadas han de ser retenidas por un circuito de retención el
tiempo suficiente para permitir evaluar su nivel, generalmente hasta el próximo muestreo.
Cuantificación: En el proceso de cuantificación se mide el nivel de voltaje de cada una de las
muestras anteriores con el objeto de asignarles un único nivel de salida preestablecido. Este
proceso añade una señal indeseada llamada ruido de cuantificación que será menor cuando
mayor sean los niveles de cuantificación.
Codificación: Consiste en traducir esos valores obtenidos durante la cuantificación a un código
binario
a(t) a(n) aq(n)
Consideraciones del Cuantificación:
➢ En este proceso la señal analógica a(t) se divide en un determinado numero de niveles de 
cuantificación M=2n, siendo n el numero de bits que se emplearan para la transmisión.
➢ El bits mas significativo en la codificación es empleado como el bit de signo
➢ Se supone que la señal se distribuye uniformemente dentro del intervalo de cuantificación.
Unidad 8: Modulación y Multiplexación de señales UTN-FRT – ISI - COMUNICACIONES
Modulación por Pulsos: PCM Pulse Code Modulation 
a(t)
a*(t)
Pd(t)➢ En consecuencia, una señal 
cuantificada a*(t) es una 
aproximación de la señal analógica 
a(t)
➢ Se considera que la señal a ser 
cuantificada no presenta componente 
continua y alcanza una amplitud 
máxima preestablecida.
M=2n
Unidad 8: Modulación y Multiplexación de señales UTN-FRT – ISI - COMUNICACIONES
Modulación por Pulsos: PCM Pulse Code Modulation 
Pd(t)
a(t)
PCM es, con mucho, la forma más frecuente de la modulación de impulsos.
PCM es el método preferido de las comunicaciones dentro de la red telefónica pública
conmutada porque con PCM es fácil de combinar voz digitalizada y los datos digitales
en una única señal digital, de alta velocidad y propagarla sobre los cables de fibra
óptica o metálicos.
El término modulación de pulso codificado es un nombre inapropiado, ya que no es
realmente un tipo de modulación,sino más bien una forma de codificación digital de
señales analógicas
➢Con PCM, los pulsos son de longitud fija y amplitud fija.
➢PCM es un sistema binario en el que un pulso o la falta de un pulso dentro de una
ranura de tiempo prescrita representa ya sea un 1 lógico o un 0 lógico.
➢PWM, PPM, y PAM son digitales, pero rara vez binaria. Un pulso no representa un
solo dígito binario (bit).
Unidad 8: Modulación y Multiplexación de señales UTN-FRT – ISI - COMUNICACIONES
Modulación por Pulsos: PCM Pulse Code Modulation 
Cuantificación UNIFORME
➢ Hay que utilizar un número finito de valores discretos para representar en forma
aproximada la amplitud de las muestras. Para ello, toda la gama de amplitudes que
pueden tomar las muestras se divide en intervalos iguales y a todas las muestras cuya
amplitud cae dentro de un intervalo, se les da el mismo valor.
➢ El proceso de cuantificación introduce necesariamente un error, ya que se sustituye la
amplitud real de la muestra, por un valor aproximado. A este error se le llama error de
cuantificación.
➢ El error de cuantificación se podría reducir aumentando el número de intervalos de
cuantificación M, pero existen limitaciones de tipo práctico que obligan a que el
número de intervalos no sobrepase un determinado valor.
➢ Una cuantificación de este tipo, en la que todos los intervalos tienen la misma
amplitud, se llama cuantificación uniforme.
Unidad 8: Modulación y Multiplexación de señales UTN-FRT – ISI - COMUNICACIONES
Modulación por Pulsos: PCM Pulse Code Modulation 
Unidad 8: Modulación y Multiplexación de señales UTN-FRT – ISI - COMUNICACIONES
Modulación por Pulsos: PCM Pulse Code Modulation 
Cuantificación UNIFORME 
En una cuantificación uniforme la distorsión es la misma cualquiera que sea la amplitud de la
muestra. Por lo tanto cuanto menor es la amplitud de la señal de entrada mayor es la influencia
del error. La situación se hace ya inadmisible para señales cuya amplitud analógica está cerca
de un intervalo de cuantificación.
Para solucionar este problema existen dos soluciones:
1. Aumentar los intervalos de cuantificación - si hay más intervalos habrá menos errores pero
necesitaremos más números binarios para cuantificar una muestra y por tanto acabaremos
necesitando mas ancho de banda para transmitirla.
2. Mediante una cuantificación no uniforme, en la cual se toma un número determinado de
intervalos y se distribuyen de forma no uniforme aproximándolos en los niveles bajos de
señal, y separándolos en los niveles altos. De esta forma, para las señales débiles es como
si se utilizase un número muy elevado de niveles de cuantificación, con lo que se produce
una disminución de la distorsión. Sin embargo para las señales fuertes se tendrá una
situación menos favorable que la correspondiente a una cuantificación uniforme, pero
todavía suficientemente buena.
Por lo tanto lo que podemos hacer es realizar una cuantificación no uniforme mediante un codec
(compresor-descompresor) y una cuantificación uniforme
Unidad 8: Modulación y Multiplexación de señales UTN-FRT – ISI - COMUNICACIONES
Modulación por Pulsos: PCM Pulse Code Modulation 
Unidad 8: Modulación y Multiplexación de señales UTN-FRT – ISI - COMUNICACIONES
Modulación por Pulsos: PCM Pulse Code Modulation 
Cuantificación NO UNIFORME
✓ La cuantificación no-uniforme se usa en los codificadores PCM de voz, ya que
durante la mayor parte del tiempo los niveles de potencia de la voz son bajos y
conviene tener la relación S/N relativamente constante en una amplia gama de
potencia.
✓ Consiste en ecualizar con intervalos mas pequeños las señales de menor potencia, y
con niveles mas espaciados las muestras de mayor energía de la señal.
✓ La distorsión de la señal se evita efectuando el proceso inverso en el extremo
receptor.
✓ Es importante que se hayan desarrollado estándares para determinar el tamaño de
los niveles de cuantificación.
✓ Ley A: Se emplea en Europa y el resto del mundo
✓ Ley µ: Se emplea en EEUU, Canadá y Japón.
✓ El efecto de cuantificación no uniforme se logra también amplificando los niveles
pequeños de la señal y comprimiendo las muestras de mayor amplitud antes de
presentar la muestra a un conversor A/D uniforme.
ley A (a-law): Por lo tanto, si damos más niveles de 
cuantificación a las bajas amplitudes y 
menos a las altas conseguiremos más 
resolución, un error de cuantificación 
inferior y por lo tanto una relación SNR 
superior que si efectuáramos 
directamente una cuantificación uniforme 
para todos los niveles de la señal
La ley A esta formada por 13 segmentos 
de recta (en realidad son 16 segmentos, 
pero como los tres segmentos centrales 
están alineados, se reducen a 13). Cada 
uno de los 16 segmentos, esta dividido en 
16 intervalos iguales entre si, pero 
distintos de unos segmentos a otros
Unidad 8: Modulación y Multiplexación de señales UTN-FRT – ISI - COMUNICACIONES
Modulación por Pulsos: PCM Pulse Code Modulation 
ley µ (µ -law):
Unidad 8: Modulación y Multiplexación de señales UTN-FRT – ISI - COMUNICACIONES
Modulación por Pulsos: PCM Pulse Code Modulation 
❑ Entonces, cada muestra cuantificada se representa, o codifica mediante un numero 
binario.
❑ Normalmente en telefonía se utilizan 256 intervalos de cuantificación para representar 
todas las posibles muestras (por ejemplo para G.711 tanto ley A como ley μ), por 
tanto se necesitarán números binarios de 8 bits para representar a todos los 
intervalos (pues 28 = 256).
❑ El dispositivo que realiza la cuantificación y la codificación se llama codificador.
La decodificación es el proceso mediante el cual se reconstruyen las muestras, a partir 
de la señal numérica procedente de línea. Este proceso se realiza en un dispositivo 
denominado decodificador.
Al conjunto de un codificador y de un decodificador en un mismo equipo, se le llama 
codec.
Unidad 8: Modulación y Multiplexación de señales UTN-FRT – ISI - COMUNICACIONES
Modulación por Pulsos: PCM Pulse Code Modulation 
Ejemplo2:
El audio de los CD se muestrea a fS=44.100Hz y se cuantiza a n=16 bits que asigna a 
cada muestra un valor entre M= 56536 = 216
Si tienen 44.100 muestras por segundo y 16 bits por muestra tenemos:
Velocidad del Canal C = 44.100 muestra/seg x 16 Bits/muestra = 705.600bps= 
705,6Kbps
Unidad 8: Modulación y Multiplexación de señales UTN-FRT – ISI - COMUNICACIONES
Modulación por Pulsos: PCM Pulse Code Modulation 
Ejemplo1:
Los datos de voz se limitan por debajo de 4000Hz o sea fMAX= 4000Hz
El audio de telefonía se muestrea a fS=8000Hz y se cuantiza a n=8 bits que asigna a 
cada muestra un valor entre M= 256 = 28
Si tienen 8000 muestras por segundo y 8 bits por muestra tenemos:
Velocidad del Canal C = 8000 muestra/seg x 8 Bits/muestra = 64.000bps= 64Kbps
Ventajas de la transmisión Digital
Unidad 8: Modulación y Multiplexación de señales UTN-FRT – ISI - COMUNICACIONES
1. La ventaja principal de la transmisión digital es la inmunidad al ruido. Las señales analógicas
son más susceptibles que los pulsos digitales a las variaciones de amplitud, frecuencia y de fase.
Con la transmisión digital, no se necesita evaluar esos parámetros, con tanta precisión, como en
la transmisión analógica, los pulsos recibidos se evalúan durante un intervalo de muestreo y se
hace una sola determinación si el pulso está arriba (1) o abajo de un umbral específico (0).
2. Almacenamiento y procesamiento: Las señales digitales pueden guardarse y procesarse más
fácilmente que las señales analógicas. Además pueden usarse algoritmos matemáticos de
compresión de datos mucho más eficientes, ahorrando gran cantidad de espacio y ancho de
banda.
3. Los sistemas digitales utilizan la regeneración de señales, en vez de la amplificación, por lo
tanto producen un sistema más resistente al ruido que su contraparte analógica.
4. Las señales digitales son más sencillas de medir y evaluar. Por lo tanto es más fácil comparar
el rendimiento de los sistemas digitales con diferentescapacidades de señalización e
información, que con los sistemas analógicos comparables.
5. Los sistemas digitales están mejor equipados para evaluar un rendimiento de error (por ejemplo,
detección y corrección de errores), que los analógicos.
6. Los equipos que procesan digitalmente consumen menos potencia y son más pequeños, y
muchas veces son más económicos.
Desventajas de la transmisión Digital
Unidad 8: Modulación y Multiplexación de señales UTN-FRT – ISI - COMUNICACIONES
1. La transmisión de las señales analógicas codificadas de manera digital requieren de más ancho 
de banda para transmitir que la señal analógica.
2. Las señales analógicas deben convertirse en códigos digitales, antes de su transmisión y 
convertirse nuevamente en analógicas en el receptor.
3. La transmisión digital requiere de sincronización precisa de tiempo entre los relojes del 
transmisor y receptor.
4. Los sistemas de transmisión digital son incompatibles con las instalaciones analógicas
existentes. 
Ventajas de los sistemas PCM
Unidad 8: Modulación y Multiplexación de señales UTN-FRT – ISI - COMUNICACIONES
1. En comunicaciones a largas distancias, las señales PCM pueden regenerarse por completo 
en estaciones repetidoras intermedias porque toda la información está contenida en el 
código.
2. En cada repetidora se transmite una señal esencialmente libre de ruido. Los efectos del ruido 
no se acumulan y solo hay que preocuparse por el ruido de la transmisión entre repetidoras 
adyacentes.
Los circuitos para la modulación y demodulación son todos digitales, alcanzando por ello gran 
confiabilidad y estabilidad, y se adaptan con rapidez al diseño lógico de circuitos integrados.
3. Las señales pueden almacenarse y ponerse a escala en el tiempo de manera eficiente.
4. Puede usarse un código eficiente para reducir la repetición innecesaria de información binaria 
(la redundancia en los mensajes).
5. Una codificación adecuada puede reducir los efectos del ruido y la interferencia.
La gran DESVENTAJA de PCM es su gran ancho de banda en comparación con el ancho de 
banda que requiere la señal analógica original, sin embargo con las ventajas tan potentes que 
posee, con mucha frecuencia se recurre a la PCM para ser utilizados en los sistemas de 
comunicaciones.
La tabla se puede interpretar de dos formas : 
1. Cuál es el SNR mínimo requerido para modular n bits sobre una portadora?
2. Cuántos bits pueden modularse para un dado SNR?
MODULACION DIGITAL: QAM vs SNR 
Unidad 8: Modulación y Multiplexación de señales UTN-FRT – ISI - COMUNICACIONES
Bits/Simbolo QAM SNRdB para BER < 10
-7 
4 16-QAM 21,8
6 64-QAM 27,8
8 256-QAM 33,8
9 512-QAM 36,8
10 1024-QAM 39,8
12 4096-QAM 45,8
14 16384-QAM 51,8
La tabla se puede interpretar de dos formas : 
1. Cuál es el SNR mínimo requerido para modular n 
bits sobre una portadora?
2. Cuántos bits pueden modularse para un dado SNR?
MODULACION DIGITAL: QAM vs SNR / PCM vs SNR 
Unidad 8: Modulación y Multiplexación de señales UTN-FRT – ISI - COMUNICACIONES
Bits/Simbolo QAM SNRdB para BER < 10
-7 
4 16-QAM 21,8
6 64-QAM 27,8
8 256-QAM 33,8
9 512-QAM 36,8
10 1024-QAM 39,8
12 4096-QAM 45,8
14 16384-QAM 51,8
Bits/muestra
Número de 
niveles
SNRdB
5 32 31,8
6 64 37,8
7 128 43,8
8 256 49,8
La tabla se puede interpretar de dos 
formas : 
1. Cuál es el SNR mínimo requerido 
para M niveles de cuantificación?
2. Cuántos bits por muestras se pueden 
usar para un dado SNR?
Técnicas de Multicanalización: MULTIPLEXACION
“Con esto se permite el compartir la infraestructura de un sistema de comunicación ya 
existente para enviar varias señales, en algunos casos de orígenes distintos”
Unidad 8: Modulación y Multiplexación de señales UTN-FRT – ISI - COMUNICACIONES
EL MULTIPLEXOR
▪ Combina (multiplexa) los datos (servicios) 
de las líneas de entrada
▪ Los transmite a través del enlace de mayor 
capacidad
EL DEMULTIPLEXOR
▪ Acepta la cadena de datos multiplexada
▪ Separa (demultiplexa) los datos (servicios) 
conforme al canal al que pertenece.
▪ Los distribuye a la línea apropiada de salida
Las técnicas de compartición del medio físico permiten un mejor aprovechamiento de los recursos 
https://www.monografias.com/trabajos11/teosis/teosis.shtml
https://www.monografias.com/trabajos12/fundteo/fundteo.shtml
❑Las técnicas de compartición del medio físico permiten un mejor
aprovechamiento de los recursos
❑Permiten que varios dispositivos compartan un mismo canal de 
comunicaciones 
❑Útil para rutas de comunicaciones paralelas entre dos localidades 
❑Minimizan los costos del comunicaciones, al rentar una sola línea privada 
para comunicación 
Unidad 8: Modulación y Multiplexación de señales UTN-FRT – ISI - COMUNICACIONES
Técnicas de Multicanalización: MULTIPLEXACION
Ejemplos:
➢Redes telefónicas.
➢Televisión por cable
➢Enlaces satelitales
➢Telefonía Celular
➢Internet.
Tipos Básicos de Multicanalización o Técnicas de Multiplexación
1. Por División de Frecuencia (FDM)
2. Por División de Tiempo (TDM)
▪ TDM Síncrona : señal digital / señal analógica 
digitalizada 
▪ TDM Asíncrona / Estadística / Inteligente 
3. Por División de Código (CDM)
4. Por División de Longitud de Onda (WDM)
Técnicas de Multicanalización: MULTIPLEXACION
Unidad 8: Modulación y Multiplexación de señales UTN-FRT – ISI - COMUNICACIONES
TDM: solo es para señales digitales.
FDM: las señales pueden ser analógicas o digitales.
WDM: se usa Fibra Óptica para transmitir varias señales, cada una de ellas con distinta 
longitud de onda, siendo un caso especial de FDM.
Técnicas de Multicanalización: FDM
En FDM el ancho de banda disponible se divide en un número determinado de slots o 
segmentos independientes (sin solapamientos). Cada segmento lleva una señal de 
información, como por ejemplo un canal de voz 
Esta técnica es muy popular en la transmisión analógica como la radiodifusión, 
TV...Suponiendo que los mensajes a transmitir son de ancho de banda limitado, lo que 
se hace es modular cada uno de ellos a una frecuencia portadora distinta con lo que se 
consigue trasladar el mensaje a otra banda del espectro de frecuencias que se 
encuentre libre. 
Unidad 8: Modulación y Multiplexación de señales UTN-FRT – ISI - COMUNICACIONES
Traslación de todos los canales (voz) 
a diferentes frecuencias portadoras 
f1, f2, f3 
Se emplean canales de 4 KHz para 
cada canal BB o canal de voz 
Traslación de frecuencias: 
mediante moduladores 
Unidad 8: Modulación y Multiplexación de señales UTN-FRT – ISI - COMUNICACIONES
Técnicas de Multicanalización: FDM en el plano del tiempo
Demo
Demo
Demo
Unidad 8: Modulación y Multiplexación de señales UTN-FRT – ISI - COMUNICACIONES
Técnicas de Multicanalización: FDM en plano de la frecuencia
Técnicas de Multicanalización: FDM para ASK
TRANSMISION
Unidad 8: Modulación y Multiplexación de señales UTN-FRT – ISI - COMUNICACIONES
RECEPCION
Unidad 8: Modulación y Multiplexación de señales UTN-FRT – ISI - COMUNICACIONES
Técnicas de Multicanalización: FDM para ASK
Unidad 8: Modulación y Multiplexación de señales UTN-FRT – ISI - COMUNICACIONES
Técnicas de Multicanalización: FDM
Ejemplo1:
Se multiplexan cinco canales de radio, cada uno con un B=100KHz.
Cual es el ancho de banda del enlace si se necesita una banda de guarda de 10KHz 
entre los canales para evitar interferencias?
Unidad 8: Modulación y Multiplexación de señales UTN-FRT – ISI - COMUNICACIONES
Técnicas de Multicanalización: FDM
Ejemplo2:
Para 4 canales de datos digitales, cada uno transmitiendo a R=1Mbps, se utiliza un canal satelital de 
ancho de banda B=1MHz. 
Diseñe una configuración apropiada utilizando FDM con modulación n-QAM 
Solucion1:
El canal satelital se divide entonces en 
4 canales cada uno de:
𝐵_(𝑀−𝑎𝑟𝑖𝑜) = 250KHz
R =1Mbps es modulado de forma que 
cumpla:
𝐵𝑀−𝑎𝑟𝑖𝑜 =
𝑅
𝑙𝑜𝑔2𝑀
𝑙𝑜𝑔2𝑀 =
𝑅
𝐵𝑀−𝑎𝑟𝑖𝑜
=
1𝑀𝑏𝑝𝑠
0,250𝑀𝐻𝑧
= 4
Entonces M=4 
Por lo tanto la modulación será 16-QAMTécnicas de Multicanalización: TDM
El principio de los TDM consiste en utilizar un solo canal de alta capacidad y dividirlo en subcanales
lógicos definidos en base al tiempo. A cada uno de los subcanales se le asigna un breve intervalo
temporal durante el cual puede disponer de todo el canal principal. Por rotación o por métodos
estadísticos evolucionados cada subcanal puede transmitir y recibir los propios datos al mismo
tiempo (en termino de percepción humana, ya que los intervalos son muy breves y por eso
imperceptibles) que los otros subcanales
El mecanismo para asignar los intervalos de tiempo se basa en una técnica de interleaving, según la 
cual los datos que se transmiten por los distintos canales se secuencializan mediante una ley 
previamente definida. Se utilizan dos modelos de interleaving , llamados character interleaving y bit 
interleaving 
Unidad 8: Modulación y Multiplexación de señales UTN-FRT – ISI - COMUNICACIONES
Técnicas de Multicanalización: TDM Sincrónica
La TDM síncrona asigna secuencialmente una ranura de tiempo a cada dispositivo aún
en el caso de que alguno de ellos no tenga nada que transmitir (no se aprovecha toda la
capacidad del camino, ya que algunas ranuras de tiempo pueden quedar vacías).
Unidad 8: Modulación y Multiplexación de señales UTN-FRT – ISI - COMUNICACIONES
En la entrada:
El flujo de datos de cada conexión de
entrada se divide en unidades que
ocupan una ranura de tiempo (canal
de entrada).
Esta unidad o ranura de tiempo
puede ser 1, 2, …8 bits (una muestra
en telefonía) o un bloque de datos
Técnicas de Multicanalización: TDM Sincrónica
Unidad 8: Modulación y Multiplexación de señales UTN-FRT – ISI - COMUNICACIONES
En la salida:
Cada unidad de entrada se convierte
en una de salida y ocupa una ranura
de tiempo (time slot) denominada
canal
La ranura de tiempo de salida de
cada canal es n veces mas corta que
la de entrada. Es decir, la unidad en la
conexión de salida viaja mas rápido.
Las ranuras de tiempo se agrupan en
tramas. Una trama consta de un ciclo
completo de ranuras de tiempo, con
una ranura (canal) dedicada a cada
dispositivo de entrada, es por eso que
se denomina TDM sincrónica
La TDM síncrona asigna secuencialmente una ranura de tiempo a cada dispositivo aún
en el caso de que alguno de ellos no tenga nada que transmitir (no se aprovecha toda la
capacidad del camino, ya que algunas ranuras de tiempo pueden quedar vacías).
Unidad 8: Modulación y Multiplexación de señales UTN-FRT – ISI - COMUNICACIONES
Técnicas de Multicanalización: TDM Sincrónica
Ejemplo 1: TDM Sincronica orientada al bit
Cuatro conexiones de 1Kbps se multiplexan 
juntas. Una unidad es 1 bit. Calcule:
a) Cantidad de bits de la trama de salida
b) La tasa de transmisión del enlace
c) La duración de cada trama de entrada
a) 4 bits
b) 4 Kbps
c) 1 ms
Trama de 4 bits
Tasa de bit = 4 bits/1 ms = 4 Kbps
Duración de la trama = 1 ms
1bit
1Kbps
1Kbps
1Kbps
1Kbps
Unidad 8: Modulación y Multiplexación de señales UTN-FRT – ISI - COMUNICACIONES
Técnicas de Multicanalización: TDM Sincrónica
Ejemplo 2: TDM Sincronica orientada al caracter
Se multiplexan 4 canales utilizando TDM de 
100bps cada uno. Una unidad es 1 byte. Calcule:
a) Cantidad de bits de la trama de salida
b) La tasa de transmisión del enlace
c) La duración de cada trama de entrada
a) 32 bits
b) 400 bps
c) 80 ms
8bits
Tasa de bit = 32 bits/80 ms = 400 bps
Duración de la trama = 80 ms
Unidad 8: Modulación y Multiplexación de señales UTN-FRT – ISI - COMUNICACIONES
Ejemplo 3: TDM Sincronica orientada al caracter
Un multiplexor que combina 4 canales de 100Kbps 
utilizando una ranura de tiempo de 2 bits. Calcule:
a) La tasa de transmisión del enlace
b) Cantidad de bits de la trama de salida
c) La duración de cada trama
a) 400 Kbps
b) 8 bits
c) 20 µs
Técnicas de Multicanalización: TDM Sincrónica
Tasa de bit = 8 bit/20 µs = 400 Kbps
Duración de la trama = 20 µs 
Técnicas de Multicanalización: TDM Sincrónica
Unidad 8: Modulación y Multiplexación de señales UTN-FRT – ISI - COMUNICACIONES
Sincronización de tramas
La implementación de TDM no es tan sencilla como FDM. La sincronización entre el
Multiplexor y el Demultiplexor es un problema importante, si no están sincronizados, un
bit de un canal puede ser recibido por un canal equivocado.
Por esta razón se añaden uno o mas bits de sincronización al comienzo de cada trama.
Estos bits siguen un patrón, trama a trama, que permite al Demultiplexor sincronizarse
con el flujo entrante y así poder separar las ranuras de tiempo de forma adecuada y sin
errores en el sincronismo.
Unidad 8: Modulación y Multiplexación de señales UTN-FRT – ISI - COMUNICACIONES
Técnicas de Multicanalización: TDM Sincrónica
Ejemplo 1: TDM Sincronica orientada al bit
Cuatro conexiones de 1Kbps se multiplexan 
juntas. Una unidad es 1 bit. Calcule:
a) Cantidad de bits de la trama de salida
b) La tasa de transmisión del enlace
c) La duración de cada trama de entrada
a) 4 bits
b) 4 Kbps
c) 1 ms
Trama de 4 bits
Tasa de bit = 4 bits/ 1 ms = 4 Kbps
Duración de la trama = 1ms
1bit
1Kbps
1Kbps
1Kbps
1Kbps
Ejemplo 4: TDM Sincronica orientada al bit
Cuatro conexiones de 1Kbps se multiplexan 
juntas. Una unidad es 1 bit mas 1 bit de 
sincronismo, Calcule:
a) Cantidad de bits de la trama de salida
b) La tasa de transmisión del enlace
c) La duración de cada trama de entrada
a) 5 bits
b) 5 Kbps
c) 1 ms
Trama de 5 bits
Tasa de bit = 5 bits/1 ms = 5 Kbps
Duración de la trama = 1ms
1bit
1Kbps
1Kbps
1Kbps
1Kbps
Bit de Sincronismo
Unidad 8: Modulación y Multiplexación de señales UTN-FRT – ISI - COMUNICACIONES
Técnicas de Multicanalización: TDM Sincrónica
Ejemplo 2: TDM Sincronica orientada al caracter
Se multiplexan 4 canales utilizando TDM de 
100bps cada uno. Una unidad es 1 byte. Calcule:
a) Cantidad de bits de la trama de salida
b) La tasa de transmisión del enlace
c) La duración de cada trama de entrada
a) 32 bits
b) 400 bps
c) 80 ms
8bits
Tasa de bit = 32 bits/80 ms= 400 bps
Duración de la trama = 80 ms
Ejemplo 5: TDM Sincronica orientada al caracter
Se multiplexan 4 canales utilizando TDM de 
100bps cada uno. Una unidad es 1 byte mas 1 
byte de sincronismo. Calcule:
a) Cantidad de bits de la trama de salida
b) La tasa de transmisión del enlace
c) La duración de cada trama de entrada
a) 40 bits
b) 500 bps
c) 80 ms
8bits
Trama de 5 bytes
40 bits
Tasa de bit = 40 bits/80 ms= 500 bps
Duración de la trama = 80ms
Byte de Sincronismo
Unidad 8: Modulación y Multiplexación de señales UTN-FRT – ISI - COMUNICACIONES
Ejemplo 3: TDM Sincronica orientada al caracter
Un multiplexor que combina 4 canales de 100Kbps 
utilizando una ranura de tiempo de 2 bits. Calcule:
a) La tasa de transmisión del enlace
b) Cantidad de bits de la trama de salida
c) La duración de cada trama
a) 400 Kbps
b) 8 bits
c) 20 µs
Técnicas de Multicanalización: TDM Sincrónica
Tasa de bit = 8 bit/20 µs = 400 Kbps
Duración de la trama = 20 µs 
Ejemplo 6: TDM Sincronica orientada al caracter
Un multiplexor que combina 4 canales de 100Kbps 
utilizando una ranura de tiempo de 2 bits mas 1 bit 
de sincronismo, Calcule: 
a) La tasa de transmisión del enlace
b) Cantidad de bits de la trama de salida
c) La duración de cada trama
a) 450 Kbps
b) 9 bits
c) 20 µs
Tasa de bit = 9 bit/20 µs = 450 Kbps
Duración de la trama = 20 µs 
1 10
Bit de SincronismoTamaño de la
Trama: 9 bits
Unidad 8: Modulación y Multiplexación de señales UTN-FRT – ISI - COMUNICACIONES
Ejemplo 7: TDM Sincronica orientada al caracter
Un multiplexor que combina 30 canales de 64Kbps utilizando una ranura de tiempo de 1 byte mas 1 Byte de 
Sincronismo mas 1 Byte de Señalización, calcule:
a) Cantidad de bits de la trama de salida
b) La duración de cada trama
c) La tasa de transmisión del enlace
a) 32 TS * 8bits = 256 bits
b) Ts = 1/8000 = 125 µs
c) R = 2,048 Mbps
Técnicas de Multicanalización: TDM Sincrónica
SincronismoE0=64Kbps
8 bits
TS31 TS30 TS17 TS16 TS1 TS0TS15
Señalización
TRAMA E1
TDM
E0=64Kbps
30 CANALES E0
Técnicas de Multicanalización: TDM Asincrónica
En TDM Estadística las ranuras temporales se asignan dinámicamente, según la 
demanda 
❑Cada línea de Entrada/Salida tiene una memoria temporal. 
❑El multiplexor sondea las memorias de entrada y recoge datos hasta completar el 
ciclo, que monta en la trama y envía… 
❑Al recibir la trama el Demultiplexor distribuye las ranuras a las memorias de salida 
correspondientes. 
❑La velocidad de línea es menor que la agregada de dispositivos, por lo que se puede 
dar servicio a más dispositivos con la misma velocidad que TDM Sincrónica 
❑TDM Estadística NO envía ranuras vacías si no hay datos a enviar. 
❑Necesita direccionamiento en cada ranura para reconocer la salida correspondiente 
❑Usa protocolo síncrono (HDLC) 
Unidad 8: Modulación y Multiplexación de señales UTN-FRT – ISI - COMUNICACIONES
Técnicas de Multicanalización: TDM Asincrónica
Unidad 8: Modulación y Multiplexación de señales UTN-FRT – ISI - COMUNICACIONES
En TDM sincrónica, cada entrada tiene una ranura reservada en la trama de salida. Esto puede ser
ineficiente si algunas de las líneas de entrada no poseen datos para enviar (se enviara una ranura vacía)
En TDM asincrónica, las ranuras se asignan dinámicamente. Solo cuando una línea de entrada tiene
datos que enviar obtiene una ranura en la trama de salida
Unidad 8: Modulación y Multiplexación de señales UTN-FRT – ISI - COMUNICACIONES
Técnicas de Multicanalización: TDM Asincrónica
Unidad 8: Modulación y Multiplexación de señales UTN-FRT – ISI - COMUNICACIONES
Técnicas de Multicanalización: TDM Asincrónica
Que pasa si las tasas de datos a la entrada del multiplexor TDM no son iguales? Hay 4 estrategias:
▪ Cuando la tasa de bits de un
canal de entrada es múltiplo
de las otras
▪ Se añade un nivel previo de
multiplexación para igualarlas
tasas de bits
▪ Cuando la tasa de bits de un
canal de entrada es múltiplo
de las otras
▪ Se inserta un conversor serie
paralelo para asignar a este
canal mas de una ranura en la
trama de salida
▪ Cuando las tasas de bits de
los canales de entrada no son
múltiplos enteros unos de
otros
▪ Se insertan bits extras a los
canales con las tasas mas
bajas de manera de igualar
sus velocidades
1.- TDM Multinivel 2.- Múltiples ranuras 3.- Inserción de bits
Que ocurría si la línea 1 utiliza grandes paquetes de datos y la línea 2 utiliza paquetes muy pequeños
(sonido y video), o sea no se da ninguno de los casos anteriores?
Técnicas de Multicanalización: TDM Asincrónica
Línea 1
Línea 2
La mezcla de paquetes pequeños de
voz y video con el trafico de datos
convencional crea retardos
inaceptables y hace que los enlaces de
paquetes compartidos no se puedan
utilizar para voz y video
Así se creo una tecnología llamada ATM (Asynchronous Transfer Mode) para
poder transportar diferentes fuentes y de distintas velocidades.
Utiliza TDM asincrónica para multiplexar los paquetes de datos que viene de
diferentes canales. Por eso se la denomina Modo de Transferencia
Asincrónica ATM
En ATM, los paquetes de diferentes tamaños se segmentan y reensamblan
en unidades de igual longitud, llamadas celdas de 53 bytes (48 bytes datos +
5 bytes de control), las cuales se multiplexan en forma asincrónica.
Unidad 8: Modulación y Multiplexación de señales UTN-FRT – ISI - COMUNICACIONES
48 bytes 
5 bytes 
Celda ATM
Unidad 8: Modulación y Multiplexación de señales UTN-FRT – ISI - COMUNICACIONES
Técnicas de Multicanalización: TDM Asincrónica
Flujo de salida
155,52 Mbps
ATM (Asynchronous Transfer Mode)
En la transmisión de señales digitales se recurre a la multiplexación TDM con el fin de 
agrupar varios canales en un mismo vínculo. Si bien la velocidad básica usada en las 
redes digital se encuentra estandarizada en 64Kbps, las velocidades de los órdenes de 
multiplexación en cambio forman varias jerarquías.-
JERARQUÍAS DIGITALES: PDH (E1 y T1)
Unidad 8: Modulación y Multiplexación de señales UTN-FRT – ISI - COMUNICACIONES
El primer sistema estándar se desarrolló en los años 70 y se denomina Jerarquía PDH 
(Plesiochronous Digital Hierarchy). Plesio=casi ya que diferentes partes de la red están 
‘casi’ sincronizadas 
❑ En Europa se utiliza la PDH del sistema ‘E’ (G.732) que utiliza como agrupación 
básica la señal E1, contiene 30 canales + 2 de servicio y sincronismo y transmite 
2048 Kbps
❑ En Norteamérica y Japón se utiliza el sistema ‘T’ (G.733) que tiene su base en la 
señal T1 con 24 canales + 1 bit y trasmite a 1544 Kbps
JERARQUÍAS DIGITALES: PDH (E1 y T1)
Unidad 8: Modulación y Multiplexación de señales UTN-FRT – ISI - COMUNICACIONES
CARACTERISTICAS
Frecuencia de Muestreo
Numero de muestras por canal telefonico
Tamaño de la Trama PCM
Numero de bits en cada palabra
Velocidad de bit de cada canal
CARACTERISTICAS E1 T1
Segmentos de compresion caracteristica Ley A (13 segmetos) Ley µ (15 segmetos)
Numero de Time Slot por trama PCM 32 24 + 1 bit
Numero de bits por trama PCM 32 * 8 bits = 256 bits 24 * 8 bits + 1 bit = 193 bits
Duracion de un Time Slot de 8 bits 125 µs/32 = 3,9 µs 125 µs/24 = 5,2 µs
Velocidad de la señal TDM 256bits/125 µs= 2,048Mbps 193bits/125 µs= 1,544Mbps
Características que diferencian formatos de comunicación E1 y T1 
E1 Y T1
fS = 8 KHz
8000 muestras/seg
1/8000 = 125 µs
8
R= 8000 m/s . 8 bits/m = 64Kbps
Características comunes entre formatos de comunicación E1 y T1 
Unidad 8: Modulación y Multiplexación de señales UTN-FRT – ISI - COMUNICACIONES
JERARQUÍAS DIGITALES: PDH (E1)
Unidad 8: Modulación y Multiplexación de señales UTN-FRT – ISI - COMUNICACIONES
JERARQUÍAS DIGITALES: PDH (T1)
❑ Se basa en líneas dedicadas 
digitales. Envía tramas de mayor 
capacidad a partir de multiplexar 
tramas de nivel inferior llamadas 
tributarios: E1, E2, E3, E4.
❑ El canal básico de 64 kbps se 
llama a veces línea E0.
❑ Al agrupar tributarios, se agregan 
bits de sincronismo porque el reloj 
de las redes de donde vienen es 
independiente.
❑ Multiplexación se produce bit a bit, 
excepto para E0.
JERARQUÍAS DIGITALES: PDH-E
Unidad 8: Modulación y Multiplexación de señales UTN-FRT – ISI - COMUNICACIONES
NIVEL CIRCUITOS VELOCIDAD COMPOSICION
E1 30 2,048 Mbps 32 TS
E2 120 8,448 Mbps 4 x E1 + sinc
E3 480 43,368 Mbps 4 x E2 + sinc
E4 1920 139,264 Mbps 4 x E3 + sinc
❑ Se basa en líneas dedicadas 
digitales. Envía tramas de mayor 
capacidad a partir de multiplexar 
tramas de nivel inferior llamadas 
tributarios: T1, T2, T3, T4.
❑ El canal básico de 64 kbps se 
llama a veces línea T0.
❑ Al agrupar tributarios, se agregan 
bits de sincronismo porque el reloj 
de las redes de donde vienen es 
independiente.
❑ Multiplexación se produce bit a bit, 
excepto para T0.
JERARQUÍAS DIGITALES: PDH-T
Unidad 8: Modulación y Multiplexación de señales UTN-FRT – ISI - COMUNICACIONES
NIVEL CIRCUITOS VELOCIDAD COMPOSICION
T1 24 1,544 Mbps 24 TS + 1 bit
T2 96 6,312 Mbps 4 x T1 + sinc
T3 672 44,736 Mbps 7 x T2 + sinc
T4 2016 139,264 Mbps 3 x T3 + sinc
1. Incompatibilidad intercontinental: Su diferente velocidad según los continentes la hace 
incompatible, por lo que las conexiones intercontinentales requieren el uso de 
costosísimas ‘cajas negras’ para la conversión de unos formatos a otros.
2. No pensada para fibra óptica: Su diseño no prevé el uso de fibras ópticas, ya que en los 
años setenta sólo se utilizaba cable de cobre en las comunicaciones guiadas
3. Capacidades máximas bajas: Las capacidades máximas previstas resultan insuficientes 
para las capacidades de los equipos actuales (Japón 98 Mbps, Norteamérica 274 Mbps, 
Resto mundo E4=139 Mbps)
4. Carece de herramientas de gestión y de mecanismos de tolerancia a fallos:
▪ No dispone de mecanismos de gestión ni se prevé la creación de topologías malladas 
para dotar a la red de una mayor resistencia a fallos.
5. Los relojes no están perfectamentesincronizados.
▪ La sincronización de las tramas que componen un determinado nivel jerárquico se 
realiza mediante el uso de bits de relleno, lo cual impide la extracción o inserción de 
tramas entre niveles no contiguos. Por ejemplo no es posible extraer una trama E1 de 
una E3 sin realizar antes la separación de las E2 correspondientes.
Unidad 8: Modulación y Multiplexación de señales UTN-FRT – ISI - COMUNICACIONES
JERARQUÍAS DIGITALES: Los cinco problemas de la jerarquía PDH
❑ Es un conjunto de protocolos de transmisión de datos.
❑ Se puede considerar como la revolución de los sistemas de transmisión, como 
consecuencia de la utilización de la fibra óptica como medio de transmisión, así como de 
la necesidad de sistemas más flexibles y que soporten anchos de banda elevados.
❑ La jerarquía SDH se desarrolló en EE. UU. bajo el nombre de SONET o ANSI T1X1 y 
posteriormente el CCITT (Hoy UIT-T) en 1989 publicó una serie de recomendaciones 
donde quedaba definida con el nombre de SDH.
❑ Uno de los objetivos de esta jerarquía estaba en el proceso de adaptación del sistema 
PDH (Plesiochronous Digital Hierarchy), ya que el nuevo sistema jerárquico se 
implantaría paulatinamente y debía convivir con la jerarquía plesiócrona instalada. Ésta es 
la razón por la que la ITU-T normalizó el proceso de transportar las antiguas tramas en la 
nueva. La trama básica de SDH es el STM-1 (Synchronous Transport Module level 1), con 
una velocidad de 155 Mbps, que es la suma de tramas E.
❑ Los estándares SONET/SDH se desarrollaron a la vez que ATM con el objetivo de que se 
complementaran. SONET/SDH abarca el nivel físico y ATM los niveles de enlace, de red y 
de transporte
JERARQUÍAS DIGITALES: SDH (Synchronous Digital Hierarchy) 
Unidad 8: Modulación y Multiplexación de señales UTN-FRT – ISI - COMUNICACIONES
https://es.wikipedia.org/wiki/Sistema_de_transmisi%C3%B3n
https://es.wikipedia.org/wiki/Fibra_%C3%B3ptica
https://es.wikipedia.org/wiki/EE._UU.
https://es.wikipedia.org/wiki/SONET
https://es.wikipedia.org/w/index.php?title=ANSI_T1X1&action=edit&redlink=1
https://es.wikipedia.org/wiki/CCITT
https://es.wikipedia.org/wiki/1989
Unidad 8: Modulación y Multiplexación de señales UTN-FRT – ISI - COMUNICACIONES
El módulo de Transporte Síncrono: STM-1
En SDH, cada trama va encapsulada en una estructura denominada contenedor, y se organiza como un 
marco, con campos de carga útil y encabezados de control para identificar el contenido de la estructura. 
La transmisión de una trama comienza en la esquina superior izquierda y termina en la inferior derecha. 
Se transmiten 8.000 tramas por segundo (una cada 125 µs).
A diferencia de PDH, en SDH las señales 
tributarias se multiplexan byte a byte de forma 
síncrona (las señales de reloj se extraen de una 
referencia común).
STM-1:
8000 tramas * (270 columnas * 9 filas * 8 bits)= 155,52 Mbps
(270*9*8) bit/125 µs = 155,52Mbps
(261*9*8) bit/125 µs = 150,336Mbps carga útil de datos
SOH = Section OverHead (9 columnas)
Importante.- SDH no nace para sustituir a
PDH, sino para ser usado en conjunto
como medio de transporte en los enlaces
que requieren mayor capacidad. Por ello,
se ha previsto una forma estándar para
transporta tramas PDH dentro de tramas
SDH (hasta 3 E3 en una STM-1).
El módulo de Transporte Síncrono: STM-1
MUX
SDH
Flujos de entrada 
o Tributarios: E1, 
PDH, ATM, IP. Tasa =  tasas 
de entrada
Láser
En palabras simples, las transmisiones 
SDH son como tuberías que portan tráfico 
en forma de paquetes de información. 
Estos paquetes son de aplicaciones de E1, 
PDH, ATM o IP. El papel de SDH es 
gestionar la transmisión eficiente a través 
de la red óptica, con mecanismos internos 
de protección.
JERARQUÍAS DIGITALES: SDH (Synchronous Digital Hierarchy) 
Unidad 8: Modulación y Multiplexación de señales UTN-FRT – ISI - COMUNICACIONES
SDH es la tecnología dominante en la 
capa física de transporte de las 
actuales redes ópticas. Permite el 
transporte de muchos tipos de tráfico, 
tales como voz, video y el paquete de 
datos como los genera IP. 
Usando el modelo OSI, SDH es visto 
como un protocolo de nivel 1 que 
actúa como el portador físico de 
aplicaciones de nivel 2 a 4. 
En palabras simples, 
las transmisiones SDH son como 
tuberías que portan tráfico en forma 
de paquetes de información. Estos 
paquetes son de aplicaciones de E1, 
PDH, ATM o IP. El papel de SDH es 
gestionar la transmisión eficiente a 
través de la red óptica, con 
mecanismos internos de protección.
E3
E1
.
.
E1
E3
Conversor electro-
óptico
Codificador 
(scrambler)
Multiplexor 4:1 Multiplexor 4:1
OC-48c
STM-16STM-4STM-1
Tramas PDH 
Tramas SDH
E3
E3
Los niveles de jerarquía superior se forman multiplexando a nivel de byte varias estructuras STM-1
utilizando una referencia común de reloj. Es así que se obtienen STM-4, STM-16, STM-64, etc. 
Multiplexación SDH
En general, los módulos de transporte síncrono SDH se denominan STM-N, siendo N el nivel jerárquico. 
Actualmente están definidos para N= 4, N=16, N= 64 y N=256. 
Unidad 8: Modulación y Multiplexación de señales UTN-FRT – ISI - COMUNICACIONES
❑Aunque los usuarios finales se beneficiarán de SDH de forma indirecta, puesto que ésta
potenciará el desarrollo e implantación de sistemas de banda ancha de alta calidad y
fiabilidad, sus beneficios directos recaerán sobre los explotadores de redes:
❑Reducción de coste de los equipos de transmisión. Las razones principales son la
posibilidad de integrar las funciones de transmisión, multiplexación e interconexión en un
solo equipo; y la alta competencia entre proveedores de equipos debida a la alta
estandarización de SDH.
❑El acceso directo a las señales de cualquier nivel sin necesidad de demultiplexar en todos
los niveles.
❑La amplia gama de anchos de banda de transmisión y la posibilidad de acceder
directamente a las señales de cualquier nivel sin necesidad de demultiplexar en todos los
niveles inferiores, permiten la creación de una infraestructura de red muy flexible y uniforme.
❑La compatibilidad multifabricante a nivel de interfaces de transporte y de explotación, lo
cual garantizará la integración de las redes de los distintos operadores.
❑La convergencia con ATM e IP, y la capacidad de inter-funcionamiento simultáneo con
PDH.
VENTAJAS E INCONVENIENTES DE SDH
Unidad 8: Modulación y Multiplexación de señales UTN-FRT – ISI - COMUNICACIONES
Técnicas de Multicanalización: WDM
Unidad 8: Modulación y Multiplexación de señales UTN-FRT – ISI - COMUNICACIONES
WDM (Wavelength Division Multiplexing) es una tecnología de telecomunicaciones que transporta varias
señales sobre una única fibra óptica, empleando para cada señal una longitud de onda λ (portadora)
diferente
DWDM (Dense Wavelength Division Multiplexing) esta basado en la FDM, o WDM
La tecnología WDM se puede considerar como densa o DWDM a partir de 16 portadoras.
DWDM esta reservado para ondas muy cercanas en cuando a longitud de onda (o sea menor de 100GHz
correspondiente a 0,8nm) para una λ de 1,5µm
Unidad 8: Modulación y Multiplexación de señales UTN-FRT – ISI - COMUNICACIONES
Técnicas de Multicanalización: WDM
Se diseño para utilizar la capacidad de altas tasas de datos de la fibra. Conceptualmente es lo mismo que
FDM, excepto que involucra señales luminosas (frecuencias muy altas)
La idea es muy simple: Se requiere combinar múltiples haces de luz dentro de una única luz en el
multiplexor WDM
Combinar y dividir haces de luz se resuelve fácilmente mediante un prisma. Un prisma curva un rayo de
luz basándose en el ángulo de incidencia y la frecuencia.
Unidad 8: Modulación y Multiplexación de señales UTN-FRT – ISI - COMUNICACIONES
Técnicas de Multicanalización: WDM
Un sistema WDM se compone básicamente de un multiplexor y un demultiplexor opticos
Las señales monocromáticas de
diferentes λ (λ1, λ2, λ3,… λn) son
generadas por láseres y
conducidas por n fibras hasta el
multiplexor
El multiplexorcombina las
señales que le llegan en una
señal policromatica que se envía
a una solo fibra para su
transmisión.
El demultiplexor separa las
diferentes λ de la señal
policromatica para su
correspondiente procesamiento
Con el tipo adecuado de 
fibra se dispone de un 
dispositivo que realice 
ambas funciones a las vez, 
actuando como un 
multiplexor óptico de 
inserción extracción
OADM:
Optical Add-Drop Multiplexer
1.- Los primeros sistemas WDM usaron 2 longitudes de onda 
centradas en las ventanas de 1310 nm y 1550 nm. 
2.- Después fue CWDM (Coarse WDM) . La ITU (G.694.2) define 
una banda óptica de 18 λ´s, entre 1270 y 1610 nm, espaciadas 
entre ellas 20 nm.
Alrededor de 1.400 nm existe una atenuación alta debido al pico 
de absorción. Se fabrican fibras con este pico de absorción 
compensado
3.- Luego fue DWDM (Dense WDM) La ITU (G.692) 
define una banda óptica de 20 a 40 λ´s , entre 1530 y 
1570 nm.
Se usan 2 separaciones:
200 GHz (1.6 nm)
100 GHz (0.8 nm)
Técnicas de Multicanalización: Tipos de WDM
4.- Ya hay disponibles sistemas UWDM (Ultra dense 
WDM) con separaciones más densas.
50 GHz (0.4 nm)
25 GHz (0.2 nm) 
Unidad 8: Modulación y Multiplexación de señales UTN-FRT – ISI - COMUNICACIONES
Técnicas de Multicanalización: Topologías para DWDM
DWDM se ha diseñado para aplicaciones en redes de transporte WAN con alcances de varios cientos a 
miles de km sin regeneración
CWDM para aplicaciones en redes de acceso metropolitano como 10GbE, FTTH-PON, CATV y otros 
sistemas de corto alcance, que cubren decenas de km sin amplificación.
Para ambos casos se imponen estrategias separadas. Según la necesidad, se dispone de topologías 
punto a punto, en anillo y malla.
Unidad 8: Modulación y Multiplexación de señales UTN-FRT – ISI - COMUNICACIONES
CARACTERISTICAS:
❑ La fibra y el tráfico son lineales. Se usan en redes 
de transporte WAN y de acceso metropolitano. Con 
o sin multiplexor óptico OADM. 
❑ Son de alta velocidad; actualmente hasta 160 
Gbps. Pueden cubrir varios cientos a miles de km, 
con menos de 10 amplificadores. 
❑ En redes de acceso metropolitano no se necesitan 
amplificadores. 
❑ En los equipos, la redundancia está a nivel del 
sistema. Los enlaces paralelos conectan sistemas 
redundantes a cualquier punto final. 
Topología punto a punto 
Técnicas de Multicanalización: Topologías para DWDM
Unidad 8: Modulación y Multiplexación de señales UTN-FRT – ISI - COMUNICACIONES
CARACTERISTICAS:
❑ La fibra se instala en anillo. Los canales de tráfico se 
transmiten a través de los OADM hasta alcanzar su 
destino. Se usa en redes de acceso metropolitano.
❑ El anillo de fibra puede contener 4 canales con sus λ´s 
respectivas. Es típico que existan menos nodos que 
canales
❑ La velocidad de tráfico está en el rango de 622 Mbps a 
10 Gbps por canal. Pueden cubrir decenas de km sin 
amplificación
❑ En los OADM, se extraen y agregan λ´s, y otras pasan 
transparentemente. Las topologías en anillo permiten a 
los nodos OADM proporcionar el acceso para conectar 
routers, switches o servidores, agregando o extrayendo 
canales en el dominio óptico en el dominio óptico.
Topología en anillo
En los esquemas de anillos bidireccionales, el tráfico viaja desde el nodo origen al nodo receptor 
por la ruta más directa. Se usan para redes SONET/SDH, en especial cuando se implementan 
con 4 fibras, ofreciendo una completa redundancia
Técnicas de Multicanalización: Topologías para DWDM
Unidad 8: Modulación y Multiplexación de señales UTN-FRT – ISI - COMUNICACIONES
CARACTERISTICAS:
❑ Todos los nodos ópticos se 
interconectan entre sí. Se usan en 
redes de acceso metropolitano
❑ Requiere esquemas de protección 
con redundancia al sistema, tarjeta 
o nivel de fibra. La redundancia en 
esta arquitectura emigrará a la 
redundancia por λ
Topología en malla
La arquitectura en malla es el futuro de las arquitecturas en redes ópticas. Durante su despliegue, 
abarcará a los anillos y a las arquitecturas punto a punto, gracias a la introducción de los OXC (Optical
Cross-Connects) y switches configurables, que en algunos casos reemplazarían, y en otros 
complementarían a los dispositivos DWDM fijos.
Unidad 8: Modulación y Multiplexación de señales UTN-FRT – ISI - COMUNICACIONES
Resumen: Red WDM/STM
Multiplexación TDM. 
De flujos digitales T1, 
E1, PDH, ATM, IP.
1
Fibra óptica. Es el medio 
físico de las redes de 
transporte actuales. 
2
Fibra óptica de respaldo. 
Ruta alternativa en caso de 
falla de la principal.
3
Topología en anillo. 
Optimiza enlaces y 
fibras desplegadas en 
la red y ofrece rutas 
alternativas.
4
Gestión de red. Con un software 
se gestionan nodos y caminos 
de tráfico.
5
Sincronización. Los Operadores deben 
proporcionar temporización a todos lo 
elementos de la red, basada en una 
referencia común (reloj primario).
6